GDDR5

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 17. srpna 2015; kontroly vyžadují 54 úprav .

GDDR5 ( Graphics Double Data Rate ) je 5. generace DDR SDRAM navržená pro aplikace , které vyžadují vyšší provozní frekvenci .  Stejně jako jeho předchůdce (GDDR4) je GDDR5 založena na paměti DDR3 , která má dvojnásobné komunikační kanály DQ (Digital Quest) ve srovnání s DDR2, ale GDDR5 má také 8bitové široké vyrovnávací paměti předběžného načítání, jako je GDDR4 .

Vývoj

Na vývoji standardu se aktivně podílelo i AMD spolu se všemi hlavními výrobci pamětí ( Hynix , Qimonda a Samsung ) a JEDEC . Vývoj tohoto typu paměti trval od začátku vývoje zhruba tři roky.[ kdy? ] ke konečné specifikaci a AMD ještě více. Předpokládalo se, že GDDR5 bude pracovat při rychlostech až 9 GHz [1] efektivní (čtyřnásobné) frekvence.

Výroba

První čipy podporující napětí 1,5 V (na rozdíl od 2,0 V pro GDDR3) a s hustotou 0,5-2 Gbit nabízely přenosové rychlosti až 1000 * 4 = 4,0 GHz. V budoucnu se tento parametr zvýšil na 9 GHz.

V listopadu 2009 představila Elpida Memory 1Gb GDDR5 paměťový čip schopný přenosu dat 6Gb/s; v červnu 2010 představila 2 Gb paměťový čip GDDR5 vyrobený podle standardů 50 nm pomocí měděných vnitřních spojů. Od konce roku 2010 bude partner společnosti Elpida, tchajwanská společnost Winbond Electronics , vyrábět mikroobvody pro zakázky společnosti Elpida [2] .

Začátkem roku 2015 společnost Samsung Electronics oznámila zahájení sériové výroby prvních 8Gb paměťových čipů GDDR5 na světě (určených pro grafické karty používané v počítačích a superpočítačích , herních konzolích a laptopech); paměti jsou vyráběny pomocí 20nm technologie [3] . Samsung Electronics, největší dodavatel paměťových čipů, oznámil na podzim roku 2010 rozšíření iniciativy Green Memory o grafické paměti pro PC; tato iniciativa se nyní rozšiřuje na paměti Samsung LPDDR2 a GDDR5 spolu s DRAM a disky SSD (Solid State Drive).

Technické vlastnosti

GDDR5 vyhovuje standardům, které byly stanoveny ve specifikaci JEDEC GDDR5 . K dosažení vysokého výkonu využívá architekturu předběžného načítání 8n a dynamické konfigurační rozhraní zařízení a lze jej nakonfigurovat pro ovládání v režimu x32 nebo x16 (clamshell), který se volí při inicializaci zařízení .

Jeden 32bitový čip GDDR5 využívá 170pinové pouzdro BGA . Vyrobeno pomocí 40nm procesu (Samsung) a spotřebovává méně energie než čipy předchozí generace.

Frekvence

GDDR5 používá dvě rychlosti hodin , CK a WCK, přičemž druhá je dvojnásobná. Příkazy jsou vysílány v režimu SDR (standardní taktovací frekvence) na frekvenci CK; informace o adrese jsou přenášeny v režimu DDR na frekvenci CK; a data jsou přenášena v režimu DDR na frekvenci WCK. Rozhraní GDDR5 přenáší dvě 32bitová informační slova za cyklus (WCK) přes kolíky paměťového čipu . V souladu s 8n prefetch se jeden přístup pro čtení nebo zápis skládá ze dvou 256bitových přenosů dat za hodinový cyklus (CK) uvnitř paměťového jádra a osmi odpovídajících 32bitových datových přenosů za hodinový cyklus (WCK) na kolících paměťového čipu. .

Například pro GDDR5 s datovým tokem 5 Gbps (Gbps) je pin CK taktován na 1,25 GHz a WCK na 2,5 GHz. Často se také používá efektivní frekvence (QDR), protože jak je popsáno výše, data jsou v režimu DDR přenášena na frekvenci WCK. V uvedeném příkladu je tato frekvence 5 GHz.

Vzhledem k přítomnosti dvou frekvencí (CK, WCK) mohou výrobci produktů používajících GDDR5 specifikovat různé frekvence pro paměti, i když rychlost přenosu dat se nemusí lišit. Nvidia udává frekvenci WCK, AMD  frekvenci CK.

Pneumatika

Paměť GDDR5 poskytuje dvojnásobnou šířku pásma ve srovnání s GDDR3. Pro zvýšení šířky pásma paměti GDDR3 bylo nutné použít 512bitovou sběrnici, což vedlo k tomu, že se zvětšil jak čip, tak jeho obal. To zvýšilo náklady a samotné karty se staly většími a složitějšími a spotřebovávaly více energie. Přechod na použití GDDR5 umožňuje zvýšit výkon (se 128/256bit sběrnicí) 2–3krát při ještě menších velikostech čipů a nižší spotřebě [4] . Nový design paměťového rozhraní způsobuje výrazné zvýšení efektivity šířky pásma.

Paměťové čipy GDDR5 sice zdražily než GDDR3, a to zejména v počátcích jejího rozšíření, ale úzká šířka paměťové sběrnice umožňuje zjednodušený návrh PCB , což má výhodu, takže se jedná o nadějné řešení.

Použití v komerčních produktech

25. června 2008 vydala AMD svůj první grafický akcelerátor využívající paměti GDDR5, ATI Radeon HD 4870 . Deska má 512 nebo 1024 MB paměti GDDR5.

AMD používá tuto paměť u grafických karet střední až vyšší třídy v rozsahu od 512 MB do 8192 MB: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870x2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5850, HD59 , HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN - Radeon HD7750/7770, HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, RX, R9 3x 5x, notebook také 3xx grafické karty : HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.

V dubnu 2010 vyšel první produkt společnosti Nvidia Corporation s pamětí GDDR5 – NVIDIA Fermi . Produkty na této architektuře mají od 1024 MB do 6144 MB paměti GDDR5 pro profesionální karty: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 a od 512 MB do 4096 MB pro herní řešení: GT240, GT430, GTS 460, GTX GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 500 řada, GTX 600, GTX 700, GTX 900 a GTX 1000 kromě GTX 1080 a GTX 1080 Ti a GTX 1650 a 1660.

Videoherní konzole a serverové systémy osmé generace PlayStation 4 používají jako RAM paměť GDDR5 .

Perspektivy

Od vydání prvního grafického akcelerátoru využívajícího paměti GDDR5 (ATI Radeon HD 4870, červen 2008) uplynulo více než deset let, vydrželo více než jiné typy grafických pamětí. Ale není kam dále růst – téměř vše bylo „vytlačeno“ ze schopností GDDR. Ve standardu GDDR5 dosáhl současný typ paměti svého limitu, a přestože stále existují malé možnosti pro zvýšení šířky pásma , vyžadují příliš mnoho úsilí a situaci nijak drasticky nezmění. Nejdůležitější však je, že dosud není vyřešena otázka vysoké spotřeby energie (zatímco energetická účinnost je hlavním parametrem každého moderního čipu) - i současné generace pamětí GDDR5 již spotřebovávají příliš mnoho energie kvůli složitým taktovacím mechanismům a provoz na velmi vysoké frekvenci a jakákoli zlepšení jeho výkonu jsou spojena s dalším zvýšením frekvence a složitosti čipů a tím i spotřeby energie [5] .

Čipy GDDR5 také zabírají příliš mnoho místa na grafické kartě a vyžadují použití několika paměťových kanálů, což komplikuje samotný GPU (zejména pokud jde o špičkové GPU s 384/512bitovou paměťovou sběrnicí).

K vyřešení těchto a dalších problémů byl oznámen (společnostmi AMD a Hynix v roce 2011) a následně vyvinut a implementován nový paměťový standard - High Bandwidth Memory ( HBM ) [6] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ GDDR5 | DRAM | Semiconductor  Samsung . www.samsung.com . Získáno 28. října 2021. Archivováno z originálu dne 28. října 2021.
  2. ↑ Elpida má připraveny vlastní 2 Gb paměťové čipy GDDR5 Archivováno 3. května 2018. // 24. června 2010
  3. ↑ Samsung uvádí na trh první 8Gb paměťový čip GDDR5 v oboru Archivováno 24. února 2017. // 15. ledna 2015
  4. ↑ Šířka pásma paměti u RADEON HD 4770 se 128bitovou sběrnicí přesahuje 51 GB/s, zatímco u 256bitového HD 4830 s GDDR3 je jen o málo vyšší – asi 58 GB/s. [1] Archivováno 1. března 2009 na Wayback Machine
  5. ↑ Spotřeba energie výhradně paměťovými čipy GDDR5 v moderních špičkových grafických kartách je podle AMD již asi 15–20 % – tedy ze spotřeby 250 W grafické karty Radeon R9 290X někde až 40–50 W se vynakládá na zajištění provozu paměti čipů
  6. ↑ Nový standard pro paměť s vysokou šířkou pásma archivován 16. března 2016 na Wayback Machine // 31. května 2015
  7. ↑ „ GDDR5X zajišťuje přenosové rychlosti 10–14 Gb/s, dvojnásobné možnosti oproti GDDR5 “ Publikován standard paměti GDDR5X, dvojnásobná šířka pásma než GDDR5 Archivováno 19. března 2016 na Wayback Machine // 22. ledna 2016

Odkazy

 Typy dynamických pamětí s náhodným přístupem (DRAM)
asynchronní
Synchronní
Grafický
Rambus
Paměťové moduly