GDDR (圖像雙倍數(shù)據(jù)傳輸率)內存技術是專為高端顯卡而設計的高效能DDR規(guī)格,因此,其中的‘G’仍然象征著“圖像”(graphics);不過,近來推動對于GDDR內存技術需求的新應用,顯然已經(jīng)與像素無關了。
事實上,諸如人工智能(AI)和機器學習等需要超快速內存的應用,已經(jīng)使得GDDR內存供應短缺了,因此,GDDR的制造商如果能把握機會加速量產(chǎn),現(xiàn)在正是一個不錯的時機。例如,美光科技(Micron Technology)最近開始量產(chǎn)其8Gb GDDR6 (第六代圖像雙倍數(shù)據(jù)傳輸率)內存,當然瞄準的就是圖像市場,同時也看好近來熱門的汽車與網(wǎng)絡等領域。
GDDR內存的一些新興應用仍然是圖像導向的。在不斷成長中的車用內存市場,它將支持越來越多的視覺儀表板和先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),這些系統(tǒng)都必須立即回應駕駛人的動作,而自動駕駛車更需要高性能內存來處理大量的實時數(shù)據(jù)。其他新興應用還包括增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)。當然,視訊對于內存的需求永遠不嫌太多,尤其是4K已經(jīng)越來越被廣泛采用了,緊隨其后的就是8K規(guī)格。
美光運算連網(wǎng)業(yè)務部總監(jiān)Andreas Schlapka表示,過去三年來,傳統(tǒng)的GDDR應用,如顯卡和游戲機,開始擴展到更多的連網(wǎng)應用和自動駕駛。在現(xiàn)代化的車輛中,高性能內存必須處理來自傳感器和攝影機產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量。同樣地,先進的連網(wǎng)技術也開始采用GDDR實現(xiàn)網(wǎng)絡適配器(NIC)。他說:“五年前,數(shù)據(jù)中心的最大流量來自數(shù)據(jù)的輸入和輸出。在特定節(jié)點上完成有關的信息,然后再傳送回用戶的終端。”而今,數(shù)據(jù)中心的更多流量來自不同節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸,從而推動對于傳輸速率的巨大需求。
隨著更多內存被加進同一封裝中,每一世代的GDDR內存(包括美光)技術不斷在改進中,而且更加強調以更低功耗執(zhí)行更快的速度
提到傳輸速率時,Schlapka說,隨著加密貨幣和加密挖礦蔚為主流,GDDR技術也十分有利于加密貨幣應用。龐大的數(shù)據(jù)資必須快速地運行,因此,所采用的內存必須能與A6或GPU并駕齊驅。同樣地,高性能運算,特別是AI,也都受惠于GDDR的高帶寬優(yōu)勢。他說:“如果你要訓練神經(jīng)網(wǎng)絡,就必須盡可能地執(zhí)行最多的數(shù)據(jù),理想情況下,從每一針腳到每一位都得算計在內。你必須將其加載內存中,然后快速地進行運算。我認為這就是GDDR得以有效發(fā)揮之處,而且夠成為理想的解決方案。”
三星半導體(Samsung Semiconductor)專用DRAM營銷經(jīng)理Tien Shiah說,GDDR持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展中,每個接腳的速度更快,而且傳統(tǒng)上搭配GPU用于圖像應用中。“現(xiàn)在,GPU正在尋找專用領域,特別是高端GPU開始進入機器學習類型的應用,因為這一類AI算法非常適合 GPU的平行架構。”但是,他說,有些應用還需要進一步的發(fā)展,以及采用高帶寬內存(HBM)。三星自今年初開始為先進圖像系統(tǒng)生產(chǎn)16Gbit GDDR6。
雖然許多新興的GDDR技術應用都來自汽車和高性能運算領域,但新的消費類應用也不斷出現(xiàn),例如8K視頻處理、AR和VR等。不過,Shiah指出,AR/VR應用的發(fā)展并不如預期。
Shiah說:“這項技術存在著許多的市場炒作和用戶的興奮情緒,然后,隨著人們開始導入后,有些人卻感到惡心和暈眩,但這其實與計算機系統(tǒng)是否足夠強大有關。”他說,早期的產(chǎn)品為了進入市場通常會降低規(guī)格,以便讓更多人都能使用這項技術,但其折衷之處就是導致有些人感到頭暈目眩。“隨著計算機系統(tǒng)每一年都會變得更加強大,以及GDDR6等圖像技術的處理能力提高,AR/VR的體驗會更好。再加上由于GPU和CPU的性能不斷進展,越來越多人將能享受這項技術的樂趣,而接下來的新戰(zhàn)場就會轉移到內存了。”
好消息是,它并不像近年來面臨障礙的平面NAND,或需要等3D變得更具成本效益才能繼續(xù)向前發(fā)展,GDDR看來還有很多的選擇。Shiah說:“我們一直在研究未來將會發(fā)生什么,現(xiàn)在,我們并未看到任何障礙,接下來也將繼續(xù)致力于該技術的進展。”
Schlapka也看到了新興內存技術的成長空間,而且,除了GDDR6之外還有其他技術,無論是GDDR7還是其他內存。“我們認為還有空間可以進一步發(fā)展像GDDR6這一類平行技術,但這是我們在接下來四到五年內需要探討的問題。”
三星在今年初為先進圖像系統(tǒng)量產(chǎn)16Gigabit GDDR6內存
GDDR的當前迭代已達到臨界點了。Jon Peddie Research負責人Jon Peddie表示,作為JEDEC標準之一,它已經(jīng)通過幾家公司將其納入產(chǎn)品的完整測試了,包括 AMD、英偉達 (Nvidia)和高通(Qualcomm)等。他說:“這些公司都投入了這項技術,更進一步確保它是竹十分可靠的。”美光是第一家進入大規(guī)模量產(chǎn)的公司。“這對于游戲玩家來說是個好消息,對于AI開發(fā)人員來說是好消息,對于工作站人員來說也是一個大好消息。這一切都是好消息,而且當他們學會如何從工藝中擠出更多產(chǎn)能時,一切還會更美好。”
然而,正如其他技術一樣,摩爾定律(Moore’s Law)也對于GDDR的可擴展性帶來挑戰(zhàn)。Peddie說:“GDDR6建立在摩爾最新、最好的工藝節(jié)點上,而且與任何新工藝節(jié)點一樣,在量產(chǎn)方面也存在著問題。不過,隨著半導體制造商日益熟悉如何建構這些產(chǎn)品以及經(jīng)驗更豐富時,產(chǎn)量將會越來越高。”理想的產(chǎn)量意味著制造商將會開始“賺錢”,他說,但隨著工藝節(jié)點進入個位數(shù)的納米級時,意味著還必須處理難以實現(xiàn)量產(chǎn)制造的“原子級”議題。
無論如何,GDDR內存目前正處于一個理想的發(fā)展位置,而且每一世代都持續(xù)改善中。Peddie說:“你將會看到一個美好的摩爾定律模式——更多的內存整合于同一封裝中,而且能以更低功耗實現(xiàn)更快速運作。這就是摩爾定律的精神所在。GDDR系列內存正是摩爾定律如何運作的典型例子。”