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超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

2024年07月03日 首頁 » 其他

2022年戴爾在Precision 7系列筆記本電腦上引入了CAMM內存,當時戴爾引入這種規格內存的原因主要是為了解決移動工作站不能同時兼顧內存頻率和內存容量的問題,Intel第12代之後的移動處理器你只要設計成4個SO-DIMM插槽的話,即使你只插兩根內存頻率都會限制在DDR5-4000,這對遊戲本來說無所謂,但對於移動工作站來說問題大了,而CAMM允許安裝高達128GB的DDR5-4800內存,同時還能減少主板占用空間並改進散熱性能。

同時戴爾推出的這新內存模塊也吸引到JEDEC的注意,在經過修訂後,在2023年末正式成為了JEDEC標準規範,被命名為「CAMM2」,它的全稱是Compression Attached Memory Module壓縮附加內存模塊。傳統DIMM和SO-DIMM內存是用底部的引腳,也就是俗說的金手指插入主板上的內存插槽與CPU相連的。而CAMM2則採用壓縮連接器,這種連接器能夠安裝在主板上的薄型轉接板上,然後用螺絲將CAMM2固定到位。這設計降低了Z軸上的高度,設計上更適合對厚度有要求的設備,可以預見它未來基本會取代使用20多年的SO-DIMM內存模塊。

 

 

目前主板的內存插槽設計有1DPC和2DPC兩種,1DPC(One DIMM Per Channel)意思是每個內存通道中只安裝了一條內存條,也就是在一塊雙通道的主板上只有兩個內存插槽,這種方式通常有利於實現更高的內存頻率和更好的超頻性能,因為它減少了電氣干擾和信號衰減,使得內存控制器與內存之間的通訊更加直接和高效。

2DPC(Two DIMMs Per Channel)就是每個內存通道中安裝了兩條內存條,目前四條內存插槽的主板都是用這種設計,這種配置提供了更大的總內存容量,但由於需要管理額外的內存顆粒並增加了電氣複雜性,它會對內存的頻率產生一定限制,現在移動工作站的內存頻率上不去就是這個原因。

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

傳統2DPC的DIMM、SO-DIMM內存插槽是通過主板PCB中的SI引腳與內存相連,這就使得四內存插槽設計就必然存在SI引腳,從而降低系統的總線速度。

而CAMM2內存把這個拓撲結構直接移移至模塊上,這樣就可以在模塊內部處理複雜性,使得在同一系統內實現最大性能或最大容量成為可能。上圖已經展示了CAMM2內存的簡單和複雜兩種設計,其中簡單的方式就是每個通道下只有兩個子通道,而複雜設計則是每個通道下有兩個子通道,每個子通道下還區分Rank 0和Rank 1。

 

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CAMM相比以往的SO-DIMM厚度減少了57%

 

CAMM2的連接器其實就是一塊都是兩面的都是LGA針腳的板子,而主板和內存上都是觸點,所以主板和內存是基本不會出現接口損壞的,如果連接器上的針腳歪了可以單獨更換連接器,這比CPU的LGA針腳歪了方便多了。連接器與安裝方法入下圖所示,主板背部是有加固金屬板的,而頂部的上蓋或者說是散熱片則是選配,使用螺絲進行固定,螺絲數量視CAMM2內存的尺寸而定。

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

CAMM2有兩個規格,分別是面向DDR5和LPDDR5(x)的,兩者針腳不一樣並不通用,所以CAMM2目前有兩種不同的模組:

CAMM2:搭載DDR內存,主打高端筆記本市場,比如遊戲本和高性能移動工作站。
LPCAMM2:搭載LPDDR內存,主要面向輕薄本和平板電腦。

 

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CAMM2

 

 

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LPCAMM2

 

根據JEDEC的規定,兩種CAMM2內存的長度都是78mm,而寬度在29.6mm到68mm之間,不同模組的寬度,LPCAMM2模組只有29.6mm寬,而CAMM2的寬度在40到68mm都有。而PCB的層數,LPDDR5的JEDEC建議是用10層PCB,而DDR5則有10、12、14、16層這些規格,用那個則看內存模組廠商的需求。

目前所有使用LPDDR內存是直接焊在主板PCB上的,這樣更省空間,CPU到內存的走線也可以做到儘可能的短,直接把內存焊到主板上的代價就是完全沒有升級空間,而且一旦內存故障了就得整機返廠,LPCAMM2的到來確實是很好的解決了LPDDR內存的這些痛點,同時降低了主板設計複雜度。

當然了缺點也是有的,用LPCAMM2比直接把內存焊在主板上更占空間,LPCAMM2內存需要使用額外的PCB、連接器和機械部件,整體成本會有所增加。LPCAMM2的內存走線會比直接焊接的內存更長,再加上需要使用連接器,可能會對性能產生影響。LPCAMM2內存模塊有獨立的供電,這導致內存和SoC PMIC電壓會有所差異,這會降低電壓調節器的容差餘量,這可能會降低電壓邊際,進而影響信號的完整性和系統穩定性。

 

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而DDR內存有焊在主板上的,但更多的是使用SO-DIMM內存插槽,CAMM2對比SO-DIMM相比減少了占用主板的面積,改進了SI通道,縮短了內存走線,嚴格控制總線的布線,擁有更高的內存容量,並且解決了SO-DIMM的2DPC頻率的問題。

缺點方面,CAMM2內存的安裝、拆除是需要工具的,沒有免工具的SO-DIMM內存那麼方便,而且多CAMM2內存堆疊的機械結構比較複雜,但用CAMM2所帶來的好處遠比這些缺點收益大,取代SO-DIMM內存插槽只是時間問題。

CAMM2內存模組的類型

 

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

LPCAMM2內存全部都是單面設計的,內存由一個較小的梯形和一個較長的長方形組合而成,四顆內存晶片布置在PCB正面,晶片背面就是接口觸點,而SPD和PMIC部分則位於PCB中央凸起來的梯形內,單根內存容量從16GB到128GB不等,取決於所用的內存顆粒大小以及封裝層數,目前美光、三星和SK海力士都有推出LPDDR5(x)的CAMM2內存計劃。

 

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各版本CAMM2搭配不容容量DDR5顆粒時的最大容量,請注意32Gb的顆粒目前還未上市

 

DDR5 CAMM2就有ABCD四個版本之多,A型CAMM2是本次台北電腦展上展出最多的,內存寬度40mm,它正面有12顆DDR5內存晶片,背面4顆,使用32Gb的DDR5顆粒能讓容量達到64GB,採用雙晶片封裝的32Gb顆粒更是能讓單根容量達到128GB。C型尺寸和A型一樣是40mm,但它是正反面各布置4顆內存,所以最大容量只有32GB。

B型的寬度達到68mm,兩面都布置有16顆內存晶片,所以總容量是A型的兩倍,最大容量可達256GB。D型就是B型的單通道版,可以看到內存左側的接口部分是比其他少了一半的,但常用的消費級處理器是可以裝兩個D型CAMM2模組的,理論上能系統內存達到512GB,剩下的就看CPU能不能支持了。

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

兩個單通道的CAMM2內存是需要Z軸方向上疊起來安裝的,這和SO-DIMM是一樣的,但這樣是需要用到兩個高度不一樣的連接器的,安裝複雜度比單個CAMM2內存麻煩得多,考慮到CAMM2核心和連接器都是需要手動上螺絲固定的,說真的安裝真的沒有SO-DIMM那麼方便。

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

 

JEDEC目前已經放出了消息,未來的DDR6和LPDDR6都會用CAMM2取代長期使用的SO-DIMM和DIMM,目前官方文檔裡面已經有LPDDR6 CAMM2的展望了,由於LPDDR6的每個通道位寬從32bit提升至48bit,所以單個內存模組的總位寬從128bit提升至192bit,傳輸速率可能會從LPDDR5的最大9.2GT/s提升至14.4GT/s。

同時現在CAMM2內存需要工具安裝這點是非常不便的,未來的發展方向就是要改掉用螺絲固定這種安裝方法,但具體要怎麼改現在還不清楚。

 

超能課堂(332):何為CAMM2內存?它為什麼可以取代現有DIMM插槽

 

現在大部分採用CAMM2內存的都是筆記本,但未來肯定是要推廣到桌面和伺服器上的,已經有多個廠商在今年台北電腦展上展示採用CAMM2內存的主板,目前A型CAMM2就能做到單個內存48GB,可以滿載絕大部分桌面用戶的需求,所以在這次台北電腦展上展出的主板用的都是這種內存。

A型CAMM2的寬度只有40mm,雖然也是比現在4個DIMM插槽寬,不過不需要對主板做太大改動,而且大部分內存都是在正面的,這設計就對散熱非常有利,板廠可以給內存做一個很大的散熱器,安裝散熱器時也不需要在意內存的高度了。然而主板要給68mm寬的B型CAMM2留位的話就得做較大改動,ATX主板的24pin口是肯定得改的,微星這塊Z790 Project Zero Plus背插板也把24pin口移到了頂部。

但CAMM2的這占地面積,對ITX來說簡直是個災難,暫時我還想像不出用CAMM2的ITX主板會怎樣麼。至於伺服器領域,由於伺服器CPU的尺寸都非常巨大,讓兩個CAMM2模塊縱線排列安裝也不是不行,四個CAMM2模組就能組成8通道,至於那些12通道的怎麼辦我暫時還想像不到,不過伺服器領域肯定會等DDR6出來後再去考慮換掉DIMM插槽的事情,現在最需要更換CAMM2的是那些使用四SO-DIMM插槽設計的移動工作站,還有就那些把LPDDR5x焊在主板上的輕薄本,其他領域說真的並沒有太大緊迫性。

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