A GDDR5X szabvány érkezésére a korábbi bejelentés alapján már számíthattunk, a JEDEC szakemberei pedig nemrégiben el is készültek a szabvánnyal kapcsolatos munkálatokkal, a dokumentációt pedig elérhetővé tették az érdeklődők számára is. A GDDR5X rengeteg új lehetőséget kínál a piaci szereplők számára, alapjai pedig a GDDR5 szabványban gyökereznek. A GDDR5X alkalmazása a sok hasonlóság miatt nem lesz túl bonyolult, az általa kínált előnyök azonban rengeteg szegmensben jönnek majd kifejezetten jól.
GDDR5 vs. GDDR5X: sok hasonlóság, sok különbség
A GDDR5X gyakorlatilag a 2007-ben bejelentett és 2008-tól használt GDDR5 szabvány alapjaira épül, és összesen három kulcsfontosságú területen nyújt komoly előrelépést. Az egyik az adatátviteli sebességek duplázása, a másik az energiahatékonyság növelése, a harmadik pedig a memória-kapacitás növelése. Ezekhez az előnyökhöz drasztikus dizájnváltás nélkül is hozzájuthatnak a videokártyák gyártói, a GDDR5 szabvány alapvető funkcionalitása pedig továbbra is változatlanul rendelkezésre áll.
A teljesítmény
A GDDR5X teljesítményével, illetve a gyorsítás megvalósításával kapcsolatos részletekről korábbi hírünkben már lerántottuk a leplet. A lényeg: a GDDR5X a GDDR5-höz képest nem 8n, hanem 16n prefetch eljárással dolgozik, azaz tömbök írásakor és olvasásakor 256 bitnyi helyett 512 bitnyi adat kezelésére képes egyetlen órajel alatt. A duplájára emelt prefetch és a megnövelt adatátviteli sebességek jóvoltából az effektív memória-sávszélesség a GDDR5-höz képest duplájára emelkedhet, ám az aktuális teljesítmény az adott alkalmazástól, és az adott memóriavezérlőtől is függ majd, így a valós növekmény mértéke változó lehet. A GDDR5 és a GDDR5X szabvány közötti hasonlóságok miatt a memóriavezérlőket nem lesz nehéz hozzáigazítani az új szabvány köré épülő memóriachipekhez.
Sebesség tekintetében a JEDEC 10 és 14 Gbps-os tempóról tesz említést, de a Micron szerint a 16 Gbps is megvalósítható. Hogy utóbbiak mikor válhatnak elérhetővé kereskedelmi forgalomba szánt termékeken, az persze egyelőre rejtély. Az viszont biztos, hogy még 14 Gbps-os chipek alkalmazásakor is 448 GB/s-os memória-sávszélesség elérésére van lehetőség, ha 256-bites memória-adatsínt használnak, ez pedig csak 12,5%-kal alacsonyabb érték, mint amit a Radeon R9 Fury sorozat fedélzetén található első generációs HBM memória produkál.
Fizikai felépítés
A GDDR5X alapú memóriachipek belsőleg eltérnek GDDR5-ös társaiktól, alkalmazásuk azonban nem kíván meg olyan radikális lépéseket, mint például a HBM szabvány köré épülő megoldásoké. A GDDR3-ról GDDR5-re történő átállás rázósabb volt, mint amilyen a GDDR5-ről GDDR5X-re történő átállás lesz.
Fontos változás, hogy a GDDR5X alapú memóriachipek 170 helyett 190 érintkezőt tartalmazó BGA tokozással érkeznek, így a meglévő, GDDR5-ös VRAM-ra felkészített nyomtatott áramköri lapokra nem passzolnak, mindenképpen némi újratervezésre van szükség. Az új NYÁK mellett frissített memóriavezérlőkre is szükség lesz, egyéb tekintetében azonban hasonlít egymásra a két szabvány. A BGA tokozás továbbvitelének köszönhetően nincs szükség drága interposer réteg alkalmazására, ami a HBM esetében komoly drágító tényező, a BGA chipek gyártása pedig alapból sem drága.
Fejlesztési és gyártástechnológiai szempontból nézve a GDDR5X alkalmazása nem ró elviselhetetlenül nagy terhet a gyártók vállára, így az átállás messze nem lesz olyan költséges, mint ha HBM technológiában gondolkodnának – és cserébe nem is kínál akkora előrelépést fogyasztás, sávszélesség és méret terén, mint a HBM vagy a HBM2.
A kapacitás
A GDDR5X szabvány nem csak adatátviteli sebességek, hanem kapacitás tekintetében is komoly előrelépést kínál, ami üdvözlendő, hisz a gyártóknak sokszor nem csak gyors, de sok VRAM-ra is szükségük lenne – úgy, hogy e két kitétel egy időben teljesüljön. A GDDR5 esetében 512 Mb-es, 1 Gb-es, 2 Gb-es, 4 Gb-es és 8 Gb-es kapacitású chipek közül lehetett választani. A GDDR5X esetében ezzel szemben 4 Gb-es, 6 Gb-es, 8 Gb-es, 12 Gb-es és 16 Gb-es memóriachipek érkeznek. A 6 Gb-es és 12 Gb-es példányok szokatlan megoldásoknak tűnhetnek, de nem rendhagyóak, ugyanis mobil fronton az LPDDR chipekből már van 3 Gb-es, 6 Gb-es és 12 Gb-es kiadás is, amelyek segítenek a memória-alrendszer rugalmas kialakításában.
Például egy 16 Gb-es GDDR5X memóriachip lehet, hogy nagy adattároló kapacitást kínál, de 20 nm-es, vagy 18/16 nm-es csíkszélességgel is drága móka legyártani, a végeredmény pedig egy viszonylag nagy chip lesz. Egyes esetekben – leginkább a költségérzékeny piaci régiókban – érdemes lehet helyette olcsóbban legyártható 12 Gb-es chipeket alkalmazni. Az új kapacitású memóriachipekkel hatékonyabban meg lehet majd célozni egyes piaci szegmenseket, és itt nem csak a videokártyák, hanem a HPC szegmensbe szánt eszközök, a játékkonzolok és a hálózati eszközök piacára is gondolhatunk. A GDDR5X esetében egyébként továbbra is használható lesz az úgynevezett Clamshell mód, azaz egy 32-bites memóriavezérlőhöz két 32-bites memóriachip is kapcsolódhat. Emiatt például az is megoldható, hogy egy 512-bites memória-adatsínnel rendelkező GPU-hoz 32 darab 16 Gb-es memóriachip kapcsolódjon, így 64 GB-nyi GDDR5X VRAM állítható csatasorba.
Energiahatékonyság
A teljesítmény növelésének két komoly kerékkötője van: az egyik a fogyasztás, a másik pedig a hőtermelés. A GDDR5X ugyan csodát nem tud tenni a GDDR5-höz képest, azaz a HBM alapú megoldásoknál többet fogyaszt, de az előrelépés így is üdvözlendő. Az üzemi feszültséget a korábbi 1,5 volthoz képest 1,35 voltra szorították le, ami akár 10%-os fogyasztáscsökkenést is eredményezhet. A hatékony működést hőérzékelő is segíti, amely az aktuális órajel módosításával éri el, hogy a különböző feladatok alkalmával optimális fogyasztással működhessen a rendszer – illetve ne melegedjenek túl a memóriachipek.
Az alacsonyabb feszültségek és az újítások jóvoltából a GDDR5X memóriachipek azonos órajelen alacsonyabb fogyasztás mellett üzemelnek, mint GDDR5-ös társaik, ám a Micron szerint a helyzet változik, ha a gyorsulásban rejlő előnyt, azaz a magasabb effektív órajelet is kihasználják. Utóbbi esetben a GDDR5-ös memóriachipekével azonos, illetve némileg magasabb fogyasztásra kell felkészülni. A GDDR5X ennek ellenére is vonzó, hisz az azonos vagy picivel magasabb fogyasztás mellé jóval nagyobb teljesítmény társul, így az energiahatékonyság mindenképpen jobb.
Mikor jönnek a GDDR5X alapú megoldások?
A videokártya gyártók, illetve a memóriachipek gyártói egyelőre konkrét publikus ütemterveket nem közöltek, így nehéz megmondani, pontosan mikor jönnek az első GDDR5X alapú termékek. A Micron az idei év közepére tervezi a GDDR5X memóriachipek sorozatgyártásának beindítását, így nem sokkal ezután a GDDR5X alapú termékek érkezésére is számíthatunk. Mind az Nvidia, mind pedig az AMD térfelén feltűnhetnek a közeljövőben GDDR5X alapú videokártyák, a csúcskategóriát azonban nem ezek, hanem a HBM2 alapú termékek fogják ostromolni.
