Nederlands
Menu

DDR, LPDDR, GDDR en HBM: DRAM-typen vergeleken

Alle vier zijn DRAM, maar elk is voor een ander doel geoptimaliseerd. DDR is het standaard werkgeheugen van pc's en servers. LPDDR is een zuinige variant voor smartphones en dunne laptops. GDDR heeft een hogere snelheid per pin voor grafische kaarten. HBM stapelt chips en heeft een zeer brede bus, waarmee het de hoogste bandbreedte voor AI-accelerators levert, maar ook de hoogste kosten heeft.

KenmerkDDRLPDDRGDDRHBM
Volledige naamDouble Data Rate SDRAMLow Power DDRGraphics DDRHigh Bandwidth Memory
DoelgroepPc's, serversSmartphones, tablets, dunne laptopsGrafische kaarten, spelconsolesAI-accelerators, high-performance computing
Databus64 bits per kanaal bij een DIMM (bij DDR5 twee kanalen van 32 bits)Smalle kanalen (16 of 32 bits)32 bits per chip. Veel chips rond de GPU1.024 bits per stack (HBM3). Zeer breed
Snelheid per pinGemiddeld (DDR5 ongeveer 4.800 tot 8.000 MT/s)Gemiddeld tot hoog (LPDDR5X 8.533 MT/s en meer)Zeer hoog (GDDR6X meer dan 20 Gb/s, GDDR7 ongeveer 30 Gb/s)Lager per pin, omdat de bus zeer breed is
BandbreedteEnkele tientallen GB/s per kanaalEnkele tientallen GB/s per device of packageTientallen tot 100 GB/s per chip en honderden GB/s tot meer dan 1 TB/s per kaartHonderden GB/s per stack en enkele TB/s per accelerator
VermogensverbruikGemiddeldHet laagst per bit. Lage spanning en deep power-downHoogEfficiënt per bit, maar gestapelde chips zijn moeilijk te koelen
MontageGeheugenmodules (DIMM) in een socket, of gesoldeerdGesoldeerd, of gestapeld op het processorpackage (PoP)Gesoldeerd rond de GPU op de grafische kaartGestapelde chips verbonden met TSV's, naast de processor op een silicium-interposer
CapaciteitDe grootste. Enkele GB tot enkele honderden GB per moduleEnkele GB tot enkele tientallen GBEnkele GB per chipEnkele tientallen GB per stack
Later uit te breidenJa (DIMM-sockets)NeeNeeNee
Kosten per bitHet laagstHoger dan DDRHoger dan DDRHet hoogst, door het stapelen en geavanceerde packaging

De getalswaarden zijn typische ordegroottes en variëren per procesgeneratie en product.

Wanneer welke variant?

DDR
Algemeen werkgeheugen waarbij grote capaciteit, lage kosten en uitbreidbaarheid belangrijk zijn.
LPDDR
Apparaten op batterijen, waar energie per bit en compactheid belangrijker zijn dan capaciteit.
GDDR
Wanneer hoge bandbreedte tegen een redelijke prijs nodig is, zoals bij graphics en gaming.
HBM
Wanneer bandbreedte het knelpunt is en kosten ondergeschikt zijn, zoals bij AI-training en high-performance computing.

Veelgestelde vragen

Waarom gebruiken GPU's GDDR of HBM in plaats van DDR?

GPU's verplaatsen enorme hoeveelheden data en hebben daarom een veel hogere bandbreedte nodig dan DDR biedt. GDDR verhoogt de snelheid per pin en HBM gebruikt een zeer brede bus van 1.024 bits per stack, direct naast de processor.

Is LPDDR hetzelfde als DDR?

De basistechniek is dezelfde, maar LPDDR is afgestemd op laag vermogensverbruik, onder meer met lagere spanning en deep power-down-modi. Het wordt meestal op de processor gesoldeerd of gestapeld en kan dus niet later worden uitgebreid.

Waarom is HBM zo duur?

HBM stapelt meerdere DRAM-chips die met TSV's zijn verbonden en plaatst ze op een silicium-interposer naast de processor. Het stapelen en de geavanceerde packaging verhogen de kosten en maken koeling moeilijker.

Kunnen LPDDR, GDDR en HBM worden uitgebreid?

Nee. In tegenstelling tot DDR-modules (DIMM) worden ze op het board gesoldeerd of in het package geïntegreerd.

Test uw begrip

Wat betekent "DDR (double data rate)" in DDR SDRAM?

  1. AGegevens worden overgedragen bij zowel de stijgende als de dalende klokflank
  2. BTwee DRAM-chips zijn op elkaar gestapeld
  3. CHet werkt op twee keer de voedingsspanning
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Gegevens worden overgedragen bij zowel de stijgende als de dalende klokflank

DDR is een methode waarbij gegevens bij zowel de stijgende als de dalende klokflank worden overgedragen, zodat bij dezelfde klokfrequentie een dubbele overdrachtssnelheid wordt verkregen. De overdrachtssnelheid wordt daarom niet in MHz maar in MT/s (overdrachten per seconde) uitgedrukt; DDR4-3200 heeft een klok van 1600 MHz en 3200 MT/s. Met elke generatie neemt de snelheid toe en daalt de voedingsspanning: DDR4 werkt op 1,2 V en DDR5 op 1,1 V, en bij DDR5 zijn er producten van 6400 MT/s of meer.

Wat is de belangrijkste toepassing van de DRAM-norm LPDDR?

  1. AUitsluitend voor grote servers
  2. BOpname op optische schijven
  3. CApparaten die laag vermogen vereisen, zoals smartphones
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Apparaten die laag vermogen vereisen, zoals smartphones

LPDDR (low power DDR) is DRAM voor mobiele toepassingen dat het vermogen beperkt via een lage voedingsspanning, diepe energiebesparingsmodi en temperatuurafhankelijke refreshregeling. Het wordt gebruikt in smartphones, tablets en dunne laptops en op de processorverpakking gestapeld (PoP) of direct ernaast geplaatst om de bedrading kort te houden. Omdat het direct op het bord wordt gemonteerd in plaats van als module, kan het vaak niet achteraf worden uitgebreid; de nieuwste LPDDR5X haalt 8533 MT/s of meer.

Welke eigenschap van GDDR, het grafische geheugen van GPU's, is juist?

  1. AHet is een norm die de bandbreedte (snelheid) van gegevensoverdracht vooropstelt
  2. BGegevens blijven behouden als de voeding wordt uitgeschakeld
  3. CHet is langzaam maar zeer goedkoop
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Het is een norm die de bandbreedte (snelheid) van gegevensoverdracht vooropstelt

GDDR is DRAM dat de overdrachtssnelheid per pin vooropstelt, zodat GPU's grote hoeveelheden beeldgegevens snel kunnen verwerken; GDDR6X haalt 20 Gb/s of meer en GDDR7 circa 30 Gb/s (enkele malen DDR5). Het wordt op het bord rond de GPU geplaatst en met korte bedrading verbonden. De kosten per capaciteit en het vermogensverbruik liggen hoger dan bij DDR. Bij AI-versnellers die een nog grotere bandbreedte nodig hebben, wordt gestapeld HBM gebruikt.

  1. Welke uitspraak over HBM (High Bandwidth Memory) is juist?
  2. Hoeveel DRAM-dies kunnen in een HBM-stack gewoonlijk worden gestapeld?
  3. Wat is de juiste breedte van de databus per HBM-stack bij de generaties tot en met HBM3?

Oefenvragen over DRAM

Belangrijke termen uitgelegd

DDR SDRAM
Synchroon DRAM dat gegevens overdraagt op zowel de stijgende als de dalende klokflank. De overdrachtssnelheid is met de generaties DDR4 en DDR5 steeds verhoogd. Standaard voor het hoofdgeheugen van pc's en servers.
LPDDR
Afkorting van Low Power DDR. DRAM-standaard voor smartphones en laptops met een lage voedingsspanning en uitgebreide zuinigheidsfuncties.
HBM (high bandwidth memory)
Geheugen waarin meerdere DRAM-dies met TSV's worden gestapeld en dat met een zeer brede bus een hoge bandbreedte levert.
TSV (through-silicon via)
Elektrode die door het siliciumsubstraat heen loopt. Verbindt gestapelde chips over een korte afstand verticaal met elkaar.

Verwante vergelijkingen