GDDR6, GDDR5X и HBM2: сравниваем актуальную видеопамять. Современные типы видеопамяти
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 | |
| 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 - 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
(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 - 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.
2Гб GDDR5 или 4Гб DDR3 видеокарта. Велика ли разница между этими видеокартами? — да она есть. Между такими картами на самом деле есть разница. Она может привести к значительному разрыву в производительности, в зависимости от графических настроек.
Это было темой многих дебатов в течение длительного времени. Особенно с момента выпуска Xbox One и PS4. Xbox One использует DDR3 а PS4 оборудована GDDR5.
2Гб GDDR5 или 4Гб DDR3 видеокарта — смотрим википедию
GDDR5 , сокращение от double data rate type five synchronous graphics random access memory , — это современный Тип синхронной графической памяти произвольного доступа (SGRAM ) с интерфейсом с высокой пропускной способности. Он предназначен для использования в графических картах, игровых консолях и высокопроизводительных вычислениях.
Сегодняшние игры стримятся (SKyrim, GTA, ect), а не загружаются небольшими битами за раз. Это означает, что важно иметь высокую пропускную способность. Поскольку у нас много памяти, мы можем загружать основное в фоновом режиме. Что в свою очередь означает, что нам нужно только делать короткие передачи данных в особых ситуациях.
GDDR5 лучше подходит для игр , и если вам нужен один тип унифицированной памяти — то лучше выбрать GDDR5. DDR3 используется в системах нижнего уровня и обычно на ПК в качестве основной памяти. Это связано с тем, что существует множество небольших приложений, которые выполняют обычные операции с памятью, не оптимизированные для GDDR5. А игры, потоковые фильмы или другие операции с высокой пропускной способностью как раз имеют необходимую оптимизацию.
Что касается размера оперативной памяти, большинство игр будет летать с 2 ГБ даже при полном разрешении HD(1080p). Но если вы хотите получить 4к, то 4 ГБ GDDR5 будет лучше. 4GB DDR3 не обеспечит необходимой пропускной способности на таком высоком разрешении.
Суть в том, что вы всегда должны использовать тип памяти GDDR для видеокарт. Особенно если вы можете себе это позволить. Для игр и сложных задач с графикой это довольно важно!
Так же GDDR5 означает, что графический чип имеет 5 ядер ОЗУ для графической памяти. Видеокарты могут использовать ОЗУ вместе с 5 ядрами. Это не то же самое, что стандартная Оперативная память. Этаа память работает по другому стандарту. Она выше классом по своей логике.
DDR3 относится сейчас скорее к стандарту, не графическому ОЗУ. такая память в основном поставляется с тремя ядрами ОЗУ, что значительно меньше. Так что выбор вполне очевиден в пользу GDDR5 .
На очереди у нас достаточно немаловажная характеристика видеокарты – это тип памяти. А немаловажная она потому, что две совершенно идентичные по характеристикам видеокарты, но с разным типом видеопамяти – будут очень существенно различаться по производительности.
Поэтому при выборе видеокарты , также нужно руководствоваться этим параметром. Это мы обязательно рассмотрим в рамках данной статьи на реальных примерах. Также, в очередной раз разрушим миф зависимости типа памяти видеокарты от типа оперативной памяти , в рамках одной системы.
Когда видеокарта настроена правильно, при ее поддержке можно выбрать желаемое количество цветов. Познакомьтесь с некоторыми стандартами на рынке! Это стандарт, который отображает разрешение видео плюс поддерживаемые цвета. Одно из существенных различий между ними - именно поддерживаемая резолюция.
Несмотря на многочисленные бренды и модели, покупка новой видеокарты не такая сложная. Следуя моим советам и выполняя хороший поиск, прежде чем принимать решение о новой модели, легче попасть в марку и модель, которая будет соответствовать вашим потребностям!
Видеопамять GDDRх. Что это?
GDDR (graphics double data rate memory) – это подвид энергозависимой динамической памяти, которая предназначена для использования в видеокартах. GDDR отличается от DDR (оперативной памяти), хотя принципы и технологии для них являются общими. Среди основных отличий можно выделить: более низкое потребление у GDDR, по сравнению с DDR, к тому же, в GDDR применяются специальные методы управления буфером ввода-вывода, для улучшения пропускной способности. А также масса других улучшений. То есть, можно назвать видеопамять GDDR более продвинутым видом памяти, нежели обычная оперативная память (DDR).
В этом небольшом учебнике мы объясним основные различия между этими двумя типами памяти. Это учебное пособие представляет собой расширенную тему в книге; для более глубокого понимания предмета мы рекомендуем прочитать. На видеокартах с более высокой производительностью встроенный графический контроллер в графическом процессоре использует несколько 32-битных каналов. На видеокарте с 256-битным дорожкой будут использоваться восемь чипов.
Эта конфигурация называется оболочкой. Однако такие чипы еще не существуют коммерчески. Существуют «внешние часы» памяти и «часы данных». «Внешние часы» используются для отправки команд и адресов. «Часы данных» в два раза превышают «внешние часы» памяти и используются для передачи данных.
На сегодняшний день, основным типом памяти для видеокарт является GDDR, а именно – версии GDDR3 и GDDR5.
Пожалуй, для наглядности пройдёмся по всем поколениям памяти GDDR, указывая их основные отличия. Это нужно для того, чтобы понимать, почему же стоит отдать предпочтение видеокарте с типом памяти GDDR5, а не GDDR3:
GDDR – первое поколение графической памяти с удвоенной скоростью передачи данных .
Эффективность потребления энергии
Это уменьшает информационный путь. Каждый дополнительный гигабайт в секунду полосы пропускания начинает потреблять слишком много энергии, чтобы представлять разумное, эффективное или экономически эффективное решение для дизайнеров и потребителей.
Наследие отраслевых инноваций
Объем памяти часто используется в качестве маркетингового инструмента брендами, потому что они знают, что широкая общественность вынуждена думать, что им нужно как можно больше.Миф: карты с 2 ГБ памяти быстрее, чем у карт с одним ГБ. Неудивительно, что бренды оснащают свои карты начального уровня чрезмерным объемом памяти, потому что каждый может поверить, что плата с большей памятью будет быстрее. Давайте будем ясны: емкость памяти графической карты не влияет на ее производительность, если настройки игры не полностью ее насыщают.
GDDR2 – это версия, которая базируется на обычной оперативной памяти DDR 2 и отличается от нее, лишь вышеуказанными доработками. Имеет более высокие частотные показатели, по сравнению с GDDR. Аналогично сравнению оперативной памяти DDR и DDR2.
GDDR3 – это дальнейшее развитие графической памяти. Она также построена на модулях памяти DDR2. Технологически, данный тип памяти очень схож с GDDR2, но за счёт более эффективного потребления и тепловыделения, удалось увеличить тактовые частоты .
Что можно использовать для получения дополнительной видеопамяти? Чтобы ответить на этот вопрос, мы уже должны знать, что такое память. Путем упрощения мы приходим к следующим четырем применениям. Загрузить текстурыКоллективный буфер буфераКопируйте буфер глубины Примите другие элементы, необходимые для рендеринга изображения. Естественно, размер загружаемых в память текстур зависит не только от игры, но и от графических настроек . С другой стороны, текстуры, необходимые для рендеринга определенной сцены, должны оставаться в памяти.
Графический буфер используется для хранения изображения при его визуализации до или во время его отправки на устройство отображения. Поэтому его объем памяти зависит от определения экрана и количества буферов. Поскольку некоторые режимы сглаживания увеличивают количество пикселов, которые должны быть отображены, они пропорционально увеличивают объем требуемой видеопамяти. С этой точки зрения противодействие сглаживанию на основе рендеринга является особенно сложным, так как потребности увеличиваются с помощью выборки.
GDDR4 – тип памяти, который не набрал популярности и стал всего лишь переходной ступенью с GDDR3 на GDDR5. Опять же, базируется на всё той же DDR2. И в очередной раз из основных изменений – повышенные частоты и улучшенное энергопотребление.
GDDR5 – наконец наиболее продвинутый и последний мейнстрим-вариант, среди поколений видеопамяти. За счёт того, что он построен на памяти DDR3, количество передаваемых бит за такт увеличено в два раза (с 2 до 4) по сравнению с GDDR3 и GDDR4. С приходом GDDR5, стало возможным увеличить ПСП в два раза по сравнению с GDDR3, при этом не увеличивая шину.
Дополнительные буферы также занимают видеопамять. Таким образом, большое количество видеопамяти позволяет. Играйте в более высоких определениях Играйте с лучшими текстурами Играйте с сильным сглаживанием на основе рендеринга. Объем требуемой видеопамяти определяется прежде всего определением, к которому он играет: естественно, чем выше оно, тем больше потребностей происходит. Второй фактор - использование одного из описанных выше типов сглаживания. Если предположить, что один играет с эквивалентными настройками из одной игры в другую, другие факторы менее важны.
Выбор видеокарты GDDR3 или GDDR5
С учётом вышеуказанных факторов при выборе видеокарты, стоит, по возможности, отдавать преимущество именно видеокартам с GDDR5-памятью на борту, ибо при равной шине памяти, мы получаем удвоенную пропускную способность .
ОЗУ является важным компонентом, который играет на реактивности и простоте использования. В эквивалентном процессоре, чем больше объем оперативной памяти, тем больше ноутбук быстро справится с тяжелыми или несколькими задачами. Мы укажем в этом названии, что система имеет большое значение. До 3 ГБ ОЗУ, никаких проблем. Только первый может действительно полностью использовать 4 ГБ оперативной памяти и многое другое. В настоящее время, помимо нетбуков, стандартом является 3 ГБ. Последний потребляет немного меньше энергии, но это стоит дороже.
Возьмем парочку реальных видеокарт, у которых всё идентично, но разные типы памяти:
1. Asus Radeon HD 6670 GDDR5 (128 bit);
2. Asus Radeon HD 6670 GDDR3 (128 bit);
А вот результаты тестов easycom с участием этих двух видеокарт:
Довольно чётко прослеживается преимущество HD 6670 с GDDR 5, как в искусственных тестах 3Dmark, так и в реальной игровой нагрузке.
Частота ОЗУ также играет определенную роль. Но это также функция того, что поддерживает процессор. В противном случае вам нужно будет удалить уже установленный модуль и заменить его на более крупный. Обратите внимание, что некоторые марки аннулируют гарантию при замене компонента.
Графическая схема, конечно же, влияет на производительность графики, а также на автономию. Если вы никогда не играете, любая графическая карта подходит, даже те, которые встроены в набор микросхем материнской платы. Часто бывает сложно получить представление о производительности графических чипов. Зная, что встроенный набор микросхем менее эффективен, чем выделенная карта начального уровня, недостаточно. Чтобы дать вам представление, мы советуем вам взглянуть на наше сравнение цен и нажать «Определить критерии» в синем.
Независимость типов оперативной памяти от типа памяти GDDR5 в рамках одной системы
Была замечена тенденция вопросов относительно совместимости типов памяти видеокарты и типов оперативной памяти, в рамках одного компьютера. Хотелось бы в очередной раз развеять данные сомнения (у тех кто сомневается). Как таковой совместимости типов видеопамяти и оперативной памяти нет впринципе.
Вы увидите теоретическую классификацию графических чипов, от наименее мощных до самых мощных. Говоря о графической карте или наборе микросхем, часто речь идет о выделенной памяти и общей памяти. Специальная память - это та, которая интегрирована в графическую часть. Общая память часто соответствует спецификациям конструкторов выделенной памяти, добавленной к определенному количеству оперативной памяти из памяти произвольного доступа. Графические чипы, когда им нужна больше памяти, чем та, которую они интегрируют, мы действительно можем заимствовать немного из основной ОЗУ.
В системе может быть установлена видеокарта с типом памяти GDDR5 (как мы помним построенная на модулях DDR3) и оперативная память DDR2. Всё будет совместимо и прекрасно работать. Относительно видеокарты, может быть лишь несовместимость с более старой шиной AGP (и соответствующим слотом) на материнской плате, но таких материнских плат осталось очень мало, а про обратную совместимость PCI-express , я думаю, наслышаны практически все.
Например, для видеокарты с выделенным выделенным 512 МБ и общим объемом 79 ГБ общий общий объем 79 ГБ соответствует 512 выделенным 28 ГБ, взятым в ОЗУ. На данный момент, если ОЗУ составляет 3 ГБ, для остальной части системы доступно 72 ГБ, если, конечно, графическая часть потребляет все, что может. Одна и та же ссылка на графическую карту может иметь различную выделенную и общую память.
Но будьте осторожны, тип памяти не соответствует ссылке на видеокарту. Некоторые ноутбуки оснащены двумя графическими частями. В общем, это модели, ориентированные на мобильность или модели игроков. Во-первых, есть встроенный графический чипсет или графическая часть, встроенная в процессор, и выделенная видеокарта. Обычно это модель начального уровня, которая обеспечивает повышенную производительность по сравнению с интегрированным чипсетом или интегрированной графикой. Переключение в основном выполняется вручную.
GDDR5- тип видеопамяти, технологически соответствующий типу оперативной памяти DDR3 SDRAM.
Как видим из определений, разница между GDDR3 и GDDR5 заключается в технических особенностях каждого типа видеопамяти. Соответствие разным поколениям ОЗУ SDRAM создает основной набор отличий. GDDR - память графических систем, у которых имеется графический, и она физически распаивается на плате, а не расширяется дискретными планками. В остальном GDDR и DDR схожи, только с поправкой на поколения. Так, GDDR3 в работе идентична DDR2, а GDDR5 - DDR3.
Но в большинстве случаев речь идет о совместной работе двух выделенных видеокарт для повышения производительности, особенно в играх. Они, как правило, ультрапортативные, что сопровождается в качестве опции внешней видеокартой, встроенной в док-станцию. Таким образом, пользователь может воспользоваться автономным ультрапортативным автономным устройством и подключить внешнюю графическую карту, когда ей требуется повышенная производительность графики, например, дома. Вы можете проконсультироваться с нашим тестом на решение этого типа через.
Максимальная эффективная частота передачи данных у памяти GDDR3 составляет 2,5 ГГц, у GDDR5 - 3,6 ГГц, так что в ресурсоемких приложениях пятое поколение видеопамяти показывает заведомо лучшие результаты, естественно, при равенстве условий. За один такт GDDR5 передает вдвое больше бит данных, чем GDDR3: 4 против 2. Особенностью этого типа памяти можно считать и разделение частот передачи данных: за один такт передаются 2 бита адресов и команд на частоте CK и 4 бита данных на частоте WCK. Еще одно важное техническое отличие - напряжение питания: третье поколение требует 2 В, тогда как пятому достаточно 1,5 В. Так что GDDR5 представляется более энергоэкономичной и быстрой.
Классификация по скорости и пропускной способности
Каждый из них имеет свое собственное применение в области информатики и технологий. Он не очень популярен и использовался на банках видеокарт. У вашей видеокарты есть несколько функций. Но что такое пропускная способность памяти? Только у него есть собственное ОЗУ: память графической карты.
Чтобы вычислить, эти блоки должны связываться с памятью карты и использовать для этого шину памяти. Чем шире шина памяти, тем больше информации она может переносить одновременно. Это функция ширины шины, которую вы найдете везде на видеокартах. Таким образом, шина может одновременно иметь 32 байта.
С GDDR3 поступили в продажу в 2004 году и до сих пор остаются ходовым товаром с поправкой на обновления линеек. Видеокарты с GDDR5 появились на прилавках магазинов в 2008 году, и на сегодняшний день практически весь сегмент hi-end снабжен этим типом памяти. При равенстве объема памяти и функциональных возможностей видеокарты GDDR5 несколько дороже GDDR3.
Его читают повсюду, даже дома. Ну, это злоупотребление языком. Хорошо, и пропускная способность во всем этом? Ну, теперь, когда мы заложили основу, мы можем лучше объяснить это. И каждая передача включает не более определенного количества байтов. Кроме того, полезная память будет 4 ГБ, потому что данные дублируются, поэтому занимают в два раза больше места.
Как полоса пропускания памяти влияет на производительность видеоигры? Разница между 5% и 20%, в среднем около 13% меньше производительности и на 25% меньше автобусов. Но давайте не будем забывать, что переход от 192 до 256 бит обеспечивает больший выигрыш, чем, например, от 384 до 512 бит, потому что в первом случае пропускная способность намного более ограничена.
- GDDR2(DDR2) – представляет собой самую обычную DDR2, выполненную в другом корпусе для достижения более высоких тактовых частот при работе в составе видеокарты. Впервые был использован в видеокарте GeForce FX5800Ultra, в настоящее время применяется только в видеокартах начального уровня
- GDDR3 – электрические отличия от GDDR2 носят принципиальный характер и заключаются в наличии внутренней терминации и других усовершенствований, но к DDR3 эта память никакого отношения не имеет, поскольку по прежнему осуществляется четырёхкратная внутренняя предвыборка подобно DDR2 (т.е. сами ячейки памяти работают на вчетверо меньшей частоте, чем эффективная частота передачи данных, а тактовая частота интерфейса (которую обычно и считают тактовой частотой памяти) соответственно вдвое меньше этой частоты (также аналогично "обычной" DDR2).
Несмотря на относительную "древность"(Впервые был использован в GeForce 6800Ultra), данный тип памяти до сих пор является основным для видеокарт nVidia (Включая новейшую GeForce GTX 285), а также применяется в качестве унифицированной оперативной памяти в игровой консоли Xbox360. - GDDR4 - отличается от GDDR3 в первую очередь наличием восьмикратной предвыборки, подобно «обычной» DDR3, и, следовательно, способностью работать на ещё больших тактовых частотах при одинаковой технологии изготовления. В настоящее время данный тип памяти практически снят с производства и заменён GDDR5. Применялся ограниченно и только в видеокартах ATI , в первую очередь - в Radeon HD3870.
- GDDR5 - cамый современный и самый быстрый тип видеопамяти, радикальное отличие от GDDR4 заключается в раздельном тактировании линий передачи данных и адресов - адреса передаются в режиме DDR (Double Data Rate) на частоте CK, а данные передаются в режиме DDR на частоте WCK, которая в два раза выше первой, т.е. за один такт такая память передает 2 бита адресов и 4 бита данных. Также GDDR5 память отличается наличием эффективных средств снижения энергопотребления, и сейчас используется во всех производительных
Ни для кого не секрет, что современным видеокартам для работы нужна собственная память, причем чем ее больше и чем она быстрее - тем лучше. И на сегодняшний день идет соревнование двух разных типов памяти - «традиционной» GDDR5 и новой HBM. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы, и в этой статье рассмотрим, что лучше для игровой видеокарты.
История GDDR - как DDR, только быстрее
Когда видеокарты стали активно развиваться, создатели видеокарт особо не задумывались, какую память использовать - скоростей обычной ОЗУ вполне хватало для работы, поэтому ее они и использовали. Однако время шло, производительность видеокарт росла очень быстро, а вот скорость ОЗУ наращивалась медленно: к примеру, пропускная способность FPM RAM в 1990 году была порядка 200 МБит/с, а у DDR2 к 2005 году она была всего 3200 МБит/с, то есть за 15 лет рост был в 16 раз. Видеокарты же за то время прошли путь от простейшего ускорения 2D графики на разрешениях порядка 400х200 пикселей до полноценного вывода 3D на разрешениях около FHD, то есть рост производительности был на 2 порядка минимум. Поэтому скоростей обычной ОЗУ в видеокартах уже стало не хватать, и в 2006 году появились первые решения на GDDR2 памяти: по сути это была та же DDR2, но работающая на существенно более высоких частотах и использующая более короткую шину. В дальнейшем вышло улучшение в виде GDDR3, которая имела еще большие частоты. GDDR4 из-за небольшого прироста производительности в сравнении с GDDR3 широкого распространения не получила, и вот, в 2008 году, вышел первый видеоускоритель на GDDR5 памяти, которая уже была основана на DDR3 (она в среднем вдвое быстрее DDR2). И с тех пор прогресс ощутимо замедлился - лишь в 2016 году стали выходить решения на GDDR5X: да, этот тип памяти в теории может быть вдвое быстрее GDDR5, но вот ничего качественно нового он не привнес (по сути контроллер GDDR5X просто может выбирать за цикл 64 байта памяти против 32 у GDDR5, отсюда и идет рост в 2 раза):
В итоге, грубо говоря, за почти 30 лет существований видеоускорителей их память качественно не менялась - это все та же ОЗУ, просто очень быстрая.
HBM - как SSD в мире HDD
Итак, как мы выяснили, GDDR5 является по сути обычной оперативной памятью: быстрые чипы памяти, с эффективной частотой порядка 6-9 ГГц, соединяются с GPU по узкой шине, всего 128-512 бит. В случае с HBM AMD поступили по-другому: эффективные частоты памяти низкие, порядка 1 ГГц (сравнимо с GDDR2), но используется четыре стэка (stack - пачка, стопка) чипов памяти, каждый из которых имеет шину в 1024 бита - в итоге для связи с GPU получается шина в 4096 бит - до 8 раз шире, чем в случае с GDDR5. Однако это накладывает свои ограничения: даже шину в 512 бит подвести к GPU бывает достаточно трудно, а с шиной в 4096 бит это вообще было нереально, поэтому AMD пришлось пойти другим путем: разместить чипы памяти на одной подложке с GPU. Увы - это принесло как и плюсы, так и минусы: с одной стороны, такое близкое размещение чипов памяти к GPU позволяет существенно упростить конструкцию и ускорить взаимодействие памяти с видеочипом, с другой стороны - из-за технических проблем с реализацией больших чипов (и большого числа чипов) на одной подложке, пришлось ограничить размер памяти одного стэка одним гигабайтом, а так как стэка четыре - максимальный объем HBM памяти для одного видеочипа может быть 4 ГБ:
С учетом того, что эта память была очень дорогой, а производство трудным - AMD стали ставить ее только во флагманы (Fury X, Fury Nano), и тут объем в 4 ГБ сыграл над AMD злую шутку: производительность GPU у Fury была хорошая, местами сравнимая с референсной GTX 980 Ti, но вот у последней 6 ГБ памяти, и в играх, где нужно больше 4 ГБ памяти (Rise of Tomb Rider, Deus Ex: Mankind Divided), видеокарта от AMD вынуждена была использовать ОЗУ как часть видеопамяти, и поэтому итоговый fps был ощутимо ниже, чем у 980 Ti.
В 2016 году AMD представляет новую версию своей памяти, HBM2. Исправлений было много: во-первых, частота памяти возросла с 500 МГц (эффективные 1 ГГц для DDR) до 2 ГГц (соответственно 4 ГГц для DDR), во-вторых - стали использоваться так называемые псевдоканалы: один аппаратный канал памяти разбивается на два виртуальных, то есть один стек теперь может обслуживать вдвое больше памяти. Так же выросло само возможное число стеков - теперь их может быть не 4, а 8. В итоге, к одному GPU теперь можно «подключить» 1 ГБ х 2 х 8 = 16 ГБ памяти, что очень солидно (напомню - топовое пользовательское решение, Titan Xp, имеет 12 ГБ GDDR5X памяти).
Сравнение производительности - HBM2 vs GDDR5X
В итоге, на данный момент, HBM2 избавилась от, пожалуй, единственной «детской болезни» - объема памяти теперь с избытком хватает для современных игровых видеокарт. Остается один вопрос - и кто же все-таки быстрее? Для этого возьмем два топовых решения от компании PNY (которая известна своими профессиональными видеокартами).
Nvidia Quadro GP100 имеет 16 ГБ HBM2 (то есть теоретический максимум), и ее пропускная способность - 717 Гб/с:
Nvidia Quadro P6000 является топовым решением с GDDR5X, ее тут 24 ГБ, с пропускной способностью в 432 Гб/с:
Цифры говорят сами за себя. Даже с учетом того, что GDDR5X можно разогнать, самый потолок, который удастся получить - это 500 Гб/с, что все еще на 30% медленнее скорости HBM2. Что это означает для пользователей? Наконец-то, спустя несколько десятков лет, мы получаем действительно новую память, которая не будет сдерживать рост производительности GPU. А с учетом того, что в профессиональных решениях HBM2 уже используется, ее можно ожидать уже в следующем поколении пользовательских видеокарт от Nvidia (Volta) и в текущем от AMD (Vega).
Помимо быстрого графического процессора для игр также важен объем видеопамяти и то, насколько быстрой она является. Гигантские текстуры и информация для расчетов должны быстро поступать в распоряжение вычислительных элементов, иначе дело дойдет до «пробок» и снижения скорости смены кадров на экране монитора. Особенно высокие разрешения (более 1080р) с требовательным к вычислительным ресурсам сглаживанием быстро выбирают ресурсы памяти видеокарт среднего класса. В актуальных графических ускорителях, как правило, используются микросхемы стандарта GDDR5, более дорогие модели NVIDIA задействуют более быструю память GDDR5X.
Между тем в готовящихся к выходу на рынок ускорителях Vega от компании AMD будет использоваться высокоскоростная память второго поколения High-Bandwidth Memory (HBM2). Так каковы же главные особенности данных типов памяти?
Актуальная графическая память в сравнении GDDR5
HBM2 Скорость передачи данных до 8 Гбит/с до 12 Гбит/с до 16 Гбит/с от 1,6 до 2 Гбит/с Интерфейс шины 512 бит 512 бит 512 бит 4.096 бит Напряжение 1,5 В 1,35 В 1,35 В 1,2 В Плотность чипа памяти До 8 Гбит До 16 Гбит До 8 Гбит До 16 Гбит Объем памяти 12 Гбайт 12 Гбайт 12 Гбайт 16 Гбайт Общая скорость 512 Гбит/с 768 Гбит/с 1024 Гбит/с 1024 Гбит/с Вышеприведенная таблица показывает основные характеристики четырех рассматриваемых нами типов памяти. Согласно спецификации, GDDR5X поддерживает пропускную способность на уровне до 12 Гбит/с и 512-битную ширину шины. В конечном продукте это может означать скорость передачи данных в 768 Гбит/с. Однако в графических картах такие показатели, о которых можно только мечтать, не достигаются.
Наибольшая пропускная способность GDDR5X у представленных на рынке моделей достигает 11 Гбит/с. Titan XP от компании NVIDIA хотя и предлагает 12 Гбайт видеопамяти, но использует «всего лишь» 384-разрядную вместо 512-разрядной шину памяти. GDDR6 против HBM2
Данные о GDDR6, которые компания SK Hynix представила на GTC 2017, особенно интересно сравнить с информацией о другой новой графической памяти года - HBM2. В лучшем случае оба типа памяти обеспечивают примерно одинаковую пропускную способность. Различия заметны в объеме. AMD объявила о готовящейся к выходу на рынок в конце июня 2017 года карты «не для геймеров» с памятью объемом 16 Гбайт. Поскольку конфигурация микросхем GDDR6 должна остаться идентичной конфигурации GDDR5, преодолеть порог в 12 Гбайт на одной карте производители графических ускорителей, скорее всего, не смогут.
HBM2 некоторое время будет иметь ограничение на уровне 16 Гбайт, но у этого стандарта есть возможность поднять планку повыше - причем в прямом смысле этого слова, поскольку до сих пор 3D-память используется в версии только 4 Гбайт на стек («4-Hi Stack»), но располагает возможностью объема стека до 8 Гбайт. Таким образом, объем HBM2-видеопамяти на графических картах может достигать 32 Гбайт.
Когда GDDR6 дойдет до геймеров?
SK Hynix обещает завершить разработку нового типа видеопамяти в четвертом квартале 2017 года. Кроме того, на GTC вовсю циркулировала информация о том, что массовое производство может быть запущено в 2018 году. Официальных партнеров на данный момент пока еще нет. Однако именно компания NVIDIA является наиболее вероятным кандидатом на эту роль.
Появление графических карт с видеопамятью GDDR6 до 2019 года маловероятно. Напомним, что члены ассоциации JEDEC, к числу которых относятся такие производители памяти, как SK Hynix, Micron и Samsung, договорились о спецификациях GDDR5X в 2015 году. Первые графические карты с данным типом памяти вышли на рынок только в 2016-м.
