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348：御茶目菜子：2010/08/24(火) 13:28:46: DDR4は必要なのか・・・？
PC用のメモリはDDR2からDDR3へ世代交代をしたにょ。
コストを優先するネットブックでさえDDR3に対応したAtom N455、N475搭載機によって
DDR3に対応したくたいだからね。
DDR2ではなくDDR3を使うメリットは下記のようなものが挙げられるにょ。

(1)コストダウンのため
(2)統合型チップセットの性能アップのため
(3)CPUに必要な帯域を十分に確保するため

(1)に関して書くと工業製品は量産化によってコストダウンすることが可能であるため
主流のものを使った方が安くなるにょ。
技術がこなれた旧世代の方が安くできそうだけど半導体の場合はそうではないにょ。
それはダイサイズが価格に直結するからにょ。
最新のプロセスルールは昨今ではフラッシュメモリの製造に使われることが多いけど
これはダイサイズを小さくすることでコストダウンをしているにょ。（同じダイサイズで
あればより大きな容量になる）
旧世代のプロセスルールを使用していたフラッシュメモリが最新のプロセスルールを
使用したために価格は一気に下落したにょ。（あとSLCからMLCへの移行による影響もある）

現在はDDR2とDDR3は大抵の場合は同じ製造プロセスで作られているにょ。
しかし、今後DDR3が主流になれば新しい製造プロセスでDDR2のメモリが作られることは
ほぼ無くなるためDDR3の価格は下がり、DDR2の価格は据え置かれるということで価格の
逆転現象が起きてしまうにょ。
製造量が極端に少なくなれば量産効果とは逆にコストアップに繋がるため価格アップの
可能性さえあるにょ。
登場時は生産量が少なくDDR2と比べて高価だったDDR3もすでに4GBのモジュールに関しては
DDR2とDDR3は価格が逆転しているにょ。
すべての容量のモジュールにおいて（といっても市販されているPC用のDDR3メモリは
1GB以上しかないけど）価格が逆転するのは時間の問題にょ。

(2)については7月29日に統合型チップセットとメモリの関係について書いたのを見て
もらえたらいいけどそれをまとめると旧世代のPC66の頃は2D描画でさえ不十分だったのが
DDRによって2Dなら不満のないレベルになったし、DDR2によって3D性能のアップにも貢献
できるようになったにょ。
DDR3の最大メモリ帯域はDDR2の2倍（主流となっているDDR2-800とDDR3-1600を比較した
場合）ということはメモリ帯域がボトルネックになりがちなGPUにおいてそのボトルネックが
緩和されることを意味するにょ。
ただし、GPUコア性能（統合されたGPUの性能）が不十分だといくらメモリ帯域が向上しても
性能アップには繋がらないにょ。

(3)に関しては難しいところにょ。
というのも広いメモリ帯域であれば性能アップに直結するGPUとは異なりメモリ帯域は
必ずしもCPUの性能アップに繋がらないからにょ。
とはいえ、マルチコアが当たり前となってきている昨今のPCにおいてはシングルコア全盛
だった頃とは比較にならないくらい必要メモリ帯域は増えているのも事実にょ。
しかし、4コア、6コアをフルに使うハイエンドな使用方法でないとその恩恵はないにょ。
とはいえ、CPUだけではほとんどの場合は十分とはいってもGPUが使うメモリ帯域を考えると
必ずしもそうとはいえないにょ。

PC66であれば普通に使っていてもメモリ帯域が大幅なボトルネックになっていたにょ。
これはXGAフルカラーの表示（リフレッシュレート60Hzであっても単純計算で135MB/sの
帯域が必要）でPC66のメモリ帯域（理論上で533MB/s）の大半が消費されているからにょ。
実際にi810を採用したPCでスーパーπを動作させればそれは明確だけどXGAフルカラーと
VGA16色では3割以上の速度差が発生するにょ。
今時2D描画でそこまで落ちることはないけど3Dであれば(2)で書いたように多くのメモリ
帯域が必要であるためCPU性能が十分に発揮できないことは十分に考えられるにょ。
もっともハイエンドなCPUで統合型チップセットを使って3Dゲームをプレイするという
ような状況はほとんどないだろうけどね。（CPUのコア数が多いほどクロックが高いほど
影響が大きくなるためCULVのように低クロックであればあまり影響はないと予想できる）

さて、PCの主流はDDR2からDDR3へと変わりつつあるけどDDR4もすでにその仕様が策定
されているにょ。
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20100823_388253.html
製品として登場するのはあと2、3年後とはいえメモリの規格が定まらないとPCが設計でき
ないから策定は急ぐ必要があるにょ。
特に昨今はメモリコントローラをCPUに内蔵しているからね。
従来であればAMD（Athlon64など）を除きメモリコントローラはチップセット側にあった
ためメモリの仕様変更があっても柔軟に対応できたけど今はメモリの変更があった場合は
CPUそのものを作り直す必要があるにょ。
AtomでもPineViewからはCPUにメモリコントローラを内蔵しているためN450、N470のDDR3
対応版であるN455、N475を別途用意したくらいだしね。

DDR2からDDR3へと問題なく移行できたけどDDR4も・・・というとそうではないにょ。
それはメモリスロット数が1チャンネル当たり1本になるからにょ。
現在のPCの主流はデュアルチャンネルであるためメモリスロットは2本しか確保できない
ということにょ。
ノートPCであれば一般的な製品はメモリスロットが2本しかないため問題ないけどデスク
トップPCであればこれはかなり辛いにょ。
現在は1チャンネル当たり2本であるためデュアルチャンネルのCPUであれば4本（Core i7の
ハイエンドモデルにある3チャンネルのCPUであれば6本）メモリが搭載できるからね。
これによって4GBのメモリモジュールを使えば4GB×4＝16GBのメモリを実装することが
できるようになるにょ。

今はまだ32bitOSのWindowsが主流になっているため4GB以上のメモリを搭載してもRAM
ディスク程度にしか使用できないけど徐々に64bit対応のアプリは増えつつありハイエンド
ユーザーは64bitOSに移行しているにょ。
現時点では高画素化の進んだデジタル一眼のRAW現像を大量に行う人やフルHDの動画
編集をする人のようにその恩恵がある使い方というものは限られているものの4GBの
メモリモジュールが現実的な価格（1本1万円以下）となっているため8GB以上搭載する
ことは珍しいことではなくなっているにょ。
実際安価なCULVノートでさえ64bit版Win7が搭載されている機種もあるくらいだしね。

しかし、DDR4世代ではメモリスロット数が半減してしまうため最大搭載量も半減するにょ。
現在のDRAMチップの主流は1Gbitから2Gbitに移行しつつあるにょ。
2Gbitのチップだとそれを16個使うことで4GBのメモリモジュールになるにょ。
ここ最近4GBのメモリモジュールの急激な価格低下はDRAMチップが2Gbitの急激な増産の
影響が大きいにょ。

ムーアの法則通りに約24ヶ月でプロセスルールが進むと仮定すれば2年おきにメモリは
倍増するかというとそういう単純なものではないにょ。
CPUとは異なりハーフノード単位で作られるためにプロセスルールが変わったからといって
必ずしも容量アップになる（2Gbitだったのが4Gbitになる）というわけではないにょ。
2倍の容量のメモリが急に必要になるということはないためプロセスルールの進化は
ダイサイズ縮小によるDRAMのコストダウンへと転化されることが大半にょ。

DDR4が市場に登場する頃はDRAMチップはようやく2Gbitから4Gbitへと移行しようとする
時期だと推測されるため安価で済ませるなら4GB×2＝8GB、多くのコストを支払っても
最大で8GB×2＝16GBになると予想することができるにょ。
XPでは試作品レベル、Vistaでようやく完成品レベル、7でようやく選択する価値がでて
きた64bit版Windowsだけど次の世代ではいよいよ64bitがメインとなると思われるにょ。
その64bit版がメインとなる次世代Windowsが発売されているであろう時期にそのメモリ
搭載量ではさすがに辛いにょ。

これはチップを積層化するという手段があるにょ。
実際フラッシュメモリはその方法によって大容量化しているからね。
32GbitのNANDフラッシュを8層×2によって64GBのSDXCカードは作られているにょ。
現在NANDフラッシュで量産化されているのは32Gbitであるため単純に考えると4GBの
SDHCカード、USBメモリしか作れないけど積層化によってその制限は緩和されていると
いうことにょ。（逆に言えば32Gbitが主流になることでSDカードは1GB、2GBと比べて
4GBはコスト的に大きな差は無くなっているともいえる）

確かに積層DRAMが量産化されれば最大搭載量の問題も改善されるけど問題はメモリ
コントローラがそれに対応する必要があるしレイテンシ増大も懸念されるにょ。
レイテンシの増大はメモリが速くなればなるほど大きくなる傾向があるからね。
PC100のCL2とPC133のCL3はあまり変わらない性能だったけどそれと同じようにDDR400と
DDR2-533は後者の方がメモリ帯域が増えているにも関わらず実効性能に有為的な差は
見られなかったにょ。
これはメモリ帯域の増大があってもレイテンシが増大しているためそれがボトルネックに
なっているためにょ。

恐らくDDR3からDDR4へと移行するときもこの問題があるためレイテンシの大きなチップや
クロックの低いチップではDDR4とはいえDDR3と比べてアドバンテージがあるとは言えない
と思われるにょ。
つまり、DDR4は速く無ければ意味がないということにょ。
DDR3もDDR4と同じように1チャンネル当たりメモリスロット1本という案が出ていたにょ。
それは製品では1本では高速なものも使用できるけど2本使用時には速度制限を課すことで
1チャンネル当たり2本までのメモリに対応したにょ。（1チャンネル2本使用時にはDDR3-
1333までしか対応しない等）

DDR4はDDR3の最高クロックと同じ2133Mbpsが最低速度（最初に用意されているチップの
速度）となっており今後はさらにその倍速まで上がる予定になっているにょ。
したがって、DDR3のように高速メモリを使用時は1チャンネル当たり1本だけど低速メモリ
使用時には2本使えるという裏技的な方法は使用できないにょ。
実際のところ8コア、16コアのCPUが主流になったり、CPUに統合されているGPUの性能が
飛躍的に向上しない限りはDDR3でも十分だけどマルチコア化はともかくとしてGPU性能は
今後大幅な性能アップが予定されているにょ。
AMDは現在のローエンドGPUを超える性能となるSP数400程度のGPUをCPUに内蔵するという
噂もあるくらいだからね。
そうなると速さを取るか容量を取るかでしばらくDDR3とDDR4が共存するという可能性が
高そうにょ。
DRAMチップが8Gbitになれば容量的に考えてDDR3のアドバンテージが無くなるためその頃には
DDR4が主流になると思われるにょ。