Rugsėjo 1 dšv, 2020 m. „Nvidia“ paskelbė apie savo naują vaizdo plokščių „RTX 3000“ seriją, kuri pažadėjo precedento neturintį našumą ne tik tradicinio rastruoto atvaizdavimo, bet ir spindulių sekimo srityje. „RTX 3000“ kortelių serija taptų viena iš greičiausių kortelių rinkoje, konkuruojančių su populiariausiais „AMD“ pasiūlymais RX 6000 serijoje. „Ampere“ pagrindu veikiantis GPU, kuris buvo šių kortelių viduje, pats buvo pakankamai greitas, tačiau nepaprastai gerus rezultatus iš tikrųjų lėmė ir kitas patobulinimas.
„GDDR6X“ žada pasiekti precedento neturintį pralaidumo ir greičio lygį - Paveikslėlis: „Micron Technology“
Didelę šio spektaklio dalį suteikė atmintis, kuri buvo šiose kortelėse. Dviejose viršutinėse „RTX 3000“ serijos kortelėse „RTX 3080“ ir „RTX 3090“ buvo visiškai naujas atminties tipas, kuris anksčiau nebuvo naudojamas žaidimų lygio vaizdo plokštėse, žinomas kaip GDDR6X. Šio naujo tipo atmintis pažadėjo dvigubą pralaidumą, palyginti su standartiniu GDDR6, kuris buvo rastas „RTX 2000“ serijoje ir „AMD RX 6000“ serijos kortelėse. Pažiūrėkime, kuo GDDR6X yra toks ypatingas.
Ką tiksliai veikia VRAM?
Didžiąją dalį „sunkiųjų kėlimų“ grafinio apdorojimo srityje atlieka grafikos plokštės šerdis, vadinama GPU. GPU yra labai galingas silicio gabalas, sukurtas ir optimizuotas grafinėms užduotims, pavyzdžiui, žaidimams, apdoroti. Tai apdoroja didžiąją dalį apdorojimo, reikalingo norint perkelti rėmelius, kuriuos rodo jūsų monitorius. Tačiau norint pakankamai greitai apdoroti didelius duomenų kiekius ir parengti rėmelius, GPU reikia ką veikti. Čia patenka VRAM.
„VRAM“ arba „Video Memory“ yra labai didelės spartos atminties forma, kuri yra saugoma pačioje grafikos plokštėje, kad GPU turėtų tiesioginę prieigą prie jos. VRAM saugo žaidimui reikalingus išteklius ir tekstūras, kad GPU prireikus galėtų su jais dirbti ir paruošti rėmelius, kuriuos reikia rodyti. Jei VRAM negali pakankamai greitai pristatyti šių išteklių ir kitų svarbių duomenų į GPU, vartotojas gali patirti sulėtėjimą, mikčiojimą ar net avariją. Paprastai aukštesnėms skiriamosioms geboms, tokioms kaip 1440p ir 4K, naudojant aukštus grafinius parametrus, reikia daugiau VRAM, kad būtų galima tvarkyti ir saugoti tuos kokybiškesnius išteklius, o tai reiškia, kad jums reikia didesnio VRAM pajėgumo, jei norite žaisti šiais nustatymais šiomis raiškomis. Tuo pačiu metu jums reikia didesnės spartos atminties, kad pakankamai greitai galėtumėte perkelti duomenis į GPU iš VRAM. Čia yra naudingos tokios atminties technologijos kaip GDDR6X.
GDDR6X mechanizmas
„Micron Technology“ (įmonė, gaminanti ir tiekianti „Nvidia“ ir kitiems partneriams „GDDR6X“ atmintį) neseniai paskelbė keletą detalių apie „GDDR6X“ atminties mechanizmą. Tai leidžia mums geriau suprasti, kaip ši technologija sugeba pasiekti itin didelius pralaidumo skaičius.
PAM4 signalizacija
Skirtingai nuo tipiškų duomenų kelių, vadinamų „magistralėmis“, kurie vienu metu perkelia duomenis po 1 bitą, GDDR6X naudoja metodą, vadinamą PAM4 (keturių lygių impulsų amplitudės moduliacija), kuris yra metodas, kuris vienu metu gali siųsti 1 iš 4 atskirų galios lygių. Tai reiškia, kad GDDR6X vienu metu gali perkelti 2 bitus, o tai žymiai padidina pralaidumą. „Micron“ turi įdomių naujovių istoriją, nes ji atvedė pirmuosius pramonės GDDR5, GDDR5X ir dabar GDDR6X lustus į masinę gamybą. „Micron“ buvo vienintelis „GDDR5X“ gamintojas ir dabar yra išskirtinis „GDDR6X“ gamintojas. „Micron“ pasakė apie GDDR6X kūrimą naudojant PAM4:
„„ Micron “kompanijoje mes jau nuo 2006 m. Turėjome mokslininkų tyrinėti, kaip panaudoti PAM4 atmintyje“, - sakė „Micron“ grafikos segmento direktorius Ralfas Ebertas. „Tyčia sakiau mokslininkams, nes skirsiu kūrėjus nuo mokslininkų. Tai buvo vaikinai, tikrai atlikę naujovių pagrindus. Jie iš esmės pasinaudojo šia PAM4 technologija ir bandė išsiaiškinti, kaip mes galime tai naudoti DRAM. Mokslininkams teko dirbti kartu su GDDR kūrėjais, vaikinais, kurie pasirašė lustą “, - sakė Ebertas. 'Jie taip pat labai glaudžiai bendradarbiavo su sistemos ir produktų inžinieriais, kurie supranta iššūkius iš sistemos ir masinės gamybos perspektyvos.'
Vis dėlto yra apribojimų, susijusių su šia įdomia nauja technologija. GDDR6 serijos ilgis yra 16 baitų (BL16), o tai reiškia, kad kiekvienas iš dviejų 16 bitų kanalų gali pateikti 32 baitus per operaciją. „GDDR6X“ serijos ilgis yra 8 baitai (BL8), tačiau dėl PAM4 signalizacijos kiekvienas 16 bitų kanalas taip pat perduos 32 baitus vienai operacijai. Tai reiškia, kad GDDR6X nėra greitesnis už GDDR6 tuo pačiu laikrodžio greičiu. Tai taip pat reiškia, kad kadangi GDDR6X per kiekvieną ciklą perduoda dvigubai daugiau signalų nei GDDR6, jis taip pat yra daug efektyvesnis. Pasak „Micron“, GDDR6X yra 15% efektyviau energiją vartojantis nei GDDR6 (7,25 pj / bit prieš 7,5 pj / bit).
PAM4 signalizavimas yra revoliucinė atminties technologija - paveikslėlis: „Micron Technology“
Glaudus bendradarbiavimas su „Nvidia“
Didelę pralaidumą ir didesnį greitį skatinanti varomoji jėga buvo pati „Nvidia“, kuri glaudžiai bendradarbiavo su „Micron“ kurdama ir testuodama „GDDR6X“ atmintį. „Nvidia“ yra vienintelis „Micron“ paleidimo partneris kalbant apie „GDDR6X“ atmintį, o tai reiškia, kad naujas atminties tipas dar kurį laiką bus išskirtinis „Nvidia“ kortelėms. „Nvidia“ jau įdiegė naują atmintį savo pavyzdinėse „GeForce“ žaidimų vaizdo plokštėse; „RTX 3090“ ir „RTX 3080“, kurie taip gavo milžiniški pralaidumo šuoliai per paskutinės kartos GDDR6.
Išsamios „GDDR6X“ atminties specifikacijos - Paveikslėlis: „Micron Technology“
„Nvidia“ taip pat sukūrė visiškai naują atminties valdiklį ir „PHY“, skirtą „GDDR6X“, nes naudoja PAM4 signalizaciją, o iš pažiūros viską „Nvidia“ suprojektavo namuose. „GDDR6X“ technologija taip pat turėtų ateiti į daugiau „Nvidia“ kortelių, ypač „TITAN“ ir „Quadro“ serijas, kurioms gali būti naudinga padidėjusi „GDDR6X“ pralaidumas kartu su didesniu pajėgumu. „Micron“ taip pat patvirtino, kad „Nvidia“ nėra išskirtinis „GDDR6X“ partneris ir kad vėliau daugiau bendrovių taip pat gaus naują atminties standartą. Tai reiškia, kad galime tikėtis, kad AMD „Radeon“ kortelės taip pat turės tam tikrą „GDDR6X“ programą, kai ateityje bus paleista daugiau tų kortelių.
GDDR6X su PAM4 ir HBM2
Nors GDDR6X su savo puošnia nauja PAM4 technologija vis tiek yra brangiau gaminti nei GDDR6, ji net nėra artima HBM2 gamybos sąnaudoms. HBM arba didelio pralaidumo atmintis prieš porą kartų atrodė kaip grafikos plokštės atminties technologijos ateitis. AMD labai stengėsi, kad HBM patektų į pagrindinę rinką, ir jie taip pat išleido daugybę neįtikėtinų GPU su HBM. „Fury“ ir „Vega“ vaizdo plokščių linija naudojo didelio pralaidumo atmintį, tačiau, deja, jų GPU branduoliai nebuvo pakankamai greiti, kad suteiktų jiems bet kokio pranašumo prieš „Nvidia“.
Ryški HBM2 atmintis vėl buvo sugrąžinta į „Radeon VII“ - naują „AMD“ aukščiausios klasės vaizdo plokštę, pagrįstą „Vega“ architektūra, tačiau dabar sukurtą ant 7 nm proceso. „Vega“ kortelių viduje esantis HBM2 buvo ypač brangus gaminti, jo derlius buvo mažas, todėl pasiūla buvo maža ir paklausa dar mažesnė. „Radeon VII“ negalėjo priartėti prie „Nvidia“ flagmano „RTX 2080Ti“ ir per metus nuo jo paleidimo susidūrė su EOL. Daug greitesnis „Nvidia“ flagmanas naudoja standartinį GDDR6.
Pati AMD pasitraukė iš savo HBM pastangų pakeitus įmonės hierarchiją ir keli aukšti nariai buvo atleisti iš pareigų. Naujasis „AMD Radeon“ greitai nutolo nuo HBM atminties manijos ir pasirinko daug tikroviškesnius atminties variantus, pvz., „GDDR6“ atmintį, esančią „RX 5000“ ir RX 6000 GPU serija . Pagrindinė HBM2 problema yra jo gamyba. Procesas yra labai varginantis ir brangus, nes HBM2 KGSD (gerai žinomi sukrauti štampai) reikia surinkti puslaidininkių gamykloje, o po to padėti ant interpozicijos šalia GPU kito fabriko švarioje patalpoje. Tai daro gamybą daug brangesne ir sunkesne nei GDDR6 ar net GDDR6X, nes GDDR6X nereikia kaupti, ir ji siunčiama kaip atskiros mikroschemos, kurias galima sulituoti gamykloje.
„GDDR6X“ teikia pirmaujančius pralaidumo lygius - Paveikslėlis: „Micron Technology“
Vis dėlto reikia atkreipti dėmesį į vieną įspėjimą. „GDDR6X“ lustams reikalingas labai švarus ir stabilus signalas, todėl „Nvidia“ atminties valdiklis, esantis GA102 GPU, kuris maitina atminties lustus, dabar yra atskirame maitinimo bėgyje. Tai užtikrina, kad mikroschemos gauna reikiamą švarų ir stabilų galią, kurio reikia tinkamai veikiant.
PAM4 ateičiai
PAM4 signalizavimas yra įdomus ir tikrai įdomus naujas procesas, kuris gali būti pritaikytas keliose kompiuterio įrangos srityse. Nors šiuo metu ji apsiriboja GDDR6X taikymu grafikos plokštėse, signalizavimo technika ateityje gali būti naudojama daug daugiau kituose procesuose. Micronas tiki, kad atminties ateitis yra PAM 4 technika.
'Taigi, GDDR6X yra vieta, kur mes pristatėme PAM4, ir mes tikrai galime pamatyti, kad juda į priekį', - sakė 'Micron' grafikos atminties direktorius. „Potencialiai PAM4 gali būti naudojamas kituose atminties standartuose. Tikėtina, kad tokio tipo technologijas naudos korporacijos su procesoriais ar kiti mūsų procesoriai “.
Kitas įdomus būsimas PAM4 signalizavimo standarto pritaikymas yra PCIe Gen 6.0, kuris bus pateiktas 2021 m. Jis naudoja PAM4 signalizaciją, kad išgautų didesnį efektyvumą ir didesnį duomenų perdavimo greitį. Kadangi PCIe turi labai platų pritaikymo diapazoną, CPU ir ASIC įmonės tam tikru momentu turės priimti PAM4 ir PCIe 6.0. Gal kada nors jis taip pat bus naudojamas HBM2 atmintyje, kad būtų užtikrintas nerealus pralaidumas ir greitis, bet tai tik mūsų spekuliacija.
Kur naudojamas GDDRX?
Net jei sekundę atidedame ateitį, GDDR6X vis dar naudojamas daugelyje svarbių programų. Kai kurie iš svarbiausių yra:
- Žaidimai: Žinoma, didžiausias ir populiariausias GDDR6X atminties naudojimas yra žaidimuose. „Micron“ pateikė „Nvidia“ „GDDR6X“ modulius, kad būtų galima integruoti į jų visiškai naujas vaizdo plokštes „RTX 3080“ ir „RTX 3090“. Ši atmintis leis jiems pasiekti precedento neturinčius skaičius, susijusius su atminties pralaidumu ir greičiu. Pirmosios kartos „GDDR6X“ gali pasiekti duomenų perdavimo spartą iki 1TB / s. Tai gali pasirodyti nepaprastai naudinga kalbant apie naujos kartos žaidimus.
- HPC: GDDRX technologija naudojama HPC arba didelio našumo kompiuterijoje. Jam būdingi labai lygiagrečiai atliekami skaičiavimai, patikimai, efektyviai ir kuo greičiau atliekantys pažangias taikomąsias programas. Šiuos skaičiavimo sprendimus naudoja mokslininkai, tyrėjai, inžinieriai ir akademinės institucijos sprendžiant sudėtingas problemas.
- Profesionali virtualizacija: Tokios pramonės šakos, kaip sveikatos priežiūra ir medicina, profesionalus vaizdo įrašų perdirbimas, finansinės simuliacijos, orų prognozavimas ar nafta ir dujos, remiasi tikrai aukščiausios klasės darbo stotimis, kurios gali naudoti GDDR6X atminties galią, kad supaprastintų ir optimizuotų savo darbo eigą. Šios didelio našumo darbo vietos yra pagrindinis naujojo „GDDR6X“ naudojimo atvejis.
- Dirbtinis intelektas: GDDRX atminties technologijos naudojamos dirbtiniame intelekte ir jo dariniuose, pvz., „Deep Learning“. Šie darbo krūviai tampa vis svarbesni ir labiau paplitę, o greito skaičiavimo sprendimai, tokie kaip GDDRX, tikrai gali padėti šiuo klausimu.
„GDDR6X“ ras savo programas daugelyje kitų pramonės sričių - „Image“; „Micron“ technologija
Paskutiniai žodžiai
„GDDR6X“ yra naujo tipo atmintis, kurią „Micron“ sukūrė glaudžiai bendradarbiaudamas su „Nvidia“. Atmintyje naudojama nauja technologija, vadinama PAM4 signalizacija, kuri yra labai novatoriškas architektūrinis procesas, kurio metu efektyvus duomenų perdavimo greitis padvigubėja. Signalizavimo technika taip pat sumažina energijos naudojimą ir tokiu būdu daro atmintį efektyvesnę.
„Nvidia“ įdiegė atmintį savo naujose „RTX 3080“ ir „RTX 3090“ kortelėse, ir tai yra tik „GDDR6X“ atminties galimo patekimo į žaidimų rinką pradžia. Atmintį yra lengviau ir pigiau gaminti nei HBM2 ir ji duoda nepaprastai daug žadančių rezultatų, todėl panašu, kad visa pramonė anksčiau ar vėliau priims šį standartą. Šiuo metu GDDRX technologijos yra daugelyje sektorių, įskaitant žaidimus, HPC, profesionalią virtualizaciją ir dirbtinį intelektą.
