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DDR4 vs DDR5 : différences et intérêt de la mise à niveau

La DDR5 succède à la DDR4 : elle double environ le débit de départ, abaisse la tension et modifie l'organisation d'un module mémoire. Chaque module comporte deux sous-canaux indépendants de 32 bits, et le régulateur d'alimentation est déplacé sur le module. Elle ajoute aussi une correction d'erreurs à l'intérieur de la puce. Le revers est que la DDR5 et la DDR4 ne sont pas interchangeables, et que la latence plus élevée, mesurée en cycles d'horloge, fait que les gains réels dépendent de la charge de travail.

CritèreDDR4DDR5
IntroductionVers 2014Vers 2020 à 2021
Tension d'alimentation1.2 V1.1 V
Débit de données1 600 à 3 200 MT/s (vitesses standard)À partir de 4 800 MT/s ; les vitesses standard atteignent 6 400 MT/s et au-delà
Bande passante d'un canal de 64 bitsEnviron 25.6 GB/s à 3 200 MT/sEnviron 51.2 GB/s à 6 400 MT/s
Canaux par moduleUn canal de 64 bitsDeux sous-canaux indépendants de 32 bits
Prefetch et longueur de rafalePrefetch 8n, longueur de rafale 8Prefetch 16n, longueur de rafale 16
Bancs16 bancs en 4 groupes de bancs (puces x8 typiques)32 bancs en 8 groupes de bancs
Capacité des pucesJusqu'à 16 Gbit par puceLa spécification autorise jusqu'à 64 Gbit par puce
Correction d'erreursPas de correction intégrée (les modules ECC ajoutent des puces supplémentaires)ECC sur puce intégrée à chaque puce
Gestion de l'alimentationSur la carte mèreSur le module (un PMIC)
LatencePlus faible en cycles d'horlogePlus élevée en cycles d'horloge, si bien que la latence en nanosecondes est d'abord comparable
CompatibilitéSon propre emplacementUn emplacement différent : non interchangeable avec la DDR4

Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur typiques et varient selon la génération de procédé et le produit.

Quand choisir l'un ou l'autre ?

DDR4
Toujours un choix judicieux et moins cher pour les systèmes existants et pour les charges de travail qui ne sont pas limitées par la bande passante.
DDR5
Le choix pour les nouveaux systèmes, les nombreux cœurs, les graphiques intégrés et tout ce qui exige de la bande passante mémoire : serveurs, création de contenu, plateformes de jeu modernes.
Remarque
On ne peut pas les mélanger : la plateforme (CPU et carte mère) détermine le type utilisable.

Questions fréquentes

La DDR5 est-elle plus rapide que la DDR4 ?

Son débit est plus élevé : la DDR5 commence à 4 800 MT/s alors que la DDR4 standard plafonne vers 3 200 MT/s, ce qui double la bande passante par canal. La latence en nanosecondes est d'abord comparable, si bien que les tâches quotidiennes ne paraissent pas forcément beaucoup plus rapides.

Peut-on utiliser de la DDR5 dans un emplacement DDR4 ?

Non. Les emplacements ont des détrompeurs différents et la conception électrique diffère : les deux types ne sont pas interchangeables. Votre CPU et votre carte mère déterminent le type utilisable.

Qu'est-ce que l'ECC sur puce de la DDR5 ?

Chaque puce DDR5 intègre une correction d'erreurs dans la puce elle-même, ce qui améliore la fiabilité aux fortes densités. Ce n'est pas la même chose qu'une mémoire ECC complète, qui protège les données sur le bus du module.

Pourquoi la DDR5 a-t-elle deux sous-canaux par module ?

Chaque module DDR5 comporte deux sous-canaux indépendants de 32 bits au lieu d'un canal de 64 bits. Cela améliore l'efficacité, car deux accès peuvent être en cours simultanément.

Vérifier vos connaissances

Quelle fonction de correction d'erreurs interne à la puce DRAM a été adoptée par la DDR5 ?

  1. AECC intégré à la puce (on-die ECC)
  2. BRépartition de l'usure (wear leveling)
  3. CTRIM
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Réponse : A. ECC intégré à la puce (on-die ECC)

Pour faire face à l'augmentation des défauts et erreurs de cellules liée à la miniaturisation, la DDR5 intègre un circuit de correction d'erreurs à l'intérieur de la puce DRAM (on-die ECC). Il ajoute 8 bits de contrôle à 128 bits de données et corrige les erreurs d'un bit dans la puce. Toutefois, seul le résultat corrigé est visible de l'extérieur et les erreurs survenant pendant le transfert ne sont pas couvertes ; les serveurs ont donc toujours besoin d'un ECC côté système.

Quelle valeur est la plus proche de la bande passante crête d'un canal de mémoire DDR4 à 3,200 MT/s avec un bus de données de 64 bits ?

  1. AEnviron 204.8 GB/s
  2. BEnviron 25.6 GB/s
  3. CEnviron 3.2 GB/s
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Réponse : B. Environ 25.6 GB/s

La bande passante crête vaut nombre de transferts × largeur du bus : 3200 × 10⁶ transferts/s × 8 octets = 25,6 GB/s. Le nom « DDR4-3200 » indique le nombre de transferts (MT/s), et la désignation du module « PC4-25600 » la bande passante (MB/s). En pratique, le rafraîchissement, les changements de rangée et les basculements lecture/écriture créent des attentes, et la bande passante effective est souvent d'environ 70 à 80 % de la crête.

Quel est le principe correct du « préchargement 8n » (8n prefetch) utilisé notamment par la DDR4 SDRAM ?

  1. ALire en une fois dans la matrice interne des données huit fois plus larges et les sortir séquentiellement à haute vitesse sur les broches externes
  2. BEffectuer huit rafraîchissements d'un coup
  3. CÉcrire les mêmes données dans huit puces
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Réponse : A. Lire en une fois dans la matrice interne des données huit fois plus larges et les sortir séquentiellement à haute vitesse sur les broches externes

La vitesse de la matrice de cellules variant peu d'une génération à l'autre, la DDR4 lit en interne, en un accès, des données de huit fois la largeur des broches (8n) et les envoie successivement par l'interface externe rapide. La longueur de rafale est donc de 8. La DDR5 utilise un préchargement 16n et double le débit externe sans accélérer l'intérieur. Ce mécanisme a doublé à chaque génération : DDR (2n), DDR2 (4n), etc.

  1. Quelle est la signification correcte de « DDR (double débit de données) » dans DDR SDRAM ?
  2. Quel est le principal effet du fonctionnement de la mémoire d'un PC en « double canal » ?
  3. Dans les DRAM de type DDR, quelle fonction intègre dans la puce DRAM des résistances de terminaison commutables, destinées à limiter les réflexions de signal ?

Questions d'entraînement sur DRAM

Termes clés expliqués

DDR SDRAM
DRAM synchrone qui transfère les données sur les fronts montants et descendants de l'horloge. Ses générations successives (DDR4, DDR5) ont accru le débit. Standard de la mémoire principale des PC et serveurs.
LPDDR
Abréviation de Low Power DDR. Norme de DRAM pour smartphones et ordinateurs portables, avec tension d'alimentation réduite et fonctions d'économie d'énergie renforcées.

Comparatifs associés