GDDR5 ( Graphics Double Data Rate ) este a 5 - a generație de DDR SDRAM concepută pentru aplicații care necesită o frecvență de operare mai mare . La fel ca și predecesorul său (GDDR4), GDDR5 se bazează pe memorie DDR3 , care are canale de comunicație DQ (Digital Quest) dublu față de DDR2, dar GDDR5 are, de asemenea, buffer-uri de preîncărcare late de 8 biți, cum ar fi GDDR4 .
De asemenea, AMD a participat activ la dezvoltarea standardului, împreună cu toți producătorii importanți de memorie ( Hynix , Qimonda și Samsung ) și JEDEC . Dezvoltarea acestui tip de memorie a durat aproximativ trei ani de la începutul dezvoltării.[ când? ] la specificația finală și AMD chiar mai mult. S-a presupus că GDDR5 va funcționa la viteze de până la 9 GHz [1] frecvență efectivă (cvadruplă).
ProductiePrimele cipuri care suportau tensiune de 1,5 V (spre deosebire de 2,0 V pentru GDDR3) și având o densitate de 0,5-2 Gbit au oferit rate de transfer de până la 1000 * 4 = 4,0 GHz. În viitor, acest parametru a crescut la 9 GHz.
În noiembrie 2009, Elpida Memory a introdus un cip de memorie GDDR5 de 1 Gb capabil de transfer de date de 6 Gb/s; în iunie 2010, a introdus un cip de memorie GDDR5 de 2 Gb fabricat la standarde de 50 nm folosind conexiuni interne din cupru. Începând de la sfârșitul anului 2010, partenerul Elpida, compania taiwaneză Winbond Electronics , va produce microcircuite pentru comenzile Elpida [2] .
La începutul anului 2015, Samsung Electronics a anunțat începerea producției în serie a primelor cipuri de memorie GDDR5 de 8 Gb din lume (concepute pentru plăcile grafice utilizate în PC-uri și supercomputere , console de jocuri și laptop-uri); memoria este produsă folosind tehnologia 20-nm [3] . Samsung Electronics, cel mai mare furnizor de cipuri de memorie, a anunțat în toamna anului 2010 extinderea inițiativei Green Memory pentru a include memoria grafică pentru PC; inițiativa se extinde acum pe memoria LPDDR2 și GDDR5 de la Samsung împreună cu DRAM și unități SSD (Solid State Drives).
GDDR5 respectă standardele care au fost stabilite în specificația JEDEC GDDR5 . Utilizează o arhitectură de preîncărcare 8n și o interfață dinamică de configurare a dispozitivului pentru a obține performanțe ridicate și poate fi configurat pentru a controla în modul x32 sau x16 (clapetă), care este selectat în timpul inițializării dispozitivului .
Un cip GDDR5 pe 32 de biți utilizează un pachet BGA cu 170 de pini . Fabricat folosind un proces de 40 nm (Samsung) și consumă mai puțină energie decât cipurile din generația anterioară.
FrecvențăGDDR5 folosește două viteze de ceas , CK și WCK, cea din urmă fiind de două ori mai mare decât prima. Comenzile sunt transmise în modul SDR (frecvența de ceas standard) la frecvența CK; informațiile de adresă sunt transmise în modul DDR la frecvența CK; iar datele sunt transmise în modul DDR la frecvența WCK. Interfața GDDR5 transmite două cuvinte informaționale de 32 de biți per ciclu de ceas (WCK) prin pinii cipul de memorie . Corespunzător 8n prefetch, un singur acces de citire sau scriere constă din două transferuri de date late de 256 de biți per ciclu de ceas (CK) în interiorul nucleului de memorie și opt transferuri de date corespunzătoare de 32 de biți per ciclu de ceas (WCK) la pinii cipului de memorie. .
De exemplu, pentru GDDR5 cu o rată de date de 5 Gbps (Gbps), pinul CK este tactat la 1,25 GHz, iar WCK la 2,5 GHz. Frecvența efectivă (QDR) este de asemenea folosită adesea, deoarece, așa cum este descris mai sus, datele sunt transmise la frecvența WCK în modul DDR. În exemplul prezentat, această frecvență este de 5 GHz.
Datorită prezenței a două frecvențe (CK, WCK), producătorii de produse care utilizează GDDR5 pot specifica frecvențe diferite pentru memorie, deși rata de transfer de date poate să nu difere. Nvidia indică frecvența WCK, AMD specifică frecvența CK.
ObosiMemoria GDDR5 oferă o lățime de bandă de două ori mai mare decât GDDR3. Pentru a crește lățimea de bandă a memoriei GDDR3, a fost necesară utilizarea unei magistrale de 512 biți, ceea ce a dus la faptul că atât cipul, cât și pachetul său au crescut. Acest lucru a crescut costul, iar cărțile în sine au devenit mai mari și mai complexe, consumând mai multă energie. Trecerea la utilizarea GDDR5 face posibilă creșterea performanței (cu o magistrală de 128/256 de biți) de 2-3 ori cu dimensiuni și mai mici ale cipurilor și un consum mai mic de energie [4] . Noul design al interfeței de memorie determină o creștere semnificativă a eficienței lățimii de bandă.
Deși cipurile de memorie GDDR5 au devenit mai scumpe decât GDDR3, mai ales la începutul utilizării pe scară largă, lățimea îngustă a magistralei de memorie permite un design simplificat al PCB -ului , care are un avantaj, deci aceasta este o soluție promițătoare.
Pe 25 iunie 2008, AMD a lansat primul său accelerator grafic folosind memorie GDDR5, ATI Radeon HD 4870 . Placa are 512 sau 1024 MB de memorie GDDR5.
AMD folosește această memorie pe plăci grafice mid-up-end, de la 512MB la 8192MB: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870x2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5/850, HD 5830/5/850 , HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN - Radeon HD7750/7770, HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 3xx, și de asemenea RX notebook, RX 54xx, și RX notebook plăci grafice : HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.
În aprilie 2010, primul produs de la Nvidia Corporation a apărut cu memorie GDDR5 - NVIDIA Fermi . Produsele pe această arhitectură au de la 1024 MB până la 6144 MB memorie GDDR5 pentru carduri profesionale: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 și de la 512 MB până la 4096 MB pentru soluții de gaming : GT240, GT430, GTX 450, GTS Linia GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 500, GTX 600, GTX 700, GTX 900 și GTX 1000, cu excepția GTX 1080 și GTX 1080 Ti și GTX 1650 și 1660.
Consola de jocuri video PlayStation 4 de generația a opta și sistemele server utilizează GDDR5 ca memorie RAM .
Au trecut mai bine de zece ani de la lansarea primului accelerator grafic care folosește memorie GDDR5 (ATI Radeon HD 4870, iunie 2008), mai mult decât au durat alte tipuri de memorie grafică. Dar nu există unde să crească mai departe - aproape totul a fost „stors” din capabilitățile GDDR. În standardul GDDR5, tipul actual de memorie și-a atins limita și, deși există încă mici oportunități de creștere a lățimii de bandă , acestea necesită prea mult efort și nu vor schimba drastic situația. Dar cel mai important lucru este că problema consumului mare de energie nu a fost rezolvată până acum (în timp ce eficiența energetică este parametrul principal pentru orice cip modern) - chiar și generațiile actuale de memorie GDDR5 consumă deja prea multă energie din cauza mecanismelor complexe de sincronizare. și funcționarea la o frecvență foarte înaltă, iar orice îmbunătățiri ale performanței sale sunt asociate cu o creștere suplimentară a frecvenței și complexității cipurilor și, prin urmare, a consumului de energie [5] .
De asemenea, cipurile GDDR5 ocupă prea mult spațiu pe placa video și necesită utilizarea mai multor canale de memorie, ceea ce complică GPU-ul în sine (mai ales când vine vorba de GPU-uri de top cu magistrală de memorie pe 384/512 biți).
Pentru a rezolva aceste și alte probleme, a fost anunțat (de AMD și Hynix în 2011) și ulterior a dezvoltat și implementat un nou standard de memorie - High Bandwidth Memory ( HBM ) [6] .
| Tipuri de memorie dinamică cu acces aleatoriu (DRAM) | |
|---|---|
| asincron | |
| Sincron | |
| Grafic | |
| Rambus | |
| Module de memorie | |