JEDEC扩展DDR5内存规格至8800 MT/s，并加入防Rowhammer攻击

当JEDEC在2020年发布其DDR5规格 （JESD79） 时，该标准制订组织定义了最高传输速率为6400 MT/s的模块的精确规格，同时也让规格可以随着技术进步而向更快的内存扩展。 时隔三年多一点，标准制定机构及其成员正准备发布更快一代的DDR5内存，这将在最新更新的JESD79-JC5规范中制定。 最新版本的DDR5规格定义了最高达8800 MT/s （DDR5-8800） 的官方DDR内存时序，并添加了一些与安全性相关的新功能。

深入来看，新规格概述了适用于数据传输速率高达8800 MT/s （即DDR5-8800） 的内存芯片（适用于所有类型的内存模块）的设置。 这表明所有制订DDR5规格的JESD79委员会成员，包括内存芯片制造商和内存控制器设计人员，都一致认为DDR5-8800在性能和成本方面都是DDR5规格可行的扩展。 同时，更高速度等级的添加可能得益于JEDEC在最新规格中引入的另一项功能，即用于I/O训练优化的自动刷新退出时脉同步（Self-Refresh Exit Clock Sync）。

在JEDEC的DDR5-8800标准中，它制定了相对宽松的时序，A级设备为CL62 62-62，C级低端集成电路为CL78 77-77。 不幸的是，推动DRAM单元的物理定律在过去几年（甚至可以说是几十年）中并没有太大改进，因此内存芯片仍然必须以类似的绝对延迟运行，进而提高相对的CAS延迟。 在这种情况下，14ns仍然是黄金标准，CAS延迟被设置为保持在这个水准左右。 但作为交换，愿意在周期上稍微等待一些的系统，新规格将标准的峰值内存带宽提高了37.5%。

当然，这仅仅是JEDEC规范中设置的时序，主要关注的是服务器供应商。 因此，我们仍然需要观察消费内存制造商可以为其XMP/EXPO profiled内存提供多大的改进空间。当前，极限超频玩家已经能够使用当前时代的DRAM芯片和CPU实现了高达11240 MT/s的速度，因此下一代可能还有一些可以发挥的空间。

同时，在安全方面，更新后的规格进行了一些改变，似乎是为了解决类似于Rowhammer的漏洞攻击。 这里的重要的变化是逐行启动计数 （Per-Row Activation Counting, PRAC），正如其名，它使DDR5能够记录某一行的启动次数。 利用这些资讯，内存控制器可以然后确定内存行是否被过度启动并且存在位元反转的风险，此时它们可以让该行暂时停止操作，让该行正确刷新并稳定数据。

值得注意的是，JEDEC的新闻稿中没有在任何地方使用Rowhammer这个名称（遗憾的是，我们无法看到规范内容）。 但就描述来看，这目的显然是为在阻止Rowhammer攻击，因为这些攻击通常通过大量启动操作在刷新之间强制进行位元反转。

更深入地挖掘，PRAC似乎基于最近的英特尔专利《具有多个计数增量的完美行锤击关注》（Perfect Row Hammer Tracking with Multiple Count Increments，US20220121398A1），该专利描述了一种名为“完美行锤击关注 （Perfect Row Hammer Tracking, PRHT）”的非常相似的机制。 值得注意的是，英特尔论文指出，这种技术会带来性能损失，因为它会增加整体行循环时间。 归根结底，由于支撑Rowhammer的漏洞本质上是物理问题（单元密度）而不是逻辑问题，因此任何缓解措施都伴随着成本也就不足为奇了。

更新后的DDR5规格还废弃了部分数组自动刷新 （Partial Array Self Refresh, PASR） 的支持，理由是安全方面的顾虑。 PASR主要针对移动内存的功耗效率，并且作为一种刷新相关的技术，可能与Rowhammer存在某种重叠关于─无论它是攻击内存的手段还是防御Rowhammer的障碍。 无论哪种方式，随着移动设备越来越多地转向低功耗优化的LPDDR技术，PASR的废弃似乎并不是消费者设备立即需要担心的主要问题。