DDR5 Server DRAM 價格跌幅將收斂

服務器新平臺 Intel Sapphire Rapids 與 AMD Genoa 機種量產(chǎn)在即，但近期市場上傳出 Server DDR5 RDIMM 的 PMIC 匹配性問題，目前 DRAM 原廠與 PMIC 廠商均已著手處理。TrendForce 集邦咨詢認為，該情況將產(chǎn)生兩種影響，首先，由于僅 MPS（芯源系統(tǒng)）供應的 PMIC 無狀況，DRAM 原廠短期內(nèi)將同步提升對芯源的采購比重。其次，目前原廠 DDR5 Server DRAM 生產(chǎn)仍停留在舊制程，短期內(nèi)供給量難免受此事件影響，故預估第二季度 DDR5 Server DRAM 價格跌幅將收斂，由原預估 15%-20% 收斂至 13%-18%。

如前述提及，DDR5 Server DRAM 短期內(nèi)供給受影響并非僅 PMIC 問題所導致，生產(chǎn)停留在舊制程也是原因之一，即便 SK 海力士已逐漸提高 1alpha nm 的生產(chǎn)與銷售，但許多買方先前已驗證 1Y nm，加上 1alpha nm 尚未完成驗證，故現(xiàn)階段生產(chǎn)制程仍以三星及 SK 海力士的 1Y nm、美光 1Z nm 為主，1 alpha 與 1 beta nm 預計于今年下半年才會放量。

因此，在 DDR5 Server DRAM 短期內(nèi)滿足率較低的預期下，TrendForce 集邦咨詢預估 4~5 月 DDR5 Server DRAM 32GB 價格將落在至 80~90 美元之間，略高于原先第二季度均價預估值 75 美元，導致 DDR5 與 DDR4 之間的價差也會變大。再者，以第二季度而言，DDR4 跌幅落在 18%~23%，而 DDR5 跌幅收斂至 13%~18%，因此會呈現(xiàn) DDR4 價格季跌幅大于 DDR5 的情況。

需求獲 AI 間接帶動，128GB 高容量模組 4 月最新報價已止跌。

此外，ChatBOT 熱潮帶動 AI 服務器出貨量，除了 HBM 的討論度上升，間接提升 Server DDR5 RDIMM 128GB 的采購動能之外，為升級 GPT4.0 運算架構(gòu)，高容量 RDIMM 的需求在第二季度初明顯提升，且多集中在美系云端服務供應商（CSP）。而 128GB RDIMM 因目前現(xiàn)行的 DDR5 mono die 以 16Gb 為主，堆棧至該容量需要 TSV（Through Silicon Via）來做垂直架構(gòu)的硅穿孔封裝，而主要供應方的 TSV 產(chǎn)線并未能在短期增加，此將進一步拉高本月 SK 海力士高容量 DDR5 模組的價格，有別于目前 DDR4 與其他 DDR5 產(chǎn)品的報價仍處于下行的情況。

整體而言，由于 DDR5 模組設計較 DDR4 多了額外的 PMIC 零部件，匹配上明顯存在更多風險，加上客戶普遍推遲服務器新平臺機種量產(chǎn)，故即便 DRAM 原廠自 2022 年初就陸續(xù)送樣 CPU 廠與各買方驗證，但實際問題直到近期新平臺逐漸放量才浮現(xiàn)，TrendForce 集邦咨詢認為本次事件衍生的 DDR4 與 DDR5 價差變化將反映在第二至第三季，后續(xù)隨著新制程產(chǎn)品開始放量后，價差才會收斂。

DDR5 在其前代產(chǎn)品 DDR4 的基礎上進行了重大改進和優(yōu)化，并在新的內(nèi)存標準中引入了與提高速度和降低電壓相關的多種設計考慮，從而引發(fā)了新一輪的信號完整性挑戰(zhàn)。設計人員將需要確保主板和 DIMM 能夠處理更高的信號速度，并在執(zhí)行系統(tǒng)級仿真時檢查所有 DRAM 位置的信號完整性。所幸的是，Rambus 等供應商提供的 DDR5 內(nèi)存接口芯片能夠有效降低主機內(nèi)存信號負載，在不犧牲時延性能的前提下，使 DIMM 上的 DRAM 具有更高的速度和更大的容量。

SK 海力士是全球第一個正式發(fā)布 DDR5 的廠商。在 DDR5 SDRAM 標準發(fā)布后的三個月，海力士推出了其 DDR5 產(chǎn)品。該 DDR5 內(nèi)存條為面向服務器、數(shù)據(jù)中心的 RDIMM 形態(tài)，基于 1Ynm 工藝制造的 16Gb 顆粒，單條容量 64GB，而借助 TSV 硅穿孔技術(shù)，最高可以達到 256GB。在頻率方面，起步就是 4800MHz，最高為 5600MHz，當于一秒鐘就可以傳輸 9 部全高清電影。

在 2021 年的 HotChips 33 大會上，三星公布了行業(yè)首款的單條 512GB DDR5 內(nèi)存條, 頻率為 7200MHz，采用了標準的 JEDEC DDR5-7200 時序，這款 DDR5 內(nèi)存較之上一代 DDR4 內(nèi)存提升了 85% 左右的性能。三星的 10nm 級工藝和 EUV 技術(shù)使得芯片從 16Gb 躍升至 32Gb，芯片容量的翻倍意味著可提供高達 512GB 的容量。

2020 年 7 月，為加速 DDR5 普及，美光宣布啟動技術(shù)賦能計劃，加入該賦能計劃的公司包括 Cadence、瀾起科技、Rambus、瑞薩電子和新思科技。2021 年 11 月，美光宣布推出 Crucial 英睿達 DDR5 臺式電腦內(nèi)存產(chǎn)品。該產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速度比上一代 DDR4 內(nèi)存快 50%，可為主流 PC 用戶提供發(fā)燒友級別的性能。美光表示，現(xiàn)在全新的 DDR5 內(nèi)存已經(jīng)在線上線下渠道開售。

根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)推測，DDR5 已占據(jù)整個 DRAM 市場份額的 10%，2024 年則將進一步擴大至 43%。服務器市場可能最先推廣 DDR5，服務器市場對高性能有著絕對的需求。預計 2023 年，手機、筆記本電腦和 PC 等主流市場將開始廣泛采用 DDR5，出貨量明顯超過 DDR4，兩種技術(shù)間完成快速過渡。

DDR5 在服務器市場的滲透率正在進一步提高，進入放量期。

計算主內(nèi)存轉(zhuǎn)換可能十年才發(fā)生一次，但一旦發(fā)生，這將是業(yè)界非常激動人心的時刻。當 JEDEC 于 2021 年宣布發(fā)布 JESD79-5 DDR5 SDRAM 標準時，標志著向 DDR5 服務器和客戶端雙列直插內(nèi)存模塊（服務器 RDIMM、客戶端 UDIMM 和 SODIMM）過渡的開始。我們現(xiàn)在堅定地走在使下一代服務器具有 DDR5 內(nèi)存的道路上。

根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)推測，DDR5 已占據(jù)整個 DRAM 市場份額的 10%，2024 年則將進一步擴大至 43%。服務器市場可能最先推廣 DDR5，服務器市場對高性能有著絕對的需求。預計 2023 年，手機、筆記本電腦和 PC 等主流市場將開始廣泛采用 DDR5，出貨量明顯超過 DDR4，兩種技術(shù)間完成快速過渡。

那么，DDR5 內(nèi)存與上一代 DDR4 之間的一些關鍵區(qū)別到底是什么？

人們總是需要更高的內(nèi)存性能，而 DDR5 是業(yè)界對更多帶寬和容量永無止境的需求的最新回應。DDR4 DIMM 以 1.6 GHz 的時鐘速率達到每秒 3.2 千兆傳輸 (GT/s)，而最初的 DDR5 DIMM 將帶寬提高 50% 至 4.8 GT/s。DDR5 設置為最終可擴展至 8.4 GT/s 的數(shù)據(jù)速率。

另一個重大變化是工作電壓 (VDD) 的降低。這是為了幫助抵消高速運作帶來的功率增加。對于 DDR5，寄存器時鐘驅(qū)動器 (RCD) 電壓從 1.2 V 降至 1.1 V。此外，命令/地址 (CA) 信號從 SSTL 更改為 PODL。這樣做的好處是當引腳停在高電平狀態(tài)時不會消耗靜態(tài)功率。

第三，電源架構(gòu)發(fā)生重大變化。使用 DDR5 RDIMM，電源管理從主板轉(zhuǎn)移到內(nèi)存模塊。DDR5 RDIMM 將在 DIMM 上配備一個 12V 電源管理 IC (PMIC)，從而無需為最大負載情況和降低 IR 壓降過度配置載板穩(wěn)壓器。

正如我們所看到的，DDR5 帶來了幾個主要的性能優(yōu)勢。然而，伴隨這些優(yōu)勢而來的是一些新的設計挑戰(zhàn)，系統(tǒng)架構(gòu)師和設計人員需要了解這些挑戰(zhàn)，才能充分利用新一代內(nèi)存。