GDDR6X Teknik İyileştirmeler Açıklandı

1 Eylül'de^st, 2020 Nvidia, yalnızca geleneksel rasterleştirilmiş görüntülemede değil, ışın izlemede de benzeri görülmemiş düzeylerde performans vaat eden yepyeni RTX 3000 serisi grafik kartlarını duyurdu. RTX 3000 serisi kartlar, AMD’nin RX 6000 serisindeki en iyi teklifleriyle rekabet eden piyasadaki en hızlı kartlardan bazıları olmaya devam edecek. Bu kartların içindeki Amper tabanlı GPU kendi başına oldukça hızlıydı, ancak çok üstün performans aslında başka bir iyileştirmenin de sonucuydu.

Bu performansın büyük bir kısmı, bu kartlarda bulunan bellekten geldi. RTX 3000 serisinin en iyi iki kartı olan RTX 3080 ve RTX 3090, daha önce oyun sınıfı grafik kartlarında kullanılmayan, GDDR6X olarak bilinen yepyeni bir bellek tipine sahipti. Bu yeni bellek türü, RTX 2000 serisi ve AMD RX 6000 serisi kartlarda bulunan standart GDDR6 ile karşılaştırıldığında iki kat bant genişliği vaat ediyordu. Bakalım GDDR6X'i bu kadar özel yapan şey.

VRAM tam olarak ne yapıyor?

Grafik işleme açısından “ağır yüklerin” çoğu, GPU olarak bilinen grafik kartının çekirdeği tarafından yapılır. GPU, oyunlar gibi grafiksel görevleri işlemek için tasarlanmış ve optimize edilmiş çok güçlü bir silikon parçasıdır. Monitörünüzün görüntülediği kareleri itmek için gereken işlemlerin çoğunu gerçekleştirir. Ancak büyük miktarda veriyi işlemek ve çerçeveleri yeterince hızlı hazırlamak için, GPU'nun üzerinde çalışacak bir şeye ihtiyacı var. VRAM'in devreye girdiği yer burasıdır.

VRAM veya Video Belleği, GPU'nun doğrudan erişebilmesi için grafik kartının kendisinde depolanan çok yüksek hızlı bir bellek biçimidir. VRAM, oyunun gerektirdiği varlıkları ve dokuları depolar, böylece GPU gerektiğinde bunlar üzerinde çalışabilir ve görüntülenmesi gereken kareleri hazırlayabilir. VRAM bu varlıkları ve diğer önemli verileri GPU'ya yeterince hızlı teslim edemezse, kullanıcı yavaşlamalar, takılmalar ve hatta çökmeler yaşayabilir. Genel olarak, yüksek grafik ayarlarına sahip 1440p ve 4K gibi daha yüksek çözünürlükler, bu yüksek kaliteli varlıkları yönetmek ve depolamak için daha fazla VRAM gerektirir; bu, bu çözünürlüklerde bu ayarlarda oynamak istiyorsanız daha yüksek bir VRAM kapasitesine ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Aynı zamanda, verileri VRAM'den GPU'ya yeterince hızlı taşımak için daha yüksek hızlı belleğe ihtiyacınız var. GDDR6X gibi bellek teknolojilerinin faydalı olduğu yer burasıdır.

GDDR6X'in arkasındaki mekanizma

Micron Technology (GDDR6X belleğini üreten ve Nvidia ve diğer ortaklara sağlayan şirket) geçtiğimiz günlerde GDDR6X belleğin arkasındaki mekanizma hakkında bazı ayrıntılar yayınladı. Bu bize, bu teknolojinin son derece yüksek bant genişliği sayılarına nasıl ulaşabildiği konusunda daha iyi bir fikir veriyor.

PAM4 Sinyali

GDDR6X, verileri bir seferde 1 bit hareket ettiren "veri yolları" olarak adlandırılan tipik veri yollarının aksine, bunun yerine bir seferde 4 ayrı güç seviyesinden 1'ini gönderebilen bir yöntem olan PAM4 (Dört Seviyeli Darbe Genlik Modülasyonu) adlı bir teknik kullanır. Bu, GDDR6X'in bir seferde 2 bit hareket ettirebileceği ve bu da bant genişliğini önemli ölçüde artırabileceği anlamına gelir. Micron, endüstrinin ilk GDDR5, GDDR5X ve şimdi de GDDR6X yongalarını seri üretime getirdiği için bunun gibi ilginç bir inovasyon geçmişine sahip. Micron, GDDR5X'in tek üreticisiydi ve şimdi GDDR6X'in münhasır üreticisidir. Micron, PAM4 kullanarak GDDR6X'in geliştirilmesi hakkında şunları söyledi:

Yine de bu heyecan verici yeni teknolojiyle gelen bir sınırlama var. GDDR6, 16 baytlık (BL16) bir çoğuşma uzunluğuna sahiptir; bu, iki 16 bitlik kanalının her birinin işlem başına 32 bayt verebileceği anlamına gelir. GDDR6X, 8 baytlık (BL8) bir çoğuşma uzunluğuna sahiptir, ancak PAM4 sinyallemesi nedeniyle, 16 bitlik kanallarının her biri işlem başına 32 bayt da sunacaktır. Bu, GDDR6X'in aynı saat hızlarında GDDR6'dan daha hızlı olmadığı anlamına gelir. Bu aynı zamanda GDDR6X'in her döngüde GDDR6'dan iki kat fazla sinyal taşıdığı için çok daha verimli olduğu anlamına gelir. Micron'a göre GDDR6X, cihaz düzeyinde GDDR6'dan (7,25 pj / bit'e karşı 7,5 pj / bit)% 15 daha fazla güç verimli.

Nvidia ile Yakın İşbirliği

GDDR6X Belleğin geliştirme ve test aşamaları sırasında Micron ile yakın işbirliği içinde olan Nvidia, daha yüksek bant genişliği ve daha yüksek hızlar için itici gücün arkasındaki büyük itici güç olmuştur. Nvidia, GDDR6X bellek söz konusu olduğunda Micron'un tek lansman ortağı, bu da yeni bellek türünün uzunca bir süre Nvidia kartlarına özel olacağı anlamına geliyor. Nvidia, yeni belleği amiral gemisi GeForce oyun grafik kartlarına zaten taktı; RTX 3090 ve RTX 3080, bant genişliğinde muazzam sıçramalar son nesil GDDR6 üzerinden.

Nvidia ayrıca PAM4 sinyalini kullandığı için GDDR6X için yepyeni bir bellek denetleyicisi ve PHY tasarladı ve görünüşe göre her şey Nvidia tarafından kendi bünyesinde tasarlandı. GDDR6X teknolojisi, Nvidia tarafından, özellikle daha yüksek kapasitelerle birleştirilmiş GDDR6X'in artan bant genişliğinden büyük ölçüde yararlanabilecek olan TITAN ve Quadro serileri tarafından daha fazla karta da gelmelidir. Micron ayrıca, Nvidia'nın GDDR6X için özel bir ortak olmadığını ve daha fazla şirketin yeni bellek standardını daha sonra alacağını da doğruladı. Bu, AMD’nin Radeon kartlarının gelecekte daha fazla kart piyasaya sürüldüğünde bir çeşit GDDR6X uygulamasına sahip olmasını bekleyebileceğimiz anlamına gelir.

PAM4 ile GDDR6X ve HBM2

Fantezi yeni PAM4 teknolojisine sahip GDDR6X'in üretimi GDDR6'dan daha pahalı olmasına rağmen, HBM2 üretim maliyetine yakın bile değildir. HBM veya Yüksek Bant Genişlikli Bellek, birkaç nesil önce grafik kartı bellek teknolojisinin geleceği gibi görünüyordu. AMD, HBM'yi ana pazara getirmek için gerçekten çok zorluyordu ve HBM yerleşik olarak bir dizi gerçekten ezici GPU'lar da piyasaya sürdü. Fury ve Vega grafik kartları serisi Yüksek Bant Genişlikli Bellek kullanıyordu, ancak ne yazık ki GPU çekirdekleri onlara Nvidia'ya göre herhangi bir avantaj sağlayacak kadar hızlı değildi.

Gösterişli HBM2 bellek, AMD’nin Vega mimarisine dayanan, ancak şimdi 7nm işlemine dayanan yeni yüksek kaliteli grafik kartı Radeon VII'ye bir kez daha geri getirildi. Vega kartlarının içindeki HBM2'nin üretimi son derece pahalıydı ve düşük verime sahipti, bu da düşük arz ve hatta daha düşük talebe yol açıyordu. Radeon VII, Nvidia’nın amiral gemisi RTX 2080Ti'ye yaklaşamadı ve lansmanından sonraki bir yıl içinde EOL ile karşılaştı. Çok daha hızlı olan Nvidia amiral gemisi, standart GDDR6'yı kullanıyor.

AMD, şirketin hiyerarşisindeki bir değişikliğin ardından HBM çabalarından uzaklaştı ve birçok üst düzey üye görevlerinden alındı. Yeni AMD Radeon hızlı bir şekilde HBM bellek saplantısından uzaklaştı ve RX 5000'de bulunan GDDR6 bellek gibi çok daha gerçekçi bellek seçeneklerine geçti. RX 6000 serisi GPU'lar. HBM2 ile ilgili temel sorun üretimidir. HBM2 KGSD'lerin (bilinen iyi istiflenmiş kalıplar) yarı iletken bir fabrikada birleştirilmesi ve ardından başka bir fabrikanın temiz odasında bir GPU'nun yanındaki bir ara parçaya yerleştirilmesi gerektiğinden, işlem son derece sıkıcı ve pahalıdır. Bu, üretimi GDDR6'dan ve hatta GDDR6X'ten çok daha pahalı ve zahmetli hale getirir çünkü GDDR6X istifleme gerektirmez ve bir fabrikada lehimlenebilen ayrı yongalar olarak gönderilir.

Yine de burada dikkat edilmesi gereken bir uyarı var. GDDR6X yongaları çok temiz ve kararlı bir sinyale ihtiyaç duyar, bu nedenle GA102 GPU üzerindeki bellek yongalarına güç veren Nvidia bellek denetleyicisi artık ayrı bir güç rayına oturmaktadır. Bu, yongaların düzgün çalışması için ihtiyaç duydukları temiz ve kararlı gücü almalarını sağlar.

Gelecek için PAM4

PAM4 sinyalizasyonu, uygulamalarını PC donanımının çeşitli alanlarında bulabilen ilginç ve gerçekten heyecan verici yeni bir süreçtir. Şu anda grafik kartlarında GDDR6X uygulamasıyla sınırlı olsa da, sinyalleme tekniği gelecekte diğer işlemlerde çok daha fazla kullanıma sahip olabilir. Micron, belleğin geleceğinin PAM 4 tekniği olduğuna inanıyor.

PAM4 sinyalizasyon standardının gelecekteki bir başka ilginç uygulaması, 2021'de çıkacak olan PCIe Gen 6.0'dır. Daha fazla verimlilik ve daha yüksek veri hızları elde etmek için PAM4 sinyallemesini kullanır. PCIe çok geniş bir benimseme aralığına sahip olduğundan, CPU ve ASIC şirketlerinin eninde sonunda bir noktada PAM4 ve PCIe 6.0'ı benimsemesi gerekecektir. Belki bir gün gerçek olmayan bant genişliği ve hız sağlamak için HBM2 belleğinde de kullanılacaktır, ancak bu bizim tarafımızdan sadece spekülasyondur.

GDDRX Nerelerde Kullanılır?

Geleceği bir saniyeliğine bir kenara bıraksak bile GDDR6X bugün hala birçok önemli uygulamada kullanılıyor. Önemli olanlardan bazıları şunlardır:

• Oyun: GDDR6X belleğin en büyük ve en popüler kullanımı elbette oyun oynamaktır. Micron, GDDR6X modüllerini yepyeni RTX 3080 ve RTX 3090 grafik kartlarına entegrasyon için Nvidia'ya sağladı. Bu bellek, bellek bant genişliği ve hız açısından benzeri görülmemiş sayılara ulaşmalarına olanak tanıyacaktır. İlk nesil GDDR6X, 1 TB / sn'ye kadar veri aktarım hızlarına ulaşabilir. Bu, yeni nesil oyunlar açısından son derece yararlı olabilir.
• HPC: GDDRX teknolojisi, HPC veya Yüksek Performanslı Hesaplamada kullanılır. Gelişmiş uygulama programlarını güvenilir, verimli ve olabildiğince hızlı yürüten oldukça paralel hesaplamalarla karakterizedir. Bu bilgi işlem çözümleri, karmaşık problemleri çözmek için bilim adamları, araştırmacılar, mühendisler ve akademik kurumlar tarafından kullanılır.
• Profesyonel Sanallaştırma: Sağlık ve tıp, profesyonel video son işleme, finansal simülasyonlar, hava durumu tahmini veya petrol ve gaz gibi endüstriler, iş akışlarını düzene koymak ve optimize etmek için GDDR6X belleğin gücünü kullanabilen gerçekten üst düzey iş istasyonlarına güveniyor. Bu yüksek performanslı iş istasyonları, yeni GDDR6X için önemli bir kullanım durumudur.
• Yapay zeka: GDDRX bellek teknolojileri, Yapay Zeka ve Derin Öğrenme gibi türevlerinde kullanılır. Bu iş yükleri giderek daha önemli hale geliyor ve yaygınlaşıyor ve GDDRX gibi yüksek hızlı bilgi işlem çözümleri bu konuda kesinlikle yardımcı olabilir.

Son sözler

GDDR6X, Micron tarafından Nvidia ile yakın işbirliği içinde geliştirilen yeni bir bellek türüdür. Bellek, etkin veri aktarım hızının iki katına çıkarıldığı çok yenilikçi bir mimari süreç olan PAM4 sinyallemesi adı verilen yeni bir teknoloji kullanır. Sinyalleme tekniği ayrıca enerji kullanımını azaltır ve böylece belleği daha verimli hale getirir.

Nvidia, belleği yeni RTX 3080 ve RTX 3090 kartlarına uyguladı ve bu, GDDR6X belleğin oyun pazarına nihai sunumunun sadece başlangıcı. Hafızanın üretimi HBM2'ye göre daha kolay ve daha ucuzdur ve muazzam derecede umut verici sonuçlar verir, bu nedenle tüm endüstri bu standardı er ya da geç benimseyecek gibi görünüyor. Şu anda GDDRX teknolojileri oyun, HPC, profesyonel sanallaştırma ve AI gibi birçok sektörde bulunuyor.