Chi tiết kỹ thuật về GDDR7

Chúng ta đã đề cập khá nhiều về tốc độ và băng thông của GDDR7 cũng như khi nào và nơi mà chúng ta có thể thấy nó được sử dụng, nhưng các thay đổi cơ bản mà bộ nhớ mới này mang lại là gì?

Một trong những thay đổi lớn nhất sẽ là việc thu gọn công nghệ quy trình sản xuất, từ "lớp 10nm" hiện tại xuống còn 21nm, và đến 10nm đến 15nm. Hiện nay, Micron sử dụng công nghệ quy trình nhỏ nhất cho GDDR6/GDDR6X, gọi là lớp 10nm, nhưng chúng ta dự đoán rằng họ sẽ chuyển sang một quy trình nhỏ hơn hoặc được tinh chỉnh hơn với GDDR7. Tương tự, SK hynix hiện sản xuất GDDR6 trên nền tảng công nghệ 21nm, và Samsung cũng sử dụng lớp 10nm cho GDDR6.

Các giải pháp GDDR6 hiện tại thường sử dụng điện áp 1.35V, và GDDR7 sẽ giảm điện áp xuống còn 1.2V, đồng thời cũng có khả năng phát triển một phiên bản 1.1V (dành cho các tốc độ xung nhịp thấp hơn). Điều này có thể giúp giảm bớt yêu cầu về năng lượng khi duy trì hiệu suất tương đương, tuy nhiên, việc tăng tốc độ có thể sẽ làm giảm bớt lợi ích này.

Thay đổi cơ bản lớn nhất với GDDR7 là nó sẽ sử dụng tín hiệu PAM3, trong khi GDDR6 sử dụng tín hiệu NRZ (không quay về không) — và GDDR6X sử dụng tín hiệu PAM4. PAM3 (điều chế xung biên độ 3 mức) giảm yêu cầu về năng lượng so với NRZ, trong khi việc triển khai lại ít phức tạp hơn so với PAM4 (điều chế xung biên độ 4 mức). Điều này có thể làm cho thiết bị sản xuất GDDR7 trở nên ít phức tạp và ít tốn kém hơn, tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là nó sẽ không đắt đỏ.

GDDR7 cũng sẽ hỗ trợ các cấu hình không phải là lũy thừa của hai, và chúng ta có thể kỳ vọng sẽ thấy các chip bộ nhớ 24Gb và cuối cùng là 48Gb. GDDR6 cũng có thể sẽ có các giải pháp 24Gb, mặc dù hiện tại chưa có công ty nào tung ra sản phẩm sử dụng cấu hình như vậy. Điều này có nghĩa là có thể đặt thêm 50% lượng bộ nhớ trên mỗi giao diện 32-bit, do đó, ví dụ, một card đồ họa 128-bit thông thường có thể có 12GB VRAM thay vì chỉ 8GB.

Một thay đổi khác ở GDDR7 là mỗi giao diện bộ nhớ 32-bit được phân chia thành bốn kênh 8-bit, giúp tối ưu hóa việc truy xuất các phân khúc dữ liệu lớn hơn. Trong khi GDDR5 có kiến trúc prefetch 8n và GDDR6 là 16n, GDDR7 sẽ được thiết kế với kiến trúc prefetch 32n. Đây là phương pháp cho phép truy xuất lượng dữ liệu lớn hơn từ DRAM mà vẫn duy trì hoạt động ở mức xung nhịp tương đối thấp.

GDDR7 cũng hỗ trợ ECC (Mã Hiệu Chỉnh Lỗi), cho phép các chip tiếp tục hoạt động ngay cả khi có lỗi lật bit ngẫu nhiên. ECC có thể phát hiện và sửa chữa những lỗi này, nâng cao độ tin cậy, một yếu tố quan trọng khi tốc độ và mật độ bộ nhớ tăng lên

Nhìn xa hơn về GDDR7

Chắc chắn như chúng ta đã có GDDR2 đến GDDR7 — như đã đề cập trước đó, 'GDDR1' được gọi là DDR SGRAM — có thể khẳng định rằng chúng ta sẽ thấy GDDR8 trong tương lai, có lẽ từ bốn đến bảy năm nữa. Câu hỏi thực sự là điều gì sẽ xảy ra sau GDDR9, dường như không thể tránh khỏi. Liệu chúng ta chỉ cần thêm một chữ số và có GDDR10? Có lẽ vậy, tuy nhiên, chúng ta cũng có thể chuyển từ DDR sang QDR hoặc ODR (Octal Data Rate) vào một thời điểm nào đó.

Kể từ GDDR5, tốc độ giới thiệu các biến thể mới đã chậm lại. GDDR5 đã tồn tại trong khoảng sáu năm tốt đẹp, và GDDR6 cũng vậy. Có khả năng GDDR7 sẽ tồn tại ít nhất bằng thời gian đó, đồng thời tồn tại cùng với các hình thức khác nhau của HBM (Bộ Nhớ Băng Thông Cao) được sử dụng chủ yếu trong các trung tâm dữ liệu và sản phẩm AI. Nhưng vào một thời điểm nào đó, ngay cả khi có tới 160 GB/s băng thông cho mỗi chip 32-bit, GDDR7 cuối cùng cũng sẽ cần phải được thay thế — và các kỹ sư có lẽ đã đang thảo luận về các cách để đẩy mạnh băng thông cao hơn nữa cho những gì sẽ đến sau này.

Nhưng ngay lúc này, chúng ta đang mong chờ việc chứng kiến làn sóng đầu tiên của các card đồ họa được trang bị GDDR7. Với dung lượng bộ nhớ lớn hơn và băng thông cao hơn nhiều, GDDR7 sẽ kích hoạt khả năng tính toán GPU ở mức cao hơn nữa. Những sản phẩm này dự kiến sẽ ra mắt vào mùa thu này nếu mọi thứ diễn ra theo kế hoạch.

GDDR2 từ năm 2003 hoạt động ở tốc độ tối đa chỉ 1 GT/s (Gbps), với một chip 32-bit cung cấp tới 4 GB/s băng thông. GDDR3 bắt đầu được sử dụng vào năm sau đó với băng thông lên tới 8 GB/s cho mỗi chip 32-bit. Nvidia đã bỏ qua GDDR4 trong khi AMD sử dụng nó trong một số GPU từ series X1000 và HD 2000 trong năm 2006–2007, với băng thông tối đa là 9 GB/s. Bước nhảy vọt lên GDDR5 vào năm 2009 mang lại sự tăng cường đáng kể về băng thông, với các chip chậm nhất cung cấp 16 GB/s, và sau đó, GDDR5 cuối cùng đã nhân đôi con số đó lên 32 GB/s.