[心得] DDR5 OC指南（二）補充&進階知識篇

前言：
寫這篇指南的目的是希望給想嘗試入門超頻的版友看，可以瞭解玩家們在講的名詞到底在講些什麼，所以上篇推文有版友提到Read/Write leveling等屬於DDR SDRAM工作原理就不講解了，免得變成無聊的數位、高頻電路和PCB layout混合課程

近期Intel事件暫不評論，目前包含事件原因等資訊過於混亂，我自己手上也有幾個平台還在測試中，想自行調整的版友可以參考之前的文章

#1cBSw2ca (PC_Shopping)

這篇本意也是給想超頻的版友看的，碰巧撞上這次的事件，不過調整完電壓曲線會比較好看，「個人」認為一定程度上可以避免發生問題。
講解還是Intel平台為主，如果有版友想看的話再補充AM5平台資訊

正文：
一. CPU
Gear 1/2/4
11th Gen開始有的Feature，Gear X mode指的是IMC(Integrated Memory Controller, 內部記
憶體控制器)和DRAM頻率比值，Gear 1=1:1, Gear 2=1:2，Gear 4以此類推。那1:1理論上會有最佳性能，為什麼會出現這個模式呢？原因有二
A. 在超頻時天花板很容易被IMC拉下來
B. CPU SA電壓不足
DDR5基本上是基於Gear 2設計的，所以要調整的話更高頻可以改Gear 4衝看看，平常就維持在Gear 2就好了。
Note 1: Double Data Rate
DDR指的是雙倍資料率，一個Cycle傳輸資料2次，分別在方波的上緣跟下緣，所以現在說的頻率是指一秒內能傳輸資料的次數，實際的頻率要除2
DDR5 6800一秒內可以傳輸6800百萬次(6800 MT/s, MegaTransfers/sec)資料，實際上頻率是3400，在Gear 2模式下IMC頻率就是1700

雙控制器
12~14th Gen之後IMC變成兩顆，因為兩顆之間要溝通又多了更多線路，目前DDR5在12代後平台延遲普遍較高，除了跟CL等參數有關，個人認為跟雙IMC架構脫不開關係，那為什麼要做成兩顆？個人猜測是為了同時支援DDR4跟DDR5
Note 2:
對高頻訊號來說，每多一條線、多一點點線長都是扣分項目。

二. 主機板
板層
上一篇說到記憶體layout的影響，那還有甚麼會影響超頻的呢?
還有一個因素是板層，PCB layout主要會有訊號、接地、電源層，
高頻電路對於任何一點阻抗/線路變化都是非常敏感的，如果PCB更多層數就會有更多的空間去走線、更好的去控制阻抗也可以更好的隔離訊號避免雜訊。
以四層板為例，記憶體基本上就是走正面跟背面，沒有更多空間去操作了。
當然層數越多也是有其他的挑戰，但對於使用者來說挑板子就是挑越多層越好。如果板材是用Server等級訊號衰減也會比較少。

DIMM Slot
到了DDR5考慮訊號強度問題，至少目前我手上用過的DDR5主板DIMM slot都是改用SMT(Surface-Mount Technology, 表面黏著技術)，DDR4跟之前大部分都是採用穿Pin。
那改成SMT有什麼影響，第一個是需要更加注意插槽乾淨程度，尤其是插槽底部的地方要清理乾淨；第二個是PCB彎曲，要注意主板不要有重物壓著或是彎曲，CPU扣具有鎖緊就好不要鎖過頭，改成SMT後對於上述兩點又更加敏感。

三. DRAM
1. PMIC
上一篇說到DDR5改成VR on DIMM，PMIC有一點忘了提，就是PMIC其實有兩種，JEDEC和OC PMIC，每一階分別是5mV/10mV(電壓調整是一階一階調的，這邊不展開太多)，簡略地說就是電壓範圍不同，未解鎖的話最大電壓只有1.435V，後者可以1.435以上。MSI主板在DRAM PMICFeature裡面有解鎖功能，但還是要看記憶體廠怎麼設定，如果本身就沒有想讓使用者超過1.435V，那就算在BIOS打開這個功能也沒用。

2. On-Die Termination
終端阻抗匹配，為了避免訊號在末端反射，沒有的話會訊號會失真(電壓準位0/1會有問題)。 ODT沒記錯是DDR2後期發展出來的，簡單的說就是把原本在外部的終端電阻做到Die裡面，優勢如下：
A. PCB上元件更少可靠度更高，同時成本更低也有更多layout空間
B. ODT是用內部暫存器控制的，可以直接用BIOS調整
C. 接在內部當然會比往外拉線更好，減少寄生效應(寄生電容/感)
ODT怎麼調整會在下一篇實際操作篇中講解

3. SPD
Serial Presence Detect，在DIMM上的一顆EEPROM，記錄了模組/顆粒廠、工作頻率/電壓、XMP參數、JEDEC代碼、CHIP ID等重要參數。POST過程中北橋會跟SPD溝通，取得並設定相關參數。SPD很重要，包含預設值都在裡面，沒有SPD可能會有很多相容性問題。
DDR5在SPD設計上有些變化，像是把SPD跟其他HUB兜在一起管理對外部存取，這邊不展開太多。
Note 3: Chip ID簡單說就是IC編碼，每家廠商在JEDEC都有不同的編碼，Chip ID可以幫助板廠辨認不同的顆粒，針對顆粒特性進行最佳化，DDR3早期很混亂，第一批跟第二批同型號的DIMM可能顆粒用的完全不同，顆粒不同需要的最佳化也不同，套用不適用的rule相容性可能有問題，所以那時期很混亂(DDR3時期記得很多記憶體廠都是用技嘉板子驗證)，DDR3末期開
始導入，Kingston是最早導入的，類似的還有Stepping/PCB ID，板廠很早就想推Chip ID了，但不是很順利，後來Z170+Hynix A-Die出了很多問題，最後才順利推動，這段故事很有趣，有興趣可以去看林董影片比較詳細。

4. Training
Training跟DDR layout有關係，簡單的說是要保證訊號和時序同步，training過程中會調整CMD/ADDR、DQ/DQS的Delay，讓訊號的edge對齊，尤其是DDR3後改成Fly-By topology後，訊號又有了不同的挑戰(CLK、CMD/ADDR到達時間會不同)，由於這邊再講下去就會變成記憶體工作原理課程，先簡略了解training到底在幹嘛就好。在MSI BIOS中有關Training行為模式也有一些能玩的選項，也是等到下一篇再講解。

四. 網路資源
英文資源很多就不講了
1. 我（X ，開玩笑的，但歡迎同好交流，主要出沒PTT，偶爾在UH社團和巴哈
2. 林董，應該不需要介紹
3. 林大餅Bing，餅哥是華碩工程師，YT上有頻道常常分享超頻資訊
4. NGA和ChipHell，對岸論壇

以上
下一篇實際操作篇會講解一些時序，並演示如何進行超頻

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只能透露我是相關專業出身xD