Szeptember 1-jénutca, 2020 Az Nvidia bejelentette vadonatúj RTX 3000 sorozatú grafikus kártyáit, amelyek soha nem látott teljesítményt ígértek nemcsak a hagyományos raszteres renderelés, hanem a sugárkövetés terén is. Az RTX 3000 kártyasorozat a piac egyik leggyorsabb kártyájává válna, és versenyezhet az AMD RX 6000-es kínálatával. Az Ampere-alapú GPU, amely ezeken a kártyákon volt, bőven gyors volt önmagában, de a rendkívül kiváló teljesítmény valójában egy újabb fejlesztés eredménye volt.
A GDDR6X példátlan szintű sávszélességet és sebességet ígér - Kép: Micron Technology
Ennek az előadásnak nagy része a memóriából származott, amely ezeken a kártyákon volt. Az RTX 3000 sorozat első két kártyája, az RTX 3080 és az RTX 3090 vadonatúj memóriatípussal rendelkezik, amelyet korábban nem használtak játékminőségű grafikus kártyákban, GDDR6X néven. Ez az új típusú memória dupla sávszélességet ígért az RTX 2000 sorozatú és az AMD RX 6000 sorozatú kártyákon található standard GDDR6-hoz képest. Lássuk, mitől olyan különleges a GDDR6X.
Mit csinál pontosan a VRAM?
A grafikus feldolgozás szempontjából a legtöbb nehézséget a grafikus kártya magja hajtja végre, amely GPU néven ismert. A GPU egy nagyon erős szilíciumdarab, amelyet grafikus feladatok, például játékok feldolgozására terveztek és optimalizáltak. Kezeli a monitor által megjelenített keretek tolásához szükséges feldolgozás nagy részét. De a nagy mennyiségű adat feldolgozásához és a keretek elég gyors előkészítéséhez a GPU-nak szüksége van valamire, amivel dolgozhat. Itt jön be a VRAM.
A VRAM vagy a Video Memory egy nagyon nagy sebességű memóriaforma, amelyet magában a grafikus kártyában tárolnak, így a GPU közvetlen hozzáféréssel rendelkezik hozzá. A VRAM tárolja a játékhoz szükséges eszközöket és textúrákat, hogy a GPU szükség esetén dolgozhasson rajtuk, és előkészítse a megjelenítendő kereteket. Ha a VRAM nem tudja elég gyorsan eljuttatni ezeket az eszközöket és más fontos adatokat a GPU-hoz, akkor a felhasználó lelassulást, akadozást vagy akár összeomlást tapasztalhat. Általában a nagyobb felbontások, például az 1440p és a 4K magas grafikus beállításokkal, több VRAM-ot igényelnek a jobb minőségű eszközök kezeléséhez és tárolásához, ami azt jelenti, hogy nagyobb VRAM kapacitásra van szükséged, ha ezen a felbontáson szeretnél játszani ezeken a beállításokon. Egyidejűleg nagyobb sebességű memóriára van szükség ahhoz, hogy az adatokat a GPU-ból a VRAM-ból elég gyorsan át lehessen vinni. Itt bizonyulnak hasznosnak az olyan memória technológiák, mint a GDDR6X.
A GDDR6X mögött álló mechanizmus
A Micron Technology (a GDDR6X memóriát gyártó és szállító vállalat az Nvidia és más partnerek számára) nemrégiben közölt néhány részletet a GDDR6X memória mögött álló mechanizmusról. Ez jobb képet ad arról, hogy ez a technológia hogyan képes elérni a rendkívül nagy sávszélességű számokat.
PAM4 jelzés
Ellentétben a tipikus „buszoknak” nevezett adatutakkal, amelyek egyszerre 1 bitet mozgatnak, az GDDR6X a PAM4 (négyszintű impulzusamplitúdó-moduláció) nevű technikát alkalmazza, amely egyidejűleg 4 diszkrét teljesítményszintből 1-et küldhet egyszerre Ez azt jelenti, hogy a GDDR6X egyszerre 2 bitet képes mozgatni, ami drámaian megnöveli a sávszélességet. A Micron története érdekes érdekes innovációval rendelkezik, mivel az iparág első GDDR5, GDDR5X és most GDDR6X chipjeit tömeggyártásba hozta. A Micron volt a GDDR5X egyetlen gyártója, és ma már a GDDR6X kizárólagos gyártója. A Micron a következőket mondta a GDDR6X fejlesztéséről a PAM4 segítségével:
'A Micronnál már 2006 óta kutattuk a tudósokat, hogyan lehetne felhasználni a PAM4-et a memóriában' - mondta Ralf Ebert, a Micron grafikus szegmensének igazgatója. „Szándékosan mondtam a tudósokat, mert különbséget teszek a fejlesztők és a tudósok között. Ezek voltak a srácok, akik valóban elvégezték az újítás alapjait. Alapvetően ezt a PAM4 technológiát vették igénybe, és megpróbálták kitalálni, hogyan használhatjuk ezt a DRAM-ban. A tudósoknak egymás mellett kellett dolgozniuk a GDDR fejlesztőkkel, a srácokkal, akik aláírták a chipet ”- mondta Ebert. 'Nagyon szorosan együttműködtek a rendszer- és termékmérnökökkel is, akik megértik a kihívásokat a rendszer és a tömeggyártás szempontjából.'
Ennek az izgalmas új technológiának azonban van korlátozása. A GDDR6 burst hossza 16 bájt (BL16), ami azt jelenti, hogy mind a két 16 bites csatornája 32 bájtot képes leadni műveletenként. A GDDR6X sorozatsebessége 8 bájt (BL8), de a PAM4 jelzés miatt minden 16 bites csatornája 32 bájtot is ad le műveletenként. Ez azt jelenti, hogy a GDDR6X ugyanabban az órajelben nem gyorsabb, mint a GDDR6. Ez azt is jelenti, hogy mivel a GDDR6X kétszer annyi jelet továbbít, mint a GDDR6 minden ciklus alatt, ez sokkal hatékonyabb is. A Micron szerint a GDDR6X eszközszinten 15% -kal energiatakarékos, mint a GDDR6 (7,25 pj / bit vs 7,5 pj / bit).
A PAM4 jelzés forradalmi technika a memória technológiában - Kép: Micron Technology
Szoros együttműködés az Nvidiával
Nagyobb mozgatórugója a nagyobb sávszélesség és a nagyobb sebesség ösztönzésének, maga az Nvidia volt, amely szorosan együttműködött a Micronnal a GDDR6X memória fejlesztési és tesztelési fázisaiban. Az Nvidia az egyetlen Micron indítópartner, amikor a GDDR6X memóriáról van szó, ami azt jelenti, hogy az új memóriatípus jó ideig exkluzív lesz az Nvidia kártyákkal. Az Nvidia már telepítette az új memóriát a zászlóshajó GeForce játékgrafikus kártyáikra; az RTX 3090 és RTX 3080, amelyek így megszerezték óriási ugrások a sávszélességben az utolsó generációs GDDR6 felett.
A GDDR6X memória teljes specifikációja - Kép: Micron Technology
Az Nvidia egy vadonatúj memóriavezérlőt és PHY-t is tervezett a GDDR6X számára, mivel PAM4 jelátvitelt használ, és külseje alapján mindent maga az Nvidia tervezett házon belül. A GDDR6X technológiának az Nvidia több kártyájához is el kellene jutnia, különös tekintettel a TITAN és a Quadro sorozatokra, amelyeknek nagy hasznát veheti a GDDR6X megnövekedett sávszélessége és a nagyobb kapacitások. A Micron azt is megerősítette, hogy az Nvidia nem kizárólagos partnere a GDDR6X-nek, és hogy később több vállalat is megszerzi az új memória szabványt. Ez azt jelenti, hogy elvárhatjuk, hogy az AMD Radeon kártyái valamilyen GDDR6X alkalmazással is rendelkezzenek, amikor a későbbiekben több ilyen kártya elindul.
GDDR6X és PAM4 vs HBM2
Bár a divatos új PAM4 technológiájú GDDR6X gyártása még mindig drágább, mint a GDDR6, még a HBM2 gyártásának költségeit sem közelíti meg. A HBM vagy a nagy sávszélességű memória néhány generációval ezelőtt valóban a grafikus kártya memóriájának jövőjének tűnt. Az AMD nagyon keményen igyekezett a HBM-et a mainstream piacra juttatni, és elindítottak egy nagyon lehengerlő GPU-t is, fedélzeti HBM-mel. A Fury és a Vega grafikus kártyák nagy sávszélességű memóriát használtak, de sajnos GPU-magjaik nem voltak elég gyorsak ahhoz, hogy bármilyen előnyt biztosítsanak számukra az Nvidia-val szemben.
A mutatós HBM2 memóriát ismét visszahozták a Radeon VII-be, az AMD új csúcskategóriás grafikus kártyájába, amely a Vega architektúrára épült, de most a 7 nm-es folyamatra épült. A Vega kártyák belsejében található HBM2 gyártása rendkívül drága volt, alacsony hozamokkal rendelkezett, ami alacsony kínálathoz és még alacsonyabb kereslethez vezetett. A Radeon VII nem tudott közel kerülni az Nvidia zászlóshajójához, az RTX 2080Ti-hez, és a bevezetésétől számított egy éven belül szembesült az EOL-val. A sokkal gyorsabb Nvidia zászlóshajó a szokásos GDDR6-ot használja.
Az AMD maga távolodott a HBM törekvéseitől, miután megváltozott a vállalat hierarchiája, és több magas beosztású tagot felmentettek a feladataiktól. Az új AMD Radeon gyorsan eltávolodott a HBM memória megszállottságától, és sokkal reálisabb memória-választásokra vált át, mint például az RX 5000-ben található GDDR6 memória és RX 6000 GPU sorozat . A HBM2 fő problémája a gyártása. A folyamat rendkívül fárasztó és költséges, mivel a HBM2 KGSD-ket (ismert, jól halmozott szerszámokat) egy félvezető gyártmánynál kell összeszerelni, majd egy másik gyártó tisztatermében lévő GPU melletti interposerre helyezni. Ez sokkal drágábbá és munkaigényesebbé teszi a gyártást, mint a GDDR6 vagy akár a GDDR6X, mert a GDDR6X nem igényel egymásra rakást, és diszkrét chipekként szállítják, amelyeket egy gyárban lehet forrasztani.
A GDDR6X az iparág vezető sávszélességi szintjét biztosítja - Kép: Micron Technology
Van azonban egy figyelmeztetés, amelyet itt meg kell jegyezni. A GDDR6X chipeknek nagyon tiszta és stabil jelre van szükségük, ezért a GA102 GPU Nvidia memóriavezérlője, amely táplálja a memóriachipeket, most egy külön tápvezetéken helyezkedik el. Ez biztosítja, hogy a chipek megkapják a szükséges tiszta és stabil energiát, amelyre a megfelelő működéshez szükség van.
PAM4 a jövőért
A PAM4 jelzés egy érdekes és igazán izgalmas új folyamat, amely a PC hardver számos területén megtalálhatja az alkalmazását. Noha jelenleg a grafikus kártyák GDDR6X alkalmazására korlátozódik, a jeltechnika a jövőben sokkal több felhasználási lehetőséggel bír más folyamatokban. Micron úgy véli, hogy a memória jövője a PAM 4 technika.
'Tehát a GDDR6X az, ahol bemutattuk a PAM4-et, és ezt biztosan láthatjuk, hogy haladunk előre' - mondta a Micron grafikus memóriájának igazgatója. „A PAM4 potenciálisan más memória szabványokban is használható. Lehetséges vagy valószínű, hogy ezt a fajta technológiát a CPU-val rendelkező vállalatok vagy más processzoraink használják. '
A PAM4 jelátviteli szabvány másik érdekes jövőbeli alkalmazása a PCIe Gen 6.0, amely 2021-ben esedékes. A PAM4 jelátvitelt használja a nagyobb hatékonyság és a nagyobb adatsebesség kivonására. Mivel a PCIe nagyon széles alkalmazási körrel rendelkezik, a CPU és az ASIC vállalatoknak végül egy bizonyos időpontban el kell fogadniuk a PAM4 és a PCIe 6.0 verziót. Lehet, hogy valamikor a HBM2 memóriájában is valószerűtlen sávszélességet és sebességet nyújtanak majd, de ez csak spekuláció a részünkről.
Hol használják a GDDRX-et?
Még ha egy pillanatra félretesszük is a jövőt, a GDDR6X-et ma is számos fontos alkalmazásban használják. Néhány fontos közül a következők tartoznak:
- Szerencsejáték: A GDDR6X memória legnagyobb és legnépszerűbb felhasználása természetesen a játékokban van. A Micron biztosította a GDDR6X modulokat az Nvidia számára, hogy integrálhassák vadonatúj RTX 3080 és RTX 3090 grafikus kártyájukba. Ez a memória lehetővé teszi számukra a példátlan számok elérését a memória sávszélessége és sebessége szempontjából. A GDDR6X első generációja akár 1 TB / s adatátviteli sebességet is elérhet. Ez rendkívül előnyösnek bizonyulhat a következő generációs játék szempontjából.
- HPC: A GDDRX technológiát a HPC vagy a nagy teljesítményű számítástechnika használja. Erősen párhuzamos számítások jellemzik, amelyek a fejlett alkalmazásprogramokat megbízhatóan, hatékonyan és a lehető leggyorsabban futtatják. Ezeket a számítási megoldásokat tudósok, kutatók, mérnökök és tudományos intézmények használják komplex problémák megoldására.
- Szakmai virtualizáció: Az olyan iparágak, mint az egészségügy és az orvostudomány, a professzionális videó utómunka, a pénzügyi szimulációk, az időjárás-előrejelzés, vagy az olaj és a gáz, valóban csúcskategóriás munkaállomásokra támaszkodnak, amelyek a GDDR6X memória erejét használhatják munkafolyamatuk egyszerűsítésére és optimalizálására. Ezek a nagy teljesítményű munkaállomások az új GDDR6X kulcsfontosságú használati esetei.
- Mesterséges intelligencia: A GDDRX memóriatechnológiákat használják a mesterséges intelligenciában és annak származékaiban, mint például a Deep Learning. Ezek a munkaterhelések egyre fontosabbak és elterjedtebbek, és a nagysebességű számítástechnikai megoldások, mint például a GDDRX, mindenképpen segíthetnek ebben a tekintetben.
A GDDR6X az ipar számos más területén megtalálja alkalmazását - Image; Micron Technology
Végső szavak
A GDDR6X egy új típusú memória, amelyet a Micron fejlesztett ki szoros együttműködésben az Nvidiával. A memória a PAM4 jelzésnek nevezett új technológiát használja, amely egy nagyon innovatív építészeti folyamat, amelyben a tényleges adatátviteli sebesség megduplázódik. A jelzési technika csökkenti az energiafelhasználást és ezáltal hatékonyabbá teszi a memóriát.
Az Nvidia beépítette a memóriát új RTX 3080 és RTX 3090 kártyáiba, és ez csak a kezdete a GDDR6X memória esetleges megjelenésének a játékpiacon. A memóriát könnyebben és olcsóbban lehet gyártani, mint a HBM2-t, és rendkívül ígéretes eredményeket ad, ezért úgy tűnik, hogy az egész iparág előbb-utóbb elfogadja ezt a szabványt. Jelenleg a GDDRX technológiák számos ágazatban megtalálhatók, beleértve a játékot, a HPC-t, a professzionális virtualizációt és az AI-t.
