Железо

Об особенностях памяти GDDR6X

1 сентября 2020 года компания Micron Technology, Inc объявила о выпуске чипов памяти GDDR6X, которые преодолели порог пропускной способности в 1 терабайт в секунду.

Эта память будет устанавливаться в видеокартах Nvidia GeForce RTX 30-й серии с архитектурой Ampere (RTX 3090, 3080 и 3070). Эти GPU будут в 2 раза более мощными при проведении многопотоковых вычислений и в 1,9 раз более энергоэффективными, чем предыдущее поколение Turing (RTX2000-я серия).

Видеокарты RTX 3090, 3080 и 3070 будут иметь рекомендованную цену в 1499, 699 и 499 долларов соответственно. Их выпуск запланирован по следующему графику:

  • 24.09 – флагман RTX 3090;
  • 17.09 — RTX 3080;
  • октябрь 2020 года — RTX 3070.

Новые видеокарты будут иметь пропускную способность шины памяти на уровне 912-1008 GB/s, что обеспечит хешрейт при майнинге на алгоритме Ethash до 100-120 mh/s при потреблении порядка 300 ватт! Огромную роль в увеличении производительности подсистемы памяти новых видеокарт будет играть память GDDR6X. Рассмотрим подробнее ее особенности.

Какие особенности имеют модули памяти GDDR6X?

Модули памяти GDDR6X являются разработкой фирмы Микрон, где работа над их выпуском началась в 2017 году. Они дают выигрыш в производительности не менее 30% от предыдущих поколений памяти:

FBGA-чипы GDDR6X работают под напряжением 1,35 и 1,25 вольт при температуре от 0 до +95 градусов. Они имеют размер, идентичный чипам GDDR6 (12х14х0,75 мм) и те же 180-контактов.

Таблица характеристик памяти GDDR6X производства Micron в сравнении с чипами предыдущих поколений:

Характеристика памяти GDDR5 GDDR5X GDDR6 GDDR6X
Плотность хранения данных От 512Mb до 8Gb 8Gb 8Gb, 16Gb 8Gb, 16Gb
Напряжения VDD и VDDQ 1.5V или 1.35V 1.35V 1.35/1.25V 1.35V или 1.25V
VPP 1.8V 1.8V 1.8V
Скорость передачи данных до 8 Gb/s до 12Gb/s до 16 Gb/s 19 и 21 Gb/s,
>21 Gb/s
Количество каналов 1 1 2 2
Гранулярность доступа, байт 32 64
2x 32 в псевдо 32B режиме
2 канала x 32 2 канала x 32
Длина пакета данных 8 16 / 8 16 8 в режиме PAM4
16 в режиме RDQS
Кодирование сигнала POD15/POD135 POD135 POD135/POD125 PAM4 POD135/POD125
Корпус BGA-170
14mm x 12mm 0.8mm ball
BGA-190
14mm x 12mm 0.65mm ball
BGA-180
14mm x 12mm 0.75mm 0.34 ball
BGA-180
14mm x 12mm 0.75mm 0.34 ball
Ширина шины I/O x32/x16 x32/x16 2 канала x16/x8 2 канала x16/x8
Количество сигналов 61
— 40 DQ, DBI, EDC
— 15 CA
— 6 CK, WCK
61
— 40 DQ, DBI, EDC
— 15 CA
— 6 CK, WCK
70 or 74
— 40 DQ, DBI, EDC
— 24 CA
— 6 or 10 CK, WCK
70 or 74
— 40 DQ, DBI, EDC
— 24 CA
— 6 or 10 CK, WCK
PLL, DCC PLL PLL PLL, DCC DCC
CRC CRC-8 CRC-8 2x CRC-8 2x CRC-8
VREFD External or internal per 2 bytes Internal per byte Internal per pin Internal per pin
3 sub-receivers per pin
Equalization N/A RX/TX RX/TX RX/TX
VREFC Наружная Наружная или внутренняя Наружная или внутренняя Наружная или внутренняя
Self refresh (SRF) Да
Temp. Controlled SRF
Да
Temp. Controlled SRF Hibernate SRF
Да
Temp. Controlled SRF Hibernate SRF
VDDQ-off
Да
Temp. Controlled SRF Hibernate SRF
VDDQ-off
Scan SEN IEEE 1149.1 (JTAG) IEEE 1149.1 (JTAG) IEEE 1149.1 (JTAG)

В настоящее время выпускается два вида модулей памяти GDDR6X:

  • MT61K256M32JE-19 – двухканальные модули x16/x8 GDDR6X SGRAM с быстродействием 19 Gb/s (есть 2-канальные 256 Meg x 16 I/O и2-канальные 512 Meg x 8 I/O);
  • MT61K256M32JE-19 – модули быстродействием 21 Gb/s (на видеокартах будут доступны в 2021 году).

Каждый 8 гигабайтный чип содержит 16 внутренних банок сгруппированных по четыре и способен хранить 8,589,934,592 битов.

Маркировка модулей памяти GDDR6X фирмы Micron расшифровывается так:

Размеры и размещение контактов на микросхемах GDDR6X на примере спецификаций MT61K256M32:

Блок-схема работы чипов памяти GDDR6X:

Адресация памяти типа GDDR6X:

Типовые напряжения, на которых работают микросхемы памяти GDDR6X:

Максимальная рабочая температура полупроводниковых элементов памяти GDDR6X такая же, как и у GDDR5/GDDR5X – 100 градусов по Цельсию. Для справки далее приводятся максимальные рабочие температуры памяти различных типов.

Таблица максимальных температур на полупроводниковых элементах различных видов памяти (первая часть):

Таблица максимальных температур на полупроводниковых элементах различных видов памяти (вторая часть):

Как работает память GDDR6X?

В памяти GDDR6X для передачи данных более эффективно используются цифровые импульсы. В них используется управляемое изменение амплитуды в пределах одного такта. Вместо обычных бинарных импульсов POD135/POD125, имеющих всего два конечных состояния, используются импульсы PAM4 POD135/POD125 с четырьмя состояниями, отличающимися по величине напряжения:

За счет оптимизации кодирования сигнала по амплитуде прямоугольных импульсов в пределах одного такта можно передать больше информации и в два раза увеличить быстродействие, не увеличивая частоту шины.

Заключение

Выпуск видеокарт с памятью GDDR6X является серьезным шагом в увеличении производительности широкодоступных вычислительных устройств.

После их массового распространения серьезно изменится ситуация в игровой индустрии, сфере майнинга и других областях, связанных с высокопроизводительными вычислениями.

Картина окружающего на мира будет все более меняться в сторону виртуализации, в которой нам желательно оставаться людьми…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

English EN French FR German DE Russian RU Spanish ES