展望未来：依托 LPDDR5X 内存提升服务器能效

简介

随着现代数据中心不断发展，内存已成为决定整体系统性能的关键组件。AI 工作负载、云原生应用以及大规模数据分析业务迅猛增长，对服务器内存子系统的容量和性能扩展能力提出了愈发严苛的要求。符合 JEDEC 标准的传统双倍数据速率 (DDR) 内存模块（如带寄存器的双列直插式内存模块，RDIMM）历经多代迭代，始终紧跟服务器计算和 I/O 技术的发展步伐，但行业从未停止探索新型内存技术方案。

在移动设备等其他市场领域已得到验证的新兴内存技术，如今为提高服务器能效和性能带来了全新机遇。其中最具前景的内存技术方案之一，便是采用近期获得 JEDEC 批准的小型压缩附加内存模组 (SOCAMM2) 形态进行部署的低功耗双倍数据速率 5X (LPDDR5X) 内存；这一内存技术不仅具备 LPDDR5 移动内存的显著能效优势，还兼具服务器环境所需的模块化设计和易维护特性。

数据中心日益严峻的内存挑战

在许多现代服务器中，内存已不再仅仅是辅助组件，而是影响系统性能、功耗水平和整体计算密度的关键因素。面对 AI 推理、实时分析和分布式数据库等内存密集型工作负载，数据中心亟需增加内存带宽和容量。

与此同时，功耗已成为数据中心运营的一大难题，甚至到了开始制约数据中心空间扩容和业务增长的地步。长期以来，高性能 CPU 和 GPU 被视为系统功耗的主要来源，但内存功耗在服务器总功耗预算中的占比也不可忽视，而 IT 部门的目标是全方位降低功耗。数据中心运营商致力于充分提升性能功耗比并降低运营成本，因此要求供应商持续提高系统效率。 一直以来，AMD 凭借高性能、高能效 CPU 取得领先优势并实现长足发展，如今提升内存能效已成为愈发重要的设计目标。

LPDDR5X SOCAMM2 内存技术正是在这一背景下应运而生。

什么是 LPDDR5X SOCAMM2？

LPDDR5X 是一种低功耗内存技术，最初为移动设备和客户端设备开发。与传统 DDR 内存相比，LPDDR5X 旨在以更低的电压运行，同时支持高引脚数据速率，从而提高能源效率。这些特性使其在注重能效和带宽的环境中极具吸引力。按理说，这项技术理应顺势进入服务器领域，对吧？ 但存在一个关键局限：LPDDR5 模块设计为直接焊接在设备主板上，这限制了可升级性并使维护变得复杂。 早期的服务器专用 SOCAMM 实现方案解决了这一限制，但随着行业向更广泛的生态系统支持和标准化迈进，这些实现方案也已快速迭代。

数据中心服务器需要一种像 DIMM 一样更易维护、模块化且支持多供应商的内存方案。SOCAMM2 标准通过提供一种专为服务器环境中的 LPDDR 内存而设计的统一、开放的模块化外形规格，解决了这一难题。SOCAMM2 模块允许以可更换、易维护的模块化形式部署 LPDDR5X，将 LPDDR 的能效优势与数据中心所需的运营灵活性相融合。

LPDDR5X 为什么能对服务器产生重大影响？

能效是 LPDDR5X 的核心优势。与传统的服务器 DDR5 内存技术相比，LPDDR5X 能以更低的电压运行，并经过优化可在运行和空闲状态下降低功耗。在大规模部署中，即使每台服务器内存能效仅小幅提升，也能带来巨大的电力和制冷成本节约，因为每台高端服务器可能包含数 TB 的内存。

另一个主要优势是带宽。LPDDR5X 支持超高数据速率，使服务器能够在处理器和内存之间快速传输数据。当然，DDR5 也在不断提高其数据速率，新一代 RDIMM 的数据速率将突破 8,000MT/s，而符合 JEDEC 标准的 MRDIMM 预计将突破 12,800MT/s。对于严重依赖内存吞吐量的工作负载（如 AI 推理、数据流式处理和大规模 Web 服务），更高的带宽可以显著提高性能。综合来看，这些特性可以帮助服务器有效提升性能功耗比。 到 2027 年，内存技术将更加丰富，客户可从功耗、可靠性、可用性、可维护性 (RAS) 及成本等维度根据自身的需求侧重灵活选择。

SOCAMM2 对比传统 RDIMM 服务器内存技术

如前所述，行业标准的服务器内存通常封装为 DDR5 RDIMM（即将迎来 JEDEC 标准的 MRDIMM），这类内存具备高容量、丰富的功能和成熟的生态系统支持，但通常消耗更多电力并占据更大的物理空间。下面的图 1 突出显示了二者在物理尺寸和连接器类型上的差异。

图 1 显示了 RDIMM 和 SOCAMM2 模块的快照。

SOCAMM2 模块包含 LPDDR5X 内存，具备更低功耗、更小物理尺寸，并采用全新横向主板互联设计。 这一内存设计带来两大优势：

1. 在服务器内部占用更少的物理空间；

1. 横向排布方式改善系统通风，或者简化冷板设计。

依托这两种优势，系统设计人员能够构建经过能效优化的服务器，同时保持运营人员在生产环境中所期望的模块化便捷维护性。

虽然优势突出，但 LPDDR5X 技术仍有一个短板亟待补齐，才能更好地追上经过数据中心检验的成熟 DDR DIMM 所具备的完善功能：可靠性、可用性、可维护性 (RAS)。 LPDDR5 最初是为移动设备而设计，并未考虑典型的 24x7 服务器运行环境所需达到的正常运行时间和纠错要求。 服务器 DRAM 模块不仅具备经过验证的片上纠错码 (ECC) 功能，全面覆盖存储单元级操作，还搭配 DIMM 级 ECC 功能，支持纠正整个 DIMM 内的错误，包括链路级和多比特故障修复。 它们通常还配备板载“备用”内存模块，确保在不影响系统运行的情况下允许一定程度的组件故障。

新一代 LPDDR5X SOCAMM2 产品旨在缩小部分差距，各大供应商通过提供额外封装芯片、软件和内存控制器功能等多种优化方式，加强可靠性、可用性、可维护性 (RAS)。但是，这些增强型模块也仍需要更多功能加持，才能达到成熟 RDIMM 所具备的稳健性水平，在大多数服务器部署环境中，RDIMM 依旧至关重要。 LPDDR5X 的功能将随着时间的推移不断完善和增强，就像 DDR RAS 功能逐代升级一样。与此同时，LPDDR5X 内存模块当前受限于 RAS 功能，在初期可能仅适用于特定应用场景，主要是软件堆栈富有韧性、无需 RDIMM 提供的全部硬件级 RAS 功能的环境。

鉴于 LPDDR5X 的广阔发展前景，全球主流 DRAM 厂商已着手布局 LPDDR5X SOCAMM2 产品线。 Micron Technology、Samsung 和 SK Hynix 均已发布或展示首批 LPDDR5X SOCAMM2 产品，这些产品专为性能功耗比至关重要的环境而设计，可满足新一代服务器的需求。

促进系统设计创新

对于新的服务器和数据中心部署，SOCAMM2 为服务器设计提供了新的可能性。更低的内存功耗可提升单机架服务器部署密度。当单个系统消耗的能源更少、产生的热量更低时，数据中心运营商就可以在同等物理空间内部署更多系统。热量输出更低，意味着还可以简化散热设计，从而进一步降低基础设施成本。此外，SOCAMM2 模块尺寸紧凑，支持灵活的系统布局，有望实现更小的占用空间，或针对能效至关重要的部署场景进行优化。

内存生态系统协同发力

在整个生态系统内，节能的需求无处不在，每一瓦特都至关重要。正如所提到的，随着服务器性能和容量需求增长，内存成为核心突破口，内存行业也顺势推出 LPDDR5X 和 SOCAMM2。整个生态系统需要紧密合作，以应对能源挑战。

展望未来

遵循 JEDEC 标准的 DRAM 和 RDIMM 已带来显著性能和能效提升，凭借成熟的 RAS 功能、巨大产量、高性价比以及针对 DDR6 及更高版本的清晰功能增强路线图，它们预计在未来几年仍将是通用计算领域的主流选择。

但是，随着数据中心工作负载和部署模式日趋多元化，行业也在积极探索以性能功耗比为核心的新型内存和系统架构。LPDDR5X SOCAMM2 内存将高带宽、低功耗内存与服务器环境所需的模块化设计相结合，是行业朝着这个方向迈出的重要一步。

AMD 不仅凭借卓越技术实力深度参与 JEDEC 内存标准制定，同时还与各大内存厂商深度合作，共同打造新一代服务器平台，确保硬件兼容并完成优化，最终达成整体性能功耗比目标。

AMD EPYC（霄龙）服务器 CPU 采用 LPDDR5X SOCAMM2

第六代 AMD EPYC（霄龙）服务器 CPU 系列将全面支持行业标准的 DDR5 RDIMM 和 MRDIMM 内存。此外，该系列还将提供支持新型 LPDDR5x SOCAMM2 内存的特定 SKU。在服务器市场，AMD 计划在 2027 年推出的代号为“Verano”的第六代 AMD EPYC（霄龙）服务器 CPU 上率先支持 LPDDR5X SOCAMM2 内存。Verano 将成为未来几代 AMD Instinct GPU 的优化主机 CPU，并利用 LPDDR5X SOCAMM2 在 AMD AI 机架级解决方案中实现卓越的性能功耗比。LPDDR5X SOCAMM2 兼具带宽、能效和可维护性三大优势，预计将成为新一代 AI 和数据中心基础设施中极具价值的补充组件。