Nová generace GPU má patrně otevřenou cestu k získání vyšší paměťové propustnosti, která je i klíčem ke zvyšování celkového výkonu ve hrách. Karty uváděné v letech 2024 až 2025 budou zřejmě už mít GDDR7. Samsung teď oznámil, že dokončil vývoj první generace, která by tak měla být připravená včas pro next-gen grafiky a má jim dodat propustnost až 1,5 TB/s díky vyšším (efektivním) frekvencím, kterých dosáhne.
Samsung uvádí, že dokončil vývoj své paměti GDDR7. Údajně by ji měl mít hotovou jako první, ale tyto paměti připravují i konkurenti Micron a Hynix a na trh to asi bude všem chvíli trvat (i proto, že v praxi tyto čipy uvidíme až na oněch nových grafikách). Letos budou mít výrobci GPU a podobných akcelerátorů a procesorů k dispozici vzorky pro testování.
GDDR7 bude dosud nejrychlejší grafickou pamětí. První generace Samsungu je navržená na přenosovou rychlost 32 Gb/s na jeden bit šířky sběrnice, tedy zjednodušeně řečeno na efektivní frekvenci 32,0 GHz. Samsung uvádí, že tato paměť dosáhne propustnost 1,5 TB/s, což je zřejmě rychlost pro hypotetické GPU, které by provozovalo tyto paměti na plné rychlosti 32 GHz s 384bitovou paměťovou sběrnicí, což je typická volba pro highendové grafiky. Na 256bitové sběrnici bude dosaženo propustnosti 1 TB/s a na levné 128bitové 512 GB/s. Pro srovnání – nyní mají mainstreamové grafiky s 18,0GHz GDDR6 propustnost jen 288 GB/s.
Dnes používané paměti GDDR6X a GDDR6 teoreticky dosahují rychlosti až 24,0 GHz efektivně (zejména u GDDR6 to ale nebylo ještě využito v praxi, takže proti nim GDDR7 první generace bude představovat zrychlení o třetinu).
PAM-3
Zvýšení rychlosti u GDDR7 se odehrálo díky přechodu z klasického kódování NRZ (Non Return to Zero) na složitější kódování signálu pulzně amplitudovou modulací (PAM). Jde tedy o vývoj podobný tomu, co se stalo u PCI Expressu 6.0 nebo GDDR6X používajících kódování PAM-4. Kódování PAM dokáže do jednoho „tiku“ (cyklu) hodinového signálu uložit více než jeden bit podobně jako MLC záznam u pamětí NAND, kterému je PAM koncepčně velmi blízko.
Nicméně u GDDR6 není použito PAM-4, kdy jsou rozlišeny čtyři hodnoty, a propustnost se tedy zvýší na dvojnásobek proti NRZ. Místo toho je použito kódování PAM-3 s třemi hodnotami napětí, které místo dvou bitů na cyklus přenese tři bity za dva cykly, a zlepšuje tedy proti NRZ propustnost o 50 %.
- Více: Nvidia GeForce RTX 3090 má nové paměti GDDR6X s rychlostí až 21 GHz, potvrdil Micron
- Více: PCI Express 6.0 opět zvýší rychlost 2×. Se signálem PAM4 na to jde trochu jako MLC SSD
Pokud uvážíme, že paměti GDDR6 se dostaly na efektivní rychlosti 20,0 až 24,0 GHz, mohla by technologie PAM-3 dosáhnout až na 36,0 GHz efektivně, pokud by se použila stejná fyzická frekvence signálu. Nicméně ta se může v budoucnosti asi i zvyšovat.
Samsung GDDR7
Lepší efektivita, ale i tak vyšší spotřeba?
Vedle samotné rychlosti by tyto paměti podle Samsungu měly být energeticky efektivnější než GDDR6, prý až o 20 %. To asi má znamenat nižší poměr spotřeby a propustnosti – prý ve srovnání s GDDR6 běžící na 24,0 GHz efektivně). Ale protože GDDR7 bude běžet na o 33 % vyšších frekvencích, nakonec spotřeba 32GHz čipů bude o něco vyšší (z uvedené hodnoty by vyplývalo, že 32GHz GDDR7 by měla o 11 % vyšší spotřebu).
Samsung uvádí, že by jeho čipy GDDR7 měly používat vylepšené pouzdro, které má zmírnit zahřívání skrze použití pryskyřic se zvýšenou tepelnou vodivostí, díky čemuž bude zlepšen odvod tepla do chladiče či okolního vzduchu. Tepelný odpor pouzdra má prý být až o 70 % nižší proti pouzdrům používaným v čipech GDDR6. Ale jak velká zlepšení pro teploty pamětí to bude znamenat v praxi, to teprve uvidíme.
Kapacity GDDR7 karet budou zpočátku beze změn
Kapacita těchto prvních čipů GDDR7 (alespoň těch od Samsungu) má být 16 Gb, tedy 2 GB na jeden čip. Znamená to, že se vlivem těchto pamětí nezmění kapacity, které budou osaditelné na grafiky – 128bitové karty budou typicky opět mít 8 GB pamětí, 192bitové 12 GB, 256bitové 16 GB a 384bitové 24 GB paměti.
Výrobci grafik budou moci použít tzv. clamshell zapojení, kdy je na každý 32bitový kanál osazena dvojice čipů s polovičním rozhraním místo jednoho, a tímto se kapacity budou moci zdvojnásobit, jako je to například na GeForce RTX 4060 Ti 16 GB. Toto ale, zdá se, není mezi výrobci grafik moc populární řešení. Je tedy možné, že případné GeForce RTX 5000 a Radeony RX 8000 nebudou příliš zvedat kapacity pamětí (ledaže by to bylo uděláno tak, že levná GPU dostanou širší sběrnici).
