MR-DIMM: así son los nuevos módulos de memoria de próxima generación

Actualizado a: 22 de enero de 2024

En la elección de la memoria RAM para la CPU, especialmente en procesadores de alto rendimiento y para aplicaciones de alto rendimiento computacional (HPC), el ancho de banda se ha vuelto un factor crucial. Con el aumento de las cargas de trabajo de inteligencia artificial (IA) y las nuevas instrucciones SIMD de larga longitud, es necesario mejorar aún más el desempeño de la memoria RAM. En este contexto, AMD ha colaborado con JEDEC para desarrollar una solución llamada MR-DIMM (Multi-Ranked buffered DIMM).

¿Qué es JEDEC?

AMD es una compañía bastante conocida, pero… ¿qué es JEDEC? Pues bien, JEDEC son las siglas de Joint Electron Device Engineering Council, es una organización global de estándares industriales que se dedica a establecer y promover normas en la industria de los semiconductores. Fundada en 1958, JEDEC trabaja en colaboración con fabricantes, proveedores y usuarios finales de dispositivos electrónicos para desarrollar estándares técnicos en áreas como memorias RAM, circuitos integrados, paquetes de chips, semiconductores y otros componentes electrónicos.

JEDEC es responsable de definir especificaciones y estándares relacionados con la fabricación, diseño, prueba y uso de memorias. Estos estándares ayudan a garantizar la compatibilidad, la confiabilidad y la interoperabilidad entre diferentes dispositivos y sistemas electrónicos, lo que facilita el desarrollo y la adopción de tecnologías en la industria.

La memoria RAM como cuello de botella

La memoria RAM se ha convertido en un cuello de botella importante. Dada la brecha o gap entre el avance del rendimiento de los procesadores y el de la memoria RAM, se ha dado una situación en la que la velocidad de la memoria RAM se convierte en un factor limitante para el rendimiento general de un sistema informático. Esto ocurre cuando la velocidad de procesamiento de la CPU es más rápida que la velocidad a la que la memoria RAM puede suministrar los datos necesarios.

Cuando la memoria RAM se convierte en un cuello de botella, puede haber una disminución en el rendimiento del sistema, ya que la CPU tiene que esperar a que se le suministren los datos necesarios para ejecutar las tareas. Esto puede resultar en tiempos de carga más largos, retrasos en la ejecución de aplicaciones y una menor capacidad para manejar tareas intensivas en memoria, como el procesamiento de gráficos o la ejecución de aplicaciones multitarea.

Para superar este cuello de botella, se pueden tomar medidas muy diversas, pero una de ellas es investigar sobre nuevos estándares de memoria que puedan aportar más velocidad y ancho de banda.

Memoria DDR vs SDRAM

La memoria DDR (Double Data Rate) y la SDRAM (Synchronous Dynamic Random-Access Memory) son dos tipos de tecnologías de memoria utilizadas en sistemas informáticos. Cuando se dio el salto a la DDR se produjo un importante paso adelante, pero sigue siendo insuficiente.

La memoria DDR es generalmente más rápida que la SDRAM. Esto se debe a su capacidad para transferir datos tanto en el flanco ascendente como en el descendente del reloj, lo que duplica la velocidad efectiva en comparación con la SDRAM, que solo transfiere datos en el flanco ascendente. Y ahora la MR-DIMM pretende hacer algo parecido a ese salto producido en este caso, pero de diferente manera…

¿Por qué es necesaria la MR-DIMM?

Como he mencionado anteriormente, es crucial abordar los problemas que se presentan. Pero, ¿cuáles son las posibles soluciones?

• Una opción consiste en aumentar la velocidad de registro, pero esto se ve limitado debido a la integridad de la señal.
• Otra alternativa es añadir más canales de memoria a la CPU, aunque esto incrementa considerablemente la complejidad tanto de la plataforma como del propio procesador. A pesar de ello, tanto AMD como Intel han seguido esta ruta.
• Otra estrategia es utilizar un nuevo estándar de memoria que reduzca las latencias y mejore la capacidad de transferencia de datos, como el avance actual hacia DDR5.

Además, se puede adoptar un enfoque más ingenioso e inventar una nueva forma de acceder a la memoria existente. Esto es precisamente lo que han realizado AMD e Intel: AMD propuso HBDIMM, mientras que Intel desarrolló MCR-DIMM. Afortunadamente, no habrá divisiones en la industria en este aspecto, ya que JEDEC ha colaborado con AMD para desarrollar el estándar MR-DIMM basado en HBDIMM.

Los nuevos módulos MR-DIMM logran duplicar la velocidad de transferencia de datos que ofrecería el mismo hardware en el modo DDR5 estándar. Esto se logra al acceder simultáneamente a dos rangos de memoria, ya sea en un solo módulo o en un par de módulos, combinando dos accesos de 64 bits en una única ruta de datos de 128 bits hacia la CPU.

Características técnicas de la memoria MR-DIMM

La primera iteración de los módulos MR-DIMM ofrecerá velocidades de transferencia de datos de hasta 8800 MT/s. JEDEC tiene la expectativa de que los MR-DIMM mejoren de forma progresiva, alcanzando velocidades de 12,800 MT/s y posteriormente 17,600 MT/s. Sin embargo, es probable que los MR-DIMM de tercera generación no estén disponibles hasta después del año 2030, por lo que es un proyecto a largo plazo.

Aunque la hoja de ruta para los MR-DIMM no proporciona detalles precisos sobre la llegada de la primera generación, se espera que los procesadores Intel Granite Rapids y los procesadores AMD EPYC Turin (Zen 5) sean lanzados en el año 2024. Aunque no existe una confirmación oficial, es plausible que Turin también pueda aprovechar los beneficios de los MR-DIMM, considerando el compromiso reciente de AMD. Por lo tanto, existe la posibilidad de que los MR-DIMM también lleguen en el año 2024.

En cuanto al resto de ordenadores, como los que tenemos en casa, no se sabe muy bien si esta tecnología terminará llegando. Sin embargo, sería una solución interesante para dar un salto de rendimiento. Pero, por el momento, solo parece que se disfrutará en el ámbito de la supercomputación…