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揭開新一代繪圖記憶體的神秘面紗:GDDR7

Todd Buerkle | 2024 年 6 月

載入中……

想像一下,遊戲玩家不得不以更低的每秒幀數玩遊戲或忍受延遲。再想像一下,資料科學家必須多等幾個小時才能得到運算結果,或者使用先進 AI 工具的內容創作者在製作內容時需要等待更長時間。對於在數位任務中依賴速度和效率的人來說,在程式載入過程中等待更長時間或遭遇頻繁中斷肯定不是理想的狀態。  

現代世界發展飛快,因此繪圖記憶體的效能必須跟上日益增長的應用程式需求——從遊戲和視覺化到生成式 AI 和高效能運算(HPC)皆如此。

GDDR6(繪圖雙倍資料速率 6)記憶體的幾代產品能夠滿足這些工作負載對高效能的要求,其效能比高達 20 Gb/s。然而,隨著時間過去以及應用程式需求的不斷飆升,20 Gb/s 的速度已經不夠快了。而且,GDDR6 的時脈已經儘可能快了——達到 100 皮秒(比人類眨眼的速度快 100 萬倍)——繼續改進 GDDR6 在技術和經濟上都不可行。遊戲玩家看重的是身臨其境的遊戲體驗,他們希望每一幀畫面都能流暢渲染,每一個細節都栩栩如生,讓他們放棄這種體驗肯定辦不到。我們需要的是繪圖記憶體方面的突破,並藉此將使用者體驗提升到更高的高度。次世代繪圖記憶體 GDDR7 隆重登場。 

GDDR7 是繪圖記憶體領域的一場革命,它使內容創作者能夠在無縫、不間斷的作業流程中處理高解析度影片、最新的生成式 AI 工具和複雜的 3D 模型。遊戲玩家可以體驗到令人驚歎的視覺效果和完美的遊戲性。而資料科學家等技術專業人士可以依靠快速的週轉時間來處理複雜的資料,進而發掘洞見並迅速做出決策。

使用 GDDR7 實現效能突破 

基於美光業界領先的 1β(1-beta)節點的 GDDR7 是次世代 GDDR 記憶體,可提升繪圖和遊戲方面的使用者體驗。GDDR7 的初始記憶體效能使資料傳輸速率達到 32 Gb/s,系統頻寬高達 1.5 TB/s(比 GDDR6 高 60%),消除了令人沮喪的瓶頸,為解決各種應用程式(從科學研究中的 HPC 模擬到虛擬實境等)中日益複雜的問題提供了基礎和多功能性。GDDR7 在提升效能的同時,還顯著提高了功耗效率,確保系統在低功耗的情況下可靠、快速運行。

我們可能會問,時脈是否已經達到極限? 如果繪圖記憶體的時脈已經不能再快了,那麼 GDDR7 又是如何實現突破並提供如此出色的效能? GDDR7 能夠實現更高的每秒幀數、更短的處理時間和更高的吞吐量,要歸功於本身所採用的創新技術:多層次訊號處理。美光率先在 GDDR6X 上實現了 PAM4(四階脈波振幅調變),為採用多層級訊號處理技術奠定了基礎,透過繼續探索這一創新技術,DRAM 產業能夠進一步擴充下一代 GDDR。GDDR7 是首款採用 PAM3 訊號處理技術(三階)的 DRAM 裝置,該技術可實現更高的資料傳輸速率,提高記憶體頻寬和整體系統效能。  

透過在 GDDR7 上使用 PAM3,每個週期都能傳輸更多資料,進而為業界突破了時脈的限制。與 GDDR6 上的非歸零(NRZ)技術相比,PAM3 利用三個不同的電壓電平:-1、0 和 +1,在每個訊號週期編碼更多的資訊(多 1.5 倍)。儘管 PAM3 每個週期傳輸的位元數比 GDDR6X 的 PAM4 少,但它可以實現高出 50% 的電壓裕量,並降低編碼器複雜度。這些效果降低了對更高記憶體匯流排頻率的需求,進而減少了由此產生的訊號損耗。最終,這項強大的技術幫助 GDDR7 實現效能飛躍,並能夠在未來進一步提升 GDDR 效能。 

支援更廣泛的 GDDR7 應用程式 

隨著遊戲繪圖越來越逼真,生成式 AI 將更多工作負載轉移到邊緣裝置,專用裝置對高效能記憶體的需求只會越來越大。GDDR7 具有先進的可靠性、可用性和可維護性(RAS)特色,可增強裝置可靠性和資料完整性,其應用範圍已從遊戲擴大到更廣泛的應用,如邊緣的高效能運算和 AI 推論。
 

遊戲

個人電腦、筆記型電腦和遊戲機

在光線追蹤和光柵化工作負載方面,GDDR7 預計可將每秒幀數(FPS)提高 30% 以上。1- 

黑紫色的遊戲控制器圖示

生成式 AI

AI 推論、機器學習和大型語言模型(LLM)

GDDR7 提供的高系統頻寬(>1.5 TB/s)有望將生成式 AI 文字到圖像生成的回應時間最多縮短 20%。2

黑紫色的連接線圖示

HPC

3D 建模、HPC 模擬、CAD 設計、動畫和金融建模


縮短製作時間並執行無縫多工作業,幫助內容創作者處理需要超快資料傳輸速率和高系統頻寬的複雜工作負載

有不同圖形的圖表的黑紫色圖示

 

GDDR7 的下一步是什麼?

第一代 GDDR7 規格的容量為 16Gb,資料傳輸速率高達 32Gb/s,而美光目前正在研發的 GDDR7 裝置完整產品組合的容量更大、效能更強,並且功耗效率更佳。

圖 1:PAM3 多層次訊號處理技術展示

此外,美光還描述出業界首個 40 Gb/s PAM3 資料眼的特徵。能夠利用這項新技術(在 DRAM 上執行多層次訊號處理)成功展示 40 Gb/s 資料眼功能,表明為 GDDR7 研發 PAM3 訊號處理技術是正確的選擇,該項技術使業界能夠繼續提升繪圖效能以實現更高的速度。美光將繼續引領繪圖記憶體的發展,確保滿足最嚴苛的工作負載要求。 

請瀏覽我們的 GDDR7 頁面,瞭解這款高效能記憶體的更多資訊。欲快速瞭解 GDDR7 的規格和效能,請檢視我們的產品簡介。 

 

1. 與 1080p、1440 和 4K 解析度下的 GDDR6/6X 趨勢相比。
2. 使用實測的 GDDR6 20Gb/s 資料計算 GDDR7 32Gb/s 推論預測。

產品管理資深經理

Todd Buerkle

Todd Buerkle 是美光繪圖產品線的資深產品經理,負責管理運算與網路業務部門的產品需求和藍圖。此前,Todd 是 DRAM 產品工程師,負責 DDR3、DDR5 和 GDDR5。