Memórias HBM e GDDR5X: Indo muito além do GDDR5

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Em nosso artigo anterior, vimos como a memória de GPU é diferente da memória RAM utilizada pelo processador. Basicamente, são baseadas na tecnologias atuais de CPU, mas trazem modificações de tensão, clock, barramento, entre outras características, que as tornam mais rápidas. Por outro lado, não há uma padronização do GDDR, já que cada fabricante adota quantidades diferentes, assim como especificações diferentes.

Vimos também que o GDDR5 está no mercado já há algum tempo. Isso nas GPUs de alto desempenho, com o GDDR3 ainda presente em modelos mais básicos. Já temos dois novos padrões de alto desempenho no mercado, ainda restritos a poucos modelos, e vamos conhecer um pouco mais sobre eles neste artigo.

HBM

Desenvolvido Disponíveispela AMD, o HBM (High Bandwidth Memory – Memória de Alta Banda) chegou ao mercado focado em resolver dois dos principais gargalos do GDDR5. O primeiro é a lenta evolução do GDDR5 em comparação com a potência das novas gerações de GPU, tanto da AMD quanto da NVIDIA. Em outras palavras, a velocidade do GDDR5 não “acompanha” o desenvolvimento de novas arquiteturas de GPU.

GDDR5

O HBM implementa memórias de forma vertical, ocupando um espaço munto menor.

Em segundo lugar, para alcançar uma banda mais alta, são necessários vários chips de memória. Estes consomem um espaço precioso na placa de GPU, além de consumir uma energia considerável. Como o HBM resolve isso? Basicamente, os chips são posicionados de forma vertical, resolvendo o problema de “espaço” e de consumo energético. Mas temos também alguns problemas importantes.

GDDR5

O GDDR5 implementa seus chips e memória e um mesmo plano, ocupando um espaço considerável. 12 GB de memória dedicada exigem 12 chips, como mostrado acima.

Com uma área menor no PCB, a solução de refrigeração deve ser mais avançada, já que ocupa um espaço menor. Em segundo lugar, a primeira geração do HBM é limitada a 4 GB de memória dedicada. Ainda que não seja um problema para o 1080p, certamente é um limitador e tanto para resoluções maiores (1440p e 4K), disponível na maioria dos títulos atuais. Essa primeira geração foi utilizada apenas pela AMD, mas a segundo, que vamos conhecer em um próximo artigo, resolve boa parte dos problemas, sendo cotada para ser utilizada também pela NVIDIA.

GDDR5X

Considerando as limitações do HBM, a NVIDIA optou pelo GDDR5X em suas GPUs mais avançadas. Essa tecnologia deve ser entendida mais como uma transição entre o GDDR5 e o GDDR6 do que um padrão completamente novo, sendo uma melhoria do GDDR5. A vantagem do GDDR5X é a sua capacidade de alcançar velocidades altíssimas, acima de 10 Gbps graças ao prefetch de 64 bits (contra 32 bits do GDDR5) e ao maior número de pinos.

GDDR5

O GDDR5X não chega a ser um padrão novo, sendo mais uma evolução do GDDR5.

De qualquer forma, os problemas inerentes do GDDR5 continuam presentes. Cada chip possui 1 GB de capacidade, sendo necessário utilizar 8 deles em uma GTX 1070 para alcançar os 8 GB. Isso de forma 2D no PCB, ocupando um espaço considerável. Ou seja, o GDDR5X dá uma sobrevida ao GDDR5 para a série 10 (GTX 1080 e 1080 Ti), mas mostra a exaustão do padrão, presente desde 2008, e a necessidade de um novo.

GDDR5

Essas pequenas melhorias resultam em benefícios diretos na velocidade final da memória.

Qual padrão será esse? No próximo artigo conheceremos um pouco mais sobre o HBM2 e o GDDR6, ambos propostos para substituir o GDDR5, assim como o DDR4 fez com o DDR3.

Fontes: Canaltech, AMD HBM, Makarov Tecnologia

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