Современные типы видеопамяти

#GDDR5 #GDDR5X #HBM #HBM2

Видеокарты всегда оснащались самой продвинутой с технологической точки зрения, а потому и самой быстрой памятью. Начиная с 2009 года наиболее быстрой графической памятью была GDDR5, впервые появившаяся в видеокартах AMD Radeon HD 4800. Но время идет, и современным картам пропускной способности GDDR5 уже не хватает. В старших моделях видеокарт стала появляться видеопамять GDDR5X, HBM и HBM2. Сравним эти микросхемы памяти.

Тип памяти	GDDR5	GDDR5X	HBM	HBM2
Производители	Samsung, Hynix, Micron	Micron	Hynix, Samsung	Samsung, Hynix
Формат чипа	Квадратный/прямоугольный чип	Квадратный/прямоугольный чип	Куб/прямоугольный параллелепипед	Куб/прямоугольный параллелепипед
Максимальный объем	8 ГБ на чип	16 ГБ на чип	1 ГБ на стек	4/8 ГБ на стек
Максимальная пропускная способность	8 Гбит/с	10-14 Гбит/с Планируется переход на 16 Гбит/с	1 Гбит/с	2 Гбит/с
Ширина шины	32 бит на чип	64 бит на чип	1024 бит на стек	1024 бит на стек или больше
Энергопотребление	Низкое	Ниже, чем у GDDR5	Ниже, чем у GDDR5X	Ниже, чем у HBM
Применение	Большинство видеокарт от бюджетных до High-End, например, GT740, GTX 1060, RX480	GeForce GTX 1080, Nvidia Titan X (Pascal)	Radeon R9 Fury X, Radeon Pro Duo	Nvidia Tesla P100, Nvidia Quadro GP100

GDDR5

GDDR5 - наиболее широко используемая высокоскоростная память, которая распространена на видеокартах текущего поколения. Она является преемником памяти GDDR3 и GDDR4. В настоящее время GDDR3 или DDR3 используется только в графических картах начального уровня, тогда как GDDR4 не используется совсем.

GDDR5 является одним из самых быстрых типов графической памяти и используется во многих видеокартах от бюджетных и до высокопроизводительных карт. Примером мощных видеокарт, использующих память GDDR5, могут служить GTX 1060, GTX 1070 и Radeon RX 480. Бюджетные и средние видеокарты с памятью GDDR5 - это GT 730, GT 740, RX 460, GTX 750 Ti, GTX 1050 Ti и т. д.

GDDR5 - это память, по сравнению с предшественниками, имеет высокую пропускную способность и меньшее энергопотребление. Скорость передачи данных может достигать 8 Гбит/с. Микросхемы памяти GDDR5 выпускаются Samsung, Hynix, ELPIDA или Micron. Чипы имеют объемы 512 МБ, 1, 2, 4 и 8 ГБ. Ширина шины каждого чипа памяти GDDR5 составляет 32 бита. Сейчас на смену GDDR5 приходит память GDDR5X.

GDDR5X

GDDR5X - это улучшенная версия памяти GDDR5. Как и предшественница, GDDR5X относится к высокопроизводительной SGRAM (синхронная графическая оперативная память), которая используется в видеокартах, высокопроизводительных серверах и других современных аппаратных устройствах. GDDR5X вдвое быстрее обычной памяти GDDR5 и может достигать скоростей в диапазоне 10-14 Гбит/с. В будущем скорость пропускная способность памяти GDDR5X может достичь значений в 16 Гбит/с. В настоящее время память GDDR5X выпускается фирмой Micron.

Так же GDDR5X потребляет меньше энергии по сравнению с GDDR5. Чипы памяти GDDR5X доступны в объемах 4 ГБ, 6 ГБ, 8 ГБ и 16 ГБ. Самые популярные графические карты, использующие память данного типа включают в себя GeForce GTX 1080 и Nvidia TITAN X (Pascal). Высокопроизводительные графические карты для рабочих станций, такие как Nvidia Quadro P5000 и Quadro P6000, также используют высокоскоростную память GDDR5X. Samsung планирует запустить память GDDR6 в 2018 году, которая станет настоящим преемником памяти GDDR5. Он будет иметь скорость до 16 Гбит/с и иметь еще более низкое энергопотребление.

Стоит отметить, что замена памяти с GDDR5 на GDDR5X невозможна, так как чипы имеют разное количество контактов (170 у GDDR5 и 190 у GDDR5X).

HBM

HBM (от High Bandwidth Memory - память с высокой пропускной способностью) выпускается компаниями Hynix и Samsung. Так же как и описанные выше типы памяти используется в видеокартах и других современных устройствах. На данный момент память HBM используется в нескольких видеокартах. По конструкции HBM - это непланарная память с трехмерной конструкцией в виде куба или прямоугольный параллелепипед. В HBM несколько микросхем памяти сложены друг над другом, чтобы сформировать кубическую структуру. Благодаря этому снижается площадь, занимаемая чипами памяти, что делает возможным размещение ее в непосредственной близости к графическому процессору.

Каждая «стопка» (стек) памяти HBM не зависит от остальных, но они работают вместе. Из-за малого форм-фактора HBM также известна как компактная память или многоуровневая память. Обычный стек памяти HBM состоит из четырех слоев DRAM на базовой матрице и имеет два 128-битовых канала на каждый кристалл DRAM, что в сумме дает 8 каналов, что приводит к 1024 бит на стек стека интерфейса памяти. Таким образом, видеокарта, имеющая четыре стека 4-Hi HBM, имеет ширину шины памяти 4 x 1024 = 4096 бит. Рабочая скорость памяти HBM составляет 1 Гбит/с, но ее пропускная способность памяти намного выше по сравнению с памятью GDDR5. Это связано с гораздо более широкой шиной памяти. Ширина полосы пропускания памяти HBM может достигать 128 Гбайт/с на стек. HBM может иметь емкость 1 ГБ на каждый стек и поддерживает 4 ГБ на каждый пакет.

Память HBM потребляет меньше энергии по сравнению с памятью GDDR5 и GDDR5X. Первой видеокартой, использующей память HBM, стала AMD Radeon R9 Fury X. Она также используется в двух видеокартах с графическим процессором Radeon Pro Duo.

HBM2

HBM2 - это память второго поколения HBM со всеми характеристиками HBM, но с более высокой скоростью и пропускной способностью. Он может иметь 8 DRAM-матриц на стек и скорость передачи до 2 Гбит/с. С 1024-битным интерфейсом памяти он может иметь пропускную способность памяти 256 Гбайт/с на стек, что вдвое больше обычной памяти HBM или HBM 1. Суммарная емкость HBM2 также больше, и она может иметь до 8 ГБ на стек. Первым чипом GPU, использующим память HBM2, является Nvidia Tesla P100. Новейшая видеокарта от Nvidia для рабочих станций Nvidia Quadro GP100 также оснащена памятью HBM2. Память HBM2 будет использоваться в основном для игр VR, дополненной реальности и других приложений, активно работающих с памятью. Преемником HBM2 будет HBM3, производство которой планируется начать в 2019 или 2020 году.