R&D : la mémoire DDR4 en devenir… dans les serveurs

Le Jedec (Joint Electronic Devices Engineering Council) devrait valider le standard DDR4 (Double Data Rate) au cours de l’été prochain. Au programme, un volume mémoire et une bande passante en augmentation, des fonctionnalités bienvenues sur les serveurs, et surtout une réduction sensible de la consommation énergétique et un prix inférieur à la DDR3.

La DDR4 est certes performante mais elle coûte cher. La mémoire DDR3 attire l’attention mais pour autant a du mal à trouver sa place. Son prix et sa consommation énergétique la réservent aux matériels de haut de gamme, qui recherchent plus la puissance que la réduction des frais généraux. Les fabricants d’ordinateurs d’entrée de gamme s’en détournent et sur les périphériques mobiles ils lui préfèrent la LPDDR (low-power DDR) et son 1,2 volt. La LPDDR3, prochaine génération de mémoire pour la mobilité, consommera près de 40 % d’énergie en moins. Mais la DDR4 coûtera probablement 40 % moins cher. Alors… cherchez l’erreur !

Le saut technologique DDR4

Face à la DDR3, la DDR4 affiche un réel saut technologique. La tension de fonctionnement, tout d’abord, ne sera que de 1,2 volt, ce qui se traduira par une réduction de la consommation de 20 % à 40 % selon les configurations. Par exemple face à la DDR3 et à bande passante égale, l’économie consentie par la DDR4 sera de l’ordre de 30 % à 40 %. Et elle sera équivalente… à pleine puissance, c’est à dire avec le double de bande passante.

Les entrées/sorties (I/O) vont également contribuer à réduire la consommation : la DDR4 embarque un pilote « open drain » qui n’écrit et donc ne consomme que les « 0 » binaires. Au niveau du bit, le premier « 1 » binaire n’est pas écrit, alors que les deux (0 et 1) le sont sur les autres DDR. Dernier gain d’énergie, la DDR4 suit les cycles d’activité des appareils. La mémoire DDR3 est refroidie régulièrement suivant la température de l’appareil. Sur la DDR4, la dissipation est plus efficace, le voltage étant plus faible l’échauffement est également plus faible. Et surtout comme elle sera compatible avec les nouveaux appareils mobiles, le refroidissement s’interrompt dès qu’ils sont en mode sommeil, ce qui est le cas régulièrement sur les tablettes par exemple.

Côté performances, la DDR4 devrait tourner à la vitesse de 3,2 Gb/s, contre 1,6 Gb/s pour la DDR3 et 800 Mb/s pour la DDR2. Sur les volumes, enfin, la DDR4 empile 8 composants (8H) les uns au dessus des autres, contre 4 (4H) en DDR3. Concrètement, cela se traduit par des capacités mémoire qui pourront aller jusqu’à 128 Go par barrette, contre 16 Go en DDR3.

DDR4 dans les serveurs

Le standard DDR4 ne sera pas validé avant quelques mois. Il faudra ensuite un peu temps pour qu’il soit adopté et qu’il entre en fabrication dans des volumes raisonnables. Même si Hynix, Micron et Samsung prévoient d’entrer en production avant la fin de cette année.

Pour autant, la faible consommation énergétique de cette mémoire devrait séduire très largement les acteurs de l’écosystème informatique. Concrètement, la DDR4 sera présent dans les datacenters comme sur les postes de travail, et sur une multitude d’appareils qui nécessitent de la mémoire. Tous tireront parti de la réduction de la consommation énergétique, un sujet désormais sensible dans le budget des DSI.

Côté serveurs, la tendance est également vers des systèmes de plus en intégrés, jusqu’aux microserveurs. La forte densité de la DDR4 et sa consommation énergétique répondent à cette tendance.

La DDR4 présente également des fonctionnalités originales qui vont séduire les fabricants de serveurs. Sur le bus de données, un « Cyclic Redundancy Check » (contrôle de redondance cyclique) peut être configuré afin de vérifier l’intégrité de la mémoire, ce qui la rend plus fiable. La parité du bus d’adressage de commandes a également été intégré dans le module de mémoire DRAM, alors qu’elle est habituellement associée à l’utilisation d’un registre séparé ou d’une autre puce sur un buffer (tampon) DIMM.

Notons pour finir qu’Intel a annoncé le support de la DDR4 dès 2014, mais seulement sur ses plateformes serveurs. Soit environ un an et demi après le lancement en production de la mémoire. Juste à temps pour commencer à profiter de la chute des tarifs qui ne manquera pas d’accompagner l’adoption progressive et l’arrivée à maturité des cycles de production de la DDR4.