Два бита за один такт: секрет производительности GDDR6X

Инженеры Micron разработали и внед­ри­ли кон­цеп­цию са­мой про­из­во­ди­тель­ной ди­на­ми­че­ской па­мя­ти GDDR6X, в ос­но­ве ра­бо­ты ко­то­рой — им­пуль­с­но-ам­п­ли­туд­ная мо­ду­ля­ция PAM4. Имен­но бла­го­да­ря ей про­пус­к­ная спо­соб­ность GDDR6X до­сти­га­ет 1 TBPS, что ста­ло воз­мож­ным в ре­зуль­та­те пе­ре­да­чи двух би­тов ин­фор­ма­ции за один такт без пе­ре­хо­да на бо­лее вы­со­кие час­то­ты или уве­ли­че­ния ко­ли­че­с­т­ва сиг­на­лов меж­ду GPU и за­по­ми­на­ю­щи­ми уст­рой­ст­ва­ми. Но­вин­ка де­бю­ти­ру­ет в ви­де­о­кар­тах NVIDIA се­рии RTX 3080 и RTX 3090.

В основе работы GDDR6Xлежит импульсно-амплитудная модуляция PAM4

 

Амплитудно-импульсная модуляция (PAM4) обеспечивает обмен сигналами в четырех возможных состояниях вмес­то обыч­ных двух на каждом такте взаимодействия.

Амплитудно-импульсная модуляция (PAM4) обеспечивает обмен сигналами в четырех возможных состояниях вместо обычных двух на каждом такте взаимодействия

 

С внедрением PAM4 компании Micron и NVIDIA га­ран­ти­ру­ют зна­чи­тель­ное по­вы­ше­ние скорости передачи дан­ных и про­пуск­ной спо­соб­но­с­ти ОЗУ. В добавок ко всему, память GDDR6X более энер­го­эф­фек­тив­на. В по­ло­се 21 GbPS каж­дый бит пе­ре­да­чи GDDR6X по­треб­ля­ет на 15% меньше энергии, чем пред­шест­вен­ни­ца GDDR6 при скорости обмена в 14 GbS. Заметим, что вне­д­ре­ние PAM4 обходится дороже, чем ис­поль­зу­е­мое ра­нее ко­ди­ро­ва­ние PAM2 (NRZ — non return to zero), так как для его ре­а­ли­за­ции тре­бу­ет­ся больше места в ин­те­г­раль­ных мик­ро­схе­мах и оно более чув­ст­ви­тель­но к со­от­но­ше­нию сиг­нал/шум.

Micron утверждает, что ско­рость пе­ре­да­чи данных по каждому каналу GDDR6X составляет 21 GbS на мо­ду­лях па­мя­ти ви­део ак­се­ле­ра­то­ра типа RTX 3090. Общая про­пуск­ная спо­соб­ность гра­фи­че­ско­го про­цес­со­ра в та­ких слу­ча­ях до­сти­га­ет ре­корд­ных 936 GBPS. Для сравнения, про­пуск­ная способность па­мя­ти Xbox Series X со­став­ля­ет 560 GBPS, а у So­ny Play­Station PS5 — только 448 GBPS.

Другими словами, это означает, что гра­фи­че­ский про­цес­сор может мгновенно извлечь огромный объем дан­ных из сво­ей па­мя­ти, существенно ускорив все процессе внутри GPU. На таких скоростях не вопрос об­ес­пе­чить ка­чес­т­вен­ную «кар­тин­ку» с разрешение 8K и при­бли­зить­ся к трас­си­ров­ке лучей в реальном мас­шта­бе вре­ме­ни.

На самом деле, у гра­фи­че­ских про­цес­со­ров наконец-то будет до­ста­точ­но полосы пропускания для ком­форт­ной об­ра­бот­ки 4K. В мире, где даже RTX 2080 Ti за $1200 изо всех сил пытается достичь 60 кадров в се­кун­ду, GDDR6X име­ет все ос­но­ва­ния пре­о­до­леть этот барьер.