2020年にDDR5仕様が導入された際、私たちが特に感銘を受けた点の一つは、パフォーマンス面でもデバイスあたりの容量面でも、この技術のさらなる発展の余地が残されていることでした。DDR5に関する2020年の考察を改めてご覧になり、簡単におさらいいただけます。
5年が経過した現在でも、DDR5はJEDECのオリジナル仕様の全てを達成できていません。2024年には、JEDECはさらにパフォーマンス性能を強化し、アンチロウハンマー機能も仕様に追加しました。しかし、これらのヘッドルームと拡張性の変更は、愛好家にとってどのような意味を持つのでしょうか？
DDR5 の進化について説明を進める前に、DDR6 が今後 2 ～ 3 年以内に登場するという噂を否定しましょう。それは絶対にあり得ないことです。
新しいプロセス技術が新たなブレークスルーを可能にする
ロジックチップと同様に、メモリメーカーは新しいプロセス技術を活用し、新しいDRAMデバイスの性能、消費電力、面積（PPA）を向上させる必要があります。DRAMの性能、容量、コストにおけるほぼすべての主要な進歩は、新しいプロセスノードによって推進されます。例えば、サムスンは最大5層のEUV層を備えた14nm（D1α）DRAM技術を採用し、業界に先駆けて2021年後半に世界初の24Gb DDR5-7200メモリデバイスを開発しました。
大手メモリメーカーであるMicron、Samsung、SK hynixは、2010年代半ばの17nm～19nmから始まり、今日の約12nmに至るまで、複数世代の10nmクラスの製造プロセスを開発してきました。現在、MicronとSK hynixは、いわゆる1γ（1-gamma）または1cノードと呼ばれる第6世代10nmクラスのプロセス技術（1、2）を導入し、このノードに基づく実際の製品の出荷を開始しています。
対照的に、Samsungは1γ/1cプロセスで若干遅れをとっているようで、これが実際の製品ロードマップに影響を与えるでしょう。しかし、SamsungのD1β（第5世代10nmクラス）の微細化サイズは12.5nmであり、これは最も近い競合他社よりも小さいことを念頭に置いておく必要があります。TechInsightsによると、MicronのG5 10nmノードの微細化サイズは13nmですが、SK hynixの第5世代10nmクラスノードの微細化サイズは12.65nmです。
1γ/1c プロセス テクノロジーは、大容量、高性能の DDR5 DRAM のほか、HBM4、GDDR7、LPDDR5X メモリ デバイスの作成に使用するために準備されているため、すべての DRAM メーカーにとって重要なノードです。
しかし、次世代の 1δ/1d 生産ノードは、10 年以上使用されてきた 6F2 セル設計に依存する最後の 10nm クラスのノードとなるため、さらに重要になる可能性があります。
10nm以下のノードでは、新しい4F2セル構造が6F2に取って代わると予想しています。1δ/1dプロセス技術も2026年後半に導入される予定ですが、その立ち上げ時期はまだ未定です。しかし、これはDRAMにおける真のブレークスルーとなり、10nm以下の製造プロセスと並行して、2020年代後半に市場に投入されるでしょう。
TechInsightsによると、最初の10nm未満の生産ノードは早くても2027年後半から2028年に登場すると予想されており、サムスンがライバルに先んじる可能性があるという。
DDR5-10,000モジュールが間もなく登場、次はDDR5-10,700
2024 年、JEDEC は DDR5 テクノロジーを定義する JESC79-JC5 仕様の更新バージョンをリリースし、DDR5 サポートを正式に 8800 MT/s まで拡張したほか、Self-Refresh Exit Clock Sync による I/O トレーニングの改善などの機能を追加しました。
このアップデートは、DDR5-8800が技術的にも経済的にも実現可能であるという、主要なメモリおよびコントローラ開発者間のコンセンサスを反映しています。この仕様では、プレミアムチップ向けにCL62、低グレードチップ向けにCL78のタイミングも定義されており、CASレイテンシが高いにもかかわらず、絶対レイテンシは約14nsを維持しています。
JEDECの仕様は伝統的に非常に保守的であるため、Micronは1γ/1c製造プロセスを用いて製造されるDDR5 DRAMが最大9200MT/sのデータ転送速度を達成すると想定しています。SK hynixも、最大32GBの容量で9200MT/sのメモリデバイスを準備しており、性能と容量の両立を実現しています。しかし、私たちの知る限り、9200MT/sを超える速度ビンは公式に発表されていません。
このようなDDR5-9200 32GB ICは比較的近いうちに市場に登場すると予想されており、その後、エンスージアスト向けメモリモジュールの大手メーカーは、これらのデバイスからさらなるパフォーマンスを引き出すでしょう。Corsair、G.Skill、V-Colorといったお馴染みのメーカーが製造する高性能32GBモジュールは、ハイエンドマザーボードで9600MT/sに達することが期待されます。
Intel は自社のプラットフォーム上のメモリ性能の向上に力を入れており、業界関係者は、DDR5-10,000 モジュールが来年初めに Intel の Arrow Lake-S Refresh CPU とともに登場し、その後 DDR5-10700 が続くと予想しています。
これらの超高性能DDR5モジュールの一部は、クロックドライバー（CKD）を搭載したCUDIMMになると予想されます。CKDはクロック信号を再生成し、メモリチップを駆動することで信号整合性を確保し、高データ転送速度における安定性と信頼性を実現します。
現時点では、CUDIMMはIntelプラットフォームでのみ公式にサポートされています。しかし、AMDは2026年中にCUDIMM、そしてCSODIMM（CKD付きSODIMM）のサポートを導入すると予想されており、おそらく最大速度10,000 MT/sのGranite Ridge Refreshから始まり、その後、最大速度10,700 MT/s以上のZen 6マイクロアーキテクチャ（例：Medusa Point）をベースとした次世代CPUへと拡張されるでしょう。ただし、現時点では情報は完全に非公式であることにご留意ください。
CUDIMMのサポート開始前にも、AMDはコンシューマー向けプラットフォームにおいて高速データ転送と低レイテンシを実現する機能強化を提供する予定だと、事情に詳しい情報筋は述べている。現時点では、DDR5-6400（CL26）の範囲をターゲットとしており、これにより絶対レイテンシは8nsまで低減される。これは、エンスージアスト向けDDR5でも前例のない偉業となる。
32 Gb、48 Gb、64 Gb DDR5 IC
この記事の冒頭で述べたように、新しい製造技術により、DRAMメーカーはチップの性能向上や消費電力の低減だけでなく、メモリICの容量拡大も実現できます。この傾向は、64Gb DDR5 ICにも引き継がれるでしょう。
DDR5仕様と1α/1aプロセス技術により、DRAMメーカーは24Gb DDR5デバイスの製造が可能になり、クライアントおよびサーバーアプリケーション向けに24GB、48GB、96GBのメモリモジュールを実現しました。1β/1bおよび1γ/1c生産ノードでは、32Gb DDR5 ICが利用可能になり、メモリモジュールメーカーは64GB、128GB（例えばMicronは現在DDR5-8000 RDIMMを提供）、さらには256GBの容量を持つアンバッファーDIMMおよびCUDIMMを製造できるようになります。
現在、48Gbまたは64GbのDDR5 ICについては、明確な発売時期が設定された計画は確認されておらず、まだ計画の初期段階にあることが示唆されています。しかし、TechInsightsによると、メモリメーカーは1δ/1dプロセス技術に基づく48Gb ICを2027年から2028年にかけて実現することを目指しています。
DDR5開発の頂点とも言える64Gb DDR5デバイスは、主に2030年以降に登場する大容量データセンターグレードのアプリケーション向けに確保される可能性が高い。こうしたICは、10nm未満の製造ノード（0x（第1世代）または0y（第2世代））で製造される可能性が高いため、4F2セル構造が採用されるだろう。
MRDIMM
データセンターアプリケーションといえば、従来のRDIMMの帯域幅制限を克服するために開発された、マルチプレクスランク・デュアルインラインメモリモジュール（MRDIMM）について触れずにはいられません。MRDIMMは、2つのDDRメモリランクをマルチプレクスモードで動作させ、ランクへの同時アクセスにはマルチプレクスレジスタードクロックドライバ（MRCD）チップを使用し、データ多重化には10個のマルチプレクスデータバッファ（MDB）チップを使用します。この構成により、サポートCPUはMRDIMMと8800 MT/sのデータ転送速度で通信でき、メモリチップは半分の速度で動作することでレイテンシと消費電力を削減します。
IntelのXeon 6プラットフォームは、MRDIMMをサポートする最初のプロセッサであり、CPUは第1世代MRDIMMを使用して8800 MT/sのデータ転送速度で動作します。ただし、すべてのXeon 6ベースのサーバーがMRDIMMを使用しているわけではありません。これは、新しいテクノロジーに当然のことです。
業界は現在、256GB以上の容量と12,800 MT/sの速度を備えた第2世代MRDIMMの開発に取り組んでいます。このようなモジュールは、AMDのEPYC「Venice」CPU（2026年）と「Verano」CPU（おそらく2027年）でサポートされる予定です。また、IntelのXeon「Diamond Rapids」および「Coral Rapids」プロセッサ（2020年代後半にリリース予定）でもサポートされる予定です。第2世代MRDIMMは1枚あたり102.4GB/sの帯域幅をサポートするため、16個のメモリチャネルを備えたCPUではピーク帯域幅が1.6TB/sになります。
第3世代MRDIMMが登場するかどうかは今のところ不明ですが、登場しても驚かないでください。DDR5には十分な余裕があり、メモリデバイスでは最大8,800 MT/s、マルチプレックスモードでは最大17,600 MT/sを実現しています。しかも、これらはすべて最新仕様の範囲内です。
DDR5が依然として優勢
DDR5 メモリは、1γ/1c や今後登場する 1δ/1d などの高度なプロセス ノードにより、より高いデータ転送速度とより大きな容量を実現しながら進化を続け、DRAM IC を 9200 MT/s まで押し上げ、適切な CPU を備えた DDR5-10,000 または DDR5-10,700 の速度ビンを備えたマニア向けメモリ モジュールを可能にします。
DDR6が2029～2030年より前に登場する可能性は低いため、DDR5が引き続き主流となり、クライアントPC向けの超高速CUDIMMと、AMDおよびIntelの次世代プラットフォームをサポートする高帯域幅MRDIMMが主流となるでしょう。特にMRDIMMでは、次世代データセンターの帯域幅は既に8,800 MT/sに達しており、第2世代バージョンでは2020年代後半に12,800 MT/sを目指しています。
アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
