一、背景
随着 AI 技术的发展，对于应用于数据中心服务器的 DDR 存储器提出了新的要求，目前，基于大语言模型（LLM）生成式 AI 技术的不断发展，它的功能也变得越来越强大，需要实现多模态输入和输出等功能，而为了实现这些功能，AI 模型需要越来越多的数据量进行训练，如此庞大的 AI 工作负载也对内存带宽和容量的需求大幅增长，尤其在 AI 训练阶段，主内存的容量需求通常需要是 GPU 内存容量的两倍，并且还有一个额外的需求，就是这部分的主内存也必须有着非常高的带宽。如今，无论是 AI PC 还是用于大模型应用的 AI 服务器都在大力推动对 DDR5 的需求，随着内存市场需求的回暖，内存芯片 /PMIC 供电芯片及周边电感器件的需求都在全面拉高。
二、DDR5主要规格变化
那么 DDR5 究竟有哪些优势，它如何成为未来存储市场的焦点？
过去的十多年，DDR4 内存是服务器中常用的标准，然而现代应用的复杂度在不断提升，对计算能力的要求也越来越高。为了提高计算性能，无论是英特尔还是 AMD，都将多核 CPU 视为重点。随着核数增多，实际性能却并非线性增长，限制性能发挥的原因之一，就是单核内存带宽的下降。受限于带宽降低，应用延迟就会增大、性能会降低，为进一步提高内存性能、降低功耗并增强数据完整性，DDR5 应运而生。
DDR5 是第五代双倍数据率内存技术的缩写。它是计算机系统中用于存储数据的一种高速随机访问内存类型。相对于 DDR4，DDR5 在供电位置、数据传输速率、功耗、效率转换要求、内存容量主要有如下变化。
◆ 供电位置
◇ DDR4：DDR4 的供电位置主要位于主板的 24Pin 的主板供电插槽。
◇ DDR5：DDR5 内存的供电模组位于内存条的背面 ，DDR5 内存条仔 DIMM 上加入了 PMIC 电源管理，主要原因是大容量和高速率的 DDR5 颗粒对电源完整性提出了更高的要求。
◆ 数据传输速率
◇ DDR4：数据传输速度范围从 2133 MHz 到 4266 MHz，最高带宽为 25.6 GB/s。
◇ DDR5：数据传输速度起始于 4800 MHz，未来有望达到 8400 MHz，最高带宽达到 64 GB/s。DDR5 的带宽比 DDR4 提高了近 2.5 倍，这使得 DDR5 能够处理更多的数据，提升系统性能。
◆ 功耗
◇ DDR4：工作电压为 1.2V，较低的功耗使其在低功耗设备中表现良好。
◇ DDR5：工作电压进一步降低至 1.1V，相比 DDR4 有更高的能效。DDR5 在功耗控制上的 改进使其在提供更高性能的同时，能耗更低，有助于延长设备的续航时间。
◆ 电压转换效率要求
◇ DDR4：在 50% 峰值电流负载下电压转换效率要求高于 90 %。
◇ DDR5：在 50% 峰值电流负载下电压转换效率要求高于 92 %，更高的效率要求。
◆ 内存容量
◇ DDR4：内存颗粒的单颗容量最高为 16GB。
◇ DDR5：内存颗粒的单颗容量最高可达 128GB。
三、JEDEC 对 DDR5 电感要求
针对 DDR5 的电源管理，JEDEC 提出较高的转换效率要求。不同应用场景下，如服务 器端的 RDIMM / LRDIMM 以及客户端的 UDIMM / SODIMM，都有不同的 PMIC 规范要求， 其中对 Server DDR5 电感最高转换效率要求达到 92% 以上，对 Client DDR5 电感最高转换 效率要求达到 90%。
此外，由于 DDR5 的供电架构也发生了重大变化，由之前的多相大电流集中供电变为 双相较小电流分布供电。这一架构变化深刻影响了电感形态，使得电感形态由大尺寸大电流 组装式演变为小尺寸薄型化，且具有非常小的损耗要求。
PMIC5000 for Server 对电感要求
Figure 8-Dual Phase Regulator Example Schematic
Table 11-Efficiency Characteristics; PMIC5000
PMIC5020 for Server 对电感要求
Figure 9-Dual Phase Regulator Example Schematic
Table 7-Efficiency Characteristics; PMIC5020
PMIC5120 for Client 对电感要求
Figure 15-Single Phase Regulator-DDR5 PMIC Schematic
Table 20-Efficieney Characteristics1
四、顺络 DDR5 电感解决方案
为了满足终端客户对 DDR5 电感的需求，顺络电子推出的低损耗系列产品，WTX 系列搭配 MWTC 系列方案，实现了高性能、高可靠性和更低成本，为 DDR5 的推广普及助力。目前顺络电子的 DDR5 电感方案已经在众多海外 PMIC 厂家测试认证并通过 JEDEC 效率标准。
◆ 顺络电子 PMIC5000 for Server 的电感解决方案
◇ 规格
◇ 尺寸 & 焊盘
Sunlord WTHE0420 系列的尺寸和焊盘均和 JEDEC 要求兼容。
◇ JEDEC 的要求
Figure 31-Reference Drawing & Recommended Land Pattern
◆ 顺络电感在 PMIC5000 内存条厂家的测试结果
◇ 顺络型号 WTHE0420TR47MTY04 通过 SWA/SWB /SWC 单通道测试
◇ 顺络型号 WTHE0420T1R0MTY04 通过 SWD 单通道测试
◆ 顺络电子 PMIC5020 for Server 的电感解决方案
◇ JEDEC 电性要求
Table 84-Inductor Electrical Specification1
1.Test condition: Ambient Temperature = 20±2℃ ; Ambient Humidity=65±5%Rh.
2.ACR definition: ACR=Rs @1 MHz-DCR. Measured current (1MHz/sinusoidal): 0.52A ms for 0.47 μH and 0.25A rms for 1.0 μH: with no DC Bias for both cases.
◇ JEDEC 的要求
Table 83 -Inductor Mechanical Specification
Figure 34-Reference Drawing & Recommended Land Pattern
◇ 顺络电感规格
◆ 顺络电感在芯片端 PMMIC5020 测试结果
◇ 顺络型号 WTHE0420TR47MTY27 通过 SWA/B 双向通道测试
◇ 测试条件：SWA/B 双相通道 @ Vin 12V, Vout1.1V, 频率 500KHz PMIC 5020
◆ 顺络电子 PMIC5120 for Client 的电感解决方案
◇ 规格
◇ 尺寸 & 焊盘
◆ 顺络电感在芯片端 PMIC5120 测试结果
◇ 顺络型号 WTXE0412TR47MT 通过 SWA 通道单相测试。
◇ 顺络型号 MWTC322512SR47MT 通过 SWA 通道单相测试。
◇ 测试条件： 测试电流达到 6A，测试频率为 750KHz。
◇ 测试效率优于 JEDEC 标准。
