Rodzaje pamięci wideo na kartach graficznych. Nowoczesne typy pamięci wideo. Szerokość magistrali wideo

GDDR5 to rodzaj pamięci wideo, która technologicznie odpowiada typowi pamięci RAM DDR3 SDRAM.

Jak widać z definicji, różnica między GDDR3 a GDDR5 polega na technicznych cechach każdego rodzaju pamięci wideo. Dopasowywanie różnych generacji pamięci RAM SDRAM tworzy podstawowy zestaw różnic. GDDR jest pamięcią systemów graficznych, które mają system graficzny i jest fizycznie wlutowany na płytkę, a nie rozszerzany o dyskretne listwy. W przeciwnym razie GDDR i DDR są podobne, dostosowane tylko dla pokoleń. Tak więc GDDR3 w działaniu jest identyczny z DDR2, a GDDR5 jest identyczny z DDR3.

Maksymalna efektywna częstotliwość przesyłania danych dla pamięci GDDR3 wynosi 2,5 GHz, dla GDDR5 wynosi 3,6 GHz, więc w wymagających aplikacjach pamięć wideo piątej generacji wykazuje oczywiście lepsze wyniki, oczywiście w równych warunkach. W jednym cyklu zegara GDDR5 przesyła dwa razy więcej bitów danych niż GDDR3: 4 w porównaniu z 2. Rozdzielenie częstotliwości transmisji danych można również uznać za cechę tego typu pamięci: w jednym cyklu zegara 2 bity adresów i poleceń są przesyłane w CK, a 4 bity danych w WCK. Kolejną ważną różnicą techniczną jest napięcie zasilania: trzecia generacja wymaga 2 V, a piąta wymaga 1,5 V. Tak więc GDDR5 wydaje się bardziej energooszczędny i szybszy.

GDDR3 trafił do sprzedaży w 2004 roku i nadal pozostaje gorącym towarem dostosowanym do aktualizacji linii. Karty graficzne z GDDR5 pojawiły się na półkach sklepowych w 2008 roku, a dziś prawie cały segment hi-end jest wyposażony w tego rodzaju pamięć. Przy takim samym rozmiarze pamięci i funkcjonalności karta graficzna GDDR5 jest nieco droższa niż GDDR3.

• GDDR2 (DDR2) - jest najbardziej popularną pamięcią DDR2, wykonaną w innym pakiecie, aby osiągnąć wyższe częstotliwości taktowania podczas pracy jako część karty graficznej. Po raz pierwszy zastosowano go w karcie graficznej GeForce FX5800Ultra, obecnie używanej tylko w podstawowych kartach graficznych
• GDDR3 - różnice elektryczne w stosunku do GDDR2 są fundamentalne i obejmują wewnętrzne zakończenie i inne ulepszenia, ale ta pamięć nie ma nic wspólnego z DDR3, ponieważ czterokrotne wewnętrzne pobieranie wstępne jest podobne do DDR2 (tj. Same komórki pamięci działają czterokrotnie mniej częstotliwość niż efektywna częstotliwość przesyłania danych, a częstotliwość zegara interfejsu (która jest zwykle uważana za częstotliwość zegara pamięci) stanowi odpowiednio połowę tej częstotliwości (również podobna do „zwykłej” pamięci DDR2).
    Pomimo względnej „starożytności” (po raz pierwszy zastosowano ją w GeForce 6800Ultra), ten typ pamięci jest nadal głównym karty graficzne NVIDIA   (W tym najnowszą kartę GeForce GTX 285), a także jest używana jako zunifikowana pamięć RAM w konsoli do gier Xbox360.
• GDDR4 - różni się od GDDR3 przede wszystkim obecnością ośmiokrotnego pobrania wstępnego, podobnego do „zwykłego” DDR3, a tym samym zdolności do pracy na jeszcze wyższych częstotliwościach zegara z tą samą technologią produkcji. Obecnie ten typ pamięci jest prawie wycofywany i zastępowany przez GDDR5. Był używany tylko w ograniczonym zakresie karty graficzne ATI, przede wszystkim - w Radeon HD3870.
• GDDR5 jest najnowocześniejszym i najszybszym rodzajem pamięci wideo, radykalną różnicą w stosunku do GDDR4 jest oddzielne taktowanie linii danych i adresów - adresy są przesyłane w trybie DDR (Double Data Rate) na częstotliwości CK, a dane są przesyłane w trybie DDR na częstotliwości WCK, które dwa razy wyższy niż pierwszy, tj. w jednym cyklu zegarowym taka pamięć przesyła 2 bity adresów i 4 bity danych. Pamięć GDDR5 wyróżnia się także skutecznym sposobem zmniejszania zużycia energii i jest obecnie stosowana we wszystkich produktywnych kartach graficznych AMD i nVidia. Nawiasem mówiąc, ci producenci wskazują różne częstotliwości pamięci - Nvidia wskazuje częstotliwość WCK, a AMD wskazuje częstotliwość CK.

TheDifference.ru ustalił, że różnica między GDDR3 i GDDR5 jest następująca:

1. GDDR5 - ostatnie pokolenie   Pamięć graficzna DDR SDRAM.
2. GDDR5 jest szybszy niż GDDR3.
3. GDDR3 odpowiada typowi pamięci DDR2, GDDR5 odpowiada DDR3.
4. Maksymalna efektywna częstotliwość GDDR5 jest wyższa.
5. GDDR5 jest bardziej energooszczędny niż GDDR3.
6. Karty graficzne z GDDR5 są droższe i należą do środkowego i wyższego segmentu.

Karty graficzne zawsze były wyposażone w najbardziej zaawansowane z technologicznego punktu widzenia, a zatem najszybszą pamięć. Od 2009 roku najszybszą pamięcią graficzną jest GDDR5, która po raz pierwszy pojawiła się na kartach graficznych AMD Radeon HD 4800. Ale czas się kończy, a nowoczesne karty przepustowości GDDR5 już nie wystarczają. W starszych modelach kart wideo zaczęły pojawiać się pamięci wideo GDDR5X, HBM i HBM2. Porównaj te układy pamięci.

Gddr5

Gddr5   - Najczęściej używana szybka pamięć, która jest powszechna na kartach graficznych obecnej generacji. Jest następcą pamięci GDDR3 i GDDR4. Obecnie GDDR3 lub DDR3 jest używany tylko w podstawowych kartach graficznych, natomiast GDDR4 w ogóle nie jest używany.

GDDR5 jest jednym z najszybszych rodzajów pamięci graficznej i jest stosowany w wielu kartach graficznych, od budżetowych po karty o wysokiej wydajności. Przykładem potężnej karty graficznej wykorzystującej pamięć GDDR5 są GTX 1060, GTX 1070 i Radeon RX 480. Karty graficzne klasy średniej i średniej z pamięcią GDDR5 to GT 730, GT 740, RX 460, GTX 750 Ti, GTX 1050 Ti itp.

GDDR5 - ta pamięć, w porównaniu ze swoimi poprzednikami, ma wysoką przepustowość i niższe zużycie energii. Szybkość przesyłania danych może osiągnąć 8 Gb / s. Układy pamięci GDDR5 są dostępne w firmach Samsung, Hynix, ELPIDA lub Micron. Układy mają pojemność 512 MB, 1, 2, 4 i 8 GB. Szerokość magistrali każdego układu pamięci GDDR5 wynosi 32 bity. Teraz GDDR5 jest zastępowany przez pamięć GDDR5X.

GDDR5X   to ulepszona wersja pamięci GDDR5. Podobnie jak jego poprzednik, GDDR5X należy do wysokowydajnej SGRAM (synchronicznej graficznej pamięci RAM), która jest stosowana w kartach graficznych, serwerach o wysokiej wydajności i innych nowoczesnych urządzeniach sprzętowych. GDDR5X jest dwa razy szybszy niż zwykła pamięć GDDR5 i może osiągnąć prędkości w zakresie 10-14 Gb / s. W przyszłości prędkość przepustowości pamięci GDDR5X może osiągnąć 16 Gb / s. Pamięć GDDR5X jest obecnie dostępna w firmie Micron.

GDDR5X zużywa również mniej energii niż GDDR5. Układy pamięci GDDR5X są dostępne w wersjach 4 GB, 6 GB, 8 GB i 16 GB. Najpopularniejsze karty graficzne korzystające z tego rodzaju pamięci to GeForce GTX 1080 i Nvidia TITAN X (Pascal). Wysokiej klasy karty graficzne do stacji roboczych, takie jak Nvidia Quadro P5000 i Quadro P6000, również korzystają z szybkiej pamięci GDDR5X. Samsung planuje uruchomić pamięć GDDR6 w 2018 roku, która będzie prawdziwym następcą pamięci GDDR5. Będzie miał prędkość do 16 Gb / s, a jego zużycie energii będzie jeszcze niższe.

Warto zauważyć, że zamiana pamięci z GDDR5 na GDDR5X jest niemożliwa, ponieważ układy mają inną liczbę styków (170 dla GDDR5 i 190 dla GDDR5X).

HBM (z pamięci o dużej przepustowości - pamięci o dużej przepustowości) jest produkowany przez Hynix i Samsung. Oprócz rodzajów pamięci opisanych powyżej, jest on wykorzystywany w kartach graficznych i innych nowoczesnych urządzeniach. W tej chwili pamięć HBM jest używana w kilku kartach graficznych. Z założenia HBM jest pamięcią niepłaską z trójwymiarowym układem w postaci sześcianu lub prostokątnego prostopadłościanu. W HBM kilka układów pamięci jest ułożonych jeden na drugim, tworząc strukturę sześcienną. Dzięki temu obszar zajmowany przez układy pamięci jest zmniejszony, co umożliwia umieszczenie go w pobliżu GPU.

  Każdy „stos” (stos) pamięci HBM jest niezależny od innych, ale działają one razem. Ze względu na niewielkie rozmiary HBM jest również znany jako pamięć kompaktowa lub pamięć warstwowa. Typowy stos pamięci HBM składa się z czterech warstw DRAM na matrycy podstawowej i ma dwa 128-bitowe kanały na układ DRAM, co razem daje 8 kanałów, co daje 1024 bity na stos stosu interfejsu pamięci. Zatem karta graficzna zawierająca cztery stosy 4-Hi HBM ma szerokość szyny pamięci 4 x 1024 \u003d 4096 bitów. Szybkość pamięci roboczej HBM wynosi 1 Gb / s, ale jej przepustowość pamięci jest znacznie wyższa w porównaniu z pamięcią GDDR5. Wynika to z dużo szerszej magistrali pamięci. Przepustowość pamięci HBM może osiągnąć 128 GB / s na stos. HBM może mieć pojemność 1 GB na stos i obsługuje 4 GB na pakiet.

Pamięć HBM zużywa mniej energii niż pamięć GDDR5 i GDDR5X. Pierwszą kartą wideo, która używała pamięci HBM, była AMD Radeon R9 Fury X. Jest również używana w dwóch kartach graficznych z procesor graficzny   Radeon Pro Duo.

HBM2 - Jest to pamięć HBM drugiej generacji o wszystkich cechach HBM, ale o większej prędkości i przepustowości. Może mieć 8 macierzy DRAM na stos i prędkości transferu do 2 Gb / s. Dzięki 1024-bitowemu interfejsowi pamięci przepustowość pamięci może wynosić 256 GB / s na stos, czyli dwa razy więcej niż zwykła pamięć HBM lub HBM 1. Całkowita pojemność HBM2 jest również większa i może mieć do 8 GB na stos. Pierwszym układem GPU wykorzystującym pamięć HBM2 jest Nvidia Tesla P100. Najnowsza karta graficzna Nvidii do stacji roboczych Nvidia Quadro GP100 jest również wyposażona w pamięć HBM2. Pamięć HBM2 będzie wykorzystywana głównie do gier VR, rzeczywistości rozszerzonej i innych aplikacji aktywnie współpracujących z pamięcią. Następcą HBM2 będzie HBM3, którego rozpoczęcie produkcji planowane jest na 2019 lub 2020 r.