Что значит тип видеопамяти gddr5

Что значит тип видеопамяти gddr5

GDDR5 (англ. Graphics Double Data Rate ) — 5-е поколение памяти DDR SDRAM, спроектированной для приложений, требующих более высокой рабочей частоты. Как и её предшественник (GDDR4), GDDR5 основана на памяти DDR3, которая имеет удвоенные, по сравнению с DDR2, DQ (Digital Quest) каналы связи, но у GDDR5 также есть буферы предварительной выборки шириной 8 битов, как у GDDR4.

Содержание

Разработка [ править | править код ]

В разработке стандарта, вместе со всеми основными производителями памяти (Hynix, Qimonda и Samsung) и JEDEC, активно участвовала и компания AMD. Разработка этого типа памяти заняла около трёх лет от начала разработок [ когда? ] до окончательной спецификации, а в AMD — ещё больше. Предполагалось, что GDDR5 будет работать на скоростях вплоть до 7 ГГц эффективной (учетверённой) частоты.

Первые чипы, поддерживающие напряжение 1,5 В (в отличие от 2,0 В для GDDR3) и имеющие плотность 0.5—2 Гбит, предлагали скорость передачи до 1000*4=4,0 ГГц. В дальнейшем этот параметр увеличился до 7 ГГц.

В ноябре 2009 г. компания Elpida Memory представила микросхему памяти GDDR5 плотностью 1 Гбит, обеспечивающую передачу данных со скоростью 6 Гбит/с; в июне 2010 она представила микросхему памяти GDDR5 плотностью 2 Гбит, изготовленной по нормам 50 нм с применением медных внутренних соединений. Выпуском микросхем по заказам Elpida с конца 2010 г. займется её партнер — тайваньская компания Winbond Electronics. [1]

В начале 2015 г. компания Samsung Electronics объявила о начале серийного выпуска первых в мире микросхем памяти GDDR5 плотностью 8 Гбит (предназначена для графических карт, используемых в ПК и суперкомпьютерах, для игровых консолей и ноутбуков); память выпускается по 20-нм технологии [2] . Компания Samsung Electronics, являющаяся крупнейшим поставщиком микросхем памяти, осенью 2010 объявила о расширении инициативы «Green Memory» («Зеленая память», с пониженным энергопотреблением) и на графическую память для ПК; теперь инициативы, наряду с памятью DRAM и твердотельными накопителями (SSD), распространяется также и на память Samsung LPDDR2 и GDDR5.

Технические особенности [ править | править код ]

GDDR5 соответствует стандартам, которые были изложены в спецификации GDDR5 JEDEC. Она использует 8n архитектуру предварительной выборки и интерфейс динамической конфигурации устройств, для достижения высокого быстродействия и может быть сконфигурирована для управления в режимах x32 или x16 (clamshell), который выбирается во время инициализации устройства.

Один 32-битный чип GDDR5 использует 170-контактный корпус BGA. Изготавливается по 40-нм техпроцессу (Samsung) и потребляет меньше энергии, чем чипы предыдущего поколения.

GDDR5 использует две тактовые частоты, CK и WCK, последняя в два раза больше первой. Команды передаются в режиме SDR (стандартная тактовая частота) на частоте CK; адресная информация передаётся в режиме DDR на частоте CK; а данные передаются в режиме DDR на частоте WCK. Интерфейс GDDR5 передает два информационных слова шириной 32 бита за тактовый цикл (WCK) через выводы микросхемы памяти. Соответствуя 8n предварительной выборке, единичный доступ для чтения или записи состоит из двух передач данных шириной 256 бит за тактовый цикл (CK) внутри ядра памяти и восьми соответствующих половинных передач данных шириной 32 бита за тактовый цикл (WCK) на выводах микросхемы памяти.

Например, для GDDR5 со скоростью передачи данных 5 Гбит/с (Gbps) на вывод CK подается тактовая частота 1,25 ГГц, а WCK c частотой 2,5 ГГц. Также часто употребляется эффективная частота (QDR), поскольку, как написано выше, данные передаются на частоте WCK в режиме DDR. В приведенном примере эта частота составляет 5 GHz.

В связи с наличием двух частот (CK, WCK) производители изделий использующих GDDR5 могут указывать разные частоты для памяти, хотя скорость передачи данных может не отличаться. Nvidia указывает частоту WCK, AMD — частоту CK.

Память типа GDDR5 обеспечивает вдвое большую пропускную способность по сравнению с GDDR3. Для повышения пропускной способности у памяти GDDR3 приходилось использовать 512-битную шину, это приводило к тому, что увеличивается и чип, и его упаковка. Это увеличивало себестоимость, да и сами карты становились больше и сложнее, потребляя больше энергии. Переход на использование GDDR5 позволяет увеличить производительность (при 128/256-битной шине) в 2—3 раза при даже меньших размерах чипов и меньшем потреблении энергии [3] . Новый дизайн интерфейса памяти вызывает значительное увеличение эффективности использования полосы пропускания.

Несмотря на то, что чипы памяти GDDR5 стали дороже, чем GDDR3, особенно в начале её широкого применения, узкая ширина шины памяти позволяет упростить дизайн ПП, что дает преимущество, так что это перспективное решение.

Использование в коммерческих продуктах [ править | править код ]

25 июня 2008 года компания AMD выпустила свой первый графический ускоритель, использующий память GDDR5 — ATI Radeon HD 4870. На плате установлено 512 либо 1024 МБ памяти GDDR5.

AMD использует данную память в видеокартах среднего и высокого ценового диапазона, объём которой варьируется от 512 МБ до 8192 МБ: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870×2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5850/5870 , HD 5970, HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN — Radeon HD7750/7770,HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 3xx, RX 4xx, RX 5xx, а также в графических картах для ноутбуков: HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.

Читайте также:  Как удалить все с телефона через компьютер

В апреле 2010 года вышел первый продукт от корпорации Nvidia, обладающий памятью стандарта GDDR5 — NVIDIA Fermi. Продукты на этой архитектуре обладают от 1024 МБ до 6144 МБ памяти стандарта GDDR5 для профессиональных карт: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 и от 512 МБ до 4096 МБ для игровых решений: GT240, GT430, GTS 450, GTX 460, GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 550 Ti, GTX 560, GTX 560 Ti, GTX 570, GTX 580, GTX 590, GTX 650,GTX 660, GTX 680, GTX 690, GTX 750, GTX 750Ti, GTX 760, GTX 770 и др.

В игровой приставке восьмого поколения PlayStation 4 и серверных системах GDDR5 используется в качестве оперативной памяти.

Перспективы [ править | править код ]

С момента выхода первого графического ускорителя, использующего память GDDR5 (ATI Radeon HD 4870, июнь 2008) прошло более десяти лет — больше, чем продержались другие типы графической памяти. Но расти далее уже особо и некуда — из возможностей GDDR «выжато» почти все. В стандарте GDDR5 нынешний тип памяти достиг своего предела, и хотя небольшие возможности для роста ПСП ещё есть, но они требуют слишком больших усилий и не изменят ситуацию кардинально. Но самое главное — вопрос высокого энергопотребления не решился до сих пор (при этом энергоэффективность — главный параметр для любого современного чипа) — даже текущие поколения GDDR5-памяти уже потребляют слишком много энергии из-за сложных механизмов тактования и работы на очень высокой частоте, а любые улучшения её производительности связаны с дальнейшим повышением частоты и сложности чипов, а значит, и энергопотребления [4] .

Также чипы GDDR5 занимают слишком много места на плате видеокарты и требуют применения нескольких каналов памяти, что усложняет сам графический процессор (особенно если говорить о топовых GPU с 384/512-битной шиной памяти).

Для решения этих и других проблем был анонсирован (компаниями AMD и Hynix в 2011 г.) а впоследствии разработан и внедрен новый стандарт памяти — High Bandwidth Memory (HBM). [5]

  • GDDR5X — SGRAM, вдвое превосходящая GDDR5 по пропускной способности. [6]


Ни для кого не секрет, что современным видеокартам для работы нужна собственная память, причем чем ее больше и чем она быстрее — тем лучше. И на сегодняшний день идет соревнование двух разных типов памяти — «традиционной» GDDR5 и новой HBM. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы, и в этой статье рассмотрим, что лучше для игровой видеокарты.

История GDDR — как DDR, только быстрее

Когда видеокарты стали активно развиваться, создатели видеокарт особо не задумывались, какую память использовать — скоростей обычной ОЗУ вполне хватало для работы, поэтому ее они и использовали. Однако время шло, производительность видеокарт росла очень быстро, а вот скорость ОЗУ наращивалась медленно: к примеру, пропускная способность FPM RAM в 1990 году была порядка 200 МБит/с, а у DDR2 к 2005 году она была всего 3200 МБит/с, то есть за 15 лет рост был в 16 раз. Видеокарты же за то время прошли путь от простейшего ускорения 2D графики на разрешениях порядка 400х200 пикселей до полноценного вывода 3D на разрешениях около FHD, то есть рост производительности был на 2 порядка минимум. Поэтому скоростей обычной ОЗУ в видеокартах уже стало не хватать, и в 2006 году появились первые решения на GDDR2 памяти: по сути это была та же DDR2, но работающая на существенно более высоких частотах и использующая более короткую шину. В дальнейшем вышло улучшение в виде GDDR3, которая имела еще большие частоты. GDDR4 из-за небольшого прироста производительности в сравнении с GDDR3 широкого распространения не получила, и вот, в 2008 году, вышел первый видеоускоритель на GDDR5 памяти, которая уже была основана на DDR3 (она в среднем вдвое быстрее DDR2). И с тех пор прогресс ощутимо замедлился — лишь в 2016 году стали выходить решения на GDDR5X: да, этот тип памяти в теории может быть вдвое быстрее GDDR5, но вот ничего качественно нового он не привнес (по сути контроллер GDDR5X просто может выбирать за цикл 64 байта памяти против 32 у GDDR5, отсюда и идет рост в 2 раза):

В итоге, грубо говоря, за почти 30 лет существований видеоускорителей их память качественно не менялась — это все та же ОЗУ, просто очень быстрая.

Читайте также:  Режимы работы роутера asus

HBM — как SSD в мире HDD

Итак, как мы выяснили, GDDR5 является по сути обычной оперативной памятью: быстрые чипы памяти, с эффективной частотой порядка 6-9 ГГц, соединяются с GPU по узкой шине, всего 128-512 бит. В случае с HBM AMD поступили по-другому: эффективные частоты памяти низкие, порядка 1 ГГц (сравнимо с GDDR2), но используется четыре стэка (stack — пачка, стопка) чипов памяти, каждый из которых имеет шину в 1024 бита — в итоге для связи с GPU получается шина в 4096 бит — до 8 раз шире, чем в случае с GDDR5. Однако это накладывает свои ограничения: даже шину в 512 бит подвести к GPU бывает достаточно трудно, а с шиной в 4096 бит это вообще было нереально, поэтому AMD пришлось пойти другим путем: разместить чипы памяти на одной подложке с GPU. Увы — это принесло как и плюсы, так и минусы: с одной стороны, такое близкое размещение чипов памяти к GPU позволяет существенно упростить конструкцию и ускорить взаимодействие памяти с видеочипом, с другой стороны — из-за технических проблем с реализацией больших чипов (и большого числа чипов) на одной подложке, пришлось ограничить размер памяти одного стэка одним гигабайтом, а так как стэка четыре — максимальный объем HBM памяти для одного видеочипа может быть 4 ГБ:

С учетом того, что эта память была очень дорогой, а производство трудным — AMD стали ставить ее только во флагманы (Fury X, Fury Nano), и тут объем в 4 ГБ сыграл над AMD злую шутку: производительность GPU у Fury была хорошая, местами сравнимая с референсной GTX 980 Ti, но вот у последней 6 ГБ памяти, и в играх, где нужно больше 4 ГБ памяти (Rise of Tomb Rider, Deus Ex: Mankind Divided), видеокарта от AMD вынуждена была использовать ОЗУ как часть видеопамяти, и поэтому итоговый fps был ощутимо ниже, чем у 980 Ti.

В 2016 году AMD представляет новую версию своей памяти, HBM2. Исправлений было много: во-первых, частота памяти возросла с 500 МГц (эффективные 1 ГГц для DDR) до 2 ГГц (соответственно 4 ГГц для DDR), во-вторых — стали использоваться так называемые псевдоканалы: один аппаратный канал памяти разбивается на два виртуальных, то есть один стек теперь может обслуживать вдвое больше памяти. Так же выросло само возможное число стеков — теперь их может быть не 4, а 8. В итоге, к одному GPU теперь можно «подключить» 1 ГБ х 2 х 8 = 16 ГБ памяти, что очень солидно (напомню — топовое пользовательское решение, Titan Xp, имеет 12 ГБ GDDR5X памяти).

Сравнение производительности — HBM2 vs GDDR5X

В итоге, на данный момент, HBM2 избавилась от, пожалуй, единственной «детской болезни» — объема памяти теперь с избытком хватает для современных игровых видеокарт. Остается один вопрос — и кто же все-таки быстрее? Для этого возьмем два топовых решения от компании PNY (которая известна своими профессиональными видеокартами).

Nvidia Quadro GP100 имеет 16 ГБ HBM2 (то есть теоретический максимум), и ее пропускная способность — 717 Гб/с:

Nvidia Quadro P6000 является топовым решением с GDDR5X, ее тут 24 ГБ, с пропускной способностью в 432 Гб/с:

Цифры говорят сами за себя. Даже с учетом того, что GDDR5X можно разогнать, самый потолок, который удастся получить — это 500 Гб/с, что все еще на 30% медленнее скорости HBM2. Что это означает для пользователей? Наконец-то, спустя несколько десятков лет, мы получаем действительно новую память, которая не будет сдерживать рост производительности GPU. А с учетом того, что в профессиональных решениях HBM2 уже используется, ее можно ожидать уже в следующем поколении пользовательских видеокарт от Nvidia (Volta) и в текущем от AMD (Vega).

В старых видеокартах использовался тип памяти SDR, который имел одинарную скоростью передачи данных. В современных видеокартах используются память типа DDR или GDDR данные передаются в 2 или в 4 раза больше объемов данных при той же частоте, поэтому рабочую частоту умножают на 2 или на 4.

В продаже можно встретить видеокарты с различными типами видеопамяти. Для дешевых видеокарт, класса low-end, используется тип GDDR2 и GDDR3. Такие видеокарты маломощные и для современных игр подходят с трудом.

Какая разница между GDDR5, GDDR5X и GDDR6

Графическая память — важная характеристика видеокарты, оказывает непосредственное влияние на производительность в играх.

Одной из наиболее широко используемых типов памяти по-прежнему остается GDDR5, но она постепенно заменяется более продвинутой GDDR6.

GDDR5

GDDR5 была самой быстрой памятью для видеокарт. AMD GTX 1060, GTX 1070 и RX 580 — хорошие примеры видеокарт с модулем памяти GDDR5 на борту. Память GDDR5 может обеспечивать скорость до 9 Гбит/с, а графические карты поставлялись с объемами: 512 МБ, 1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ и 8 ГБ. Чипы GDDR5 производятся разными производителями, такими как Samsung, Hynix, ELPIDA или Micron.

Читайте также:  Повышение цен на бытовую технику

GDDR5X

GDDR5 имеет новую расширенную версию, GDDR5X. Эта память является новым эволюционным шагом, обеспечивающим скорость до 14 Гбит/с и высокую пропускную способность, что делает ее отличным выбором для использования в высокопроизводительных графических картах, таких как GeForce GTX 1080 Ti.

GDDR6

Память GDDR6 является самой последней в этом стандарте. Напряжение для памяти GDDR6 составляет 1,3 Вольт и может обеспечить скорость передачи до 16 Гбит/с при пропускной спосбности до 72 Гбит/с на чип. Выпускают ее все те же компании: Samsung, Micron и Hynix. Причем Samsung и Micron будет обеспечивать скорость до 16 Гбит/с. Hynix будет занята в среднем сегменте производительности, где скорость ограничена 12–14 Гбит/с.

Память GDDR6 достигает уровня производительности, аналогичного GDDR5X, но не стоит заблуждаться, это совершенно новый стандарт, его потенциал еще не раскрыт и мы увидим гораздо более мощные чипы в будущем. Вполне возможно мы достигнем 20 Гбит/с.

Сравнение производительности и потребления у GDDR6 и GDDR5

В следующей таблице приведены наиболее важные характеристики памяти GDDR5 и GDDR6:

GDDR5 / 5X GDDR6
Напряжение 1.5V 1.3V
Производитель Samsung, Micron, and Hynix Samsung, Micron, and Hynix
Скорость передачи 8 Gbps GDDR514 Gbps GDDR5X 16 Gbps
Формат FBGA190, 0.65 mm pitch, 14x10mm FBGA180, 0.75 mm pitch, 14 × 12 mm
Конфигурация X16 / x32 X8 / x16
Каналов 1 2
Объем памяти 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, and 8 GB 8 GB and 16 GB

Популярные видеокарты

Память HBM2

HBM 2 — это HBM-память второго поколения, имеющая все характеристики HBM, но с более высокой скоростью и пропускной способностью памяти. Она может иметь до 8 DRAM на стек, со скоростью передачи до 2 Гбит/с. С интерфейсом памяти шириной 1024 бит, пропускную способность памяти 256 ГБ / с на стек, что вдвое больше, чем у памяти HBM. Общая емкость HBM2 также больше, и она может иметь до 8 ГБ на стек. Первым чипом GPU, использующим память HBM2, является Nvidia Tesla P100. Новейшая видеокарта Nvidia серии Pascal для рабочих станций Nvidia Quadro GP100 также оснащена памятью HBM2. Память HBM2 будет использоваться в основном для VR-игр, AR-игр и других приложений где нужно быстрая работа с видеопамятью.

Архитектуры GPU, поддерживаемые HBM2, включают Vega, Pascal и новейшую архитектуру Volta GPU от Nvidia. Преемником HBM2 является HBM3, который будет выпущен в 2020 году. Топовые графические карты, использующие память HBM2: Nvidia Titan V, Radeon Vega Frontier Edition, Radeon RX Vega 56, Radeon Vega RX 64, Nvidia Quadro GP100.

Память HBM3

HBM3 — эта память еще не поставлена на конвейер, ее выход ожидаться в 2020 году. HBM2. Память HBM3 будет работать быстрее, потреблять меньше энергии и иметь большую емкость по сравнению с памятью HBM2. HBM3 позволит использовать до 64 ГБ видеопамяти на графических картах и пропускную способность до 512 ГБ/с на стек.

История развития стандартов памяти

Впервые память DDR2 использовалась в видеокарте NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. Хотя память была чем-то средним между DDR и DDR2.

Память GDDR3 была разработана специально для видеокарт, она имела те же характеристики, что и DDR2, однако с уменьшенным потреблением и тепловыделением, это позволило проектировать платы, с более высокими рабочими частотами. А значит, повышалась производительность и упрощалась система охлаждения.

Впервые DDR3 была установлена на модифицированную NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, а после в GeForce 6800 Ultra. Хотя стандарт был разработан инженерами ATI совместно с JEDEC, впервые его использовала компания nVidia. Сама ATI начала использовать этот тип памяти в серии Radeon X800. Также GDDR3 использовался в игровых приставках PlayStation 3 и Xbox 360

GDDR4 работала почти в 2 раза быстрее, чем предыдущая GDDR3. Технически она не сильно отличалась от GDDR3. Главными особенностями стало то, что GDDR4 имела повышенные рабочие частоты и уменьшенное энергопотребление – примерно в три раза меньше, чем у GDDR3.

ATI RADEON X1950 XTX стала первой видеокартой, на которую были установлены чипы GDDR4. Память не пользовался особой популярностью, снята с производства и заменена GDDR5.

GDDR5 — самый быстрый тип видеопамяти, который применяется в видеокартах hi-end класса, работающий на учетверённой частоте до 5 ГГц (хотя теоретически до 7 ГГц). Это дало возможность повысить пропускную способность до 120 ГБ/с при использовании 256-битного интерфейса. Для примера: чтобы повысить пропускную способность у памяти типа GDDR3 или GDDR4, нужно было использовать шину шириной 512 бит. При использовании GDDR5 производительность увеличивается вдвое, при меньших размерах самого чипа и с меньшими затратами энергии.

Ссылка на основную публикацию
Читы для вар тандер на орлы
Данный чит носит название Орлы чит для War Thunder 3.0. Это обновление для игры вышло совсем недавно, но для него...
Хрипит динамик в машине причины
Атмосфера в салоне автомобиля во многом зависит от работы акустической системы. В бюджетных машинах штатная магнитола и динамики оставляют желать...
Хром видео не на весь экран
БлогNot. Chrome 33 перестал показывать YouTube в полный экран. Chrome 33 перестал показывать YouTube в полный экран. Видел такой запрос....
Что больше мегабит или килобит
В эпоху оптоволокна и накопителей объемом в десятки терабайт считать в битах не принято. Мы бы совсем забыли, чем отличается...
Adblock detector