Wann kommt DDR5 RAM? Er ist schon da. Mit der 12. Generation Core-Prozessoren setzt Intel auf DDR5-Arbeitsspeicher. Dabei fährt der Chipfabrikant zweigleisig. Mainboards mit Z690-Chipsatz werden in Varianten mit DDR4- und DDR5-RAM angeboten. Für Interessierte, die sich einen Gaming-PC mit Alder Lake bauen wollen, stellt sich die Frage, auf was sie setzen sollen, den bewährten und preisgünstigen DDR4 oder den brandneuen DDR5? Wir verraten dir sechs Unterschiede und was sie bewirken.
Die Vorteile von DDR5-RAM in der Übersicht:
- Höhere Bandbreite als DDR4
- Geringerer Stromverbrauch und Spannung
- Neue Stromversorgungsarchitektur
- Zwei unabhängige DIMM-Kanäle
- Gesteigerte Burst-Länge
- Höhere Kapazitäten der Speicherbausteine
1. DDR5 RAM bietet eine höhere Bandbreite als DDR4
Der Release von DDR5-Arbeitsspeicher war wichtig, denn die DDR4-Technologie stößt bereits an ihre Grenzen: Von der JEDEC zertifiziert sind Speicherriegel mit 3,2 Gbit/s bei einer Taktrate von 1,6 GHz. Speicherhersteller bieten zudem extrem übertaktete RAM-Kits mit über 5.000 MHz an. Diese laufen mit ihren hinterlegten OC-Profilen unter deutlich höheren Spannungen und mit langsameren Latenzen und bieten im Gegenzug enorm hohe Bandbreiten von 5 Gbit/s und mehr.
Mindestens 50 % mehr Bandbreite dank DDR5
DDR5 bietet mindestens eine Bandbreitenerhöhung von 50 % auf 4,8 Gbit/s. Inzwischen bieten Speicherhersteller aber auch RAM-Kits mit XMP 3.0 und Übertragungsraten von 5.200 MHz (bei DDR-Speicher auch als MT/s bezeichnet) bis 6.000 MHz an. Selbst DDR5-7000 wurde bereits angekündigt. Erste Riegel mit XMP 3.0 sind schon in der Mache. DDR5-Arbeitsspeicher steckt zurzeit erst in den Kinderschuhen und bietet viel Entwicklungspotenzial. Zukünftig soll der neue Speicherstandard auf eine Datenrate von 8,4 Gbit/s skalieren.
Um dies zu ermöglichen, sorgen neue Funktionen wie die Integration einer Entscheidungsrückkopplung (DFE) bei DDR5 für höhere E/A-Geschwindigkeiten und Datenraten.
2. Geringerer Stromverbrauch dank niedrigerer Spannung
Eine zweite wichtige Änderung gegenüber DDR4 ist die Verringerung der Betriebsspannung (VDD), die einen geringeren Stromverbrauch zur Folge hat. DRAM, Pufferchip, Taktgeber und Datenpuffer kommen bei DDR5 mit weniger Spannung aus. Diese senkt sich gegenüber DDR4-Speicher von 1,2 V auf 1,1 V. Der CA-Bus wechselt von der SSTL-Signalisierung zur PODL-Signalisierung (Pseudo-Open-Drain-Logik). Dadurch entfällt eine zusätzliche Spannungsschiene, die statischen Strom verbraucht.
3. DDR5 Arbeitsspeicher hat eine neue Stromversorgungsarchitektur
Die dritte und wichtigste Änderung betrifft die Stromversorgungsarchitektur. Mit DDR5-DIMMs verlagert sich die Energieverwaltung vom Mainboard auf das Speichermodul selbst. DDR5-DIMMs sind mit einem 12-V-Power-Management-IC (PMIC) auf dem DIMM ausgestattet. Dies ermöglicht eine bessere Feinabstimmung der Systemstrombelastung. Der PMIC verteilt die 1,1 V VDD-Versorgung. Durch eine bessere Steuerung der Stromversorgung auf dem DIMM verbessert er die Signalintegrität und verringert das Rauschen.
Kurze Pause! Intel Core i9-12900K mit DDR5-RAM vs. i9-11900K mit DDR4
In unserem Video vergleicht 8aron_Tom den 11900K mit DDR4-RAM mit dem 12900K mit DDR5-RAM und lässt beide Prozessoren gepaart mit einer GeForce RTX 3080 Ti in diversen Benchmarks gegeneinander antreten.
4. Die Kanal-Architektur von DDR5 und DDR4 im Vergleich
Eine weitere wichtige Änderung bei DDR5 ist eine neue DIMM-Kanalarchitektur: DDR4-DIMMs haben einen 72-Bit-Bus, der sich aus 64 Datenbits und acht ECC-Bits zusammensetzt. Bei DDR5 wird jedes DIMM zwei Kanäle haben. Jeder dieser Kanäle ist 40 Bit breit: 32 Datenbits mit acht ECC-Bits. Während die Datenbreite gleich bleibt (insgesamt 64 Bits), wird die Effizienz des Speicherzugriffs durch zwei kleinere unabhängige Kanäle verbessert. Du profitierst also mit DDR5 nicht nur von dem reinen Geschwindigkeitszuwachs durch höhere MT/s, der Effekt wird durch die gesteigerte Effizienz weiter verstärkt.
Zwei separate Kanäle auf dem DIMM-Modul
Bei der DDR5-DIMM-Architektur werden die linke und die rechte Seite des DIMMs jeweils von einem unabhängigen, 40 Bit breiten Kanal versorgt und teilen sich den RCD. Im Fall von DDR4 liefert der RCD zwei Ausgangstakte pro Seite. Bei DDR5 hingegen liefert der RCD vier Ausgangstakte pro Seite. Bei den DIMMs mit der höchsten Dichte und x4-DRAMs erhält auf diese Weise jede Gruppe von 5 DRAMs (Single Rank, Half-Channel) ihren eigenen unabhängigen Takt.
Dadurch, dass jeder Rank und jeder Halbkanal einen unabhängigen Takt erhält, verbessert sich die Signalintegrität. Das wiederum behebt das Problem der geringeren Rauschspanne, das durch die Senkung des VDD-Wertes entstanden ist.
5. DDR5-RAM bietet eine deutlich gesteigerte Burst-Länge
Die Burst-Länge ist die Anzahl der Bursts, die bei der Datenübertragung verwendet werden. Diese Bursts erfolgen mit der effektiven Datenrate. Auch hier hat sich einiges verändert: Bei DDR4 beträgt die Burst-Chop-Länge vier und die Burst-Länge acht. Bei DDR5 werden Burst-Chop und Burst-Länge auf acht und sechzehn erweitert, um die Burst-Nutzlast zu erhöhen.
Mit einer Burst-Länge von sechzehn (BL16) kann ein einzelner Burst auf 64 Byte Daten zugreifen, was der typischen CPU-Cache-Zeilengröße entspricht. Dabei kann nur einer der beiden unabhängigen Kanäle verwendet werden. Dies bietet eine erhebliche Verbesserung der Gleichzeitigkeit und mit zwei Kanälen eine größere Speichereffizienz.
6. DDR5 unterstützt Speicherbausteine mit höherer Kapazität
DDR5 unterstützt DRAM-Bausteine mit höherer Kapazität als DDR4. Mit DDR5-Pufferchip-DIMMs lassen DRAMs mit Dichten von bis zu 64 Gbit in einem Single-Die-Paket verwenden. Im Vergleich dazu bietet DDR4 maximal 16 Gbit DRAM in einem Single-Die-Package (SDP). DDR5 bietet Funktionen wie On-Die ECC, Fehlertransparenzmodus, Post-Package-Repair sowie Lese- und Schreib-CRC-Modi zur Unterstützung von DRAMs mit höherer Kapazität.
Die einzelnen Speicherchips mit höherer Kapazität erlauben wiederum die Fertigung von Speicherriegeln mit höherer Kapazität. 32 GB pro Riegel waren bei DDR4 möglich, bei DDR5 werden es 128 GB pro Speicherriegel sein. So lassen sich reguläre Desktop-PCs mit vier Speicherbänken mit bis zu 512 GB Arbeitsspeicher ausstatten. HEDT-Plattformen mit acht Speicherbänken werden ein ganzes Terabyte nutzen können. Auch bei Server-RAM werden sich die Grenzen des Machbaren verschieben: Hier soll das Terabyte auf einen einzelnen DDR5-Riegel passen.
Fazit (Update vom 1.6.2023)
Inzwischen sind die Preise von DDR5-Arbeitsspeicher stark gesunken und zahlreiche Hersteller bieten DIMM-Module mit hohen Taktfrequenzen und XMP 3.0 oder EXPO Profilen an. Fest steht: Mit schnellem DDR5-RAM lassen sich mehr FPS herausholen als mit DDR4. Alle Mainboards mit Sockel AMD AM5 und viele Mainboards mit Intel Sockel 1700 und den Chipsätzen der 600er- und 700er-Serien unterstützen den neuen Speicherstandard. Ab der oberen Mittelklasse lohnt es sich jetzt, in DDR5 zu investieren.
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Maximilian Beyer
Autor
...ist ein leidenschaftlicher Technik-Enthusiast und schreibt auf dem Caseking Blog über alles, was die Welt der PC-Hardware und Gaming aufregend macht. Von den neuesten Produktvorstellungen bis zu tiefen Einblicken in technische Innovationen.
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[…] stehen dir beim Arbeitsspeicher zwei Möglichkeiten zur Auswahl: DDR5 und DDR4. Über die Unterschiede zwischen beiden RAM-Generationen haben wir bereits berichtet, aber welcher Arbeitsspeicher ist dieses Jahr die beste […]