RAM DDR5 cómo funciona y sus diferencias con DDR4
Cuales son las principales diferencias entre DDR4 y DDR5. ¿Merece la pena cambiarse para gaming?
Con la llega de los nuevos procesadores de Intel de la serie 12k y socket lga1700, se ha añadido el soporte en algunas placas para DDR5. También los nuevos procesadores de AMD del socket AM5 traerán soporte para DDR5. Así que, ¿Qué es DDR5? ¿Merece la pena comprar DDR5? o ¿Qué diferencia tiene DDR5 con DDR4? vamos a intentar responder a todas estas preguntas en este artículo.
La DDR5 es una nueva especificación de SDRAM, de la Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC). En este artículo vamos a ver cuales son las principales diferencias de la DDR5 con la DDR4, sus características han sido publicadas en el JESD79-5 DDR5 SDRAM y actualizadas en octubre de 2021 por el JESD79-5A. El documento esta disponible en su página web por 369$.
Antes de nada vamos a aclarar que los datos aquí puestos son los de la especificación oficial, pero es obvio que existen memorias RAM DDR4 de más de 3200MHz, así que con DDR5 también se sobrepasarán estas especificaciones. Excepto para entornos empresariales, donde prima más otros aspectos que simplemente el rendimiento.
Diferencias entre la RAM DDR4 y DDR5
Las seis diferencias más importantes entre los SDRAM DIMM DDR4 y DDR5 los mostramos en la siguiente tabla.
| Características | DDR4 | DDR5 | Ventajas de DDR5 |
|---|---|---|---|
| Velocidad | 1.6 a 3.2 Gbps velocidad de datos 0.8 a 1.6 Ghz velocidad de reloj | 4.8 a 8.4 Gbps velocidad de datos 1.6 a 4.8 Ghz velocidad de reloj | Más ancho de banda |
| Voltaje IO | 1.2V | CA SSTL | 1.1V | CA PODL | Menor voltaje |
| Administración de energía | En la placa base | Chip dentro del DIMM | Mejor escalabilidad Más eficiencia en la energía |
| Arquitectura | 72 Bits por canal (64 datos + 8 ECC) 1 canal por DIMM | 40 Bits por canal (32 datos + 8ECC) 2 canales por DIMM | Menor latencia Más eficiencia |
| Burst Lenght | BC4, BL8 | BC8, BL16 | Más eficiente |
| Max. Densidad | 16GB por SDP y 64GB por stick | 64GB por SDP y 256GB por stick | 4 veces más de capacidad por stick de ram. |
1. DDR5 escala hasta 8.4Gbps
El ancho de banda hace falta aumentarlo, ya que cada vez más aplicaciones sobre todo en servidores lo necesitan, y DDR5 ayuda a satisfacer esa insaciable necesidad de velocidad. Mientras los DIMM de DDR4 tienen una velocidad máxima de 3.2 giga bits por segundo (Gbps) a una velocidad de reloj de 1.6 giga herzios (Ghz), los primeros DIMM de DDR5 ofrecen un incremento del 50% en el ancho de banda con 4.8 Gbps. Como máximo DDR5 puede alcanzar 8.4Gbps, así que nuevas características fueron añadidas en DDR5 que le permiten alcanzar estas velocidades.
2. Menor voltaje y menor consumo
El segundo cambio importante es la reducción del voltaje operativo (VDD), y eso se traducirá en un consumo menor. Con DDR5, el chip de búfer que registra el controlador de reloj (RCD) y el voltaje del búfer de datos (DB) se ha reducido de 1.2V a 1.1V. También se ha cambiado la señalización de comando/dirección (CA) de SSTL a PODL, lo que tiene la ventaja de no consumir energía estática cuando los pines están en estado alto.
Este cambio podrá variar entre los distintos módulos DIMM a la venta, según las velocidades de las que hagan gala. Pero fundamentalmente se han reducido los voltajes en comparación con DDR4.
3. Nueva administración de energía
El tercer cambio más importante es la inclusión de un pequeño chip en los DIMM de 12V y llamado power management IC (PMIC). El PMIC distribuirá el voltaje de 1.1V VDD, ayudando a reducir el ruido de la señal y a conservar mejor su integridad.
4. Cambios de la arquitectura de DDR4 frente a DDR5
El cuarto cambio es referente a la arquitectura. Los DIMM DDR4 tienen un bus de 72 bits, 64 bits de datos y 8 de ECC (Error Correcting Code). Con DDR5, cada DIMM tiene dos canales y cada uno de estos canales tendrá un bus de 40bits, 32 de datos y 8 de ECC. Aunque los datos tienen la misma anchura, al tener dos canales se mejora la eficiencia del acceso.
En los DIMM DDR5 el lado izquierdo y derecho de cada DIMM, es servidor por su propio canal y compartiendo el RCD. Mientras en DDR4 el RCD da dos señales por ciclo de reloj (datos+ECC) por lado, en DDR5 se han doblado a 4. Esto es una mejora ya que al tener 4 bloques DRAM por DIMM máximo, puede enviar sus 2 señales a cada uno de ellos de forma independiente. Esto permite mejorar el ruido de la señal, y a paliar el menor voltaje VDD.
5. Longitud de ráfaga más larga
Con la longitud de ráfaga de dieciséis (BL16), puede acceder a 64 bytes de datos, que es el tamaño típico de las cache de las CPU. Además puede hacer esto de forma independiente en cada uno de sus canales. Esto incrementa la concurrencia y la eficiencia de la memoria. El burst chop (BC8), simplemente existe para tener compatibilidad con DDR4 ya que es el BL8 de la misma.
6. Mayor densidad/capacidad
El último punto es la mayor densidad por DIMM. Realmente esto es necesario para servidores, y entornos empresariales pero la especificación tiene que adaptarse para todos. En los modulos DDR5 se ha añadido paquetes de ram (SDP) de 64GB, y cada DIMM puede tener un total de cuatro, consiguiendo 256GB por DIMM.
Además como ahora cada DIMM puede soportar hasta 4 veces mayor densidad, se han añadido las siguientes características a DDR5: recuperación ECC, error transparency mode, post-package repair (PPR), y lectura y escritura CRC.
- Recuperación ECC: Se puede recuperar 1 bit dañado.
- Error transparency mode: Muestra los errores por banco de memoria.
- post-package repair (PPR): La BIOS puede identificar una fallo en una fila por banco de DRAM y realizar un PPR para intercambiar la fila dañada con una fila de repuesto.
- Lectura y escritura CRC: Se crean hashes al escribir y leer que se comprueban para saber si los datos son inconsistentes.
¿Es mejor DDR4 o DDR5 para juegos?
Si estas pensando en actualizar tu PC y quieres saber que RAM necesitas para hacer correr mejor tus juegos, esta es una buena pregunta. Pues bien, hemos estado comprobando diferentes comparativas entre DDR5 y DDR4, y actualmente la diferencia es muy pequeña.
Rendimiento en juegos
Dependiendo del juego podemos encontrarnos con ninguna diferencia a 50fps, con un total de 41 juegos y DRR4 3600MHz CL14 vs DDR5 6000MHz CL36 se ha encontrado a 1080p una diferencia de un 4% más de fps de media. Mientras los fps 1% han visto solo una mejora de un 3%. Nota: Datos según Techspot a 1080p
Si bien aún estamos en la infancia de DDR5 y tenemos que ver kits con muchos más MHz y menores latencias, actualmente las diferencias en juegos son bastante pequeñas.
¿DDR5 reduce la latencia?
Actualmente las latencias son prácticamente iguales a las de DDR4, excepto la de acceso a columna (CAS). Seguramente cuando salgan mejores módulos de DDR5 la diferencia empezará a crecer, y las latencias de DDR5 pasarán a ser mejores.
Ya se han visto kits de 11000MHz, y seguramente estén diseñando nuevos módulos mucho más rápidos y con menores latencias en los laboratorios de Samsung, Micron o SK Hynix.