Pada 1 Septemberst, 2020 Nvidia mengumumkan siri kad grafik RTX 3000 terbarunya yang menjanjikan tahap prestasi yang belum pernah terjadi sebelumnya, bukan hanya dalam rendering raster tradisional tetapi juga dalam raytracing. Rangkaian kad RTX 3000 akan terus menjadi kad terpantas di pasaran bersaing dengan tawaran teratas AMD dalam siri RX 6000. GPU berasaskan Ampere yang terdapat di dalam kad-kad ini dengan cepat, tetapi prestasi yang sangat unggul sebenarnya adalah hasil dari peningkatan lain juga.
GDDR6X berjanji akan membawa tahap lebar dan kelajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya - Imej: Teknologi Micron
Sebahagian besar prestasi itu berasal dari memori yang terdapat di dalam kad-kad ini. Dua kad teratas siri RTX 3000, RTX 3080 dan RTX 3090 menggunakan jenis memori baru yang belum pernah digunakan dalam kad grafik kelas permainan sebelumnya, yang dikenali sebagai GDDR6X. Jenis memori baru ini menjanjikan lebar jalur dua kali ganda berbanding GDDR6 standard yang terdapat pada siri RTX 2000 dan kad siri AMD RX 6000. Mari lihat apa yang menjadikan GDDR6X begitu istimewa.
Apa sebenarnya yang dilakukan oleh VRAM?
Sebahagian besar 'pengangkatan berat' dari segi pemprosesan grafik dilakukan oleh inti kad grafik yang dikenali sebagai GPU. GPU adalah bahagian silikon yang sangat kuat yang direka dan dioptimumkan untuk memproses tugas grafik seperti permainan. Ia menangani sebahagian besar pemprosesan yang diperlukan untuk mendorong bingkai yang dipaparkan monitor anda. Tetapi untuk memproses sejumlah besar data dan menyiapkan bingkai dengan cepat, GPU memerlukan sesuatu untuk diusahakan. Di sinilah VRAM masuk.
VRAM atau Memori Video adalah bentuk memori berkelajuan tinggi yang disimpan pada kad grafik itu sendiri sehingga GPU mempunyai akses langsung ke dalamnya. VRAM menyimpan aset dan tekstur yang diperlukan oleh permainan sehingga GPU dapat mengerjakannya ketika diperlukan dan menyiapkan bingkai yang perlu ditampilkan. Sekiranya VRAM tidak dapat menyampaikan aset ini dan data penting lain ke GPU dengan cukup cepat, pengguna dapat mengalami perlambatan, gagap, atau bahkan kerosakan. Secara amnya, resolusi yang lebih tinggi seperti 1440p dan 4K dengan tetapan grafik yang tinggi memerlukan lebih banyak VRAM untuk mengurus dan menyimpan aset berkualiti tinggi itu, yang bermaksud bahawa anda memerlukan kapasiti VRAM yang lebih tinggi jika anda ingin bermain di tetapan ini pada resolusi ini. Pada masa yang sama, anda memerlukan memori berkelajuan lebih tinggi untuk memindahkan data ke GPU dari VRAM dengan cukup cepat. Di sinilah teknologi memori seperti GDDR6X terbukti bermanfaat.
Mekanisme di sebalik GDDR6X
Teknologi Micron (syarikat yang mengeluarkan dan membekalkan memori GDDR6X kepada Nvidia dan rakan lain) baru-baru ini mengeluarkan beberapa butiran mengenai mekanisme di sebalik memori GDDR6X. Ini memberi kita idea yang lebih baik tentang bagaimana teknologi ini dapat mencapai bilangan jalur lebar yang sangat tinggi.
PAM4 Isyarat
Tidak seperti jalur data biasa yang disebut 'bas' yang memindahkan data 1 bit pada satu masa, GDDR6X menggunakan teknik yang disebut PAM4 (Four-Level Pulse Amplitude Modulation), yang merupakan kaedah yang dapat mengirim 1 dari 4 tahap daya diskrit sekaligus. dari 2. Ini bermaksud bahawa GDDR6X dapat memindahkan 2 bit pada satu masa yang secara dramatis meningkatkan lebar jalur. Micron memang mempunyai sejarah inovasi menarik seperti ini kerana ia membawa GDDR5 pertama, GDDR5X, dan kini cip GDDR6X untuk pengeluaran besar-besaran. Micron adalah satu-satunya pengeluar GDDR5X dan kini merupakan pengeluar eksklusif GDDR6X. Micron mempunyai pernyataan berikut mengenai pengembangan GDDR6X menggunakan PAM4:
'Di Micron, kami mempunyai saintis yang melihat bagaimana menggunakan PAM4 dalam memori sejak 2006,' kata Ralf Ebert, pengarah segmen grafik Micron. 'Saya sengaja mengatakan saintis kerana saya akan membezakan antara pemaju dan saintis. Orang-orang ini benar-benar melakukan asas untuk inovasi. Mereka pada dasarnya menggunakan teknologi PAM4 ini dan berusaha mengetahui bagaimana kita dapat menggunakannya dalam DRAM. Para saintis harus bekerjasama dengan pemaju GDDR, orang-orang yang menandatangani cip itu, ”kata Ebert. 'Mereka juga bekerjasama erat dengan sistem dan jurutera produk yang memahami cabaran dari perspektif sistem dan pembuatan besar-besaran.'
Terdapat batasan yang hadir dengan teknologi baru yang menarik ini. GDDR6 mempunyai panjang pecahan 16 bait (BL16), yang bermaksud bahawa masing-masing dua saluran 16-bitnya dapat memberikan 32 bait setiap operasi. GDDR6X mempunyai panjang burst 8 bait (BL8), tetapi kerana pemberian isyarat PAM4, setiap saluran 16-bitnya juga akan memberikan 32 bait setiap operasi. Ini bermaksud bahawa GDDR6X tidak lebih pantas daripada GDDR6 pada kelajuan jam yang sama. Ini juga bermaksud bahawa kerana GDDR6X membawa isyarat dua kali lebih banyak daripada GDDR6 pada setiap kitaran, ia juga jauh lebih berkesan. GDDR6X adalah 15% lebih cekap kuasa daripada GDDR6 (7.25 pj / bit vs 7.5 pj / bit) pada tahap peranti, menurut Micron.
PAM4 Signaling adalah teknik revolusi dalam teknologi memori - Image: Micron Technology
Tutup Kerjasama dengan Nvidia
Kekuatan pendorong yang besar di sebalik desakan untuk lebar jalur yang lebih tinggi dan kelajuan yang lebih tinggi adalah Nvidia sendiri, yang telah bekerjasama rapat dengan Micron semasa fasa pengembangan dan pengujian Memori GDDR6X. Nvidia adalah satu-satunya rakan pelancaran Micron berkaitan dengan memori GDDR6X, yang bermaksud bahawa jenis memori baru akan eksklusif untuk kad Nvidia untuk beberapa lama. Nvidia telah memasang memori baru pada kad grafik permainan GeForce utama mereka; RTX 3090 dan RTX 3080, yang telah mendapat lonjakan lebar jalur lebar berbanding GDDR6 gen terakhir.
Spesifikasi lengkap Memori GDDR6X - Gambar: Teknologi Micron
Nvidia juga telah merancang pengawal memori yang baru dan PHY untuk GDDR6X kerana menggunakan isyarat PAM4, dan dengan penampilannya, semuanya telah dirancang sendiri oleh Nvidia. Teknologi GDDR6X juga harus mendapat lebih banyak kad oleh Nvidia, terutamanya siri TITAN dan Quadro yang dapat memperoleh banyak manfaat dari peningkatan lebar jalur GDDR6X ditambah dengan kapasiti yang lebih tinggi. Micron juga mengesahkan bahawa Nvidia bukan rakan eksklusif untuk GDDR6X dan bahawa lebih banyak syarikat juga akan mendapat standard memori baru di kemudian hari. Ini bermaksud bahawa kita dapat mengharapkan kad Radeon AMD juga mempunyai semacam aplikasi GDDR6X apabila lebih banyak kad tersebut dilancarkan pada masa akan datang.
GDDR6X dengan PAM4 vs HBM2
Walaupun GDDR6X dengan teknologi PAM4 baru yang mewah masih lebih mahal untuk dihasilkan daripada GDDR6, ia bahkan tidak hampir dengan kos pembuatan HBM2. HBM atau Memori Jalur Lebar Tinggi benar-benar seperti masa depan teknologi memori kad grafik beberapa generasi yang lalu. AMD berusaha keras untuk membawa HBM ke pasaran arus perdana dan mereka melancarkan rangkaian GPU yang benar-benar kurang hebat dengan HBM. Kad grafik Fury dan Vega menggunakan Memory Bandwidth Tinggi, tetapi sayangnya inti GPU mereka tidak cukup pantas untuk memberi mereka kelebihan berbanding Nvidia.
Memori HBM2 yang mencolok sekali lagi dibawa kembali dalam Radeon VII, kad grafik mewah AMD yang baru berdasarkan seni bina Vega tetapi kini dibina berdasarkan proses 7nm. HBM2 di dalam kad Vega sangat mahal untuk dihasilkan dan mempunyai hasil yang rendah, menyebabkan penawaran rendah dan bahkan permintaan yang lebih rendah. Radeon VII tidak dapat mendekati unggulan Nvidia, RTX 2080Ti, dan menghadapi EOL dalam satu tahun pelancarannya. Bendera Nvidia yang jauh lebih pantas menggunakan GDDR6 standard.
AMD sendiri menjauhkan diri dari usaha HBM mereka setelah perubahan dalam hierarki syarikat dan beberapa anggota berpangkat tinggi dibebaskan dari tugas mereka. AMD Radeon baru dengan pantas menjauh dari obsesi memori HBM dan ke pilihan memori yang jauh lebih realistik seperti memori GDDR6 yang terdapat dalam RX 5000 dan RPU 6000 siri GPU . Masalah utama dengan HBM2 adalah pembuatannya. Prosesnya sangat membosankan dan mahal kerana HBM2 KGSDs (die-stacked dies yang terkenal) mesti dipasang pada fab semikonduktor dan kemudian diletakkan pada interposer di sebelah GPU di bilik bersih fab lain. Ini menjadikan pengeluaran jauh lebih mahal dan sukar daripada GDDR6 atau bahkan GDDR6X kerana GDDR6X tidak memerlukan penumpukan, dan dihantar sebagai cip diskrit yang dapat disolder di kilang.
GDDR6X memberikan tahap lebar jalur terkemuka di industri - Imej: Teknologi Micron
Terdapat satu peringatan yang perlu diperhatikan di sini. Cip GDDR6X memerlukan isyarat yang sangat bersih dan stabil, itulah sebabnya pengawal memori Nvidia pada GPU GA102 yang mengaktifkan cip memori kini duduk di rel kuasa yang berasingan. Ini memastikan bahawa cip menerima kekuatan bersih dan stabil yang diperlukan agar mereka berfungsi dengan baik.
PAM4 untuk Masa Depan
PAM4 isyarat adalah proses baru yang menarik dan sangat menarik yang dapat mencari aplikasinya di beberapa bidang perkakasan PC. Walaupun sekarang ini terhad kepada aplikasi GDDR6X dalam kad grafik, teknik memberi isyarat boleh menggunakan lebih banyak lagi dalam proses lain di masa depan. Micron percaya bahawa masa depan memori adalah teknik PAM 4.
'Jadi, GDDR6X adalah tempat kami memperkenalkan PAM4, dan kami pasti dapat melihatnya bergerak maju,' kata pengarah memori grafik Micron. “Berpotensi, PAM4 dapat digunakan dalam standard memori lain. Ada kemungkinan atau kemungkinan teknologi jenis ini akan digunakan oleh syarikat dengan CPU atau pemproses kami yang lain. '
Satu lagi aplikasi piawai isyarat PAM4 yang akan datang adalah PCIe Gen 6.0 yang akan jatuh tempo pada tahun 2021. Ia menggunakan isyarat PAM4 untuk mendapatkan kecekapan dan kadar data yang lebih tinggi. Oleh kerana PCIe memiliki jangkauan penggunaan yang sangat luas, syarikat CPU dan ASIC akhirnya harus mengadopsi PAM4 dan PCIe 6.0 pada suatu waktu. Mungkin suatu hari nanti ia juga akan digunakan dalam memori HBM2 untuk memberikan jalur lebar dan kelajuan yang nyata tetapi itu hanya spekulasi dari pihak kami.
Di mana GDDRX Digunakan?
Walaupun kita meletakkan masa depan untuk sesaat, GDDR6X masih digunakan dalam banyak aplikasi penting hari ini. Beberapa perkara penting termasuk:
- Permainan: Penggunaan memori GDDR6X terbesar dan paling popular tentunya dalam permainan. Micron telah menyediakan modul GDDR6X kepada Nvidia untuk penyatuan ke dalam kad grafik RTX 3080 dan RTX 3090 baru mereka. Memori ini akan membolehkan mereka mencapai nombor yang belum pernah terjadi sebelumnya dari segi lebar jalur dan kelajuan memori. Generasi pertama GDDR6X dapat mencapai kadar penghantaran data sehingga 1TB / s. Ini boleh terbukti sangat bermanfaat dari segi permainan generasi akan datang.
- HPC: Teknologi GDDRX digunakan dalam HPC atau High-Performance Computing. Ini dicirikan oleh pengiraan yang sangat selari yang melaksanakan program aplikasi lanjutan dengan andal, cekap, dan secepat mungkin. Penyelesaian pengkomputeran ini digunakan oleh saintis, penyelidik, jurutera, dan institusi akademik untuk menyelesaikan masalah yang kompleks.
- Virtualisasi Profesional: Industri seperti penjagaan kesihatan dan perubatan, pemprosesan video profesional, simulasi kewangan, ramalan cuaca, atau minyak dan gas bergantung pada stesen kerja kelas atas yang dapat menggunakan kekuatan memori GDDR6X untuk menyederhanakan dan mengoptimumkan aliran kerja mereka. Stesen kerja berprestasi tinggi ini adalah kes penggunaan utama untuk GDDR6X baru.
- Kecerdasan Buatan: Teknologi memori GDDRX digunakan dalam Kecerdasan Buatan dan turunannya seperti Pembelajaran Dalam. Beban kerja ini menjadi semakin penting dan lazim, dan penyelesaian pengkomputeran berkelajuan tinggi seperti GDDRX pasti dapat membantu dalam hal ini.
GDDR6X akan menemui aplikasinya di lebih banyak bidang industri - Imej; Teknologi Mikron
Perkataan Akhir
GDDR6X adalah jenis memori baru yang telah dikembangkan oleh Micron dengan kerjasama erat dengan Nvidia. Memori tersebut menggunakan teknologi baru yang disebut PAM4 signal yang merupakan proses seni bina yang sangat inovatif di mana kadar penghantaran data yang efektif digandakan. Teknik isyarat juga menurunkan penggunaan tenaga dan dengan itu menjadikan memori lebih cekap.
Nvidia telah menerapkan memori ke dalam kad RTX 3080 dan RTX 3090 barunya, dan ini hanyalah permulaan pelancaran memori GDDR6X akhirnya ke pasaran permainan. Memori lebih mudah dan lebih murah untuk dihasilkan daripada HBM2 dan memberikan hasil yang sangat menjanjikan, jadi sepertinya seluruh industri akan menerapkan standard ini cepat atau lambat. Sekarang ini, teknologi GDDRX terdapat di banyak sektor termasuk permainan, HPC, virtualisasi profesional, dan AI.
