GDDR5 ( Graphics Double Data Rate ) on 5. sukupolvi DDR SDRAM -muistia , joka on suunniteltu korkeampaa toimintataajuutta vaativiin sovelluksiin . Kuten edeltäjänsä (GDDR4), GDDR5 perustuu DDR3 -muistiin , jossa on kaksinkertainen DQ (Digital Quest) -viestintäkanava DDR2:een verrattuna, mutta GDDR5:ssä on myös 8-bittisiä esihakupuskureita, kuten GDDR4 .
AMD osallistui myös aktiivisestistandardin kehittämiseen kaikkien suurten muistivalmistajien ( Hynix , Qimonda ja Samsung ) ja JEDECin kanssa . Tämän tyyppisen muistin kehittäminen kesti noin kolme vuotta kehityksen alusta.[ milloin? ] lopulliseen spesifikaatioon ja AMD vielä enemmän. Oletettiin, että GDDR5 toimisi jopa 9 GHz [1] tehollisella (neljännkertaisella) taajuudella.
TuotantoEnsimmäiset sirut, jotka tukevat 1,5 V jännitettä (toisin kuin 2,0 V GDDR3:ssa) ja joiden tiheys oli 0,5-2 Gbit, tarjosivat siirtonopeuksia jopa 1000 * 4 = 4,0 GHz. Jatkossa tämä parametri nousi 9 GHz:iin.
Marraskuussa 2009 Elpida Memory esitteli 1 Gt:n GDDR5-muistisirun, joka pystyy siirtämään 6 Gb/s tiedonsiirtoa; Kesäkuussa 2010 se esitteli 2 Gt:n GDDR5-muistisirun, joka on valmistettu 50 nm :n standardien mukaan käyttämällä kuparisia sisäisiä liitäntöjä. Vuoden 2010 lopusta alkaen Elpidan yhteistyökumppani, taiwanilainen yritys Winbond Electronics , valmistaa mikropiirejä Elpidan tilauksiin [2] .
Vuoden 2015 alussa Samsung Electronics ilmoitti aloittavansa sarjatuotannon maailman ensimmäisille 8 Gb GDDR5-muistisiruille (suunniteltu PC- ja supertietokoneissa , pelikonsoleissa ja kannettavissa tietokoneissa käytettäviä näytönohjaimia varten); muistia tuotetaan 20 nm tekniikalla [3] . Samsung Electronics, suurin muistisirujen toimittaja, ilmoitti syksyllä 2010 Green Memory -aloitteen laajentamisesta PC-grafiikkamuistiin; aloite levitetään nyt Samsungin LPDDR2- ja GDDR5-muistiin sekä DRAM- ja Solid State Drives (SSD-levyihin).
GDDR5 noudattaa JEDEC GDDR5 - spesifikaatiossa määritettyjä standardeja . Se käyttää 8n-esihakuarkkitehtuuria ja dynaamista laitteen konfigurointirajapintaa korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi, ja se voidaan määrittää ohjaamaan x32- tai x16-tilassa (simpukka), joka valitaan laitteen alustuksen aikana .
Yksi 32-bittinen GDDR5-siru käyttää 170-nastaista BGA-pakettia . Valmistettu 40 nm :n prosessilla (Samsung) ja kuluttaa vähemmän virtaa kuin edellisen sukupolven sirut.
TaajuusGDDR5 käyttää kahta kellotaajuutta , CK ja WCK, jälkimmäinen on kaksi kertaa edellinen. Komennot lähetetään SDR -tilassa (vakiokellotaajuus) CK-taajuudella; osoiteinformaatio lähetetään DDR -moodissa CK-taajuudella; ja data lähetetään DDR-tilassa WCK-taajuudella. GDDR5 -liitäntä lähettää kaksi 32-bittistä informaatiosanaa kellojaksoa kohden (WCK) muistisirun nastojen kautta . Vastaa 8n esihakua, yksi luku- tai kirjoituspääsy koostuu kahdesta 256-bitin levyisestä tiedonsiirrosta kellojaksoa kohden (CK) muistiytimen sisällä ja kahdeksasta vastaavasta 32-bitin levyisestä tiedonsiirrosta kellojaksoa kohden (WCK) muistisirun nastoissa. .
Esimerkiksi GDDR5:ssä, jonka tiedonsiirtonopeus on 5 Gbps (Gbps), CK-nasta on 1,25 GHz ja WCK 2,5 GHz. Myös tehollista taajuutta (QDR) käytetään usein, koska, kuten edellä on kuvattu, dataa lähetetään WCK-taajuudella DDR-tilassa. Esitetyssä esimerkissä tämä taajuus on 5 GHz.
Kahden taajuuden (CK, WCK) vuoksi GDDR5:tä käyttävien tuotteiden valmistajat voivat määrittää eri taajuuksia muistille, vaikka tiedonsiirtonopeus ei välttämättä eroa. Nvidia ilmoittaa WCK-taajuuden, AMD määrittää CK-taajuuden.
RengasGDDR5-muisti tarjoaa kaksi kertaa suuremman kaistanleveyden kuin GDDR3. GDDR3-muistin kaistanleveyden lisäämiseksi oli tarpeen käyttää 512-bittistä väylää, mikä johti siihen, että sekä siru että sen paketti kasvoivat. Tämä lisäsi kustannuksia, ja itse korteista tuli suurempia ja monimutkaisempia, mikä kulutti enemmän energiaa. Siirtyminen GDDR5:n käyttöön mahdollistaa suorituskyvyn lisäämisen (128/256-bittisellä väylällä) 2–3 kertaa pienemmillä siruilla ja pienemmällä virrankulutuksella [4] . Uusi muistirajapintarakenne lisää merkittävästi kaistanleveyden tehokkuutta.
Vaikka GDDR5-muistisirut ovat tulleet kalliimmaksi kuin GDDR3, varsinkin sen laajan käytön alussa, kapea muistiväylän leveys mahdollistaa PCB :n yksinkertaistetun suunnittelun , mikä on etu, joten tämä on lupaava ratkaisu.
25. kesäkuuta 2008 AMD julkaisi ensimmäisen GDDR5-muistia käyttävän grafiikkakiihdytin , ATI Radeon HD 4870 . Kortissa on 512 tai 1024 Mt GDDR5-muistia.
AMD käyttää tätä muistia keski- ja huippuluokan näytönohjaimissa, joiden koko vaihtelee 512 Mt:sta 8192 Mt:iin: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870x2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5707, HD 5830/8585. , HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN - Radeon HD7750/7770, HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 3x 5x, ja RX myös 4x 5x, ja näytönohjaimet : HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.
Huhtikuussa 2010 Nvidia Corporationin ensimmäinen tuote julkaistiin GDDR5-muistilla - NVIDIA Fermi . Tämän arkkitehtuurin tuotteissa on 1024 - 6144 Mt GDDR5-muistia ammattikorteille: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 ja 512 - 4096 MB peliratkaisuille : GT240, GTS GT430,,,0 GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 500, GTX 600, GTX 700, GTX 900 ja GTX 1000, paitsi GTX 1080 ja GTX 1080 Ti sekä GTX 1650 ja 1660.
Kahdeksannen sukupolven PlayStation 4 - videopelikonsoli - ja palvelinjärjestelmät käyttävät GDDR5 : tä RAM - muistina .
Ensimmäisen GDDR5-muistia käyttävän grafiikkakiihdytin (ATI Radeon HD 4870, kesäkuu 2008) julkaisusta on kulunut yli kymmenen vuotta, enemmän kuin muun tyyppiset grafiikkamuistit ovat kestäneet. Mutta ei ole minnekään kasvaa edelleen - melkein kaikki on "puristettu pois" GDDR:n kyvyistä. GDDR5-standardissa nykyinen muistityyppi on saavuttanut rajansa, ja vaikka kaistanleveyden lisäämiseen on vielä pieniä mahdollisuuksia , ne vaativat liikaa vaivaa eivätkä muuta tilannetta radikaalisti. Mutta tärkeintä on, että korkean virrankulutuksen kysymystä ei ole ratkaistu toistaiseksi (vaikka energiatehokkuus on jokaisen nykyaikaisen sirun pääparametri) - jopa nykyiset GDDR5-muistin sukupolvet kuluttavat jo liian paljon energiaa monimutkaisten kellomekanismien vuoksi. ja toiminta erittäin korkealla taajuudella, ja kaikki sen suorituskyvyn parannukset liittyvät sirujen taajuuden ja monimutkaisuuden lisääntymiseen ja siten virrankulutukseen [5] .
Lisäksi GDDR5-sirut vievät liikaa tilaa näytönohjaimelta ja vaativat useiden muistikanavien käyttöä, mikä vaikeuttaa itse GPU:ta (varsinkin kun on kyse huippuluokan GPU:ista, joissa on 384/512-bittinen muistiväylä).
Näiden ja muiden ongelmien ratkaisemiseksi se julkistettiin (AMD ja Hynix vuonna 2011) ja myöhemmin kehitettiin ja otettiin käyttöön uusi muististandardi - High Bandwidth Memory ( HBM ) [6] .
| Dynaamisen Random Access Memoryn (DRAM) tyypit | |
|---|---|
| asynkroninen | |
| Synkroninen | |
| Graafinen | |
| Rambus | |
| Muistimoduulit | |