ATI פותחת את עידן ה-GDDR5

AMD הודיעה ביום רביעי כי תשתמש בזיכרון מסוג GDDR5 עבור כרטיסי ה-Radeon החדשים הצפויים להופיע במחצית השניה של 2008. שבבי הזיכרון החדשים מתוצרת Qimonda כבר  זמינים ביצור סדרתי.
 
כרטיסי המסך החדשים של AMD-ATI מסדרת HD4800 הצפויים להופיע בעוד מספר חודשים יהיו מבוססים על ליבות מסדרת RV770 וצפויים להציג שיפור ניכר בביצועים על פני סדרת ה-HD3000 הנוכחית. ליבות ה-RV770 יתמכו בזיכרון חדש מסוג GDDR5 אשר יציע קצבי עבודה ורוחב פס משופרים יחסית לדגמי ה-GDDR3 וה-GDDR4 המשמשים היום בכרטיסי המסך הבינוניים והחזקים.

 

הכרטיסים הראשונים שיופיעו בשוק יבוססו על שבבי זיכרון מתוצרת Qimonda, שהופרדה מחברת Infineon לפני כשנתיים. בהמשך, ישולבו בכרטיסי המסך גם שבבים מתוצרת סמסונג והייניקס. טכנולוגיית הזיכרון GDDR5 משלבת מהירות גבוהה ורוחב פס גדול, וצפויה להיות התקן הבא לכרטיסי מסך. חברת NVIDIA בחרה שלא להשתמש בזכרונות GDDR4 ולדלג היישר אל טכנולוגיית ה-GDDR5 אולם לא מסרה פרטים לגבי המימוש ולא ידוע אם כרטיסי ה-GeForce 9900 ישתמשו בזיכרון מסוג זה.

 

למה GDDR5?
ביצועי כרטיסי המסך תלויים בכמות המידע שניתן לעבד ולהעביר אל ומהמעבד הגראפי (GPU), המוגבל על ידי רוחב ומהירות הממשק לזיכרון. ככל שמהירות הממשק ורוחבו גדלים כך יכול המעבד לנצל חלק גדול יותר מיכולותיו ובכך לשפר את ביצועי הכרטיס הכוללים, המתורגמים לקצב פריימים גדול יותר בכל רגע נתון. קצבי העברת הנתונים של זיכרונות GDDR5 גבוהים עד פי חמישה מאלה של זיכרונות GDDR3 ועד פי ארבעה מזיכרונות GDDR4 – תכונה זאת מאפשרת רוחב פס גדול יותר גם כאשר ממשק הזיכרון צר יותר, המתורגם לביצועים גבוהים גם משבבים קטנים, זולים וחסכוניים יותר.

 

בנוסף לפוטנציאל לשיפור הביצועים הגראפיים במשחקי מחשב ואפליקציות גראפיות, זיכרון ה-GDDR5 נותן מספר יתרונות בעבור רתימת כח העיבוד של כרטיסי המסך להאצת חישובים מורכבים (stream processing) בעיקר בתחנות עבודה חזקות (HPC). במצב זה, מקבל המעבד הגראפי מהמעבד הראשי מטלות עיבוד כבדות ומורכבות בעלות אופי מקבילי אשר מנצלות את המבנה המקבילי וריבוי מעבדי הזרימה של המעבד הגראפי. AMD צופה כי ההגדלה המשמעותית של רוחב הפס שמאפשר זיכרון ה-GDDR5 תשפר באופן מובהק את ביצועי הכרטיס בחישובים כאלה.

 

קצת על הטכנולוגיה
זיכרונות ה-GDDR5 פועלים בקצבים של עד 5 ג'יגה-ביט לשניה ובהמשך אף יגיעו ל-6 ג'יגה-ביט לשניה. זאת בהשוואה למהירויות של בין 1.4 ל-2.2 ג'יגה-ביט לשניה המקובלות בזיכרונות ה-GDDR3 ו-GDDR4. מתח העבודה שלהם הוא 1.5 וולט בלבד (לעומת 1.8 וולט ב-GDDR3), מה שמאפשר חיסכון באנרגיה ופיחות החום המתפתח ברכיבים. כדי לאפשר את קצבי העבודה הגבוהים, נוצר תקן חדש עבור זיכרון ה-GDDR5 הנמצא בתהליכי אישור סופיים בגוף התקינה JEDEC.

 

קצב של 5 ג'יגה-ביט לשניה בצירוף של רוחב מילה של 32 ביטים עבור כל שבב זיכרון נותנים רוחב פס אפשרי של 20 ג'יגה-בייט לשבב בודד, יותר מפי שתיים מיכולת זיכרון GDDR3. מערכת השעונים מורכבת יותר וכוללת מספר שעונים שונים המצריכים סנכרון בינהם. הסנכרון מתבצע בהתחלה בתקופת לימוד המשמשת לסנכרון השעונים בין הבקר והזיכרון. כדי למנוע אפשרות של שגיאה בנתונים עקב קצב ההעברה הגבוה הוכנס ביט נוסף עבור כל שמונה ביטים. ביט זה מאפשר לגלות בסבירות של 100 אחוזים כל טעות בביט אחד או שניים בקבוצה ולבקש לקרוא את המידע שוב, או במקרים מסויימים לבצע סנכרון מחדש. סנכרון כזה יכול להתבקש גם עקב שינוי משמעותי בטמפרטורה או שינוי מתח העבודה של הרכיב.

 

בזיכרונות ה-GDDR5 שולבו גם מספר תכונות מתקדמות לחיסכון באנרגיה. התכונה הראשונה מאפשרת לזיכרון לשנות את קצב העבודה בהתאם לעומס הנדרש. הזכרון יכול לעבוד בקצבים משתנים בין 5 ג'יגה-ביט לשניה ועד ל-200 מגה-ביט לשניה, כך מתאפשר חיסכון משמעותי כאשר הכרטיס אינו עמוס. עם ירידת הקצב מפסיקים לעבוד מנגנונים הנחוצים לשמירה על הסנכרון במהירויות גבוהות, כמו סנכרון שעונים ומעגלים שתפקידם ליצב את האות (termination).

 

מה צפוי עכשיו?
זיכרונות ה-GDDR5 יכנסו כצפוי קודם כל לכרטיסי המסך היקרים ויהיו בתחילה מוקד משיכה למערכות קצה יקרות. יקח זמן עד שכרטיסים המבוססים על זכרונות אלה יהפכו לכדאיים, אולי במהלך 2009. מה שישפיע על מרבית המשתמשים היא העובדה שזיכרונות GDDR3 ו-GDDR4, שמהווים כיום בסיס לכרטיסים יקרים וכרטיסי ביניים, יאבדו את מעמדם המוביל ויהיו נפוצים יותר בכרטיסים זולים יחסית. שימוש בזיכרונות ה-GDDR5 יכול להביא את ATI שוב אל פסגת הביצועים. ועתה נותר לנו רק לצפות לתשובתה של NVIDIA.