自从年7月中旬,JEDEC固态技术协会发布下一代主流内存标准DDR5SDRAM的最终规范(JESD79-5)后,DDR5内存正式进入市场。随着英特尔(Intel)第十二代Core处理器支持DDR5标准,以及应用端,如PC与平板电脑、服务器、AR/VR设备;边缘计算和AI应用,对低延迟、低功耗、高速、大带宽的需求加持下,DDR5似乎加快了普及速度。YoleGroup甚至做出预测指出,DDR5的广泛采用应该会从年的服务器开始,手机、笔记本电脑和PC等主流市场则是年开始广泛采用DDR5。
DDR5的快速发展,自然吸引了相关内存大厂的投注。不过,虽然DDR5具备高速、低功耗等特性,但其历经缺货、价格高涨等不利市场发展的种种因素,多少减缓了DDR5成为市场主流的脚步。随着疫情逐渐趋缓,以及半导体缺料缺货的慢慢情况好转,市场上是否出现何种刺激DDR5需求的应用或关键因素,进而推动DDR5的普及?抑或者市场仍存在阻碍DDR5普及的不利因素?DDR5何时可迎来高峰期,跃升市场主流?
DDR5vsDDR4
先从DDR5规格来看,DDR5有何能力可获得市场青睐。根据相关业者们提供的资料,与DDR4相比,DDR5的优势如下:
规格升级:最新的DDR5可支持单一芯片容量64GB,最高容量上限可增加到GB,较DDR4提高了四倍;传输速度也提升两倍,起始速度直接跳升从MT/s开始,最高可达MT/s;
电源管理IC(PMICIC):电源管理芯片内建至DDR5内存中,除可提高讯号完整性及噪声辨识能力,还能更具效率与扩展性;
双通道设计:大幅降低延迟,提高内存效率并提升系统稳定度。
DDR5规格与效能整理。(来源:JEDEC)
宜鼎国际(Innodisk)全球DRAM事业处总经理张伟民表示,DDR5模组在容量、速度、电压和错误修正码(ECC)功能方面都有明显强化,不过DDR5并非样样都比DDR4强。
相较于DDR4,DDR5的劣势约可整理为以下两方面:
温度:因DDR5是以极高速运转,因此须留意系统机构散热,避免IC和电源管理IC温度过高;
价格:随着规格提升,DDR5价格也较DDR4高出逾50%,可能成为业者导入的阻碍。但如前所述,包括5G、机器学习(ML)等各式进阶应用中,DDR5的整体效能、规格的提升,对相关业者来说仍具一定优势与吸引力。
DDR4与DDR5规格比较。(来源:世迈科技)
世迈科技说明,DDR5产品架构是因应高速运算而生,因此在存储器市场,原厂优先导入的应用势必以需求高速运算系统的服务器,以及需求庞大运算的人工智能工作站为首要目标。这类市场对于运算系统的反应延迟、带宽与负载皆有相当的要求,次世代内存的DDR5正是为了满足未来云端与边缘运算对内存的规格扩充先行铺路。
上述要求高运算、低延迟的应用对于DDR5的较高成本可能稍稍不那么敏感,因此成为推动DDR5市场发展的先驱。世迈科技表示,未来运算能力在其他应用越来越普及的同时,DDR5也会逐渐被导入至消费型市场或用户端设备,如网通和电信,以及工业应用,例如工业物联网(IIoT)等领域,让整体运算系统的生态链从上至下顺利接轨。不仅如此,现阶段也有越来越多的服务器、云端服务供应商(CSP)、超大规模(Hyperscale)数据中心运营商对于支持DDR5的CXL模块也展现出高度兴趣,预期这部分的应用将会是DDR5的一大亮点。
影响DDR5普及率的因素
既然DDR5规格与特性的提升,可以说已把DDR4甩到另一条街后了,因此,除了价格仍让厂商有所却步之外,还有哪些因素阻碍DDR5普及之路?据了解,影响次世代内存普及度主要会有三个因素:平台、市场与供需。张伟民认为,CPU大厂新处理器平台的推出时程,将完全左右DDR5内存导入的步调。
世迈科技进一步解释,目前DRAM仍受限于CPU与Chipset的发展路径中,因此DDR5开发上仍脱离不了CPU原厂与内存原厂之间的协同合作,以展开互相支持的架构设计,所以处理器平台支持内存的兼容性,是DDR5内存推广的第一步。第二步则是市场的响应,也就是说,终端应用也会牵动次世代内存的普及化;最后则为供需,有平台支持与终端市场的支撑后,最后的东风就是内存厂商制程转换的进度与新平台的供货状况。
事实上,DDR5问世之时,恰好处于半导体市场供货极为吃紧的年中下旬,除了处理器大厂英特尔(Intel)支持DDR5内存的Alder、Raptor新平台相继延宕之外,DDR5IC供货上也无法跟上脚步;再加上缺料的状况无法看到曙光,导致对现有平台与物料出现超额预订(overbooking)或重复下单(doublebooking)的现象,也间接放缓了对新平台与次世代内存的需求。
所幸,年底,乌克兰问题虽引爆全球通货膨胀,却也使得部分物料供需开始松动,处理器新平台也在云端服务器的推动下,加快了DDR5渗透的速度。世迈科技指出,年下旬,陆续有许多边缘运算方案供应商推出了以DDR5为主要运算核心的次世代系统,可以预料以DDR5为新主流电脑市场的竞赛,俨然将于年底正式展开。
何时跃居市场主流
从新技术出现到市场普及的方向来看,市调机构Omdia认为,DDR5内存真正普及需要2~3年时间,Omdia预估,年DDR5内存市占率将达10%,年则可望达到43%。
亦有市调机构指出,目前DDR5渗透率约20%,随着DDR5原厂良率提升,开出供货量、价格逐步下滑,加上新搭载DDR5处理器芯片组的问世,预期会冲出一波的升级与转换潮。
年第四季后DDR5的渗透率应能快速提升,不仅如此,最快到明年第二季,DDR5即可能超过DDR4,成为市场主流。
Yole则表示,从年开始,DDR5内存的生产现已蓄势待发,所有领先DRAM制造商都已经完成了自家的主流DDR5产品设计,因此年DDR5已开始真正起飞。
~年DDR内存出货统计,Yole并预测,年DDR5内存出货量将超过DDR4,年DDR5内存市占将达到90%。(来源:Yole)
再从应用市场来看,张伟民指出,随着5G、机器学习、边缘运算、智能医疗等进阶演算的需求提升,将逐步提升工控市场对于DDR5的需求。不过,张伟民也不讳言,与消费性市场相比,工控市场的项目生命周期寿命很长,短则3年,长则可达8~10年,造就系统与使用的零组更换率低的状况,而这也让DDR5至少还需要5年时间才有机会成为工控市场主流。
世迈科技则预期,年初,主流数据中心DDR5将有50%的渗透率,在用户端市场的渗透率则约有30%,总体渗透率平均约有38%。以目前的推展速度与供需状况,可预期至年初,DDR5将拿下9成以上服务器的市场比重,客户端应则有7成以上的市占率。
为推动DDR5发展,业者纷纷推出市场策略及相关产品,以进一步在市场站稳脚跟,赢得先机。张伟民说明,以专注工控市场、提供高品质产品与满足客户各式验证与开发需求是宜鼎科技在市场突围的关键。在此基础下,预先为客户设想各式产品技术强化,提供让客户安心的产品,以及各项严谨的产品验证与测试、工程样品测试。
在市场策略方面,宜鼎与工业电脑紧密合作,以工控市场累积的经验,向外拓展,陆续在传统商用,甚或是消费性市场,看见工控高质量产品的切入点,开拓潜在蓝海商机。另一方面,宜鼎近来积极推动人工智能发展,目前工控高质量DDR5模组已在全球自驾车、医疗检测等多项项目中,协助客户在人工智能影像辨识上提供高效能的演算支持。
世迈科技是JEDEC的组织成员之一,并积极加入各大先进开放式内存协会,如CXL、GenZ、OpenCAPI、CCIX等,促使该公司有能力与实力一直保持在次世代内存的最前端,并能推出各式先进内存,例如支持系统加速的DDR5PersistentMemory,用于刀锋服务器应用的DDR5VLPDIMM,以及DDR5CXL模块。世迈科技强调,该公司DDR5产品的终极诉求与价值主要在于DDR5产品具有相当高速的作业能力,其运作过程中所产生的热与噪声也会增加用户的设计困难度,而工程团队所设计与验证的DDR5经过严格的布线与测试,都能够在推出市场后获得客户认证,为客户省下测试失败所产生的人力与宝贵的时间成本,更进一步省下出货后的风险成本。
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