DDR4 SDRAM
A DDR3 nagyobb sebességű és alacsonyabb feszültségű utódja, a DDR4 a jelenlegi mainstream szabványnak számít, mivel számos processzor/platform, például a Skylake, Kaby Lake, Haswell-E, Z170, Z270, X99 és a közelgő Skylake-X és Ryzen már elfogadta a DDR4-et. A CPU-hoz hasonlóan a DDR4 is arra épült, hogy alacsony késleltetéssel és bizonyos granularitással kezelje a kisebb feladatok bombázását. A DDR4 alapvetően alkalmas kis mennyiségű adat gyors (viszonylag gyors) átvitelére, az összesített sávszélesség rovására. A DDR4 buszszélessége csatornánként 64 bit, de kombinált; azaz kétcsatornásan 128 bites buszszélesség. Ezenkívül a DDR4 8n méretű prefetch-pufferrel rendelkezik (nyolc adatszó memória-hozzáférésenként), ami azt jelenti, hogy 8 egymást követő adatszó (a szavak 8-64 bitesek lehetnek) olvasható és előzetesen elhelyezhető az I/O-pufferben. Emellett az I/O-interfész órajelciklusonként egy olvasásra (kimenet a memóriából) vagy írásra (bemenet a memóriába) korlátozódik, de mindkettőre nem. Az alábbiakban azt tárgyaljuk, hogy ezek a specifikációk hogyan állnak szemben a GDDR5-tel.
GDDR5 SGRAM
A GPU-k utolsó pár generációja között jelenleg a GDDR5 a legelterjedtebb grafikus memória, de a legújabb verzió a GDDR5X, amely jelenleg csak két kártyán van megvalósítva: a GTX GeForce 1080 és a Titan X (hamarosan 1080 Ti). Érdemes megemlíteni a HBM-et (High-Bandwidth Memory), amelyet az AMD néhány csúcskategóriás Fiji GPU-jában használ. A HBM 2-t a JEDEC 2016 januárjában ratifikálta, és az nVidia Tesla P100-ban használják, és feltehetően az AMD csúcskategóriás Vega-alapú GPU-iban is használni fogják.
A DDR5 kifejezetten a sávszélességre lett kifejlesztve; pl. hatalmas adathalmazok mozgatása a keretpufferbe és onnan ki a lehető legnagyobb átviteli sebességgel. Ezt a sokkal szélesebb busz teszi lehetővé – 256 és 512 bit között 4-8 csatornán keresztül. Ez azonban a DDR4-hez képest sokkal lazább belső időzítések révén megnövekedett késleltetés árán valósul meg. A GPU-k esetében a késleltetés nem jelent teljes mértékben problémát, mivel párhuzamos jellegük lehetővé teszi, hogy egyszerre több számítást is elvégezzenek. Bár a GDDR5 a DDR4-gyel megegyező, 8n-es prefetch-puffer-mérettel rendelkezik, a legújabb GDDR5X szabvány 16n-es mélységével (16 adatszó memória-hozzáférésenként) még ezt is felülmúlja. Ráadásul a GDDR a DDR-től eltérően képes a bemenetet és a kimenetet ugyanazon az órajelcikluson belül kezelni. Ezenkívül a GDDR5 a DDR4-nél alacsonyabb, ~1V körüli feszültségen működik, ami kevesebb hőveszteséget és nagyobb teljesítményű modulokat jelent. A sűrűn egymás mellé pakolt kis csomagokban, például egy grafikus kártya nyomtatott áramköri lapján, az alacsonyabb hőmennyiség kritikus fontosságú. A rendszermemóriának a pendrive teljes felülete terjeszkedhet, és el van szigetelve a magas hőterhelésű alkatrészektől (például a GPU-tól).
Evolúció
A DDR SDRAM nem tapasztalja azt az exponenciális növekedést, amelyet grafikus alapú társai tapasztalnak. A DDR4-en 2005 körül kezdtek el dolgozni, de csak 2014-ben került piacra. A DDR3 2007-ben került piacra, és még ma is széles körben használják.
A hosszú várakozási idő néhány tényezőnek tulajdonítható. Először is, a RAM-gyártók inkább ár-, mintsem teljesítményalapon versenyeznek. A RAM árucikké vált. Ráadásul a RAM-ipart nem csak két, egymást folyamatosan felülmúlni próbáló versenytárs uralja. Másodszor, az új memóriaszabványokat a JEDEC szabványügyi testület dolgozza ki és ratifikálja, amely a világ összes memóriagyártójából áll, és az új szabványokról tanácskozik. Végül pedig a memóriaipar a PC-k tekintetében nem éppen a nagyobb sávszélességért kiált – manapság a RAM ritkán jelent szűk keresztmetszetet az asztali számítógépek teljesítményében.
A generációs növekedésnek sokkal több katalizátora van a CPU-k és a GPU-k tekintetében, ahol a fejlődést nagyrészt egy vagy két nagy gyártó ösztönzi a piaci részesedésért folytatott versenyben. Emellett a GPGPU-csővezeték (General Purpose Computing on Graphics Processing Unit) megjelenésével a GPU-gyorsított számítástechnika válik általánossá. Ez azt jelenti, hogy a nagy teljesítményű GPU-k már nem kizárólag a játékosok számára kívánatosak, mivel a kereslet számos különböző számítástechnikai területen növekszik. Így a fejlett hardverekért és technológiákért folytatott verseny továbbra is tombol, mivel több számítási lóerőre van szükség az AI, a mélytanulás, a fejlett képfeldolgozás, a pénzügyi modellezés, az adatközpontok stb. számára.
Következtetés
Míg a DDR4 és a GDDR5 közös alaptechnológiák, egyik sem eredendően jobb, mint a másik; mindkettő hatékonyan felszerelt, különböző célokat szolgál. Van néhány megkülönböztető tényező, amely szerepet játszik – ahogyan azt itt leírtuk -, de triviálisan a késleltetés vs. sávszélesség kifejezéssel lehetne leírni. A CPU-k jobban támaszkodnak a gyorsítótárra és hatékonyabbak, és magjaik sokkal magasabb órajelen futnak, mint a GPU-k. Így a CPU-knak nem kell olyan gyakran hozzáférniük a rendszermemóriához, de amikor ez megtörténik, az alacsony késleltetés elengedhetetlen. A GPU-k kevésbé cache-terheltek, de kisebb mennyiségű, sokkal gyorsabb memóriával rendelkeznek, így jellemzően sokkal gyorsabban elérhetők. Így a nagy számítási teljesítményű funkciókat, ahol az átviteli sebesség kulcsfontosságú, a videokártyára és annak VRAM-jára terheljük.
Editorial: Hamilton