Yüksek Performanslı Yeni RAM’lerin Anahtarı: CUDIMM Nedir?

Donanımlar geliştikçe ve yeni standartlar çıktıkça teknoloji endüstrisine yeni kelimeler, yeni kavramlar dahil oluyor. Dizüstü bilgisayarlara yönelik yeni CAMM ve LPCAMM bellek modülleri son günlerde çok konuşuldu. Masaüstü tarafında ise uzun zamandır kulaklarımızın aşina olduğu “DIMM” türüne tabiri caizse yeni bir güncelleme geliyor: CUDIMM (Clocked Unbuffered DIMM).

CUDIMM adı verilen yeni DIMM çeşidiyle bellek frekansları arşa çıkarken performanslar da katlanacak. Bu kelimeleri yazdığımız sıralarda yeni nesil bellekler henüz kullanımda değildi. Bazı üreticiler 9600 MT/s seviyesine varan RAM’lerini tanıttı, 10.000 MT/s’nin üzerindeki hızlar konuşulmaya başladı. Bazı bellek şirketleri ise Computex fuarında ilk CUDIMM ürünlerini sergileyerek masaüstü belleklerin geleceğine ışık tuttu. Biz de her zaman olduğu gibi sizleri erkenden bilgilendirmeye çalışacağız.

Geleneksel UDIMM’lerin (Unbuffered DIMM, Tamponsuz DIMM) bir varyasyonu olan Clocked UDIMM ve Clocked SODIMM’ler, DDR5 belleklerdeki sinyal bütünlüğü sorunlarına bir başka çözüm olarak yaratıldı. Kolayca takıp çıkardığımız DDR5 bellekler, üzerindeki dahili PMIC’lerin de (güç yönetim entegre devreleri) yardımıyla oldukça hızlı veri aktarım hızları sağlayabiliyor. Ancak teknoloji dünyası o ve ihtiyaçlar o kadar hızlı ilerliyor ki artık devasa olan hızlar bile yetersiz kalıyor.

RAM’ler her zaman tak-çıkar mantığıyla çalışan, tek parçalı tasarıma sahip ve yüksek performans/kapasite kombinasyonu sunan ürünler oldu. Daha yüksek performans elde etmek isteniyorsa, bunu tek bir kitte sunmanın elektriksel açıdan zorlukları var. Neyse ki mühendisler zorlukları bir şekilde aşmanın yolunu buluyor. DDR5 (ve nihayetinde DDR6) hızları artmaya devam edecekse, elektriksel olarak daha sağlam DIMM’ler üretmek için bazı değişikliklere ihtiyaç var. CUDIMM’in karşımıza çıkmasının nedeni de tam olarak bu.

JEDEC tarafından JESD323 olarak standartlaştırılan CUDIMM, standart olarak kullandığımız DIMM tipi belleklere bir saat sürücüsü (clock driver, CKD) ekleyerek geleneksel tamponsuz DIMM yaklaşımını biraz değiştiriyor. Sözünü ettiğimiz küçük entegre devre, gerçek bellek yongalarını çalıştıran saat sinyalini yeniden oluşturmaktan sorumlu. DIMM üzerinde yerel olarak temiz frekanslar üreterek )CPU’dan gelen saati doğrudan kullanmak yerine), yüksek bellek hızlarında gelişmiş kararlılık ve güvenilirlik sunmak üzere tasarlandı.

Eğer böyle bir çözüm bulunmasaydı, üreticiler bahsettiğimiz gibi 10.000 MT/s seviyelerine varmak istediklerinde çeşitli güvenilirlik ve kararlılık sorunlarıyla cebelleşmeye başlayacaktı. Yeni eklenen saat sürücüsü, DDR5 hızlarının güvenilir bir şekilde üst noktalara taşımak için anahtar rol oynuyor.

DIMM’lere saat sürücüleri yerleştirmek aslında yeni bir fikir değil. CUDIMM konsepti büyük ölçüde sunucularda yıllardır kullanılan, Intel ve AMD’nin sunucu (ve iş istasyonu) yongalarının desteklediği tek DDR5 DIMM türü olan Registered DIMM’in (RDIMM) küçültülmüş bir versiyonu. RDIMM, saat sinyalinin yanı sıra komut ve adres veri yollarını da tamponlayan daha geniş kapsamlı bir çözüm. CUDIMM ise yalnızca saat sinyalini tamponluyor ve her şeye karışmıyor. Yani diyebiliriz ki CUDIMM teknolojisi RDIMM’in yarım hali gibi.

Sunucular bir kenara, tüketici odaklı ürünler söz konusu olduğunda maliyetler önceliklerin başında geliyor. Nitekim son tüketiciye mümkün oldukça uygun fiyatlı ve daha az karmaşık ürünler sunmak önemli. CKD’nin tasarımı da bunu yansıtmakta; JEDEC standardındaki bir CKD yalnızca 35 pinli ve bunların neredeyse yarısı yalnızca voltaj/toprak pinleri. Dolayısıyla, CKD’ler DIMM yapımı için ek bir maliyet oluştursa da, RDIMM’lerden daha ucuz olacak şekilde bilinçli olarak tasarlandı.

Standartları belirleyen JEDEC, CUDIMM’lerin DDR5-6400 ve daha yüksek hızlar için kullanılmasını öneriyor. Standardın ilk versiyonu DDR5-7200’e kadar olan hızları kapsıyor fakat çok daha performanslı bellekler tanıtılmaya başladı bile.

DDR5 standardı biraz hızlı gelişti, 4800 MT/s ile başlayan serüven hızla 6000/7000 MHz’in üzerine taşındı. Şimdi ise 10.000 MT/s’yi konuşmaya başladık bile. Yüksek saat hızına ulaşan bellek alt sistemlerinde, özellikle nispeten uzun mesafelerde ve çoklu ara bağlantılarda (örneğin kanal başına birden fazla DIMM) sinyal bütünlüğünü korumak gerekiyor. Geleneksel olarak UDIMM’ler oldukça sade cihazlar. Bu görevin ağırlığı öncelikle bellek kontrolcüsüne/CPU’ya ve daha az ölçüde anakarta düşmüştür. Yeni gelişmeler ve CUDIMM’lerle birlikte DIMM’ler daha akıllı hale gelecek ve sinyal bütünlüğü korunmuş olacak.

En büyük değişiklik ise bir temel saat sinyali alan ve modül üzerindeki bellek bileşenlerine yeniden dağıtmak üzere yeniden üreten bir saat sürücüsünün (CKD) eklenmesi. Boyutu küçük olan bu çipler gelen saat sinyalini tamponluyor ve ardından saat sinyalini DIMM üzerindeki bellek yongalarına yönlendirirken çıkış yolunda yükseltiyor. CKD’ler ayrıca doğru zamanlama ve titreşim azaltmaya olanak tanıyan ve saat sinyalinin zamanlamasındaki genel hızlı değişimleri en aza indiren görev döngüsü düzeltmesi gibi sinyal koşullandırma özelliklerine de sahip.

Frekans bozukluğunun (kayması) en aza indirilmesi, yonganın bir diğer önemli işlevi. Frekans bozukluğuyla saat sinyalinin farklı bileşenlere varış sürelerindeki farkı kast ediyoruz. CKD, her saat yolu için yayılma gecikmelerini eşleştirerek bellek yongalarının (ve DIMM’lerin) tamamen senkronize kalmasını sağlayabiliyor.

Diğer yandan, faz ayarlama özellikleri CKD’nin saat sinyalini farklı bileşenlerin özel zamanlama ihtiyaçlarına göre hizalamasını sağlıyor. Bu da bellek modülü üreticisinin ekstra mesai yapmasına neden olmakta. Belki de aynı sebepten dolayı şirketler CKD’ye sahip modüller için hevesli değil, en azından hızlı davranmıyor. Çünkü teknolojiye aşina olmaları gerekiyor.

Öyle ya da böyle bu özel çipler tüm DDR5 bellek form faktörlerine gelecek. Yani CUDIMM’in yanı sıra Clocked SODIMM (CSODIMM) ve hatta DDR5 CAMM2 bellek modülleri de saat sürücülerini kullanacak.

Clocked DIMM’lerle ilgili ihtiyaç bellek frekansına dayandığından, CUDIMM’ler ve diğer varyasyonlarının tümü mevcut DDR5 sistemleri ve bellek kontrolcüleriyle geriye dönük olarak uyumlu olacak şekilde tasarlandı. Sonuç olarak CUDIMM, standart DDR5 DIMM’lerle aynı 288 pinli DIMM yuvasını kullanacak.

Bir CUDIMM bypass moduna geçerek daha yavaş/eski bir DDR5 bellek kontrolcüsüyle çalışabilecek. CKD’siz DIMM’ler ise CKD gerektiren daha yüksek hızlarda kullanılamayacak (en azından JEDEC standardı voltajlarda ve zamanlamalarda).

Yeni DIMM’ler aynı zamanda mevcut platformlarla (en azından kağıt üzerinde) uyumlu olacak, günümüzün standart DDR5 UDIMM’iyle aynı 288 pinli konektörü kullanacak ve daha yüksek DDR5 saat hızlarına doğru nispeten yumuşak bir geçiş sağlayacak.

Bu yıl Computex fuarında G.Skill, TeamGroup ve V-Color dahil olmak üzere bazı bellek üreticileri CUDIMM ve CSODIMM RAM’lerini görücüye çıkardı. Yeni ürünlerle ilgili çok detaylı bilgiler verilmese de ulaştıkları frekansları biliyoruz. Ayrıca ürünler fiziksel olarak hazır olduğuna ve tanıtımlar ardı ardına geldiğine göre yakında “CUDIMM destekli sistemler” görmeye başlayabiliriz.

Biwin, 6400 – 8800 MT/s seviyelerinde hızlar sunan 16 GB ve 32 GB modülleriyle birlikte pazara adım attı. Satışlar ise Eylül ayında başlayacak. Bu işin öncülerinden G.Skill, Computex’te Trident Z5 CK CUDIMM’lerini de sergiledi. Şirket genel olarak performanslardan pek bahsetmedi lakin DDR5-10600’de çalışan, yoğun şekilde hız aşırtılmış bir sistem sergiledi.

Hem CUDIMM hem de CSODIMM’leri sergileyen V-Color, yüksek performanslı bellek pazarına ciddi bir giriş yapacak gibi görünüyor. Üreticiye göre RGB O CUDIMM modülleri 32 GB (2×16 GB) ve 48 GB (2×24 GB) çift kanallı kitler halinde 6400 MT/s’den başlayıp 9200 MT/s ve üstüne kadar yükselen hızlarda satışa sunulacak. Intel’in kod adı Arrow Lake olan platformlarını hedefleyen Xfinity RGB O CUDIMM’ler, kolay kurulum için XMP profillerine sahip bir SPD’ye sahip olacak.

Modüller, bellek yongalarının uygun şekilde soğutulmasını sağlamak için ısı dağıtıcıları, güç yönetimi IC’si ve tabii ki CUDIMM’lerin temel bileşeni olan saat sürücüsü (CKD) ile donatılmış olarak gelecek. V-Color, Xfinity RGB O CUDIMM’lerinin bellek yongalarına daha hassas bir şekilde yapışmak için özel olarak kalıplanmış ve böylece ısı dağılımını iyileştiren yepyeni bir patentli soğutucu tasarımı sunduğunu söylüyor.

9600 MT/s

Bellek ve depolama üzerine çalışan Asgard, yüksek DDR5-9600 hız değerine sahip yeni CUDIMM çözümlerini duyurdu. Çin merkezli firma, Thor CUDIMM DDR5-9600 C44 kitlerini WeChat üzerinden tanıttı ve performans açısından dünyada bir ilkin gerçekleştirildiği iddia edildi. Dahası, firma DDR5-10000 ve daha yüksek frekanslı modüllerin yolda olduğunu müjdeleyerek sınırları zorlamak üzere çalıştığını söylüyor.

Yeni nesil belleklerde Clocked Unbuffered DIMM (CUDIMM) teknolojisinin yanı sıra SK Hynix’in son teknoloji bellek çipleri yer alıyor. Asgard, SK Hynix bellek IC’lerini performansa göre ayırdı, tek tek çipleri test etti ve Thor ailesi PCB’lerine entegre etmeden önce sıraladı. Bu seçkin IC’leri her PCB’deki özel saat sürücüsü (CKD) ile birleştirdiğinizde daha yüksek frekanslarda mükemmel kararlılık elde edebiliyorsunuz.

Üretici DDR5-9600 (PC5-76800) CL44 spesifikasyonlarını temel alan iki ürüne sahip. 2x 16 GB ve 2x 24 GB’lık kitler Asgard x Thor markası altında satışa sunuluyor. Her iki kit de CL44-56-56-136-192 zamanlamalarıyla geliyor ve 1.50V’da çalışıyor.

Peki 10.000 MT/s düzeyine ulaşan bellekler ısınmıyor mu? Asgard, yeni CUDIMM çözümünde PMIC ve CKD’nin daha akıllı güç kullanımı ve daha iyi termal değerler için uyum içinde çalışacağını söylüyor. Ayrıca ısı dağıtıcıların yeterli kapasitede soğutma sağladığı belirtildi.

Intel’in Arrow Lake-S platformu yüksek hızlı bellek desteğiyle birlikte sunuluyor. CUDIMM ile birlikte veri aktarım hızları DDR5-10000 seviyesine kadar çıkabilecek. Core Ultra 200 çiplerin özel olarak tasarlanmış XMP 3.0 profili, 4800 MT/s G/Ç hızı ve 2.400 MHz bellek kontrolcü frekansına sahip DDR5-9600 CUDIMM’leri destekleyebileceğini zaten biliyorduk. MebiuW, yakında çıkacak Arrow Lake-S serisinin Gear 2 modunda DDR5-10000’e kadar veri aktarım hızlarına imkan tanıyacağını iddia ediyor.

Çift kanal modunda çalışan bir çift DDR5-10000 CUDIMM, 160 GB/s’lik bellek bant genişliği sunabiliyor ki bu ciddi bir değer. Diğer yandan, iki DDR5-9600 modülü 96 GB/s düzeyinde DRAM bant genişliği sağlamakta.