DDR5 SDRAMメモリの進化の全て：高速化・低電圧化・信頼性向上を解説

本記事では、最新のDDR5 SDRAMメモリがどのように進化し、DDR4 SDRAMメモリと比較してどのような改良が加えられたかを詳しく解説します。とくに、メモリの高速化、低電圧化、信頼性向上について詳しく見ていきます。

メモリの種類と特徴

メモリはRAM（Random Access Memory）とも呼ばれ、コンピュータが一時的にデータを保管するための重要なパーツです。コンピュータに搭載されるメモリは、大きく以下の3種類に分類されます。

これらのうち、ECC UnbufferedやECC Registeredメモリを使用するには、対応するCPUやチップセットが必要です。

レジスタバッファ

レジスタバッファが備えられているメモリは、メモリクロックがレジスタバッファに格納され、タイミングが同期されます。これにより、メモリクロックと信号のタイミングが一致し、安定したアクセスが可能になります。
ECC（エラー訂正機能）

ECC機能が備えられているメモリは、データに誤りが発生した場合でも自動的に訂正が可能です。これにより、メモリの信頼性が大幅に向上します。

レジスタバッファとECCは独立した機能ですが、レジスタバッファのみが搭載されたメモリはほとんど存在せず、レジスタバッファが搭載されているメモリはほぼ必ずECCも搭載しています。

DDR（Double Data Rate）SDRAMは、コンピュータのメモリ規格で、それまで主流であったSDRAMの次世代型のSDRAMとして2000年に発表された規格です。

現在、DDR2 SDRAMからDDR5 SDRAMまでが導入されており、DDR5 SDRAMは2021年頃から普及し始めた比較的新しいメモリ規格です。

DDR5 SDRAMは前世代のDDR4 SDRAMと比較していくつかの重要な改良点があります。以下にその主なポイントをまとめました。

メモリークロックの向上と転送速度の向上

DDR5 SDRAMはメモリークロックが引き上げられ、これによりデータ転送速度が大幅に向上しました。
帯域幅の拡張

帯域幅が拡張され、データの転送効率が飛躍的に向上しています。
Intel XMP 3.0とAMD EXPOへの対応

DDR5は、IntelのXMP 3.0およびAMDのEXPOに対応しており、オーバークロック設定がより柔軟かつ簡単に行えます。
プロファイルの格納数

メーカー提供のプロファイルを含めて、最大3つまでのプロファイルが格納可能です。
低電圧での動作

DDR5 SDRAMの動作電圧は1.1Vからスタートし、DDR4 SDRAMの1.2Vと比較して低く抑えられています。
電力供給の変更

DDR4 SDRAMまでは、電源から供給される5Vをマザーボードで1.2Vに降圧し、メモリーに供給していました。しかし、DDR5 SDRAMでは、電源から直接メモリーに5Vが供給され、PMIC（電源管理IC）を介して必要な1.1Vに降圧する方式に変更されています。この新しい仕組みにより、各メモリーモジュールに最適な電圧が直接供給されるようになりました。

On-Die ECCの実装

DDR5 SDRAMは、デバイス内部でエラー訂正を行うOn-Die ECCを搭載しています。これにより、メモリの信頼性が向上し、データの整合性が確保されます。このOn-Die ECCは、従来のECCメモリとは異なる技術です。
ECS（Error Check and Scrub）

ECSは、内部データを定期的に読み取り、エラーを検出した際に自動的に訂正して正しい値で書き戻す機能です。これにより、データの整合性がさらに強化されています。
その他の信頼性向上機能

RFM（リフレッシュ・マネージメント）やLoop Back Modeなどの機能が追加され、総合的なデータ保護が強化されています。