Gddr5 что это значит на видеокарте

GDDR5 (англ. Graphics Double Data Rate ) — 5-е поколение памяти DDR SDRAM, спроектированной для приложений, требующих более высокой рабочей частоты. Как и её предшественник (GDDR4), GDDR5 основана на памяти DDR3, которая имеет удвоенные, по сравнению с DDR2, DQ (Digital Quest) каналы связи, но у GDDR5 также есть буферы предварительной выборки шириной 8 битов, как у GDDR4.

Содержание

Разработка [ править | править код ]

В разработке стандарта, вместе со всеми основными производителями памяти (Hynix, Qimonda и Samsung) и JEDEC, активно участвовала и компания AMD. Разработка этого типа памяти заняла около трёх лет от начала разработок [ когда? ] до окончательной спецификации, а в AMD — ещё больше. Предполагалось, что GDDR5 будет работать на скоростях вплоть до 7 ГГц эффективной (учетверённой) частоты.

Первые чипы, поддерживающие напряжение 1,5 В (в отличие от 2,0 В для GDDR3) и имеющие плотность 0.5—2 Гбит, предлагали скорость передачи до 1000*4=4,0 ГГц. В дальнейшем этот параметр увеличился до 7 ГГц.

В ноябре 2009 г. компания Elp >[1]

В начале 2015 г. компания Samsung Electronics объявила о начале серийного выпуска первых в мире микросхем памяти GDDR5 плотностью 8 Гбит (предназначена для графических карт, используемых в ПК и суперкомпьютерах, для игровых консолей и ноутбуков); память выпускается по 20-нм технологии [2] . Компания Samsung Electronics, являющаяся крупнейшим поставщиком микросхем памяти, осенью 2010 объявила о расширении инициативы «Green Memory» («Зеленая память», с пониженным энергопотреблением) и на графическую память для ПК; теперь инициативы, наряду с памятью DRAM и твердотельными накопителями (SSD), распространяется также и на память Samsung LPDDR2 и GDDR5.

Технические особенности [ править | править код ]

GDDR5 соответствует стандартам, которые были изложены в спецификации GDDR5 JEDEC. Она использует 8n архитектуру предварительной выборки и интерфейс динамической конфигурации устройств, для достижения высокого быстродействия и может быть сконфигурирована для управления в режимах x32 или x16 (clamshell), который выбирается во время инициализации устройства.

Один 32-битный чип GDDR5 использует 170-контактный корпус BGA. Изготавливается по 40-нм техпроцессу (Samsung) и потребляет меньше питания, по сравнению с чипами предыдущего поколения.

GDDR5 использует две тактовые частоты, CK и WCK, последняя в два раза больше первой. Команды передаются в режиме SDR (стандартная тактовая частота) на частоте CK; адресная информация передаётся в режиме DDR на частоте CK; а данные передаются в режиме DDR на частоте WCK. Интерфейс GDDR5 передает два информационных слова шириной 32 бита за тактовый цикл (WCK) через выводы микросхемы памяти. Соответствуя 8n предварительной выборке, единичный доступ для чтения или записи состоит из двух передач данных шириной 256 бит за тактовый цикл (CK) внутри ядра памяти и восьми соответствующих половинных передач данных шириной 32 бита за тактовый цикл (WCK) на выводах микросхемы памяти.

Например, для GDDR5 со скоростью передачи данных 5 Гбит/с (Gbps) на вывод CK подается тактовая частота 1,25 ГГц, а WCK c частотой 2,5 ГГц. Также часто употребляется эффективная частота (QDR), поскольку, как написано выше, данные передаются на частоте WCK в режиме DDR. В приведенном примере эта частота составляет 5 GHz.

В связи с наличием двух частот (CK, WCK) производители изделий использующих GDDR5 могут указывать разные частоты для памяти, хотя скорость передачи данных может не отличаться. Nvidia указывает частоту WCK, AMD — частоту CK.

Память типа GDDR5 обеспечивает вдвое большую пропускную способность по сравнению с GDDR3. Для повышения пропускной способности у памяти GDDR3 приходилось использовать 512-битную шину, это приводило к тому, что увеличивается и чип, и его упаковка. Это увеличивало себестоимость, да и сами карты становились больше и сложнее, потребляя больше энергии. Переход на использование GDDR5 позволяет увеличить производительность (при 128/256-битной шине) в 2—3 раза при даже меньших размерах чипов и меньшем потреблении энергии [3] . Новый дизайн интерфейса памяти вызывает значительное увеличение эффективности использования полосы пропускания.

Несмотря на то, что чипы памяти GDDR5 стали дороже, чем GDDR3, особенно в начале её широкого применения, узкая ширина шины памяти позволяет упростить дизайн ПП, что дает преимущество, так что это перспективное решение.

Использование в коммерческих продуктах [ править | править код ]

25 июня 2008 года компания AMD выпустила свой первый графический ускоритель, использующий память GDDR5 — ATI Radeon HD 4870. На плате установлено 512 либо 1024 МБ памяти GDDR5.

AMD использует данную память в видеокартах среднего и высокого ценового диапазона, объём которой варьируется от 512 МБ до 8192 МБ: HD 4770/4730, HD 4870, HD 4890, HD 4870×2, HD 5670, HD 5750/5770, HD 5830/5850/5870 , HD 5970, HD 6770, HD 6850/6870, HD 6930/6950/6970/6990, GCN — Radeon HD7750/7770,HD 7850/7870, HD7950/7970, R9 2xx, R9 3xx, RX 4xx, RX 5xx, а также в графических картах для ноутбуков: HD 6490M, HD 6570M, HD 6750M, HD 6770M.

В апреле 2010 года вышел первый продукт от корпорации Nvidia, обладающий памятью стандарта GDDR5 — NVIDIA Fermi. Продукты на этой архитектуре обладают от 1024 МБ до 6144 МБ памяти стандарта GDDR5 для профессиональных карт: Quadro 2000, Quadro 4000, Quadro 5000, Quadro 6000 и от 512 МБ до 4096 МБ для игровых решений: GT240, GT430, GTS 450, GTX 460, GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 550 Ti, GTX 560, GTX 560 Ti, GTX 570, GTX 580, GTX 590, GTX 650,GTX 660, GTX 680, GTX 690, GTX 750, GTX 750Ti, GTX 760, GTX 770 и др.

В игровой приставке восьмого поколения PlayStation 4 и серверных системах GDDR5 используется в качестве оперативной памяти.

Перспективы [ править | править код ]

С момента выхода первого графического ускорителя, использующего память GDDR5 (ATI Radeon HD 4870, июнь 2008) прошло более десяти лет — больше, чем продержались другие типы графической памяти. Но расти далее уже особо и некуда — из возможностей GDDR «выжато» почти все. В стандарте GDDR5 нынешний тип памяти достиг своего предела, и хотя небольшие возможности для роста ПСП ещё есть, но они требуют слишком больших усилий и не изменят ситуацию кардинально. Но самое главное — вопрос высокого энергопотребления не решился до сих пор (при этом энергоэффективность — главный параметр для любого современного чипа) — даже текущие поколения GDDR5-памяти уже потребляют слишком много энергии из-за сложных механизмов тактования и работы на очень высокой частоте, а любые улучшения её производительности связаны с дальнейшим повышением частоты и сложности чипов, а значит, и энергопотребления [4] .

Также чипы GDDR5 занимают слишком много места на плате видеокарты и требуют применения нескольких каналов памяти, что усложняет сам графический процессор (особенно если говорить о топовых GPU с 384/512-битной шиной памяти).

Для решения этих и других проблем был анонсирован (компаниями AMD и Hynix в 2011 г.) а впоследствии разработан и внедрен новый стандарт памяти — High Bandw >[5]

• GDDR5X — SGRAM, вдвое превосходящая GDDR5 по пропускной способности. [6]

Те, кто впервые решил собрать свой ПК самостоятельно либо разобраться в его внутренностях, начинают сталкиваться с огромным количеством непонятных терминов. Когда мы открываем крышку корпуса, видим массу проводов, пластинок, вентиляторов, радиаторов и т.д. Чтобы не вызывать лишний раз мастера и не обращаться к друзьям, проще разобраться самому.

Сегодня мы поговорим о таком интересном понятии, как GDDR5. Что это, многие не знают, некоторые могу предполагать, другие осведомлены и разбираются. Чтобы не запутать читателя, стоит сразу сказать, что GDDR5 – это память. К чему она относится и где находится, мы узнаем дальше.

Видеопамять

Чтобы не вываливать на неосведомленного человека сразу кучу терминов, лучше подойти с другой стороны. Все мы знаем о материнской плате, которая размещена в корпусе ПК. К ней подсоединяются процессор, блок питания, видеокарта, ОЗУ и другие элементы. Помимо того, что существует оперативная память самой системы, также есть подобное понятие и у видеокарты.

Отсюда появляется термин – видеопамять. Фактически это то же самое, что и оперативная память, но отвечающая конкретно за хранение той части информации, которая нужна для воспроизведения изображения на экране. В отличие от ОЗУ всей системы, эта отвечает только, грубо говоря, за видео. Поэтому чипы видеопамяти разместили на видеокарте.

Начало

Начать знакомство с разными ОЗУ нужно с самой первой вариации. Наиболее старым видом «оперативки» считается память DDR. Сейчас, наверное, невозможно найти материнские платы с этим типом. Рабочее напряжение составляло 2,5 вольт. Естественно, оглядываясь на все имеющиеся уже типы, можно смело утверждать, что память DDR потребляла больше всего электроэнергии.

Разновидность

Прежде чем мы узнаем о том, что такое GDDR5 на видеокарте, придется разобраться в разнообразии. Типов оперативной памяти за все время было бесчисленное количество. Описывать каждый нет смысла, поэтому стоит перейти сразу к сути.

В целом, оперативное запоминающееся устройство получила имя DRAM. Впервые оно стало известно миру во время Второй мировой войны. Но в своем современном проявлении появилось в 1966 году. Длительно время разработчики и производители старались улучшить ОЗУ. Одним из первых типов стал PM DRAM в начале 90-х годов прошлого века.

Но разработчикам необходимо было все время увеличивать быстродействие и объем «оперативки». Спустя шесть попыток, на рынке появляется новый тип – DDR SDRAM. Он стал отличаться от предыдущих модификаций повышенной скоростью передачи данных (в два раза). Этот тип сначала устанавливался в видеоплатах. Со временем разработчики решили применять ОЗУ и на чипсетах.

Основа

Считается, что GDDR5 появилась именно благодаря DDR SDRAM. Эта пятая версия, которую сформировали для приложений. Эти софты требовали высокую полосу пропускания. Предшественником этого варианта стала память четвертого поколения. Обе основывались на DDR3. Канал связи стал удвоенным, появились буферы на ширину 8 битов.

Интересно, что над этим типом работало много производителей. Так в исследовательский «кружок» попали Hynix, Qimonda, Samsung и JEDEC. Сюрпризом стало то, что с ними работала и компания AMD. Работа заняла очень много времени, и от самого начала до финиша прошло три года. За это время разработчикам удалось добиться отличных результатов.

Тогда многие узнали о GDDR5, что это и для чего. Но не все могли использовать эту память, так как её спецификации все еще формировались. Так в начале своего пути чипы работали на невысоком напряжении 1,5 В, при этом плотность составляла 0,5-2 Гб. Частота их достигала 4000 МГц, а через какое-то время удалось поднять этот показатель до 7000 МГц.

Уже в 2009 году появился чип с плотностью 1 Гбит, спустя год – с плотностью 2 Гбит. Последний вариант был сформирован по техпроцессу 50-нм. К началу 2015 года разработка привела к отличным результатам. Плотность чипа достигла 8 Гбит, а техпроцесс был задействован на 20-нм. Такой рекордсмен вышел под руководством корейской компании Samsung.

Спецификация

Чтобы подробнее узнать о GDDR5, что это и для чего нужна эта память, важно рассмотреть основные характеристики, которые сейчас применяются всеми производителями. Как уже стало понятно, в названии буква «G» отвечает за понятие Graphics. То есть этот тип памяти нужен для работы видеокарты.

GDDR5 была выпущена согласна стандартизации. Под управлением 8n архитектуры, с интерфейсом конфигурации динамики, а также с технологиями, которые позволяли увеличить быстродействие. Один чип имеет разрядность 32 бита и корпус у него на 170 контактов. Техпроцесс равен 40-нм.

Частота может определяться двумя показателями. Если первая показывает значение 1250 МГц, то вторая будет равна 2500 МГц, то есть в два раза больше. Производители часто указывают отличающиеся частоты, но сама скорость передачи будет всегда одинаковой.

Главным преимуществом новинки стала улучшенная пропускная способность. В отличие от третьего поколения видеопамяти, пятое стало работать на шине шириной 128/256 бит. Во много это помогло сэкономить по некоторым показателям. Так, в GDDR3 использовали 512 бит для шины. Такой показатель увеличивал размер чипа, его упаковку, а соответственно и стоимость всей модели. Видеокарты с таким типом потребляли и большее количество энергии.

Внедрение

Теперь мы знаем о GDDR5, что это видеопамять, над которой работали ведущие производители. Неудивительно, что первая модель видеокарты появилась в 2008 году именно от компании AMD. Ей стала ATI Radeon HD 4870. Была представлена в двух вариациях, которые отличались объемом: 512 Мб и 1 Гб.

Были и модели от Nvidia Geforce. GDDR5 появились сразу в целой серии карт, среди которых были: GTX 550, GTX 560, GTX 580, GTX 590, GTX 660, GTX 680 и др. Кроме того, этот тип памяти ныне встречается и в четвертой версии консоли PlayStation. При этом её тут поместили в качестве ОЗУ.

Выводы

Резюмируя все вышеописанное, важно понимать, что прошло много времени после того, как появилась ОЗУ. Видеопамять развивалась и формировалась. Сейчас пятое поколение уже не самое скоростное среди всех. Относительно недавно стал известен еще один тип – GDDR5X. Он в два раза быстрее. Тем не менее, именно GDDR5 самая востребованная память, не только как составляющая видеокарты, но и как самостоятельные чипы ОЗУ.

Сейчас главной угрозой, которая может способствовать исчезновению этого типа памяти с рынка, является то, что память больше некуда развивать и улучшать. Кроме того, пока никак не удалось решить проблему с высокими показателями энергопотребления. И хотя значения относительно предыдущих версий стали гораздо меньше, все же ничего это не решает. К тому же, учитывая последние тенденции к оверклокингу, проблема с повышенным электропотреблением насущна и акутальна.

Видеокарты в компьютерах постоянно эволюционируют, и их эволюция идёт семимильными шагами. Казалось бы, ещё лет 10-15 назад даже 128 мегабайт видеопамяти и 560 мегагерц тактовой частоты видеопроцессора было топовым, недостижимым для большинства «простых смертных» решением. А сейчас – вон RTX, 1.6 ГГц видеопроцессор, 4352 ядра CUDA, 12 ГБ памяти…

Впрочем, кое-что роднит «новые» топовые видеокарты со «старыми» – они так же недоступны для «простых смертных». Поэтому людям, которые хотят приобрести игровой компьютер, но при этом не желают продавать почку и машину, приходится выбирать какое-либо компромиссное решение. И отыскать подходящую модель не так просто, как хотелось бы.

Ведь на среднем и нижнем ценовых сегментах начинается битва технических характеристик. На пользователя вываливают кучу информации – о ядрах, о частоте, о дисплеях, о видеопамяти… На что обращать внимание, а что проигнорировать?

Одна из важнейших характеристик, определяющих быстродействие видеокарты – это тип видеопамяти. И в это материале мы разберём, в чём разница между DDR3 и GDDR5, а также определимся, какой графический ускоритель всё-таки выбрать.

Видеопамять стандарта DDR3

Видеопамять стандарта DDR3 (также называемая GDDR3, Graphics DDR3) – устаревший по состоянию на настоящий момент вариант. Графические ускорители, оснащаемые ею, выпускались с 2004 года по 2015-2016 годы. Затем она потеряла единственное своё преимущество в сравнении со следующим поколением– цену. GDDR5-видеокарты стали дешевле.

В целом видеопамять DDR3 характеризуется следующим образом:

Максимальная тактовая частота – 2,5 ГГц;

Энергопотребление – 2 В;

2 передаваемых бита за такт.

Таким образом, памятью DDR3 оснащаются только малопроизодительные видеокарты. Конечно, в 2010 году они были верхом мощи и совершенства, но за окном немного не эта дата. На компьютере, оснащённом DDR3-видеокартой, в современные игры «побегать» не удастся.

Единственный плюс DDR3 – это сравнительно низкая цена. Купить конфигурацию с 4 ГБ видеопамяти в 2019 году за 6 тысяч рублей – более чем реально. За устройство с таким же объёмом и подобным графическим ускорителем, но на DDR5, придётся заплатить в лучшем случае вдвое больше.

Итак, подведём итоги.

Достоинства

• Сравнительно низкая цена.

Недостатки

Сравнительно низкая производительность;

Видеокарты с видеопамятью DDR3 – это бюджетное решение, которое предназначено для офисных и домашних компьютеров. Они являют собой «затычки», использующиеся исключительно для вывода видеосигнала. Играть на компьютерах с такими видеокартами можно будет разве что в старые «тайтлы» — проекты, вышедшие ориентировочно до 2011-2012 года.

Кроме того, памятью стандарта DDR3 оснащаются и так называемые профессиональные видеокарты. Эти графические ускорители используются в первую очередь для создания 3D-моделей, расчёта искусственного интеллекта и проведения многопоточных математических вычислений. И они также дешевле GDDR5-моделей, так что DDR3-конфигурации можно использовать в бюджетных организациях и домашних серверах, на которых «крутится» искусственный интеллект или что-то в этом духе.

Видеопамять стандарта GDDR5

Видеопамять стандарта GDDR5 – это новое и актуальное на момент составления данного материала (июнь 2019 года) поколение носителей. Именно она устанавливается в абсолютное большинство графических ускорителей – от бюджетных до топовых, от мобильных до настольных. Она разработана с нуля специально для использования в видеокартах, благодаря чему достигается высокая производительность.

Компания AMD выпускает свои видеокарты на GDDR5 с 2008 года. NVIDIA немного задержались – релиз первого устройства на этой памяти состоялся в 2010 году.

В целом GDDR5 характеризуется следующим образом:

Максимальная тактовая частота – 7 ГГц (но на практике она практически не встречается, в отличие от 4-5 ГГц);

Энергопотребление – 1.5 В;

4 передаваемых бита за такт.

Всё это делает GDDR5-стандарт очень производительной видеопамятью. О скорости её работы говорит также то, что в некоторых игровых консолях (в частности PS4) и серверных конфигурациях, где требуется максимальное быстродействие в сочетании с отказоустойивостью, GDDR5-модулю используются в качестве «оперативки».

Итак, подведём итоги.

Достоинства

Высокая производительность, которая отвечает требованиям современных игр;

Недостатки

• Сравнительно высокая цена.

Видеокарты с видеопамятью GDDR5 – это современное решение, которое отвечает актуальным требованиям по производительности. Увеличенная вдвое по сравнению с DDR3 скорость работы обеспечивает быстрый доступ к любым шейдерам, библиотекам и объектам, хранящимся в накопителях GDDR5.

GDDR5 в 2019 году оснащаются графические ускорители всех классов – и бюджетного, и среднего, и топового. Вопрос лишь в объёме и производительности ядра. Кроме того, стоит учесть, что конкретная скорость зависит от модели видеокарты, её производителя и некоторых других параметров.

Сравнение

Итак, DRR3 дешевле, а GDDR5 – производительнее. Но этим разница между ними не ограничивается.

Сравним два стандарта:

Минимальная цена видеокарты (на момент написания статьи, по данным интернет-магазина «ДНС»)

Предельная тактовая частота, ограниченная сверху технологией

В целом, «бюджетность» DDR3 совершенно не оправдывает экономии. Сейчас лучше брать варианты на GDDR5.