DDR e GDDR: Quais são as diferenças entre as memórias?

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Diferentemente dos gráficos integrados, que compartilham a memória RAM do sistema, as placas de vídeo offboard possuem sua própria memória RAM. O motivo? Esta é mais rápida do que a memória do sistema na grande maioria dos casos, o que implica em um preço maior. Mesmo as GPUs mais avançadas raramente trazem mais de 8 GB de memória dedicada (na data de fechamento deste artigo), o que ocorre tanto pelo custo maior quanto por necessidade.

Mas, afinal, quais são as diferenças entre a memória RAM e a memória da placa de vídeo dedicada? Será que são tão diferentes assim? É possível usar a memória GDDR com a CPU? É o que vamos explorar neste artigo.

Diferenças e semelhanças: DDR e GDDR

O “DDR” é uma sigla em inglês para “Double Data Rate”. No caso da memória da placa de vídeo, temos o “G” extra, significando “Gráfico” (“Graphics”, em inglês). Tanto a memória RAM do sistema quanto à da placa de vídeo são classificadas por gerações, como DDR3, DDR4 (o padrão atual), assim como GDDR3 e GDDR5. Essencialmente, ambas usam a mesma arquitetura, mas há algumas modificações do padrão que fazem as memórias GDDR mais apropriadas para o uso em GPUs.

DDR e GDDR

Principais diferenças entre os padrões de memória RAM, com diferentes tensões, clocks e barramentos.

Vamos usar as memórias DDR3 e GDDR3 como exemplo. A primeira grande diferença aparece na alimentação típica de cada uma: 1,5V na DDR3, contra 1,8V na GDDR3. Essa alimentação extra permite que a memória GDDR3 trabalhe com frequências maiores, naturalmente significando também um consumo maior de energia e de dissipação térmica. Além disso, temos um barramento de dados de 32 bits na GDDR3, contra uma faixa de 4 a 16 bits na DDR3. Abaixo, temos as principais diferenças de cada uma.

Evolução das memórias DDR e GDDR.

Evolução das memórias DDR e GDDR.

Uma diferença pequena, certo? Apesar do nome indicar uma mesma geração, a memória GDDR3 é baseada na memória DDR2. Já a memória GDDR4, que foi “pulada”, foi projetada com base na DDR3. Isso significa que a GDDR5 é baseada na memória DDR4? Curiosamente, também é baseada na memória DDR3, com o diferencial de trazer o dobro de linhas de dados. Com isso em mente, vamos à pergunta: por que não usar a memória GDDR com a CPU?

CPU + GDDR5?

Em primeiro lugar, temos o custo. Instalar uma quantidade razoável de memória GDDR5 em um PC comum, como 8 ou 16 GB, tornaria seu preço proibitivo. Outro ponto é que, apesar do que dissemos acima, a arquitetura dos modelos GDDR e DDR3 é semelhante, mas não idêntica. Ao comprar um pente de memória DDR3, por exemplo, ele funcionará em qualquer máquina com esse slot. Seja um notebook mais atual, seja um modelo de 5 anos que use o mesmo padrão. Não é o caso com memórias GDDR.

DDR e GDDR

Memórias DDR são padronizadas e podem funcionar em diferentes placas-mãe de diferentes fabricantes.

Empresas de chips gráficos, como a NVIDIA e a AMD, não fabricam placas de vídeo (não para o consumidor diretamente, já que o fazem com suas séries profissionais). A “responsabilidade por desenvolver” a placa de vídeo fica para fabricantes de hardware, que customizam clocks, quantidade/tipo de memória, sistemas de refrigeração, e assim por diante. Um chip GDDR5 usando em um fabricante A não usa as mesmas especificações do fabricante B, assim como controladores de tensão, capacitores e outros componentes.

DDR e GDDR

Já as memórias GDDR são implementadas por fabricantes, usando um chip da AMD ou NVIDIA. São quase computadores completos, com memórias soldadas e customizadas em cada um dos modelos.

A placa de vídeo pode ser entendida como uma espécie de computador à parte, um “subsistema” dentro do computador. Diferentemente do que ocorria há alguns anos, isso em alguns poucos modelos, a quantidade e o tipo de memória não podem ser customizadas pelo consumidor, já que são soldadas à placa. E isso é ótimo, pois permite que fabricantes customizem seus produtos para se tornarem mais competitivos. É o caso, por exemplo, do Avell Titanium G1513 Iron V4, que oferece a GTX 1050 da NVIDIA com 4 GB GDDR5, contra 2 GB das especificações originais.

Padrões pós-GDDR5

Grande parte dos chips de alto desempenho, tanto da AMD quanto da NVIDIA, traz memórias GDDR5. Isso em diferentes quantidades, indo de 1 GB até mais de 8 GB. E também já há algum tempo, mesmo com ganhos de velocidade. Em um próximo artigo vamos explorar os padrões da próxima geração, projetados para substituir o GDDR5. Vamos partir do GDDR5X, atualmente presente na NVIDIA GeForce GTX 1080 e GTX 1080 Ti e HBM e chegaremos no GDDR6 e no HBM2.

Fontes: Clube do Hardware, Micron GDDR5 Introduction, NVIDIA

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