Со временем компьютерной индустрии стало настолько сложно развиваться, что она даже не поспевает за правилом Мура, которое гласит, что каждые два года число транзисторов на плате должно увеличиваться в два раза. Многие грубо интерпретировали это как то, что производительность всех компонентов компьютера должна увеличиваться с такой же скоростью, что само по себе неверно. Тем не менее время от времени мы получаем серьезное увеличение быстродействия компонентов, и сейчас стоим на пороге очередного из них, которое должно вдвое увеличить скорость работы видеопамяти. Стандарт уже утвержден и получил соответствующий сертификат. Давайте разберемся, что это нам даст.

Самая быстрая видеопамять

Как вы догадались, речь о памяти GDDR7, о которой говорят уже несколько лет. И даже готовые прототипы тестировались уже в 2022 году. Теперь же она пришла официально, а главной маркетинговой характеристикой стала скорость 192 ГБ/с на устройство, которую мы должны получить в продуктах нового поколения. Ожидать их стоит, скорее всего, в следующем году.

Предыдущее поколение — GDDR6 — стало реальностью в сентябре 2018 года с выходом архитектуры Turing в серии RTX 20 от Nvidia. Оно обеспечивало скорость до 56 ГБ/с на устройство, которая со временем подросла до 80 ГБ/с, например, в AMD RX 7900 XTX.

Позже Nvidia помогла создать ее более быструю альтернативу — GDDR6X, которую «разогнали» почти до 100 ГБ/с в самой последней RTX 4080 Super. Официально Micron оценивает скорость GDDR6X на уровне 24 Гбит/с, что соответствует скорости 96 ГБ/с на устройство.

Новый стандарт GDDR7, официально получивший спецификацию JEDEC, в конечном итоге должен достигать 192 ГБ/с на устройство, вдвое превышая скорость GDDR6X. Как у любого любознательного человека, у меня сразу возник вопрос, как получилось добиться такого результата. И без технических новшеств тут не обошлось.

Как работает память GDDR7

Новый тип памяти отметится внедрением интерфейса импульсно-амплитудной модуляции сигнала (PAM3) и будет использовать три уровня сигналов (-1, 0, +1). Благодаря этому получится передавать три бита данных за два цикла. Для сравнения, бинарная схема модуляции NRZ, используемая в GDDR6, не поддерживает возврата к нулю и передает два бита за два цикла. Теперь мы получили сразу три бита за два цикла. То есть, если грубо, то только благодаря этому мы получаем повышение эффективности передачи данных в полтора раза при идентичной тактовой частоте.

Недостатки памяти GDDR7

Правда, у PAM-3 есть и обратная сторона. Сигналы по этой технологии сложнее генерировать и декодировать, чем в случае с NRZ, что приведет к росту энергопотребления и большей чувствительности к помехам. Как результат, мы получим видеокарты, которые будут еще более горячими. Это потребует более существенной проработки систем охлаждения.

Не исключено, что только термопрокладок на чипах памяти уже будет недостаточно. В 2022 году, начав работать с GDDR7, Samsung косвенно подтвердила проблемы с перегревом, сообщив, что в производстве чипов пришлось использовать на 70% более жаростойкий компаунд. Как следствие, если чипы действительно будут греться больше, то более эффективными придется делать не только элементы охлаждения GPU, но и всего корпуса в целом.

Среди других нововведений GDDR7 можно отметить использование основных независимых шаблонов обучения регистров сдвига с линейной обратной связью, призванных повысить точность и сократить время обучения.

GDDR7 получит четыре независимых 8-битных канала против двух 16-битных в GDDR6. Чистый эффект от изменения количества каналов заключается в том, что, уменьшив их ширину вдвое, но сохранив размер предварительной выборки прежним, мы фактически удваиваем количество данных, которые предварительно выбираются за цикл работы ячеек DRAM. Подобный подход применялся в GDDR6 в 2018 году. Это служит напоминанием о том, что ячейки DRAM все еще очень медленные и не становятся быстрее. Поэтому единственный способ обеспечить более быстрые шины памяти — это получать все большие объемы данных за один проход.

Где будет применяться память GDDR7

Все это в той или иной мере уже было известно, ведь Samsung раскрыла многие ключевые детали GDDR7 в июле прошлого года. Но сейчас мы получили не просто спецификации, к которым стремятся производители, а полноценный стандарт, опубликованный JEDEC. А значит, мы переходим к тому, что GDDR7 уже точно будут применять в продуктах.

Правда, пока есть слухи, что в серии RTX 50 рассчитывать на новую память не стоит. Этой информацией поделился инсайдер kopite7kimi, который в своё время первым точно описал параметры карт GeForce RTX 30 и предсказал многое из характеристик карт RTX 40. Можно предположить, что полноценный запуск GDDR7 состоится с выходом видеокарт пятидесятой серии с приставкой «Super». Более доступные версии еще долго будут комплектоваться GDDR6, даже после выхода седьмого поколения.

Если в конце сказать об абсолютных значениях пропускной способности, которые мы можем получить на выходе, то это будет до 2304 ГБ/с с использованием самых широких на сегодняшний день 384-битных интерфейсов. Именно такими могут стать лучшие решения с GDDR7. Но всё это в идеальных условиях, ведь все графические процессоры Nvidia серии RTX 40 с GDDR6X используют тактовую частоту немного ниже максимальной.

В любом случае, это большой шаг вперед в индустрии высококлассных компьютерных игр, систем для обработки искусственного интеллекта и дата-центров, который ждет нас в будущем. Но даже без этого топовые видеокарты текущего поколения еще долго будут радовать своих владельцев высокой производительностью.