DDR4 contro DDR5: cosa sono e cosa cambia

Le RAM DDR (Double Data Rate) sono memorie volatili utilizzate nei computer e in altri dispositivi elettronici per archiviare temporaneamente i dati. Sono così chiamate perché sono in grado di trasferire i dati due volte per ciclo di clock assicurando prestazioni superiori e una maggiore velocità di trasferimento dei dati.

Le DDR sono state lanciate sul mercato nel 2000 e sono state via via sostituite con versioni più veloci: DDR2, DDR3, DDR4 e DDR5. Sono inoltre disponibili in diversi formati fisici, come DIMM e SO-DIMM, e possono essere utilizzate in una vasta gamma di dispositivi.

In un altro articolo abbiamo visto come scegliere la memoria RAM e quali differenze ci sono tra l’una e l’altra. Questa volta ci concentriamo sulle differenze tra DDR4 e DDR5.

Memorie DDR4 e DDR5: quando sono state introdotte

Le memorie DDR4 sono arrivate sul mercato nel 2014 ma soltanto tre anni più tardi hanno superato le DDR3 per numero di installazioni. Nel 2020 le vendite di DDR4 erano pari all’80%.
Le memorie DDR5 sono invece molto più recenti: sarebbero dovute arrivare sul mercato nel 2019 ma le specifiche del nuovo standard sono state approvate dal JEDEC soltanto a metà 2020.
SK Hynix ha presentato i primi moduli DDR5 a inizio ottobre 2020.

Velocità di trasferimento dati

La principale differenza tra le due tecnologie sta nella velocità di trasferimento dati: DDR4 ha una frequenza di clock compresa tra 2133 MHz e 3200 MHz e una larghezza di banda massima di 25,6 GB/s; DDR5 offre prestazioni migliori. DDR5, ad esempio, lavora a una frequenza minima di 4800 MHz, ma alcune delle migliori RAM DDR5 vantano già velocità oltre 6000 MHz.

I produttori di memorie RAM utilizzano sia MHz che MT/s (Megatransfer al secondo) per descrivere i loro moduli. I MHz indicano il numero di cicli di clock che la memoria RAM gestisce in un secondo; i MT/s si riferiscono al numero di trasferimenti di dati effettuati in un secondo. Questa seconda unità di misura è più specifica in quanto tiene conto del numero di bit che vengono trasferiti in ogni ciclo di clock.
Nel caso di DDR5 si prevede un aumento delle prestazioni fino a 7200 MT/s.

Nell’immagine un modulo Kingston Fury Beast.

Densità

Le memorie DDR5 hanno una densità base di 16 Gb per IC (Integrated Circuit): si tratta del valore più elevato che si può incontrare nel caso delle DDR4.

La densità per IC esprime la quantità di memoria che può essere contenuta in un singolo chip di memoria. Più alto è questo valore, maggiore sarà la quantità di memoria che può essere contenuta in un singolo chip e, di conseguenza, in un singolo modulo di memoria.

Grazie all’evoluzione delle tecnologie di fabbricazione dei chip di memoria, la densità per IC è aumentata tanto nel corso degli anni: basti pensare che le prime memorie DRAM (Dynamic Random Access Memory) utilizzavano chip di memoria con una densità per IC di appena 16 kilobit mentre le moderne memorie si spingono oltre i 16 Gb.

Tensioni e consumo energetico

Parlando delle altre differenze tra DDR4 e DDR5, le seconde abbassano il valore di tensione richiesto a 1,1 V, inferiore rispetto agli 1,2 V di DDR4. Può sembrare poco ma in realtà la differenza si traduce in una maggiore efficienza energetica pari al 20% (aspetto particolarmente importante per i sistemi portatili o in ambito data center), una riduzione della generazione di calore, un aumento della durata della batteria e più ampie possibilità di overclocking.

ECC on-die e per migliorare l’affidabilità

ECC (Error Correction Code) on-die è una nuova funzionalità di DDR5 che permette di correggere gli errori all’interno del chip SDRAM.
In questo modo i moduli RAM di nuova generazione possono aumentare l’affidabilità correggendo gli errori che si presentano e che sono figli dei processi litografici portati sempre più all’estremo.
L’utilizzo di ECC on-die può migliorare la stabilità e l’affidabilità del sistema, soprattutto in applicazioni critiche in cui la precisione dei dati elaborati è fondamentale.

Il circuito integrato per la gestione dell’energia (PMIC) fa sì che le memorie DDR5 funzionino in modo più stabile e assicurino una maggiore integrità del segnale riducendo il rumore.

Compatibilità a livello di slot sulla scheda madre

Le memorie DDR5 non sono fisicamente compatibili con gli slot destinati alle RAM DDR4: è necessario verificare la compatibilità del proprio sistema prima di valutare un eventuale aggiornamento.
Le DDR5, infatti, usano un connettore DIMM a 288 pin come le DDR4 ma è in questo caso presente una tacca o notch centrale (non è propriamente al centro del modulo RAM ma lo è sicuramente di più rispetto a DDR4) che vieta l’inserimento di moduli DDR4 in uno slot DDR5. La differente piedinatura è giustificata dalle tante novità tecniche implementate nelle memorie DDR5.

ASUS ha sviluppato un adattatore per memorie DDR4 su slot DDR5: esso permette di utilizzare moduli DDR4 su una scheda madre con slot DDR5. L’utilizzo di DDR4 su una scheda madre DDR5 limita ovviamente le prestazioni del sistema.
Le RAM DDR5 richiedono inoltre una scheda madre compatibile e un processore di ultima generazione per funzionare correttamente: tutti i processori Intel Core di 12esima generazione (Alder Lake) e successivi oltre agli AMD Ryzen 7000 e seguenti (socket AM5) sono compatibili con le memorie DDR5.

Di recente ASUS e Corsair hanno collaborato per portare fino a 192 GB di memoria DDR5 sulle schede madri Intel serie 700 e 600.