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GDDR5X顯存技術規範出爐,或將成為A/N卡中端市場發力點

GDDR5X顯存技術規範出爐,或將成為A/N卡中端市場發力點

去年10月,鎂光(Micron)對外稱將要在未來一段時間內給市場帶來一種經過改進後的GDDR5顯存——GDDR5X。不過其並沒有透露更多的細節,而且當時連鎂光自己都並不確定這項技術是否具有可行性。

鎂光此前預計在2016年年底開始量產GDDR5X顯存,而能否成功投入商用就得看AMD、NVIDIA是否採用了。不過日前,JEDEC已正式認可並公佈了GDDR5X的顯存技術規範,這能夠顯著增加該技術的吸引力。

GDDR5X vs. GDDR5

HBM顯存已經成為新一代高端顯卡的標準之一,而且此前JEDEC也正式公佈了JESD235A的技術規範標準,帶來了TB/s級帶寬、16/32GB超大容量的HBM2顯存。不過HBM的問題在於顯存成本依然很高,不可能短時間內應用在全部顯卡上。

而另一方面,雖然全新的GDDR6早已開始投入研發,但是因為技術、市場各方面的原因,也無法在短時間內投入商用。

GDDR5X則可以簡單理解為在GDDR5技術基礎上的一個拓展,畢竟GDDR5已經在顯卡上用了將近七年,技術已經相對成熟。如果能夠像HBM那樣大幅提高顯存帶寬的話,理論上性能也能夠得到進一步提升。

於是,GDDR5X選擇採用雙管齊下的方式來提升顯存帶寬。首先,它的總線從DDR(雙倍數據倍率)升級到了QDR (四倍數據倍率)。

GDDR5X顯存技術規範出爐,或將成為A/N卡中端市場發力點

需要說明的是,SDR(單倍數據倍率)即只利用時鐘信號的上沿來傳輸數據;而DDR(雙倍數據倍率)則同時利用了時鐘信號的上沿和下沿來傳輸數據,這意味著系統可以在同樣的時間內、同一時鐘頻率下將傳輸數據的速率提升一倍;而QDR(四倍數據倍率)則在DDR的基礎上,進一步提供獨立的寫入接口和讀取接口,以此達到四倍之於SDR的數據傳輸速率。

同時,GDDR5X還簡單粗暴的將數據預取位寬從8-Bit提升到了16-Bit,從而得到更高的帶寬,初期即可達到10-12Gbps,而隨著進一步的研發最高能夠提升到16Gbps。相比之下,GDDR5現在最高也才7Gbps。

傳輸速率的提升再加上顯存位寬的提升,相當於在提高車速的基礎上又拓寬了車道數量。

外媒MonitorInsider從GDDR5X的技術標準層面上剖析了它與GDDR5的不同之處,他們在文中提到,使用GDDR5X顯存技術時可能無法完美適配Nvidia的GPU。

因為16-Bit數據預取位寬意味著每次預取都將包含有64字節的數據,而Nvidia的GPU所使用的是32-Bit標準,所以每當N卡訪問L2高速緩存時,DRAM都將獲取到兩倍之於L2高速緩存中的數據量。

不過為了保持與GDDR5的兼容性,方便廠商升級,GDDR5X顯存引入了一項名為“偽獨立存儲器訪問”(Pseudo independent Memory Accesses)的新技術,這應該能夠幫助解決這一問題。

GDDR5X並沒有解決GDDR5的核心缺陷

既然JEDEC已經正式公佈了GDDR5X的技術標準,那麼AMD和Nvidia很有可能在未來應用這項技術。鑑於HBM和HBM2在量產上的技術難度,以及有別於平面結構的3D TSV立體矽穿孔技術,導致業內很多人士都認為實際上GDDR5X是更佳的長期選擇。

平心而論,RDRAM、Larrabee和安騰處理器都過於超前了,因為目前來說這些技術仍不成熟,相對而言成本過於昂貴。而事實也證明,這些超前的新技術分別被改進多次之後的DDR內存、光柵和AMD的x86-64所替代。

但為什麼HBM卻得到了一個不同的結局呢?

原因就在於,HBM和HBM2的改進不僅僅停留在提高內存帶寬上。這兩個技術標準都不僅大幅削減了VRAM功耗還顯著提高了顯存性能。此外,HBM2所提供的VRAM密度是GDDR5X所無法比擬的。

舉個例子,就在1月19日,三星宣布基於HBM2技術的業內首個4GB DRAM顯存顆粒已經開始批量生產,4GB HBM2封裝下面是緩衝芯片,上面是4個8GB(1GB)容量的HBM2 DRAM芯片。

不僅如此,三星還計劃今年推出8GB HBM2,容量在此基礎上再翻一倍,一顆就能滿足高端顯卡的需求,從而比GDDR5節省95%的電路板空間。

而反觀當下的鎂光生產的GDDR5顯存最高也只能達到單芯片1GB。即使假設鎂光能夠在未來將其提升到2GB,也仍需16顆芯片才能追上三星,而且這16個芯片都需要各自獨立的尋跡路由,物理上的面積需求也是一個大問題。雖然GDDR5X能夠把信號電壓降低到1.35v,但這仍不足以抵消芯片數量的增加所帶來的整體功耗提升。

GDDR5X顯存技術規範出爐,或將成為A/N卡中端市場發力點
這張圖片顯示出在平面結構上無限疊加RAM所帶來的問題:GDDR5X下單個32GB的GPU需要更多的芯片

在2D平面上進行顆粒疊加也存在技術瓶頸,而且還會進一步增加發熱量和功耗,最終的研發和生產成本甚至並不亞於HBM2。上面的這張幻燈片就是AMD在一次演講中所述,它同樣也適用於Nvidia。

發力中端市場,解燃眉之急

不過,至少在最近的一段時間內,我們或許能夠看到一到兩家供應商開始使用GDDR5X技術。這在短期內能夠使AMD和Nvidia在GPU帶寬VRAM緩衝大小上獲得實質性的提升。

雖然HBM2 、GDDR5X和GDDR5到底誰主沉浮仍不明朗,但沒有哪家公司會想要放棄GDDR5X帶來的競爭優勢。畢竟,搭載GDDR5X顯存能夠使得Nvidia或AMD在中端顯卡上的帶寬問題得到有效緩解。

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現職負責 XFastest 網站之產業動態、新聞稿發送和產品測試。