GDDR5 ( Graphics Double Data Rate ) är den 5:e generationen av DDR SDRAM designad för applikationer som kräver en högre driftsfrekvens . Liksom sin föregångare (GDDR4) är GDDR5 baserad på DDR3 -minne , som har dubbla DQ (Digital Quest) kommunikationskanaler jämfört med DDR2, men GDDR5 har också 8-bitars breda förhämtningsbuffertar som GDDR4 .
AMD deltog också aktivt i utvecklingen av standarden, tillsammans med alla större minnestillverkare ( Hynix , Qimonda och Samsung ) och JEDEC . Utvecklingen av denna typ av minne tog cirka tre år från det att utvecklingen började.[ när? ] till den slutliga specifikationen, och AMD ännu mer. Det antogs att GDDR5 skulle fungera med hastigheter upp till 9 GHz [1] effektiv (fyrdubbel) frekvens.
ProduktionDe första chipsen som stödde 1,5 V spänning (till skillnad från 2,0 V för GDDR3) och med en densitet på 0,5-2 Gbit erbjöd överföringshastigheter upp till 1000 * 4 = 4,0 GHz. I framtiden ökade denna parameter till 9 GHz.
I november 2009 introducerade Elpida Memory ett 1 Gb GDDR5 minneschip som kan överföra 6 Gb/s data; i juni 2010 introducerade den ett 2 Gb GDDR5 minneschip tillverkat enligt 50 nm standarder med interna kopparanslutningar. Från och med slutet av 2010 kommer Elpidas partner, det taiwanesiska företaget Winbond Electronics , att tillverka mikrokretsar för Elpidas beställningar [2] .
I början av 2015 tillkännagav Samsung Electronics starten av serieproduktion av världens första 8 Gb GDDR5-minneschips (designade för grafikkort som används i PC och superdatorer , spelkonsoler och bärbara datorer); minne produceras med 20-nm- teknik [3] . Samsung Electronics, den största leverantören av minneskretsar, tillkännagav hösten 2010 expansionen av Green Memory-initiativet till att omfatta PC-grafikminne; Initiativet rullas nu ut till Samsungs LPDDR2- och GDDR5-minne tillsammans med DRAM och Solid State Drives (SSD).
GDDR5 följer standarderna som fastställdes i JEDEC GDDR5-specifikationen . Den använder en 8n förhämtningsarkitektur och ett dynamiskt enhetskonfigurationsgränssnitt för att uppnå hög prestanda och kan konfigureras för att styra i x32 eller x16 (clamshell) läge, som väljs under enhetens initialisering .
Ett 32-bitars GDDR5-chip använder ett 170-stifts BGA-paket . Tillverkad med en 40nm- process (Samsung) och förbrukar mindre ström än tidigare generations chips.
FrekvensGDDR5 använder två klockhastigheter , CK och WCK, den senare är dubbelt så stor. Kommandon sänds i SDR -läge (standardklockfrekvens) vid CK-frekvensen; adressinformation sänds i DDR -mod vid CK-frekvens; och data sänds i DDR-läge vid WCK-frekvensen. GDDR5-gränssnittet sänder två 32-bitars breda informationsord per klockcykel (WCK) genom stiften på minneschippet . Motsvarande 8n förhämtning består en enda läs- eller skrivåtkomst av två 256-bitars breda dataöverföringar per klockcykel (CK) inuti minneskärnan och åtta motsvarande 32-bitars breda dataöverföringar per klockcykel (WCK) vid minneschipsstiften .
Till exempel, för GDDR5 med en datahastighet på 5 Gbps (Gbps), klockas CK-stiftet till 1,25 GHz och WCK vid 2,5 GHz. Den effektiva frekvensen (QDR) används också ofta, eftersom, såsom beskrivits ovan, data sänds vid WCK-frekvensen i DDR-mod. I exemplet som visas är denna frekvens 5 GHz.
På grund av närvaron av två frekvenser (CK, WCK) kan tillverkare av produkter som använder GDDR5 ange olika frekvenser för minne, även om dataöverföringshastigheten kanske inte skiljer sig. Nvidia anger WCK-frekvensen, AMD anger CK-frekvensen.
DäckGDDR5-minne ger dubbelt så mycket bandbredd jämfört med GDDR3. För att öka bandbredden på GDDR3-minnet var det nödvändigt att använda en 512-bitars buss, vilket ledde till att både chipet och dess paket ökade. Detta ökade kostnaden och själva korten blev större och mer komplexa och förbrukade mer energi. Övergången till användning av GDDR5 gör det möjligt att öka prestandan (med en 128/256-bitars buss) med 2–3 gånger med ännu mindre chipstorlekar och lägre strömförbrukning [4] . Den nya minnesgränssnittsdesignen orsakar en betydande ökning av bandbreddseffektiviteten.
Även om GDDR5-minneskretsar har blivit dyrare än GDDR3, särskilt i början av dess utbredda användning, möjliggör den smala minnesbussbredden en förenklad design av PCB , vilket har en fördel, så detta är en lovande lösning.
Den 25 juni 2008 släppte AMD sin första grafikaccelerator som använder GDDR5-minne, ATI Radeon HD 4870 . Kortet har 512 eller 1024 MB GDDR5-minne.
AMD använder det här minnet i grafikkort i mellanklass till avancerade grafikkort från 512MB till 8192MB: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870x2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5870, HD 5830/5870, HD 5030/5870 , HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN - Radeon HD7750/7770, HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 4xx, RX 5x, RX inte heller i boken grafikkort : HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.
I april 2010 kom den första produkten från Nvidia Corporation med GDDR5-minne - NVIDIA Fermi . Produkter på denna arkitektur har från 1024 MB till 6144 MB GDDR5-minne för professionella kort: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 och från 512 MB till 4096 MB för spellösningar : GT240, GT450, GTS GT450,, GTS GT450,, GTS GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 500 linje, GTX 600 linje, GTX 700 linje, GTX 900 linje och GTX 1000 linje förutom GTX 1080 och GTX 1080 Ti och GTX 1650 och 1660.
Den åttonde generationens PlayStation 4 -spelkonsol och serversystem använder GDDR5 som RAM .
Mer än tio år har gått sedan lanseringen av den första grafikacceleratorn med GDDR5-minne (ATI Radeon HD 4870, juni 2008), mer än andra typer av grafikminne har räckt. Men det finns ingenstans att växa ytterligare - nästan allt har "pressats ut" från GDDR-funktionerna. I GDDR5-standarden har den nuvarande typen av minne nått sin gräns, och även om det fortfarande finns små möjligheter att öka bandbredden kräver de för mycket ansträngning och kommer inte att förändra situationen drastiskt. Men det viktigaste är att frågan om hög strömförbrukning inte har lösts hittills (medan energieffektivitet är huvudparametern för alla moderna chip) - även de nuvarande generationerna av GDDR5-minne förbrukar redan för mycket energi på grund av komplexa klockmekanismer och drift vid en mycket hög frekvens, och eventuella förbättringar av dess prestanda är förknippade med en ytterligare ökning av chipsens frekvens och komplexitet, och därmed strömförbrukningen [5] .
Dessutom tar GDDR5-chips upp för mycket utrymme på grafikkortet och kräver användning av flera minneskanaler, vilket komplicerar själva GPU:er (särskilt när det kommer till top-end GPU:er med en 384/512-bitars minnesbuss).
För att lösa dessa och andra problem tillkännagavs det (av AMD och Hynix 2011) och utvecklade och implementerade därefter en ny minnesstandard - High Bandwidth Memory ( HBM ) [6] .
| Typer av Dynamic Random Access Memory (DRAM) | |
|---|---|
| asynkron | |
| Synkron | |
| Grafisk | |
| Rambus | |
| Minnesmoduler | |