DDR5内存条上的时钟走线

DDR5标准JESD79-5文件中没有明确的控制阻抗建议,DDR4时代基本内存条上时钟阻抗还是跟着芯片、主板走的70-80欧姆。线宽相对而言比较细。不知道你开始使用DDR5没有，你有关注过DDR5内存条上的时钟走线吗？

DDR5内存条上Clock走线突然变粗了，阻抗只有50ohm。旁边细线就是地址控制信号，在DDR4上，时钟走线和地址信号粗细差不多，单根控制阻抗值也是差不多40欧姆的。

然而，我们看DDR5的平台，以Intel EGS为例，差不多两年前新出的DDR5要求，主板端Clock单根依旧是按照40欧姆，差分差不多75欧姆控制阻抗。

那为什么CPU、主板、甚至内存插槽走势按照75欧及以上的阻抗来控制，而内存条要控制50欧姆呢？而且，内存条本身就是一个很小的尺寸，空间够紧张了，还有把线宽调到8-9mil来控制差分50的阻抗，你想过原因吗？

这个问题也咨询过内存模组厂商，答复是按照高速传输线理论，DDR5信号电压更低、速率更高，使用更低的特征阻抗在信号时延和串扰方面会表现更好。

我有点疑惑，信号时延主要是跟走线长度和板材介电常数关系大。阻抗会影响吗？

下面一起来看看究竟是什么原因。

确认一下CPU的Package阻抗，通过TDR显示，确实是75Ω左右。

再看看主板走线的阻抗，主板阻抗值73-75ohm。

内存连接器呢？内存连接器的阻抗值是90-100ohm，这是SMT的，没有stub，连接器基本都是按照单根50欧姆来设计。

最后，看看内存条上走线的阻抗，内存条走线的阻抗值50-60ohm。

为什么要换软件？大家知道，内存条是多颗粒的，提取的S参数是一个多端口的，此时在ADS里面总是显示不正常，可能我没玩明白，但是Circuit看阻抗肯定是最优选择，那就不折腾了。

另外，我们还做了一个方案，假设内存条还是按照DDR4时代控制阻抗，会是什么结果。

正常4-4.8Gbps的DDR5速率

①主板阻抗75ohm，内存阻抗50ohm

②主板阻抗75ohm，内存阻抗75ohm

③主板阻抗50ohm，内存阻抗75ohm

④主板阻抗50ohm，内存阻抗50ohm

也就是说，在速率比较低时，DDR5的Clock阻抗要求比较宽松。就算与主板不匹配，也没有任何问题。

内存速率提升到6.4Gbps

如果内存阻抗使用与主板一致的75ohm，颗粒1的差分电压降至329mV

同等条件下，将内存阻抗降至50ohm，颗粒1和颗粒2电压均能抬升60mV。

内存速率提升到8.4Gbps

颗粒1的差分电压降至333mV，比较临界。

同等条件下，将内存阻抗降至50ohm，同样电压有提升。

值得注意的是，对于UDIMM，这个设计是不适合8400速率的，这里只是借用这个走线验证不同阻抗对电压的影响。

UDIMM如此，那RDIMM呢，RDIMM的时钟已经跟CPU、主板端没什么关系了，是由RCD芯片发出的。RCD出来后再经过5颗颗粒。

末端颗粒CLK电压只有252mV，显然不满足要求。

逐渐顺次关闭颗粒的ODT

只开最后一个颗粒ODT

实际上在RDIMM上最后一个颗粒测试的max值也是800多mV，说明仿真设置是对的，后面按照这个配置来设置。

RDIMM内存速率提升到6.4Gbps

电压降至497mV

此时如果阻抗与主板控制一致，75Ω，电压降至217mV

速率恢复以前，内存阻抗与主板控制一致，75Ω

电压值也完全恢复了。

那么，内存阻抗与主板控制一致，75Ω，速率在4.8-5.6-6.4变化时对应的电压变化是什么样呢？

内存阻抗与主板控制不一致，50欧姆，速率在4.8-5.6-6.4变化时对应的电压变化是什么样呢？

结果不言而喻！

因此，为了适应DDR5更高速率，内存的阻抗设计为50ohm，通过更低的阻抗来减少信号的衰减和失真。