نهایی شدن استاندارد GDDR5X؛ حافظه‌ی گرافیکی با سرعت ۱۴ گیگابیت بر ثانیه

زوميت/ موسسه‌ي JEDEC (که استانداردهاي مربوط به DRAM ها را تعيين مي‌کند) مشخصات حافظه‌هاي گرافيکي GDDR5X را در سه ماهه‌ي نهايي سال ۲۰۱۵ نهايي کرده است. انتظار مي‌رود که از اين مشخصات در کارت‌هاي گرافيک نسل بعدي و ديگر دستگاه‌ها استفاده شود. استاندارد حافظه‌ي جديد که GDDR5X نام دارد، بر مبناي تکنولوژي GDDR5 که در سال ۲۰۰۷ معرفي شد استوار است. اين استاندارد سه بهبود کليدي را بر روي GDDR5 اعمال مي‌کند: نرخ انتقال داده را حدود چند صد برابر افزايش داده، مصرف انرژي در حافظه‌هاي بالارده را بهبود مي‌بخشد و همچنين ظرفيت‌هاي جديدي براي تراشه‌هاي حافظه تعريف مي‌کند تا کارت‌هاي گرافيک بتوانند شاهد حافظه‌هاي متراکم‌تر باشند. چيزي که براي توسعه‌دهندگان تراشه و سازندگان کارت‌هاي گرافيک بسيار مهم است، عدم نياز GDDR5X به تغيير جدي در ساخت کارت گرافيک است؛ بطوريکه ويژگي‌هاي کلي GDDR5 دست نخورده باقي مي‌ماند. يکي از دلايلي که استاندارد جديد GDDR6 نام نگرفته همين نکته است. بهبود عملکرد امروزه تراشه‌ي حافظه‌هاي متداول GDDR5 مي‌تواند در سرعت ۷ تا ۸ گيگابيت بر ثانيه عمل کند. در حالي که عملکرد حافظه‌هاي نسل فعلي را هم مي‌توان اندکي بهبود داد، اما به گفته‌ي مايکرون (يکي از طراحان اصلي GDDR5X) وقتي صحبت از سرعت آرايه‌اي و پروتکل‌هاي دستور/آدرس به ميان مي‌آيد، محدوديت‌هايي وجود دارند. براي بهبود عملکرد حافظه‌هاي GDDR5، مهندسان مجبور به تغيير معماري داخلي تراشه‌ي حافظه به طرز قابل توجهي بودند. مهمترين بهبود استاندارد GDDR5X نسبت به نسخه‌ي پيشين، معماري 16n است که اجازه‌ي نوشتن و خواندن ۵۱۲ بيت (۶۴ کيلوبايت) داده در هر آرايه را مي‌دهد. درحالي که تکنولوژي GDDR5 از معماري 8n بهره مي‌برد که اجازه‌ي نوشتن و خواندن ۲۵۶ بيت (۳۲ بايت) داده در هر سيکل را مي‌دهد. اين افزايش دوبرابري به همراه سرعت بهبود يافته هنگام انتقال داده‌، موجب دوبرابر شدن پهناي باند موثر GDDR5X مي‌شوند. هرچند نبايد فراموش کرد عملکرد واقعي کارت‌هاي گرافيک علاوه بر معماري DRAM و فرکانس، به کنترلر حافظه و نرم‌افزار هم بستگي دارد. براي يافتن مزاياي واقعي نسل جديد حافظه، نياز به آزمايش بر روي سخت‌افزار واقعي وجود دارد. JEDEC هنگام معرفي حافظه‌هاي GDDR5X خبر از سرعت ۱۰ تا ۱۴ گيگابيت بر ثانيه داده است؛ اما مايکرون معتقد است مي‌توان در نهايت اين ميزان را تا ۱۶ گيگابيت بر ثانيه هم افزايش داد. افزايش ظرفيت عملکرد بهتر، تنها مورد بهبود يافته در حافظه‌هاي GDDR5X نيست. براي خيلي از کاربردها علاوه بر عملکرد بالاي حافظه‌، به ظرفيت بالاي حافظه هم نياز است. افزايش ظرفيت حافظه‌هاي GDDR5X مي‌تواند موجب استفاده از آن‌ها در طيف وسيعي از کاربردها، از کارت گرفيک و کنسول‌هاي بازي گرفته تا تجهيزات شبکه شود. استاندارد GDDR5 از تراشه‌ي‌هاي حافظه با ظرفيت‌هاي ۵۱۲ مگابايتي، ۱، ۲، ۴، و ۸ گيگابايتي پشتيباني مي‌کرد. در حالي که استاندارد GDDR5X دستگاه‌هايي با ظرفيت‌هاي ۴، ۶، ۸، ۱۲ و ۱۶ گيگابايتي را تعريف مي‌کند. هرچند يک چيپ GDDR5X با ۱۶ گيگابايت ظرفيت که با استفاده از ليتوگرافي ۲۰، ۱۸ و يا ۱۶ نانومتري ساخته شده باشد، اندازه و قيمت بالايي دارد. درست مثل GDDR5، استاندار GDDR5X هم از حالت clamshell پشتيباني مي‌کند. اين حالت اجازه مي‌دهد تا دو چيپ حافظه‌ي ۳۲ بيتي توسط يک کنترلر حافظه‌ي ۳۲ بيتي کار کند. اين کار تاثيري بر روي پهناي باند سيستم ندارد، اما اجازه مي‌دهد مقدار ظرفيت حافظه را ۲ برابر افزايش دهيم. براي مثال از لحاظ تئوري ساخت کارت‌هاي گرافيک GDDR5X با ظرفيت‌ ۶۴ گيگابايت ممکن است. مصرف بهينه‌ي انرژي مصرف انرژي و توليد گرما دو فاکتور اصلي محدود‌کننده در عملکرد پردازشي هستند. در طراحي استاندارد GDDR5X راه‌هايي براي کم کردن مصرف انرژي در نظر گرفته شده است. ولتاژ تغذيه و ولتاژ I/O در دستگاه‌هاي GDDR5 امروزي ۱.۵ ولت است که در استاندارد جديد GDDR5X به ۱.۳۵ ولت کاهش پيدا کرده است. علاوه بر اين استاندارد GDDR5X با بهبود در زمينه‌هاي ديگر هم مصرف انرژي را کاهش داده است. پياده‌سازي با وجود تفاوت‌هاي داخلي تراشه‌هاي GDDR5 با GDDR5X، انتقال به نسل جديد نسبت به انتقال از GDDR3 و GDDR4 به GDDR5 بسيار آسان‌تر است. همچنين پياده سازي GDDR5X چه از منظر تحقيق و توسعه و چه از منظر توليد چندان پرهزينه نيست. با کانال تلگرامي آخرين خبر همراه شويد telegram.me/akharinkhabar