GDDR5 ( Graphics Double Data Rate ) er den 5. generation af DDR SDRAM designet til applikationer , der kræver en højere driftsfrekvens . Ligesom sin forgænger (GDDR4) er GDDR5 baseret på DDR3 -hukommelse , som har dobbelt DQ (Digital Quest) kommunikationskanaler sammenlignet med DDR2, men GDDR5 har også 8-bit brede prefetch-buffere som GDDR4 .
AMD deltog også aktivt i udviklingen af standarden sammen med alle større hukommelsesproducenter ( Hynix , Qimonda og Samsung ) og JEDEC . Udviklingen af denne type hukommelse tog omkring tre år fra starten af udviklingen.[ hvornår? ] til den endelige specifikation, og AMD endnu mere. Det blev antaget, at GDDR5 ville fungere ved hastigheder op til 9 GHz [1] effektiv (firedobbelt) frekvens.
ProduktionDe første chips, der understøttede 1,5 V spænding (i modsætning til 2,0 V for GDDR3) og med en tæthed på 0,5-2 Gbit tilbød overførselshastigheder på op til 1000 * 4 = 4,0 GHz. I fremtiden steg denne parameter til 9 GHz.
I november 2009 introducerede Elpida Memory en 1 Gb GDDR5 hukommelseschip, der er i stand til 6 Gb/s dataoverførsel; i juni 2010 introducerede den en 2 Gb GDDR5-hukommelseschip fremstillet til 50 nm -standarder ved hjælp af interne kobberforbindelser. Fra slutningen af 2010 vil Elpidas partner, det taiwanske firma Winbond Electronics , producere mikrokredsløb til Elpidas ordrer [2] .
I begyndelsen af 2015 annoncerede Samsung Electronics starten på serieproduktion af verdens første 8 Gb GDDR5-hukommelseschips (designet til grafikkort, der bruges i pc'er og supercomputere , spillekonsoller og bærbare computere); hukommelse er produceret ved hjælp af 20-nm teknologi [3] . Samsung Electronics, den største leverandør af hukommelseschips, annoncerede i efteråret 2010 udvidelsen af Green Memory-initiativet til at omfatte pc-grafikhukommelse; initiativet ruller nu ud til Samsungs LPDDR2- og GDDR5-hukommelse sammen med DRAM og Solid State Drives (SSD'er).
GDDR5 overholder de standarder, der blev fastlagt i JEDEC GDDR5-specifikationen . Den bruger en 8n-prefetching-arkitektur og en dynamisk enhedskonfigurationsgrænseflade for at opnå høj ydeevne og kan konfigureres til at styre i x32- eller x16-tilstand (clamshell), som vælges under initialisering af enheden .
Én 32-bit GDDR5-chip bruger en 170-bens BGA-pakke . Fremstillet ved hjælp af en 40nm proces (Samsung) og bruger mindre strøm end tidligere generations chips.
FrekvensGDDR5 bruger to clockhastigheder , CK og WCK, hvor sidstnævnte er det dobbelte af det første. Kommandoer transmitteres i SDR -tilstand (standard clock rate) ved CK-frekvensen; adresseinformation transmitteres i DDR -tilstand ved CK-frekvens; og data transmitteres i DDR-tilstand ved WCK-frekvensen. GDDR5-grænsefladen transmitterer to 32-bit brede informationsord pr. clock-cyklus (WCK) gennem hukommelseschippens ben . Svarende til 8n prefetch består en enkelt læse- eller skriveadgang af to 256-bit brede dataoverførsler pr. clock-cyklus (CK) inde i hukommelseskernen og otte tilsvarende 32-bit brede dataoverførsler pr. clock-cyklus (WCK) ved hukommelseschipbenene .
For eksempel, for GDDR5 med en datahastighed på 5 Gbps (Gbps), er CK-pinden clocket til 1,25 GHz, og WCK ved 2,5 GHz. Den effektive frekvens (QDR) bruges også ofte, da data som beskrevet ovenfor transmitteres ved WCK-frekvensen i DDR-tilstand. I det viste eksempel er denne frekvens 5 GHz.
På grund af tilstedeværelsen af to frekvenser (CK, WCK), kan producenter af produkter, der bruger GDDR5, angive forskellige frekvenser til hukommelse, selvom dataoverførselshastigheden muligvis ikke er forskellig. Nvidia angiver WCK-frekvensen, AMD angiver CK-frekvensen.
DækGDDR5-hukommelse giver dobbelt så stor båndbredde sammenlignet med GDDR3. For at øge båndbredden på GDDR3-hukommelsen var det nødvendigt at bruge en 512-bit bus, hvilket førte til, at både chippen og dens pakke steg. Dette øgede omkostningerne, og selve kortene blev større og mere komplekse og forbrugte mere energi. Overgangen til brugen af GDDR5 gør det muligt at øge ydeevnen (med en 128/256-bit bus) med 2-3 gange med endnu mindre chipstørrelser og lavere strømforbrug [4] . Det nye hukommelsesinterface-design forårsager en betydelig stigning i båndbreddeeffektiviteten.
Selvom GDDR5-hukommelseschips er blevet dyrere end GDDR3, især i begyndelsen af dens udbredte brug, giver den smalle hukommelsesbus-bredde mulighed for et forenklet design af PCB'en , hvilket har en fordel, så dette er en lovende løsning.
Den 25. juni 2008 udgav AMD sin første grafikaccelerator ved hjælp af GDDR5-hukommelse, ATI Radeon HD 4870 . Kortet har 512 eller 1024 MB GDDR5-hukommelse.
AMD bruger denne hukommelse i mellem- til high-end grafikkort fra 512 MB til 8192 MB: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870x2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5580, HD 5830/5580, HD 5830/5580 , HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN - Radeon HD7750/7770, HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 4xx, RX i ikke 5xx, RX grafikkort : HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.
I april 2010 udkom det første produkt fra Nvidia Corporation med GDDR5-hukommelse - NVIDIA Fermi . Produkter på denne arkitektur har fra 1024 MB til 6144 MB GDDR5-hukommelse til professionelle kort: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 og fra 512 MB til 4096 MB til spilløsninger: GT240 , GTX 450,, GTS GT450,, GTS GT450,, GTS GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 500 linje, GTX 600 linje, GTX 700 linje, GTX 900 linje og GTX 1000 linje undtagen GTX 1080 og GTX 1080 Ti og GTX 1650 og 1660.
Den ottende generation PlayStation 4 videospilkonsol og serversystemer bruger GDDR5 som RAM .
Mere end ti år er gået siden udgivelsen af den første grafikaccelerator, der bruger GDDR5-hukommelse (ATI Radeon HD 4870, juni 2008), mere end andre typer grafikhukommelse har holdt. Men der er ingen steder at vokse yderligere - næsten alt er blevet "presset ud" af GDDR-kapaciteterne. I GDDR5-standarden har den nuværende type hukommelse nået sin grænse, og selvom der stadig er små muligheder for at øge båndbredden , kræver de for meget indsats og vil ikke ændre situationen drastisk. Men det vigtigste er, at spørgsmålet om højt strømforbrug ikke er blevet løst indtil videre (mens energieffektivitet er hovedparameteren for enhver moderne chip) - selv de nuværende generationer af GDDR5-hukommelse bruger allerede for meget energi på grund af komplekse clocking-mekanismer og drift ved en meget høj frekvens, og eventuelle forbedringer i dens ydeevne er forbundet med en yderligere stigning i chipsenes frekvens og kompleksitet og dermed strømforbruget [5] .
Desuden fylder GDDR5-chips for meget på videokortet og kræver brug af flere hukommelseskanaler, hvilket komplicerer selve GPU'en (især når det kommer til top-end GPU'er med en 384/512-bit hukommelsesbus).
For at løse disse og andre problemer blev det annonceret (af AMD og Hynix i 2011) og efterfølgende udviklet og implementeret en ny hukommelsesstandard - High Bandwidth Memory ( HBM ) [6] .
| Typer af Dynamic Random Access Memory (DRAM) | |
|---|---|
| asynkron | |
| Synkron | |
| Grafisk | |
| Rambus | |
| Hukommelsesmoduler | |