La memoria de acceso aleatorio dinámico síncrono de velocidad de datos doble para gráficos 5 ( GDDR5 SDRAM ) es un tipo de memoria de acceso aleatorio de gráficos síncrono (SGRAM) con una interfaz de alto ancho de banda (" velocidad de datos doble ") diseñada para su uso en tarjetas gráficas , consolas de juegos y computación de alto rendimiento . [1] Es un tipo de GDDR SDRAM (gráficos DDR SDRAM ).
Al igual que su predecesora, la GDDR4 , la GDDR5 se basa en la memoria DDR3 SDRAM , que tiene el doble de líneas de datos en comparación con la DDR2 SDRAM . La GDDR5 también utiliza búferes de precarga de 8 bits de ancho similares a la GDDR4 y la DDR3 SDRAM .
GDDR5 SGRAM cumple con los estándares establecidos en la especificación GDDR5 por el JEDEC . SGRAM tiene un solo puerto. Sin embargo, puede abrir dos páginas de memoria a la vez, lo que simula la naturaleza de puerto dual de otras tecnologías VRAM. Utiliza una arquitectura de precarga 8N y una interfaz DDR para lograr un funcionamiento de alto rendimiento y se puede configurar para funcionar en modo ×32 o modo ×16 (clamshell) que se detecta durante la inicialización del dispositivo. La interfaz GDDR5 transfiere dos palabras de datos de 32 bits de ancho por ciclo de reloj de escritura (WCK) hacia/desde los pines de E/S. En correspondencia con la precarga 8N, un solo acceso de escritura o lectura consta de una transferencia de datos de dos ciclos de reloj CK de 256 bits de ancho en el núcleo de memoria interna y ocho transferencias de datos correspondientes de medio ciclo de reloj WCK de 32 bits de ancho en los pines de E/S.
GDDR5 funciona con dos tipos de reloj diferentes. Un reloj de comando diferencial (CK) como referencia para las entradas de dirección y comando, y un reloj de escritura diferencial reenviado (WCK) como referencia para las lecturas y escrituras de datos, que funciona al doble de la frecuencia del CK. Siendo más precisos, el SGRAM GDDR5 utiliza un total de tres relojes: dos relojes de escritura asociados con dos bytes (WCK01 y WCK23) y un solo reloj de comando (CK). Tomando como ejemplo una GDDR5 con una velocidad de datos de 5 Gbit /s por pin, el CK funciona con 1,25 GHz y ambos relojes WCK a 2,5 GHz. El CK y los WCK están alineados en fase durante la secuencia de inicialización y entrenamiento. Esta alineación permite el acceso de lectura y escritura con una latencia mínima.
Un solo chip GDDR5 de 32 bits tiene alrededor de 67 pines de señal y el resto son alimentación y conexiones a tierra en el paquete de 170 BGA .
Samsung Electronics presentó la GDDR5 en julio de 2007 y anunció que comenzaría a producir GDDR5 en masa a partir de enero de 2008. [2]
Hynix Semiconductor presentó la primera memoria GDDR5 de 60 nm de clase "1 Gb" (1024 3 bit) de la industria en 2007. [3] Admitía un ancho de banda de 20 GB/s en un bus de 32 bits, lo que permite configuraciones de memoria de 1 GB a 160 GB/s con solo 8 circuitos en un bus de 256 bits. El año siguiente, en 2008, Hynix superó esta tecnología con su memoria GDDR5 de 50 nm de clase "1 Gb".
En noviembre de 2007, Qimonda , una empresa derivada de Infineon , demostró y muestreó GDDR5, [4] y publicó un documento sobre las tecnologías detrás de GDDR5. [5] El 10 de mayo de 2008, Qimonda anunció la producción en volumen de componentes GDDR5 de 512 Mb con una velocidad nominal de 3,6 Gbit/s (900 MHz ), 4,0 Gbit/s (1 GHz) y 4,5 Gbit/s (1,125 GHz). [6]
El 20 de noviembre de 2009, Elpida Memory anunció la apertura del Centro de Diseño de Múnich de la empresa, responsable del diseño e ingeniería de memorias gráficas DRAM ( GDDR ). Elpida recibió activos de diseño GDDR de Qimonda AG en agosto de 2009 después de la quiebra de Qimonda. El centro de diseño tiene aproximadamente 50 empleados y está equipado con equipos de prueba de memoria de alta velocidad para su uso en el diseño, desarrollo y evaluación de memorias gráficas. [7] [8] El 31 de julio de 2013, Elpida se convirtió en una subsidiaria de propiedad total de Micron Technology y, según los perfiles profesionales públicos actuales de LinkedIn , Micron continúa operando el Centro de Diseño Gráfico en Múnich. [9] [10]
La memoria GDDR5 Hynix de 40 nm de clase "2 Gb" (2 × 1024 3 bit) se lanzó en 2010. Funciona a una velocidad de reloj efectiva de 7 GHz y procesa hasta 28 GB/s. [11] [12] Los chips de memoria GDDR5 de "2 Gb" permitirán que las tarjetas gráficas con 2 GB o más de memoria integrada tengan un ancho de banda máximo de 224 GB/s o superior. El 25 de junio de 2008, AMD se convirtió en la primera empresa en comercializar productos que utilizan memoria GDDR5 con su serie de tarjetas de vídeo Radeon HD 4870 , que incorpora módulos de memoria de 512 Mb de Qimonda con un ancho de banda de 3,6 Gbit/s. [13] [14]
En junio de 2010, Elpida Memory anunció la solución de memoria GDDR5 de 2 Gb de la empresa, que se desarrolló en el Centro de Diseño de Múnich de la empresa. El nuevo chip puede funcionar a una velocidad de reloj efectiva de hasta 7 GHz y se utilizará en tarjetas gráficas y otras aplicaciones de memoria de alto ancho de banda. [15]
Los componentes GDDR5 de "4 Gb" (4 × 1024 3 bit) estuvieron disponibles en el tercer trimestre de 2013. Inicialmente lanzados por Hynix, Micron Technology rápidamente siguió con su implementación lanzada en 2014. El 20 de febrero de 2013, se anunció que la PlayStation 4 usaría dieciséis chips de memoria GDDR5 de 4 Gb para un total de 8 GB de GDDR5 a 176 Gbit/s (CK 1.375 GHz y WCK 2.75 GHz) como RAM combinada de sistema y gráficos para usar con su sistema en un chip con tecnología AMD que comprende 8 núcleos Jaguar , 1152 procesadores shader GCN y AMD TrueAudio . [16] Los desmontajes de productos confirmaron más tarde la implementación de memoria GDDR5 basada en 4 Gb en la PlayStation 4. [ 17] [18]
En febrero de 2014, como resultado de la adquisición de Elpida, Micron Technology agregó productos GDDR5 de 2 Gb y 4 Gb a la cartera de soluciones de memoria gráfica de la compañía. [19]
El 15 de enero de 2015, Samsung anunció en un comunicado de prensa que había comenzado la producción en masa de chips de memoria GDDR5 de "8 Gb " (8 × 1024 3 bits) basados en un proceso de fabricación de 20 nm . Para satisfacer la demanda de pantallas de mayor resolución (como 4K ) cada vez más común, se requieren chips de mayor densidad para facilitar búferes de cuadros más grandes para cálculos con uso intensivo de gráficos, a saber, juegos de PC y otras representaciones 3D . El mayor ancho de banda de los nuevos módulos de alta densidad equivale a 8 Gbit/s por pin × 170 pines en el paquete BGA x 32 bits por ciclo de E/S , o 256 Gbit/s de ancho de banda efectivo por chip. [20]
El 6 de enero de 2015, el presidente de Micron Technology, Mark Adams, anunció el muestreo exitoso de GDDR5 de 8 Gb en la llamada de ganancias del primer trimestre fiscal de 2015 de la compañía. [21] [22] Luego, el 25 de enero de 2015, la compañía anunció que había comenzado los envíos comerciales de GDDR5 utilizando una tecnología de proceso de 20 nm. [23] [24] [25] El anuncio formal de la GDDR5 de 8 Gb de Micron apareció en forma de una publicación de blog archivada el 7 de septiembre de 2015 en Wayback Machine por Kristopher Kido en el sitio web de la compañía el 1 de septiembre de 2015. [26] [27]
En enero de 2016, JEDEC estandarizó GDDR5X SGRAM. [28] GDDR5X apunta a una tasa de transferencia de 10 a 14 Gbit/s por pin, el doble que GDDR5. [29] Básicamente, proporciona al controlador de memoria la opción de usar un modo de doble tasa de datos que tiene una precarga de 8n, o un modo de cuádruple tasa de datos que tiene una precarga de 16n. [30] GDDR5 solo tiene un modo de doble tasa de datos que tiene una precarga de 8n. [31] GDDR5X también usa 190 pines por chip (190 BGA ). [30] En comparación, GDDR5 estándar tiene 170 pines por chip; (170 BGA ). [31] Por lo tanto, requiere una PCB modificada . Se puede utilizar QDR (velocidad de datos cuádruple) en referencia al reloj de comando de escritura (WCK) y ODR (velocidad de datos octal) en referencia al reloj de comando (CK). [32]
Micron Technology comenzó a muestrear chips GDDR5X en marzo de 2016, [33] y comenzó la producción en masa en mayo de 2016. [34]
Nvidia anunció oficialmente la primera tarjeta gráfica que utiliza GDDR5X, la GeForce GTX 1080 basada en Pascal el 6 de mayo de 2016. [35] Más tarde, la segunda tarjeta gráfica en utilizar GDDR5X, la Nvidia Titan X el 21 de julio de 2016, [36] la GeForce GTX 1080 Ti el 28 de febrero de 2017, [37] y la Nvidia Titan Xp el 6 de abril de 2017. [38]
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