في انتخاب ذاكرة الوصول العشوائي بالنسبة لوحدة المعالجة المركزية (CPU)، وخاصةً في المعالجات عالية الأداء وتطبيقات الحوسبة عالية الأداء (HPC)، أصبح عرض النطاق الترددي عاملاً حاسماً. مع تزايد أحمال عمل الذكاء الاصطناعي (AI) وتعليمات SIMD الطويلة الجديدة، يحتاج أداء ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) إلى مزيد من التحسين. في هذا السياق، تعاونت AMD مع JEDEC لتطوير حل يُسمى MR-DIMM (ذاكرة DIMM المخزنة مؤقتًا متعددة التصنيفات).
ما هو JEDEC؟
AMD شركة معروفة إلى حد ما، ولكن... ما هو JEDEC؟ حسنًا، JEDEC يرمز إلى مجلس هندسة الأجهزة الإلكترونية المشتركJEDEC هي منظمة عالمية لمعايير الصناعة، تُعنى بوضع وتعزيز معايير صناعة أشباه الموصلات. تأسست عام ١٩٥٨، وتعمل بالتعاون مع مصنعي وموردي الأجهزة الإلكترونية والمستخدمين النهائيين لتطوير معايير تقنية في مجالات مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، والدوائر المتكاملة، وحزم الرقائق، وأشباه الموصلات، وغيرها من المكونات الإلكترونية.
JEDEC هي المسؤول عن تحديد المواصفات والمعايير المتعلقة بتصنيع وتصميم واختبار واستخدام الذكرياتتساعد هذه المعايير على ضمان التوافق والموثوقية والتشغيل المتبادل بين الأجهزة والأنظمة الإلكترونية المختلفة، مما يسهل تطوير وتبني التقنيات في الصناعة.
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بمثابة عنق زجاجة
La أصبحت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بمثابة عنق زجاجة رئيسينظراً للفجوة بين تطورات أداء المعالج وأداء ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، برزت حالة تُصبح فيها سرعة ذاكرة الوصول العشوائي عاملاً مُقيّداً للأداء العام لنظام الحاسوب. يحدث هذا عندما تكون سرعة معالجة وحدة المعالجة المركزية (CPU) أعلى من سرعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في توفير البيانات اللازمة.
عندما تصبح ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بمثابة عنق زجاجة، فقد يكون هناك انخفاض في أداء النظام، حيث يتعين على وحدة المعالجة المركزية انتظار البيانات اللازمة لتنفيذ المهام. قد يؤدي هذا إلى أوقات تحميل أطول، وتأخير في تشغيل التطبيقات، وانخفاض القدرة على معالجة المهام التي تستهلك الكثير من الذاكرة، مثل معالجة الرسومات أو تعدد المهام.
للتغلب على هذا الاختناق، يمكن اتخاذ العديد من التدابير المختلفة، ولكن أحدها هو البحث عن معايير ذاكرة جديدة يمكن أن تساهم مزيد من السرعة والنطاق الترددي.
ذاكرة DDR مقابل ذاكرة SDRAM
ذاكرة DDR (معدل البيانات المزدوج) وSDRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة) هذان نوعان من تقنيات الذاكرة المستخدمة في أنظمة الحاسوب. شكّل الانتقال إلى تقنية DDR خطوةً مهمةً للأمام، لكنها لا تزال غير كافية.
ذاكرة DDR أسرع عمومًا من SDRAM. ويرجع ذلك إلى قدرتها على نقل البيانات على كل من الحواف الصاعدة والهابطة للساعة، مما يضاعف السرعة الفعلية مقارنةً بذاكرة SDRAM، التي تنقل البيانات فقط على الحافة الصاعدة. والآن، تهدف ذاكرة MR-DIMM إلى تحقيق إنجاز مماثل، ولكن بطريقة مختلفة...
لماذا هناك حاجة إلى MR-DIMM؟
كما ذكرتُ سابقًا، من الضروري معالجة المشاكل التي تنشأ. ولكن، ما هي الحلول الممكنة؟
- أحد الخيارات هو زيادة سرعة التسجيل، ولكن هذا محدود بسبب سلامة الإشارة.
- هناك بديل آخر يتمثل في إضافة قنوات ذاكرة إضافية إلى وحدة المعالجة المركزية، مع أن هذا يزيد بشكل كبير من تعقيد كلٍّ من المنصة والمعالج نفسه. ومع ذلك، اتبعت كلٌّ من AMD وIntel هذا النهج.
- وتتمثل استراتيجية أخرى في استخدام معيار ذاكرة جديد يقلل من زمن الوصول ويحسن سعة نقل البيانات، مثل التحرك الحالي نحو DDR5.
علاوة على ذلك، يُمكن اتباع نهج أكثر إبداعًا، وابتكار طريقة جديدة للوصول إلى الذاكرة الحالية. وهذا تحديدًا ما فعلته AMD وIntel: AMD اقترحت HBDIMMفي حين قامت شركة Intel بتطوير ذاكرة MCR-DIMM. لحسن الحظ، لن تكون هناك انقسامات في الصناعة بشأن هذا الجانب، حيث تعاونت JEDEC مع AMD لتطوير معيار MR-DIMM استنادًا إلى HBDIMM.
الكثير وحدات MR-DIMM الجديدة تُحقق هذه الرقاقات ضعف سرعات نقل البيانات التي تُحققها نفس الأجهزة في وضع DDR5 القياسي. ويتحقق ذلك من خلال الوصول المتزامن إلى فئتين من الذاكرة، إما على وحدة واحدة أو وحدتين، ودمج وصولين بدقة 64 بت في مسار بيانات واحد بدقة 128 بت إلى وحدة المعالجة المركزية.
الخصائص التقنية لذاكرة MR-DIMM
| ذاكرة MR-DIMM | سرعة البيانات |
|---|---|
| Gen1 | 8.800 مليون طن / ق |
| Gen2 | 12.800 مليون طن / ق |
| Gen3 | 17.600 طن متري/ثانية |
ستوفر النسخة الأولى من وحدات MR-DIMM سرعات تصل إلى نقل البيانات حتى 8800 ميجا بايت/ثانيةتتوقع JEDEC أن تتحسن وحدات ذاكرة MR-DIMM تدريجيًا، لتصل سرعتها إلى 12,800 ميجا طن/ثانية، وفي نهاية المطاف إلى 17,600 ميجا طن/ثانية. مع ذلك، من المرجح ألا تتوفر وحدات ذاكرة MR-DIMM من الجيل الثالث إلا بعد عام 2030، لذا يُعد هذا مشروعًا طويل الأمد.
على الرغم من أن خريطة الطريق الخاصة بوحدات ذاكرة MR-DIMM لا تقدم تفاصيل دقيقة حول وصولها من المتوقع إطلاق الجيل الأول من معالجات Intel Granite Rapids ومعالجات AMD EPYC Turin (Zen 5) في عام 2024رغم عدم وجود تأكيد رسمي، فمن المحتمل أن تستفيد مدينة تورينو أيضًا من وحدات ذاكرة MR-DIMM، نظرًا لالتزام AMD الأخير. لذلك، هناك احتمال لوصول وحدات ذاكرة MR-DIMM في عام ٢٠٢٤.
أما بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الأخرى، كتلك الموجودة في منازلنا، فليس من الواضح ما إذا كانت هذه التقنية ستُطبّق في نهاية المطاف. مع ذلك، ستكون حلاً مثيرًا للاهتمام لتحسين الأداء. لكن في الوقت الحالي، يبدو أنها متاحة فقط في مجال الحوسبة الفائقة...