最高支持7200MT/s等效速率 Rambus针对PC市场推出DDR5 CKD产品

现如今在电脑行业，内存已经成为了提升系统性能和游戏体验的关键硬件，数据传输速度的提升也成为了内存技术发展的关键动力之一。与几年前主流的DDR4相比，如今已经普及的DDR5内存的传输速度更快，并且可以通过可拆卸且易于安装的DIMM实现。

但从电子系统设计的角度出发，当前高频率内存系统面临的最大挑战之一是维持信号完整性，基于此，致力于使数据传输更快更安全的芯片和半导体IP供应商Rambus在近日宣布推出适用于下一代高性能台式电脑和笔记本电脑的DDR5客户端时钟驱动器（CKD）。成功将最新的服务器技术进步带到了客户端市场。

事实上，成立至今已有34年的Rambus在高性能内存架构方面有着十分丰富的经验，大约在10年前，Rambus首次在内存接口芯片领域开发产品，并在两年后收购了Inphi的内存接口业务，这为Rambus带来了DDR2和DDR3方面的丰富经验，。

在快速整合之后，Rambus也迅速转向了DDR4业务，并在之后专注于符合JEDEC标准的DDR5早期研发。Rambus率先在市场上推出了完整的DDR5 RCD/DB芯片组，这些芯片组最高支持4800MT/s的速率，进一步巩固了Rambus在内存领域的地位。

“Rambus在每一代产品中都保持了RCD的领先地位，并不断扩大产品组合，包括SPD Hub、温度传感器、服务器PMIC以及CKD等等。历经30年的发展和创新，Rambus现在的主要业务包括内存接口芯片、半导体IP授权和基础专利授权。服务的市场主要是数据中心和边缘设备，面向的应用包括5G、汽车、自动驾驶、物联网等。”Rambus大中华区总经理苏雷在接受采访时表示。

如苏雷所说，在此前，Rambus的技术开发主要集中在大容量服务器内存模块，也就是RDIMM上，其中寄存器时钟驱动器（RCD）可以恢复、重新定时并发送时钟和命令地址总线的副本到模块上的DRAM；电源管理芯片（PMIC）可以接受标称12V的输入电源，并高效、高精度地生成模块上的各种电源；串行检测集线器（SPD Hub）通过非易失性存储器向主机提供DIMM配置信息，同时充当I2C和I3C边带接口的双向再驱动中心，并且由于其内嵌了高精度温度传感器，亦可读取DIMM中心点温度；而位于DIMM两端的两个独立温度传感器则用于通过更好的空间分辨率获取服务器的温度，尤其是DRAM附近。

而为了满足PC市场不断增加的内存速度，Rambus也适时地将已部署在服务器领域的技术创新将逐渐应用到客户端领域。

用Rambus内存互连芯片业务部门产品营销副总裁John Eble的话来说，随着内存速度的增加，由于电源、感应抖动串扰和通过衰减引起的抖动放大等因素影响，单位比特时间内引入的抖动量也会增加。这使得同步内存接口的时序预算收敛成为一个真正的挑战。

如今，无论是用于台式机和工作站的无缓冲DIMM，还是用于笔记本电脑的SO-DIMM都不包含增强信号完整性的逻辑电路，CPU会直接将最多四个差分时钟驱动到DIMM和该模块上的DRAM集合，但是由于时钟源自一个功耗非常大的SoC，且包含很多电源噪声，时钟信号需要逃离密集的CPU引脚区域，穿过主板，向上到达DIMM插槽，最后才能到到目标DRAM。

而在引入DDR5客户端时钟驱动器（CKD）之后，就可以通过CKD来恢复DIMM上各个DRAM的时钟幅度和时序保真度了。在单相锁环模式下，CKD接收来自CPU的单个时钟，恢复时钟幅度，通过锁相环(PLL)减少抖动，然后输出四个干净的副本。此外，CKD还取代了从CPU到模块高达4个连接的需求，从而减少了CPU引脚和功耗，简化主板布线。

此外，由于DDR5模块是双通道，因此还存在双锁相环模式（其中DIMM的两半可以彼此独立运行）和时钟锁相环旁路模式（用于向后兼容）。Rambus DDR5 CKD和SPD Hub是全新客户端内存接口芯片产品的一部分，也是客户端DIMM的一个关键区别。

在内存行业，6400MT/s这一速率往往被视为分水岭，根据JEDEC的建议，在6400MT/s或者更高速率下最好使用CUDIMM和CSODIMM，以提高内存模块在高速度下的稳定性和可靠性，换句话说，时钟驱动器（CKD）是确保DDR5内存在高频率下能够可靠运行的关键。而Rambus发布的全新DDR5客户端时钟驱动器产品支持现有的6400MT/s和未来的7200MT/s数据传输速率，可以被广泛应用在CUDIMM和CSODIMM上。

“Rambus DDR5 CKD的主要优势是超低抖动时钟，该方案可以为DRAM提供低随机抖动和低确定性抖动，进而增加整个系统时序路径的裕量，这对实现高速率来说非常重要。”John Eble在接受采访时表示。

此外，Rambus DDR5 CKD还能带来更高振幅的时钟，从而在DRAM上获得更大的电压裕量，CKD可以通过消除CPU中的额外时钟来潜在降低系统功耗并缓解电路板的布线挑战。同时由于CKD包括一个低功耗待机模式和双通道锁相环模式，可以有效优化系统性能和效率。

具体来说，在单PLL模式下，CKD将接收一个时钟，双PLL模式下则为两个，CKD可以根据DRAM容量和配置驱动最多四个高精度输出时钟，并通过I2C和I3C边带接口进行配置和拉取，该接口由SPD Hub进行缓冲。目前Rambus正在积极支持多代DDR5 RCD，每一代都与特定的DIMM速度相关联。

根据此前JEDEC披露的信息，DDR5预计将扩展到8400MT/s的速率，未来的DDR6则会更快，随着内存的速率越来越快，用于维持内存系统同步操作的可用时序预算也越来越小，因此，时序精度需要在绝对规模上继续提高，CKD则是用于缓冲和重新定时时钟的重要组件，John Eble表示，Rambus已经制定了路线图，用于支持更高的DDR5速率和未来的DDR世代。

截至目前，Rambus DDR5 CKD已经实现量产，并且面向全球客户出货，在大中华区，Rambus DDR5 CKD的主要客户是内存模组厂和DRAM颗粒原厂，但与此同时，Rambus也和PC、笔记本电脑的OEM、ODM以及主板厂商密切合作，以共同支持PC产业链的整体发展。