Pierwsze części do 32 Gbps/pin

Samsung ogłosił dziś wieczorem, że zakończył prace nad pierwszą generacją pamięci GDDR7. Oczekuje się, że kolejna iteracja ogólnobranżowej technologii pamięci o dużej przepustowości pojawi się na rynku w 2024 r., a Samsung ma dobrą pozycję, aby być jednym z pierwszych dostawców pamięci. Dzięki częściom GDDR7 pierwszej generacji, które mają osiągnąć przepustowość 32 Gb/pin — o 33% więcej niż dzisiejsze najlepsze części GDDR6 — firma chce zapewnić znaczny wzrost przepustowości pamięci GDDR dzięki przyjęciu technologii sygnałów PAM-3.

Ogłoszenie Samsunga pojawia się, gdy obserwujemy wzrost rewelacji i ogłoszeń dotyczących kolejnej iteracji tej szeroko stosowanej technologii pamięci. Chociaż ostateczne specyfikacje pamięci nie zostały jeszcze opublikowane przez JEDEC, konkurent Samsunga, Micron, wcześniej ogłosił, że planuje zaoferować własną pamięć GDDR7 w 2024 r. – harmonogram podobny do obecnego Samsunga. Tymczasem firma narzędziowa EDA, Cadence, ujawniła sporo szczegółów technicznych na początku tego roku w ramach zapowiedzi swoich walidatorów GDDR7, ujawniając, że pamięć będzie wykorzystywać sygnały PAM-3 i osiągnie szybkość transmisji danych do 36 Gb/s/pin.

Dzięki dzisiejszemu ogłoszeniu Samsung staje się pierwszym dużym producentem pamięci, który publicznie ogłosił zakończenie prac nad pierwszą generacją pamięci GDDR7. I chociaż firma ma tendencję do ogłaszania tego typu pamięci stosunkowo wcześnie w procesie oferowania – na długo przed tym, jak pamięć jest gotowa do masowego produktu komercyjnego – są one nie mniej ważne w rozwoju GDDR7, ponieważ oznaczają, że producenci pamięci i urządzeń mogą rozpocząć weryfikację funkcjonalnych urządzeń. Jeśli chodzi o samego Samsunga, ogłoszenie daje koreańskiej grupie bardzo wyraźną okazję do umocnienia swoich roszczeń do pozycji lidera w branży pamięci GDDR.

Oprócz aktualizacji procesu rozwoju GDDR7, ogłoszenie Samsunga zawiera również pewne szczegóły techniczne na temat pierwszej generacji GDDR7 firmy — chociaż „wysoki poziom” jest słowem roboczym, ponieważ w żadnym wypadku nie jest to głębokie nurkowanie techniczne.

Zgodnie z zapowiedzią Samsunga spodziewają się osiągnąć prędkość transmisji danych do 32 Gb/s/pin. To o 33% więcej niż szybkość transmisji danych 24 Gb/s, którą mogą dziś osiągnąć wysokiej klasy produkty firmy GDDR6. Zarówno Samsung, jak i Cadence ujawnili wcześniej, że spodziewają się, że pamięć GDDR7 ostatecznie osiągnie 36 Gb/s/pin, chociaż podobnie jak w przypadku rozwoju GDDR6 — o 50% szybszego niż GDDR6 — prawdopodobnie zajmie to wiele generacji produktów.

Co ciekawe, zaczęło się to znacznie bliżej oczekiwanych limitów GDDR7 niż widzieliśmy w poprzednich generacjach technologii pamięci. Podczas gdy GDDR6 wystartował z szybkością 14 Gb/s i ostatecznie rozszerzył się do 24 Gb/s, Samsung chce zacząć od 32 Gb/s. Jednocześnie jednak GDDR7 będzie mniejszym skokiem generacyjnym niż to, co widzieliśmy w przypadku GDDR6 lub GDDR5; Zamiast podwajać przepustowość technologii pamięci w stosunku do swojego poprzednika, GDDR7 zwiększa tylko o 50% dzięki przejściu z sygnałów NRZ (2 stany) na sygnały PAM-3 (3 stany).

Warto również zauważyć, że obecnie najszybsza pamięć GDDR6, jaką widzieliśmy, działa na używanych kartach graficznych tylko z szybkością 20 Gb/s. Samsung GDDR6 24 Gb/s, choć ogłoszony nieco ponad rok temu, nadal jest w tej chwili tylko „samplowany”. Tak więc pomimo wielu innych produktów wykorzystujących GDDR6, efektywny skok przepustowości dla kart graficznych w latach 2024/2025 może być bardziej znaczący, w zależności od dostępnych wówczas ocen prędkości.

Jeśli chodzi o pojemność, pierwsze układy GDDR7 firmy Samsung mają pojemność 16 GB, co odpowiada gęstości prądu obecnych najwyższych układów GDDR6(X). Tak więc pojemności pamięci produktów końcowych nie będą się znacznie różnić od dzisiejszych produktów, przy założeniu tej samej szerokości szyny pamięci. Wzrost gęstości DRAM jako całości zwolnił na przestrzeni lat z powodu problemów ze skalowaniem, a GDDR7 nie będzie na to odporny.

Samsung twierdzi również, że jego technologia GDDR7 oferuje „20% poprawę wydajności energetycznej w porównaniu z 24 Gb/s GDDR6 DRAM”, choć jest to szerokie twierdzenie, w którym diabeł tkwi w szczegółach. Ponieważ efektywność energetyczna pamięci DRAM jest zwykle mierzona bit po bicie (pikodżuli na bit/pJpb), nasza interpretacja jest taka, że ​​jest to liczba, do której odnosi się Samsung w tym twierdzeniu. Jednak nadal nie jest jasne, czy ten pomiar jest wykonywany przy 24 Gb/s (przepustowość ISO), czy 32 Gb/s.

Tak czy inaczej, dobrą wiadomością jest to, że GDDR7 Samsunga ma zapewnić znaczny wzrost wydajności energetycznej. Ale przy zaledwie 20% poprawie efektywności energetycznej technologii pamięci, która oferuje do 33% większą przepustowość, Oznacza to, że bezwzględne zużycie energii przez pamięć rośnie w porównaniu z poprzednią generacją. Zakładając, że wydajność energetyczna Samsunga dotyczy GDDR7 @ 32 Gb/s w porównaniu z GDDR6 @ 24 Gb/s, obserwujemy 7% wzrost całkowitego zużycia energii. W przeciwnym razie, jeśli jest to przepustowość izo, wzrost zużycia energii przy pełnej przepustowości może być znacznie większy, w zależności od krzywej napięcia/częstotliwości Samsunga.

Ogólnie rzecz biorąc, jest to ten sam wynik, który zaobserwowaliśmy po wprowadzeniu GDDR6(X), gdzie pomimo wzrostu efektywności energetycznej, ogólne zużycie energii wzrosło z generacji na generację, ponieważ wzrost efektywności energetycznej nie nadąża za zapotrzebowaniem na przepustowość. Nie mówię, że to wszystko jest nieoczekiwane, ale oznacza to, że dobre chłodzenie będzie ważniejsze dla pamięci GDDR7.

Ale dla klientów o ścisłych potrzebach w zakresie zasilania/chłodzenia Samsung ogłasza również, że zaoferuje wersję ich pamięci GDDR7 o niższym napięciu. Firma nie ujawniła nominalnych napięć dla GDDR7 ani jego odpowiednika o niższym napięciu, ale spodziewamy się, że Samsung użyje tych samych chipów w zamian za niższe napięcie robocze, podobne do niskonapięciowego GDDR6.

W ujawnieniu Samsunga brakuje również wszystkiego w fantastycznym procesie, którego używają do wyprodukowania nowej pamięci. Najnowszy GDDR6 firmy wykorzystuje własny proces D1z, podczas gdy niedawne ogłoszenie pamięci Samsung DDR5 mówi, że używają tam 12 nm (D1b?). Nawet jeśli nie znamy dokładnego używanego węzła, Samsung prawie na pewno używa nowszego węzła dla GDDR7. Co oznacza, że ​​niektóre przyrosty wydajności energetycznej o co najmniej 20% z GDDR7 będą raczej produktem nowszego węzła niż wewnętrznej poprawy wydajności z GDDR7.

Chociaż Samsung zdecydowanie nad nimi pracuje. Chociaż szczegóły znów są bardzo lekkie, firma zauważa, że ​​pamięć GDDR7 wykorzystuje „optymalizację architektury układów scalonych”, aby kontrolować wytwarzanie energii i ciepło.

Oprócz produkcji elektroniki, ostatnia ważna innowacja z GDDR7 firmy Samsung będzie zdecydowanie fizyczna: żywica epoksydowa. Biorąc pod uwagę już wysokie obciążenia termiczne generowane przez obecną pamięć GDDR taktowaną z najwyższymi prędkościami, komunikat prasowy Samsunga wskazuje, że używa nowej masy epoksydowej (EMC) dla GDDR7, która została zaprojektowana z myślą o lepszym przenoszeniu ciepła. Wreszcie Samsung twierdzi, że opór cieplny pamięci GDDR6 został zmniejszony o 70%, co powinno pomóc zapewnić, że dobra chłodnica może nadal pobierać wystarczającą ilość ciepła z układów pamięci, pomimo ogólnego wzrostu wytwarzania ciepła.

Podsumowując, teraz, gdy wstępny rozwój ich pamięci GDDR7 został zakończony, Samsung przechodzi do testów walidacyjnych ze swoimi partnerami. Według firmy w tym roku będą pracować z głównymi klientami nad weryfikacją; Chociaż w tym momencie firma nie mówi, kiedy spodziewa się rozpocząć masową produkcję nowej pamięci.

Biorąc pod uwagę czas ogłoszenia Samsunga (a także Microna), wydaje się, że głównym rynkiem zbytu dla GDDR7 jest sztuczna inteligencja i akceleratory sieciowe, a nie karty graficzne, od których GDDR7 bierze swoją nazwę. Ponieważ AMD i NVIDIA mają zaledwie jedną czwartą swoich obecnych cykli wydawniczych architektury, jest mało prawdopodobne, aby którakolwiek z firm była w stanie korzystać z GDDR7 w 2024 r., kiedy będzie gotowa. Zamiast tego inni użytkownicy pamięci GDDR, tacy jak wysokowydajne produkty sieciowe i akceleratory, jako pierwsi skorzystają z tej technologii.