DDR5内存条容量计算

一、理解DDR5通道的变化
二、理解芯片package
三、DDR5 symmetric module容量计算

之前对DDR的一些基础知识进行了总结。最近需要了解DDR5的知识，在之前文章基础上又有一些认识，所以重新开一篇，继续记录。如果对基础概念不清楚，可以查看《一步一步带你理解DDR基本原理》。

DDR5的SPD规范中（https://pan.baidu.com/s/1JTVLnR2PpFsr_qApNZZoGw 提取码: k5p7），有关于DDR5内存条容量的计算方法，如下：

容量计算有2种方式：

一种是针对symmetric module，即对称模块内存条；
另一种是针对asymmetric module，即非对称模块内存条。

何为对称，何为非对称？我也没搞明白，谁知道，给我讲讲。DDR5资料较少，以下均为我自己的理解，若有误，望指正。
我大概想明白了，symmetric module方式的计算方法。在讲解计算公式原理前，有一些概念需要理解。

一、理解DDR5通道的变化

到了DDR5时代，预取从8n增加到了16n，并且一个通道的数据位宽从原来的64bit降为32bit。DDR5不会为每个DIMM提供一个64位数据通道，而是为每个DIMM提供两个独立的32位数据通道（考虑ECC时为40位）。同时，每个通道的burst length从8字节（BL8）翻倍到16字节（BL16），这意味着每个通道每次操作将交付64字节。与DDR4 DIMM相比，以两倍于额定内存速度（相同核心速度）运行的DDR5 DIMM将在DDR4 DIMM传输一个DDR4 DIMM的时间内提供两个64字节操作，从而使有效带宽增加了一倍。

意思就是原来一根DIMM只会使用一个通道，一个通道上一般会插多根DIMM。但是现在一根DDR5的DIMM，会使用2个通道，每个通道位宽为32bit。

我理解的DDR5，是下面这样子：

二、理解芯片package

芯片package，就是芯片封装，内部可能有多个die。可以理解为将多个芯片电路封装为一个芯片，外部看起来就是一块芯片。

以前的内存颗粒，假设128MB，就是一个芯片，所以一个package，就是一个内存颗粒的大小128MB。

DDR5，一个芯片上可以做多个内存颗粒，比如做2个，那么一个这样的package，就是256MB。

将两个 DDR 颗粒封装在一起，此时你看见的就只有单个芯片了，但其实这两个颗粒还是共享总线。意思就是内部有2个颗粒，若每个颗粒宽度为4bit的话，那么整个package所占用位宽就应该为8bit。

所以，我们可以整理出DIMM的层次结构，如下：

DIMM->CHANNEL->RANK->芯片Package->颗粒

一根DDR5内存条，有2个通道，每个通道下有多个RANK，每个RANK(32bit)由多个芯片package组成，每个package又封装了多个颗粒。 理解了这个层次，就可以继续看下面的计算公式了。

三、DDR5 symmetric module容量计算

DIMM容量计算公式：

Capacity in bytes =
Number of channels per DIMM *
Primary bus width per channel / SDRAM I/O Width *
Die per package *
SDRAM density per die / 8 *
Package ranks per channel

首先，我们来解释下公式中参数的含义：

Number of channels per DIMM：DIMM中有多少个通道；
Primary bus width per channel：每个通道的位宽；
SDRAM I/O Width：内存芯片package的位宽（这里指的是package，不是指package内部的内存颗粒）；
Die per package：每个package内部有多少个颗粒；
SDRAM density per die：每个颗粒的大小，单位为Gb；
Package ranks per channel：每个通道下有多少个RANK。

然后，不着急，我们先进行一个拆解。
我们来计算一个RANK的大小：

RankSize=
Primary bus width per channel / SDRAM I/O Width *
Die per package *
SDRAM density per die / 8

Primary bus width per channel / SDRAM I/O Width，得到一个RANK需要由多少个package组成；
乘Die per package得到一个RANK中有多少个内存颗粒；
再乘SDRAM density per die得到一个RANK容量大小，单位Gb；
最后除8得到一个RANK容量大小，单位GB。

最后，我们来计算整个DIMM的容量：

Capacity in bytes =
Number of channels per DIMM *
RankSize *
Package ranks per channel

这就很好理解了，DIMM容量 = 通道数 * 每个通道的RANK数 * 每个RANK大小，单位GB。

附录，以上公式中相关参数，在SPD数据中的偏移，如下：

参数名	SPD偏移	SPD偏移名称
Number of Package Ranks per Channel	234	(Common): Module Organization
SDRAM Density per Die、Die per Package	4	First SDRAM Density and Package
SDRAM I/O Width	6	First SDRAM I/O Width
Primary Bus Width per Channel、Number of Channels per DIMM	235	(Common): Memory Channel Bus Width

参考链接：
《内存DIMM的Volume-Rank-Chip-Die的相互关系》
《译文： DDR4 SDRAM - Understanding the Basics（上）》
《DDR5最终规范正式发布！附：详细说明》
《内存spd规范_再见，DDR4！Hello，DDR5内存！》
《小科普｜DDR5内存有什么变化？》

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