موسسهی JEDEC (که استانداردهای مربوط به DRAM ها را تعیین میکند) مشخصات حافظههای گرافیکی GDDR5X را در سه ماههی نهایی سال ۲۰۱۵ نهایی کرده است. انتظار میرود که از این مشخصات در کارتهای گرافیک نسل بعدی و دیگر دستگاهها استفاده شود. با زومیت همراه باشید.
استاندارد حافظهی جدید که GDDR5X نام دارد، بر مبنای تکنولوژی GDDR5 که در سال ۲۰۰۷ معرفی شد استوار است. این استاندارد سه بهبود کلیدی را بر روی GDDR5 اعمال میکند: نرخ انتقال داده را حدود چند صد برابر افزایش داده، مصرف انرژی در حافظههای بالارده را بهبود میبخشد و همچنین ظرفیتهای جدیدی برای تراشههای حافظه تعریف میکند تا کارتهای گرافیک بتوانند شاهد حافظههای متراکمتر باشند.
چیزی که برای توسعهدهندگان تراشه و سازندگان کارتهای گرافیک بسیار مهم است، عدم نیاز GDDR5X به تغییر جدی در ساخت کارت گرافیک است؛ بطوریکه ویژگیهای کلی GDDR5 دست نخورده باقی میماند. یکی از دلایلی که استاندارد جدید GDDR6 نام نگرفته همین نکته است.
بهبود عملکرد
امروزه تراشهی حافظههای متداول GDDR5 میتواند در سرعت ۷ تا ۸ گیگابیت بر ثانیه عمل کند. در حالی که عملکرد حافظههای نسل فعلی را هم میتوان اندکی بهبود داد، اما به گفتهی مایکرون (یکی از طراحان اصلی GDDR5X) وقتی صحبت از سرعت آرایهای و پروتکلهای دستور/آدرس به میان میآید، محدودیتهایی وجود دارند. برای بهبود عملکرد حافظههای GDDR5، مهندسان مجبور به تغییر معماری داخلی تراشهی حافظه به طرز قابل توجهی بودند.
مهمترین بهبود استاندارد GDDR5X نسبت به نسخهی پیشین، معماری 16n است که اجازهی نوشتن و خواندن ۵۱۲ بیت (۶۴ کیلوبایت) داده در هر آرایه را میدهد. درحالی که تکنولوژی GDDR5 از معماری 8n بهره میبرد که اجازهی نوشتن و خواندن ۲۵۶ بیت (۳۲ بایت) داده در هر سیکل را میدهد. این افزایش دوبرابری به همراه سرعت بهبود یافته هنگام انتقال داده، موجب دوبرابر شدن پهنای باند موثر GDDR5X میشوند. هرچند نباید فراموش کرد عملکرد واقعی کارتهای گرافیک علاوه بر معماری DRAM و فرکانس، به کنترلر حافظه و نرمافزار هم بستگی دارد. برای یافتن مزایای واقعی نسل جدید حافظه، نیاز به آزمایش بر روی سختافزار واقعی وجود دارد.
JEDEC هنگام معرفی حافظههای GDDR5X خبر از سرعت ۱۰ تا ۱۴ گیگابیت بر ثانیه داده است؛ اما مایکرون معتقد است میتوان در نهایت این میزان را تا ۱۶ گیگابیت بر ثانیه هم افزایش داد.
افزایش ظرفیت
عملکرد بهتر، تنها مورد بهبود یافته در حافظههای GDDR5X نیست. برای خیلی از کاربردها علاوه بر عملکرد بالای حافظه، به ظرفیت بالای حافظه هم نیاز است. افزایش ظرفیت حافظههای GDDR5X میتواند موجب استفاده از آنها در طیف وسیعی از کاربردها، از کارت گرفیک و کنسولهای بازی گرفته تا تجهیزات شبکه شود. استاندارد GDDR5 از تراشهیهای حافظه با ظرفیتهای ۵۱۲ مگابایتی، ۱، ۲، ۴، و ۸ گیگابایتی پشتیبانی میکرد. در حالی که استاندارد GDDR5X دستگاههایی با ظرفیتهای ۴، ۶، ۸، ۱۲ و ۱۶ گیگابایتی را تعریف میکند. هرچند یک چیپ GDDR5X با ۱۶ گیگابایت ظرفیت که با استفاده از لیتوگرافی ۲۰، ۱۸ و یا ۱۶ نانومتری ساخته شده باشد، اندازه و قیمت بالایی دارد.
درست مثل GDDR5، استاندار GDDR5X هم از حالت clamshell پشتیبانی میکند. این حالت اجازه میدهد تا دو چیپ حافظهی ۳۲ بیتی توسط یک کنترلر حافظهی ۳۲ بیتی کار کند. این کار تاثیری بر روی پهنای باند سیستم ندارد، اما اجازه میدهد مقدار ظرفیت حافظه را ۲ برابر افزایش دهیم. برای مثال از لحاظ تئوری ساخت کارتهای گرافیک GDDR5X با ظرفیت ۶۴ گیگابایت ممکن است.
مصرف بهینهی انرژی
مصرف انرژی و تولید گرما دو فاکتور اصلی محدودکننده در عملکرد پردازشی هستند. در طراحی استاندارد GDDR5X راههایی برای کم کردن مصرف انرژی در نظر گرفته شده است.
ولتاژ تغذیه و ولتاژ I/O در دستگاههای GDDR5 امروزی ۱.۵ ولت است که در استاندارد جدید GDDR5X به ۱.۳۵ ولت کاهش پیدا کرده است. علاوه بر این استاندارد GDDR5X با بهبود در زمینههای دیگر هم مصرف انرژی را کاهش داده است.
پیادهسازی
با وجود تفاوتهای داخلی تراشههای GDDR5 با GDDR5X، انتقال به نسل جدید نسبت به انتقال از GDDR3 و GDDR4 به GDDR5 بسیار آسانتر است. همچنین پیاده سازی GDDR5X چه از منظر تحقیق و توسعه و چه از منظر تولید چندان پرهزینه نیست.
