可用于VR和AI的高速顯存

電腦游戲玩家和高性能電腦對(duì)于顯示卡的要求很高，尤其是需要快速的顯示內(nèi)存，HBM2和GDDR5X這些新技術(shù)將是最新的解決方案。

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）領(lǐng)域，沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境需要的圖形處理能力是傳統(tǒng)3D應(yīng)用程序和游戲的7倍，而人工智能（Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI）領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)（Deep Learning，機(jī)器學(xué)習(xí)中一種基于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表征學(xué)習(xí)的方法）的語(yǔ)音識(shí)別軟件分析的樣品數(shù)量增加了10倍，錯(cuò)誤率可以下降40%。在VR和AI這兩個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都運(yùn)行在高度并行的圖形處理器上，這需要大量快速的內(nèi)存來(lái)應(yīng)付不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量。同樣地，越來(lái)越逼真的電腦游戲?qū)τ陲@示內(nèi)存的容量和速度要求也越來(lái)越強(qiáng)。事實(shí)上對(duì)于臺(tái)式電腦來(lái)說，如果從大型游戲的角度考慮，一直以來(lái)顯示卡內(nèi)存再快、再多，也只是處于勉強(qiáng)夠用的程度。為了滿足4K分辨率的顯示需求以及VR和AI的更高要求，第五代的DDR顯示內(nèi)存已經(jīng)到了極限。需要有新的技術(shù)來(lái)解決這一問題，而GDDR5X和HBM2這兩種新技術(shù)是目前最有前途的“接班人”。

進(jìn)化：GDDR5X

GDDR5繼任者GDDR5X的技術(shù)規(guī)范已經(jīng)在2016年1月發(fā)布。從2016年夏天開始，英偉達(dá)的中高端顯示卡GeForce GTX 1080已經(jīng)可以使用GDDR5X內(nèi)存。GDDR5X通過改善GPU和顯存芯片之間的信號(hào)通路來(lái)適應(yīng)新的挑戰(zhàn)，這使得顯示卡的布局有別于傳統(tǒng)的布局，因此，該顯示卡的基本結(jié)構(gòu)有一些小的改動(dòng)。而與2008年發(fā)展至今的GDDR5相比，GDDR5X的優(yōu)點(diǎn)主要有以下3點(diǎn)。

16N預(yù)取替代8N預(yù)取

通過內(nèi)部數(shù)據(jù)線的改進(jìn)，現(xiàn)在每個(gè)時(shí)鐘周期芯片可以讀取或?qū)懭?4字節(jié)而不是32字節(jié)，這使得GDDR5X不必增加時(shí)鐘頻率帶寬也可以翻倍。

工作更有效率

GDDR5X采用現(xiàn)代化的制造工藝和較小結(jié)構(gòu)寬度，操作電壓從1.5V降低到1.35V，有效地降低了釋放的熱量。

單個(gè)芯片的容量

在新規(guī)范中增加到4GB、6GB、8GB、12GB或16GB（GDDR5：512MB～8GB），其中的6GB和12GB是新增加的，這允許設(shè)備制造商根據(jù)設(shè)備的差異更靈活地進(jìn)行選擇，這對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來(lái)說意義重大。

革命：HBM2

在突破GDDR內(nèi)存技術(shù)局限性的問題上，2013發(fā)布的高帶寬存儲(chǔ)器（High Bandwidth Memory，簡(jiǎn)稱HBM）技術(shù)提供了新的方法。它通過堆疊式的存儲(chǔ)器芯片和一個(gè)非?？焖俚摹安迦肫鳌迸cGPU直接連接，不僅擁有更高的存儲(chǔ)密度，還可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸通道，擁有更快的傳輸速率，而且更節(jié)能。不過，HBM也并不是沒有缺點(diǎn)的，對(duì)于第一代HBM來(lái)說，重要的缺點(diǎn)是最大容量只有4GB，這對(duì)于游戲或者4K分辨率的內(nèi)容已經(jīng)有點(diǎn)不足，更難以應(yīng)付虛擬現(xiàn)實(shí)或其他高性能的應(yīng)用。此外，最高只有500MHz的時(shí)鐘頻率也相對(duì)較低。

自2016年開始，第二代HBM2已經(jīng)逐步地解決了上述問題。通過每個(gè)芯片更高的存儲(chǔ)密度使更高的內(nèi)存容量成為可能，并且時(shí)鐘頻率也達(dá)到了2GHz。此外，該技術(shù)將一個(gè)硬件存儲(chǔ)器信道虛擬為兩個(gè)偽通道模式，也可以被類似CPU超線程之類的技術(shù)更好地利用。目前，三星已經(jīng)在批量生產(chǎn)堆疊4層的芯片，而SK海力士也準(zhǔn)備開始生產(chǎn)堆疊式的芯片，據(jù)說有可能堆疊多達(dá)8層，這兩家制造商都希望能夠在2016年生產(chǎn)8GB容量的HBM2芯片。

這將會(huì)是HBM2的第一個(gè)產(chǎn)品，用于服務(wù)器和高性能計(jì)算的英偉達(dá)TeslaP100 GPU加速器，配備16GB的內(nèi)存，在Pascal架構(gòu)下可以實(shí)現(xiàn)720GB的帶寬，3倍于英偉達(dá)當(dāng)前Maxwell架構(gòu)的頂級(jí)顯示卡。

AMD則計(jì)劃在2017年的年初推出第一個(gè)HBM2顯示卡，不過，也有猜測(cè)AMD有可能在2016年就會(huì)推出被稱為“Vega”的新一代顯示卡，以應(yīng)對(duì)英偉達(dá)的新產(chǎn)品。

最終的獲勝者

從技術(shù)的角度來(lái)看，HBM2可以提供比GDDR5X更高的性能，并且它的芯片采用3D設(shè)計(jì)，未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展的潛力很高。然而，它的價(jià)格仍然非常高，因而，它將繼續(xù)被用于昂貴的服務(wù)器和高端的游戲顯示卡上。

GDDR5X仍然使用常規(guī)的平面內(nèi)存芯片技術(shù)，使用這種內(nèi)存顯示卡相對(duì)來(lái)說更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。因此，GDDR5X可以很快地應(yīng)用于最新的高端顯示卡，并在維持合理價(jià)格的情況下提供極高的性能，將來(lái)要適用于VR顯示卡。