Повышенная безопасность, надёжность и управление питанием в DDR5

Недавние обновления стандарта DDR5 SDRAM, проведённые Ассоциацией твердотельных технологий JEDEC, значительно повысили безопасность, надёжность и возможности управления питанием памяти. Компания Rambus также интегрировала в модули DDR5 DIMM усовершенствованные функции управления питанием, что стало особенно актуально на фоне растущих нагрузок в области искусственного интеллекта (ИИ) и повышенных требований к вычислительной мощности.

Обновления стандарта DDR5 SDRAM

Последний стандарт DDR5 SDRAM, JESD79-5C, включает в себя новую и важную функцию, известную как подсчёт активации в каждом ряду (PRAC). Эта функция была разработана с целью повышения целостности данных в модулях DRAM путём отслеживания частоты активации строк памяти на более детализированном уровне. В условиях, когда ряд строк активируется слишком часто, PRAC позволяет системе своевременно обнаружить это и сгенерировать предупреждение, которое может привести к приостановке операций или изменению стратегии доступа к памяти для снижения нагрузки.

Это особенно критично для приложений с высокими требованиями к вычислительным ресурсам, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и высокопроизводительные серверы, где даже минимальные сбои в целостности данных могут привести к значительным последствиям.

PRAC функционирует за счёт добавления счётчиков к каждой строке DRAM, что позволяет в режиме реального времени выявлять аномальную активность, такую как частые и подозрительные активации строк. Эти аномалии могут указывать на угрозы, подобные атаке RowHammer, которая способна вызвать переворот битов и привести к повреждению данных. При обнаружении такой активности, PRAC устанавливает пороговые значения и уведомляет хост-систему о возможной угрозе, давая возможность предпринять соответствующие меры для предотвращения повреждения данных.

Эта новая функция значительно повышает надёжность систем, использующих DDR5, и демонстрирует приверженность отрасли к обеспечению безопасности данных на всех уровнях. С внедрением PRAC пользователи могут рассчитывать на более стабильные и защищённые вычислительные среды, что особенно важно в контексте растущих потребностей в обработке данных и усложнения угроз кибербезопасности.

Повышенная безопасность и защита от атак

Безопасность памяти DDR5 стала ключевым аспектом её разработки, особенно в условиях возросших угроз, таких как атака RowHammer. Эта атака представляет собой метод манипуляции ячейками памяти, который может привести к повреждению данных, что делает её особенно опасной в контексте современных высокоскоростных вычислительных систем. В ответ на эти вызовы стандарт DDR5 был разработан с учётом усиленных мер защиты, направленных на предотвращение подобных угроз.

Одним из таких средств является использование технологий, таких как PRAC (Periodic Refresh Address Counter), которые играют важную роль в обеспечении безопасности данных. Однако внедрение таких функций требует дополнительных затрат, таких как увеличение размера матрицы или снижение эффективности работы памяти, что является неизбежным компромиссом между безопасностью и производительностью.

Компания Rambus, признанный лидер в области разработки передовых технологий памяти, внедрила инновационную технологию под названием Row Address Map Permutation and Reassignment Technique (RAMPART), предназначенную для смягчения последствий атак, подобных RowHammer. RAMPART работает путём перераспределения адресов DRAM, что значительно усложняет выполнение атак и повышает общую надёжность системы. Эта техника позволяет снизить вероятность успешного проведения атак, делая системы DDR5 более устойчивыми к угрозам безопасности.

Кроме того, RAMPART эффективно сочетается с традиционными методами обнаружения и исправления ошибок (Error Detection and Correction, EDC), что в совокупности обеспечивает многоуровневую защиту данных. Эти методы позволяют системам DDR5 не только обнаруживать, но и исправлять перевороты битов, которые могут возникнуть вследствие внешних воздействий или атак. Таким образом, с помощью технологий вроде RAMPART и EDC, DDR5 память обеспечивает высокую степень целостности данных, что особенно важно в критически важных приложениях, где надёжность и безопасность информации являются приоритетами.

В целом, усилия по улучшению безопасности DDR5 отражают общую тенденцию к повышению защищённости компьютерных систем на аппаратном уровне, что становится всё более актуальным в условиях роста вычислительных мощностей и усложнения угроз информационной безопасности.

Управление питанием и энергоэффективность

Помимо безопасности, управление питанием стало ещё одной важной составляющей стандарта DDR5. Компания Rambus разработала линейку серверных микросхем управления питанием DDR5 (PMIC), которые поддерживают больший объём памяти, большее количество каналов и увеличенную пропускную способность. Эти ИМС соответствуют спецификациям JEDEC на экстремальные, высокие и низкие токи.

Ранее регулирование питания для памяти DDR осуществлялось на материнской плате, что требовало подачи низкого напряжения при высоком токе через материнскую плату на модуль DIMM. Это создавало проблемы с целостностью питания, особенно на высоких скоростях передачи данных. Внедрение микросхем PMIC в модули DDR5 RDIMM практически устраняет проблемы падения напряжения, позволяя модулям DIMM понижать напряжение по мере необходимости, обеспечивая целостность питания и гибкость в достижении целевых показателей производительности.

Современные модули DDR5 DIMM, поддерживающие улучшенные функции управления питанием и безопасности, соответствуют цели индустрии — увеличивать пропускную способность и ёмкость памяти при сохранении энергоэффективности. Благодаря таким технологиям, как PRAC и RAMPART, DDR5 становится более надёжной и защищённой от атак, что делает её ключевым компонентом для приложений, требующих высокой вычислительной мощности и безопасности данных.