DDR vs. LPDDR vs. GDDR vs. HBM: DRAM-Typen im Vergleich

Alle vier sind DRAM, aber sie sind für unterschiedliche Aufgaben optimiert. DDR ist der Standard-Hauptspeicher für PCs und Server. LPDDR senkt den Stromverbrauch für Smartphones und dünne Notebooks. GDDR treibt die Geschwindigkeit pro Pin für Grafikkarten hoch. HBM stapelt Dies und nutzt einen sehr breiten Bus, was die höchste Bandbreite für KI-Beschleuniger bietet, aber auch die höchsten Kosten verursacht.

Aspekt	DDR	LPDDR	GDDR	HBM
Vollständiger Name	Double Data Rate SDRAM	Low-Power DDR	Graphics DDR	High Bandwidth Memory
Hauptzielgruppe	PCs und Server	Smartphones, Tablets, dünne Notebooks	Grafikkarten, Spielkonsolen	KI-Beschleuniger und Hochleistungsrechnen
Datenbus	64 Bit pro Kanal auf einem DIMM (DDR5 teilt dies in zwei 32-Bit-Hälften)	Schmale Kanäle (16 oder 32 Bit)	32 Bit pro Chip, mit vielen Chips rund um die GPU	1.024 Bit pro Stack (HBM3), sehr breit
Geschwindigkeit pro Pin	Mäßig (DDR5 liegt bei etwa 4.800 bis 8.000 MT/s)	Mäßig bis hoch (LPDDR5X erreicht 8.533 MT/s und mehr)	Sehr hoch (GDDR6X über 20 Gb/s, GDDR7 etwa 30 Gb/s)	Pro Pin niedriger, da der Bus so breit ist
Bandbreite	Zehn GB/s pro Kanal	Zehn GB/s pro Baustein oder Gehäuse	Zehn bis hundert GB/s pro Chip, mehrere hundert GB/s bis über 1 TB/s pro Karte	Hunderte GB/s pro Stack, mehrere TB/s pro Beschleuniger
Leistungsaufnahme	Mäßig	Pro Bit am niedrigsten: niedrige Spannung und tiefe Stromsparmodi	Hoch	Pro Bit effizient, aber gestapelte Dies sind schwer zu kühlen
Gehäuse	Speichermodule (DIMMs) in Sockeln oder aufgelötet	Aufgelötet oder auf dem Prozessorgehäuse gestapelt (PoP)	Auf der Grafikplatine rund um die GPU aufgelötet	Durch TSVs verbundene gestapelte Dies, neben dem Prozessor auf einem Silizium-Interposer platziert
Kapazität	Am höchsten: von einigen GB bis zu hunderten GB pro Modul	Einige GB bis zehn GB	Einige GB pro Chip	Zehn GB pro Stack
Aufrüstbar	Ja, über DIMM-Sockel	Nein	Nein	Nein
Kosten pro Bit	Am niedrigsten	Höher als DDR	Höher als DDR	Am höchsten, wegen Stapelung und aufwendiger Gehäusetechnik

Die Zahlenangaben sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.

Wann welches einsetzen

DDR: Universeller Hauptspeicher, bei dem große Kapazität, niedrige Kosten und Aufrüstbarkeit wichtig sind.
LPDDR: Batteriebetriebene Geräte, bei denen Energie pro Bit und Baugröße wichtiger sind als die Kapazität.
GDDR: Grafik und Gaming, wo hohe Bandbreite zu einem vernünftigen Preis benötigt wird.
HBM: KI-Training und Hochleistungsrechnen, wo die Bandbreite der Engpass ist und die Kosten zweitrangig sind.

FAQ

Warum verwenden GPUs GDDR oder HBM statt DDR?

GPUs bewegen riesige Datenmengen und brauchen daher weit mehr Bandbreite, als DDR bietet. GDDR erhöht die Geschwindigkeit jedes Pins, während HBM einen sehr breiten Bus mit 1.024 Bit pro Stack direkt neben dem Prozessor nutzt.

Ist LPDDR dasselbe wie DDR?

Beide basieren auf derselben Grundtechnologie, aber LPDDR ist mit niedrigerer Spannung und tiefen Stromsparmodi auf geringen Verbrauch optimiert. Es ist meist aufgelötet oder auf dem Prozessor gestapelt und lässt sich daher nicht nachträglich aufrüsten.

Warum ist HBM so teuer?

HBM stapelt mehrere DRAM-Dies, die über TSVs verbunden sind, und muss auf einem Silizium-Interposer neben dem Prozessor platziert werden. Die Stapelung und die aufwendige Gehäusetechnik erhöhen die Kosten und erschweren die Kühlung.

Kann ich LPDDR-, GDDR- oder HBM-Speicher aufrüsten?

Nein. Anders als DDR-Module (DIMMs) sind sie auf die Platine gelötet oder ins Gehäuse integriert.

Wichtige Begriffe erklärt

DDR-SDRAM (DDR SDRAM): Synchrones DRAM, das Daten bei steigender und fallender Taktflanke überträgt. Aufeinanderfolgende Generationen wie DDR4 und DDR5 haben die Datenrate erhöht. Es ist der Standard-Hauptspeicher von PCs und Servern.
LPDDR: Abkürzung für Low-Power-DDR: ein DRAM-Standard für Smartphones und Notebooks mit niedrigeren Versorgungsspannungen und erweiterten Energiesparfunktionen.
HBM: High Bandwidth Memory. Mehrere per TSV gestapelte DRAM-Dies, die durch einen extrem breiten Bus sehr hohe Bandbreite erreichen.
TSV (Silizium-Durchkontaktierung): Through-Silicon Via. Eine Elektrode, die das Siliziumsubstrat durchdringt. Sie verbindet gestapelte Chips über kurze Distanz vertikal.