Комитет стандартизации полупроводниковой продукции (JEDEC) выпустил спецификацию DDR5 (JESD79) в 2020 году, определив параметры модулей вплоть до скорости DDR5-6400. Теперь комитет представил обновлённую спецификацию JESD79-JC5, которая определяет характеристики модулей до DDR5-8800, повышает пиковую пропускную способность памяти на 37,5 % и добавляет некоторые новые функции безопасности, предназначенные для противодействия атакам типа RowHammer.

Источник изображения: unsplash.com

Выпуск новой спецификации говорит о том, что все члены комитета JESD79, который устанавливает спецификации для DDR5, включая производителей микросхем памяти и разработчиков контроллеров памяти, подтверждают, что DDR5-8800 является жизнеспособным расширением спецификации DDR5 как с точки зрения производительности, так и с точки зрения стоимости. Совместными усилиями в стандарт была добавлена новая функция Self-Refresh Exit Clock Sync для оптимизации тренировки памяти. Таблица официальных спецификаций JEDEC для модулей DDR5 представлена ниже.

Источник изображения: anandtech.com

Обновлённая спецификация вносит несколько изменений, направленных на противодействие эксплойтам в стиле RowHammer. В процессе такой атаки определённые ячейки памяти перегружаются запросами настолько, что вызванные этими операциями токи утечек меняют заряды в физически расположенных рядом ячейках, что даёт возможность получить доступ к защищённым областям памяти, не обращаясь к ней напрямую. Используя уязвимость RowHammer можно, например, похищать 2048-битные RSA-ключи из защищённой области.

Функция подсчёта активаций по строкам (Per-Row Activation Counting — PRAC) позволяет DDR5 контролировать частоту обращений к одной и той же строке. При превышении определённого порога ячейки в соседних строках перезаписываются на случай, чтобы в какой-то из ячеек не произошло искажение бита. Примечательно, что в пресс-релизе JEDEC ни разу не используется название RowHammer, хотя речь идёт явно об этой уязвимости.

Эксперты полагают, что функция PRAC основана на недавнем патенте Intel «Идеальное отслеживание RowHammer с множественным шагом счета» (US20220121398A1), в котором описан похожий механизм под названием PRHT (Perfect Row Hammer Tracking). Intel указывает, что этот метод вызывает потери производительности, поскольку увеличивает общее время обновления строк.

Обновлённая спецификация DDR5 также убирает требование поддержки частичного самообновления массива (Partial Array Self Refresh — PASR) из-за потенциальных проблем безопасности. Функция PASR в первую очередь нацелена на повышение энергоэффективности памяти для мобильных устройств, и как технология, связанная с обновлением, потенциально способствует атакам RowHammer. Но поскольку мобильные устройства все чаще используют оптимизированные технологии LPDDR с низким энергопотреблением, отмена поддержки PASR не выглядит серьёзной проблемой для потребителей.

PCI Special Interest Group (PCI-SIG) опубликовала первую предварительную версию полных спецификаций стандарта PCIe 7.0 для рассмотрения участниками организации. Проект включает в себя все изменения спецификаций, которые PCIe 7.0 получит по сравнению с PCIe 6.0. Новая версия PCI Express по-прежнему готовится к полному выпуску в 2025 году.

Источник изображений: PCI-SIG

Стандарт PCIe 7.0 предложит пропускную способность до 128 ГТ/с (гигатрансферов в секунду), что вдвое больше, чем у PCIe 6.0. Это означает, что слот PCIe 7.0 x16 сможет обеспечить внушительную пропускную способность в 512 Гбайт/с от процессора к карте расширения и обратно.

Вместе с двукратным приростом пропускной способности по сравнению с предыдущим стандартом, в PCIe 7.0 будут использоваться некоторые технологии, которые применяются в PCIe 6.0, включая модуляцию PAM-4 и кодирование Flow Control Unit (FLIT) 1b/1b, позволяющее осуществлять прямое исправление ошибок (FEC) в передаваемых пакетах фиксированного размера. Это делает архитектуру PCIe 7.0 очень похожей на PCIe 6.0, что может ускорить её внедрение.

Переход от PCIe 4.0 к PCIe 5.0 удвоил скорость передачи данных за счёт увеличения частоты шины, что наложило свои ограничения, например, почти вдвое сократив допустимую длину электрических путей. Это означает, что устройства для передачи и приёма сигнала пришлось размещать ближе друг к другу, чтобы обеспечить целостность сигнала. Также это потребовало использования более толстого текстолита на основе более прочных и дорогих материалов в материнских платах.

Новый интерфейс PCIe 6.0 снова удвоил пропускную способность относительно PCIe 5.0, но это увеличение произошло за счёт применения кодирования PAM-4 с NRZ вместо увеличения частоты, поэтому требования PCIe 6.0 к длине электрических путей остаются примерно такими же, как у предыдущего стандарта. В то же время кодирование PAM-4 сильнее подвержено ошибкам, поэтому частота ошибок у PCIe 6.0 увеличилась, даже несмотря на добавление функции прямой коррекции ошибок (FEC). Это в свою очередь, сокращает показатель эффективной пропускной способности. Ретаймеры могут помочь решить эти проблемы, но их использование также увеличивает затраты.

На данный момент релиз окончательных спецификаций PCI Express 7.0 ожидается в 2025 году, а массовое появление продуктов на их основе запланировано на 2028 год. Впрочем, первые устройства с его поддержкой наверняка появятся чуть раньше. Тем не менее, распространение нового стандарта поначалу будет в основном ограничено рынком корпоративных и серверных устройств.

SD Association (SDA) представила обновлённую спецификацию карт памяти SD 9.1 — она предусматривает удвоение скорости передачи данных для накопителей microSD Express до 2 Гбайт/с и четыре новых класса для SD Express.

Источник изображений: SD Association

Последнее поколение карт стандарта microSD Express использует линию PCIe 4.0 x1, благодаря чему обеспечивается скорость в 1969 Мбайт/с или почти 2 Гбайт/с — предыдущая версия спецификации SD 7.1 с протоколом NVMe предлагала для карт microSD Express лишь 985 Мбайт/с. Новая версия открывает новые возможности для производителей электроники: устройства ограниченного размера, предполагающие легко заменяемое хранилище, получают накопители с производительностью уровня SSD.

Новая спецификация SD 9.1 также определяет четыре класса SD Express с минимальными гарантированными скоростями чтения и записи на уровне 150, 300, 450 и 600 Мбайт/с. Этим классам соответствуют пиктограммы, которые можно будет найти на картах стандартов SDXC, SDUC, microSDXC и microSDUC с шиной SD Express.

Стандарт SD Express, заявили в SDA, сможет обеспечить полноценную поддержку практически всех сценариев, которые предусматривают наличие высокоскоростных съёмных или полусъёмных накопителей — это оптимальное решение с учётом повсеместного принятия законов о праве на ремонт.

Спецификация NVMe обеспечивает картам SD Express управление питанием (настройки Power Management) при помощи значений Maximum Power (MP): хост-устройство устанавливает значение мощности для накопителя, у которого имеются заданные температурные пороги — за это отвечает функция Thermal Management. Хост-устройство выбирает необходимые параметры Thermal Management для карты в соответствии с целевым классом и режимом шины PCIe. Спецификация SD 9.1 определяет минимальную производительность интерфейса PCI/NVMe для карты SD Express, включая доступ до восьми потоков.