بررسی تفاوت‌های انواع حافظه‌های گرافیکی GDDR6 و GDDR6X و GDDR7

نسل جدید حافظه‌های گرافیکی GDDR7 به زودی از راه می‌رسند و در همین رابطه سوالات زیادی در ذهن کاربران ایجاد شده است. اگر شما نیز به دنبال آشنایی بیشتر با نسل بعدی حافظه‌های ویدیویی هستید، ادامه این مطلب را از دست ندهید. در این مقاله ضمن آشنایی با استانداردهای حافظه‌ی GDDR6 و GDDR6X، به بیان ویژگی‌های نسخه‌ی جدید GDDR7 پرداخته، تفاوت و برتری‌های آن نسبت به انواع موجود حافظه‌ی گرافیکی را بررسی خواهیم کرد.

فهرست مطالب این مقاله:

- مقدمه
- تاریخچه مختصر GDDR
- تفاوت GDDR6 با GDDR6X در چیست؟
- آیا GDDR7 تفاوتی ایجاد خواهد کرد؟
- جمع‌بندی
- پرسش‌های پر تکرار

مقدمه

فناوری حافظه‌های گرافیکی در سال‌های گذشته همگام با ارتقای کیفیت و جزئیات بازی‌های ویدئویی پیشرفت زیادی کرده است. آخرین نسخه‌ی عرضه شده از استاندارد حافظه‌های گرافیکی GDDR6X است و نسخه‌ی آتی GDDR7 است که قرار است اواخر سال جاری میلادی وارد بازار شود.

GDDR7 در سرعت، پهنای باند و بهره‌وری توانی نسبت به استاندارد حافظه‌ی GDDR6 و GDDR6X پیشرفت‌های قابل‌توجهی خواهد داشت، به‌ نحوی‌ که توان پردازش و سطح عملکردِ پردازنده‌های گرافیکی نسل بعد را تا حد زیادی ارتقا می‌دهد. شایعه‌هایی در مورد استفاده‌ی انویدیا از این نوع حافظه در کارت‌های گرافیک سری RTX 50 با اسم رمز Blackwell وجود دارد که نمی‌توان آنها را رسماً تأیید یا رد کرد.

علاوه‌ بر آن بسیاری از محصولات سخت‌افزاری و کنسول‌های گیمینگ در آینده‌ی نزدیک میزبان حافظه‌ی نسل بعدی GDDR7 خواهند بود. در این مقاله قصد داریم ضمن آشنایی با مشخصات استاندارهای GDDR7 و GDDR6، به مقایسه‌ی GDDR7 با GDDR6 و آخرین نسل موجود یعنی GDDR6X بپردازیم و ببینیم که در عمل مزایای GDDR7 چیست؟

تاریخچه مختصر GDDR

از زمان معرفی استاندارد حافظه‌ی گرافیکی GDDR در 1981 هر چند سال یکبار نسخه‌ی جدیدی از این مموری خاص معرفی شده است که سرعت و پهنای باند را نسبت به نسل قبل به طور چشمگیری افزایش داده است. نسل فعلی حافظه‌های گرافیکی یا GDDR6 در سال 2018 عرضه و برای اولین‌بار در کارت‌های گرافیک سری RTX 20 انویدیا و پردازنده‌های گرافیکی سری RX 5000 شرکت AMD به کار برده شد. چندی پس از عرضه‌ی GDDR6 نسخه‌ی جدیدتر GDDR6X با سرعت بالاتر از راه رسید و صرفاً کارت‌های گرافیک رده‌بالای Nvidia میزبان تراشه‌های GDDR6X شد.

قطعاً آینده‌ی چندساله‌ی حافظه‌های گرافیکی متعلق به نسل جدید GDDR7 است که سامسونگ برای اولین‌بار در سال 2022 به تشریح مشخصات آن پرداخت و سرانجام مشخصه‌های نهایی JEDEC آن در مارس 2024 منتشر شد. تمامی تولیدکنندگان اصلی تراشه‌های حافظه شامل Micron، سامسونگ و SK hynix تا کنون متعهد به پیروی از استاندارد حافظه‌ی جدید شده‌اند. این تراشه‌ها اکنون باید در مرحله‌ی تولید انبوه باشد و احتمالاً در اواخر سال میلادی کنونی یا اوایل سال آینده شاهد عرضه‌ی آنها به بازار سخت‌افزار باشیم.

تفاوت GDDR6 با GDDR6X در چیست؟

نسل ششم حافظه‌های گرافیکی یعنی GDDR6 کار خود را با نرخ انتقال داده‌ی 14 Gbps آغاز کرد و این سرعت در نهایت به عدد 20 Gbps رسید. اما پس از مدتی نسخه‌ی جدیدتری از GDDR6 با پسوند "X" به بازار معرفی شد که حاصل همکاری مشترک شرکت‌های میکرون و انویدیا برای خلق نمونه‌ای از حافظه‌ی ویدئویی با پهنای باند بالاتر از نوع والد خود بوده است. فرق GDDR6X و نسخه‌ی اصلی GDDR6 افزایش پهنای باند از 20 Gbps به حداکثر 24 گیگابایت بر ثانیه بوده است که بیان‌گر پیشرفت 20 درصدی است.

در نهایت انویدیا منحصراً در ساخت کارت‌های سری RTX 30 و RTX 40 خود از نمونه‌ی جدیدتر بهره گرفت و این باعث ارتقای عملکرد جدی کارت‌های گرافیک نسل جدید در بهبود وضوح و جزئیات بافت‌ها در بازی شد.

ممکن است چنین اتفاقی برای نسخه جدیدتر GDDR7 هم بیفتد و GDDR7X با بهبود سرعت حداقل 20 درصدی، ماحصل همکاری میکرون و انویدیا باشد. اما فعلا تا نسخه‌ی پایه هنوز عرضه نشده است، هیچ پیش برآوردی نمی‌توان داشت و این دو شرکت هیچ خبر رسمی‌ از مقاصد آینده خود ارائه نکرده‌اند.

در همین رابطه بخوانید:

- فناوری DLSS (دی ال اس اس) انویدیا چیست و چگونه کار می‌کند؟

آیا GDDR7 تفاوتی ایجاد خواهد کرد؟

بر اساس آنچه تاکنون می‌دانیم، فناوری GDDR7 قرار است نسبت به نسل قبلی GDDR6 ارتقا و بهبود قابل‌توجهی یابد. استاندارد جدید حافظه‌های گرافیکی در بخش‌های نقل‌ و انتقال داده، پهنای باند و بهره‌وری توانی پیشرفت چشمگیری کرده است تا بدین‌وسیله پردازنده‌های گرافیکی نسل بعد سطح عملکرد درخور توجهی نسبت به کارت‌های مجهز به تراشه‌های GDDR6X و GDDR6 داشته باشند. در ادامه به‌ تفصیل و بر اساس اطلاعات موجود خواهیم دانست که مزایای GDDR7 چیست؟

سرعت بالاتر

حافظه‌ GDDR7 قرار است در مرحله‌ی نخست با سرعت 32 Gbps عرضه شود که از همان ابتدا 60 درصد از GDDR6 و 33 درصد از GDDR6X سریع‌تر ظاهر خواهد شد، اما این تنها آغاز راه است.

شرکت‌های میکرون و سامسونگ از برنامه‌های خود برای عرضه‌ی حافظه‌های GDDR7 با سرعت انتقال داده‌ای بالغ بر 36 Gbps خبر داده‌اند و از سوی دیگر SK Hynix از عرضه‌ی مدل‌هایی از GDDR7 با سرعت 40 Gbps خبر داده است. هرگاه چنین حافظه‌ای پا به بازار بگذارد، پهنای باندی به میزان دوبرابر استاندارد GDDR6 ارائه خواهد کرد و این بدان معنی است که داده‌های بسیار بیشتری در زمان یکسان امکان انتقال بین پردازنده و حافظه‌ی گرافیکی را خواهد داشت.

این امر به نوبه‌ی خود، باعث کاهش گلوگاهی شدن (Bottlenecking) و افزایش روانی و فریم ریت در بازی‌های دارای گرافیک بصری بالای نسل بعد خواهد شد. بافت‌های دارای جزئیات سنگین و خیره‌کننده روان‌تر بارگذاری شده، تاخیرهای ناخواسته به دلیل ناهمخوانی سرعت پردازنده‌ی گرافیکی و مموری کاهش می‌یابد و در کل روانی و پاسخگویی گیم‌پلی بهبود خواهد یافت.

در همین رابطه بخوانید:

- تاریخچه پردازنده گرافیکی و کارت گرافیک (از 1951 تا به امروز)

سرانجام با نگاهی آینده نگر قرار است پهنای باند حافظه‌های GDDR7 به عدد شگفت انگیز 48 Gbps نیز برسد. البته عرضه‌ی چنین نسخه‌ای از GDDR7 حداقل تا دو سه سال آینده دور از انتظار است.

چگالی تراشه‌ی بیشتر

چگالی تراشه عبارت است از تعداد داده‌های ذخیره شده در یک تراشه‌ی حافظه‌ی واحد. هرچه چگالی تراشه بیشتر باشد، آن تراشه امکان نگهداری داده‌های بیشتری را خواهد داشت. برای مثال خوب است فرق GDDR6X با GDDR7 را از این نظر بیان کنیم. GDDR7 چگالی برابر با 64 گیگابیت به ازای هر تراشه دارد، در حالیکه این عدد برای GDDR6X عموماً معادل 32 گیگابیت است.

در گیمینگ افزایش چگالی تراشه معادل بهبود سطح عملکرد و کارایی مؤثرتر کارت در پردازش محتوای گرافیکی پیچیده‌تر است. حافظه‌های با چگالی تراشه بالا نظیر GDDR7 به کنسول‌ها و PC-ها اجازه‌ی ذخیره‌ی بافت‌ها، سایه‌زنی‌ها (Shading) و داده‌های بازی بسیار بیشتری را به طور مستقیم روی کارت گرافیک خواهد داد و از زمان پردازش خواهد کاست.

فناوری سیگنال‌دهی PAM3

فناوری PAM3 یا مدولاسیون دامنه‌ی پالس سه سطحی (three-level Pulse Amplitude Modulation) یک فناوری سیگنال‌دهی به کار برده شده در GDDR7 است که سطح عملکرد حافظه‌ی گرافیکی را ارتقا می‌دهد. برخلاف روش‌های سیگنال‌دهی باینری مرسوم NRZ (که هر سیگنال ارائه‌دهنده‌ی یکی از دو مقدار ممکن 0 یا 1 است)، هر سیگنال در روش PAM3 می‌تواند حامل سه سطح ولتاژ متمایز باشد.

بدین ترتیب در هر پالس سیگنال امکان رمزگذاری اطلاعات بیشتری با یکی از سه مقدار ممکن (0، 1 یا 2) وجود خواهد داشت. لذا نرخ انتقال داده بدون بالابردنِ متقابل سرعت کلاک مموری افزایش می‌یابد. تفاوت GDDR6 با GDDR7 از این نظر 30 درصد عملکرد بهتر در نسخه‌ی جدید است.

شاید تعجب کنید اگر بدانید فرق GDDR6X با GDDR7 استفاده‌ی آن از فناوری PAM4 یا سیگنال‌دهی چهارسطحی است. اما بنا به نظر JEDEC فناوری PAM3 در GDDR7 پایدارتر و بهینه‌تر عمل خواهد کرد.

مدیریت مصرف توان و گرمایش بهتر

در ادامه‌ی بحث مقایسه‌ی GDDR7 با نسخه‌های پیشین، نمی‌توان از بهبود شگرفی که در زمینه‌ی مدیریت توان مصرفی و گرمایش نسخه جدید محقق شده است، صرف‌نظر کرد. تفاوت GDDR6 با GDDR7 کاهش مصرف توان 20 درصدی در نسل جدید است. علاوه بر این، در مقایسه‌ی GDDR7 با نسخه‌های قبلی، دیده می‌شود که GDDR7 از ولتاژ کاری کمتری معادل 1.2 ولت در هسته و اجزای I/O نسبت به عددِ 1.35 ولت GDDR6 و GDDR6X استفاده می‌کند.

ولتاژ کمتر مصرف توان را کاهش می‌دهد و بهره‌وری انرژی را بهبود می‌دهد. کاهش توان مصرفی به نوبه خود باعث مدیریت گرمایش تراشه شده و مشکلاتی را که از این‌ حیث ممکن است، دامنگیر اجزای حافظه شود، کاهش می‌دهد. سامسونگ در ساخت حافظه‌های GDDR7 خود از مواد جدید با مقاومت حرارتی کمتر و طراحی مدارات بهبودیافته استفاده کرده تا از گرمای ایجاد شده به هر نحو ممکن کاسته شود.

جمع‌بندی

در این مقاله با انواع نسخه‌های حافظه‌ی GDDR6 یا GDDR7 آشنا شدیم. مشخصات حافظه‌ی GDDR7 و تفاوت آن با GDDR6 و GDDR6X را بررسی کردیم. متوجه شدیم که مهم‌ترین تفاوت GDDR6 با GDDR7 افزایش 60 درصدی سرعت و پهنای باند نسخه‌ی نسل بعدی است.

افزایش چگالی تراشه تا دوبرابر در استاندارد GDDR7 امکان ذخیره‌سازی داده‌های بیشتری را به طور مستقیم روی کارت گرافیک خواهد داد و این باعث کاهش لگ و تأخیر و اجرای روان‌تر بازی‌های نسل بعد خواهد شد. همچنین استفاده از روش سیگنال‌دهی PAM3 به‌جای NRZ باعث بهبود سطح عملکرد نسخه‌ی جدیدتر خواهد شد. تفاوت GDDR6 و نسخه‌ی جدیدتر محدود به این موارد نمی‌شود و با به‌کارگیری متریال جدید، توان مصرفی و میزان گرمایش تراشه‌های حافظه در GDDR7 بهبود خواهد یافت.

پرسش‌های پر تکرار

آیا GDDR6X بهتر از GDDR6 است؟

 بله، فرق GDDR6X و GDDR6 در سرعت بالاتر آن است. سرعت تراشه‌های GDDR6X حداکثر 24 گیگابیت بر ثانیه است، در حالیکه بیشینه‌ی سرعت تراشه‌های GDDR6 به 20 گیگابیت بر ثانیه می‌رسد. تراشه‌های GDDR6X حاصل همکاری انویدیا و میکرون است و منحصراً در کارت‌های رده‌بالای RTX به کار رفته است.

آیا GDDR7 وجود دارد؟

خیر، نسل جدید حافظه‌ی گرافیکی GDDR7 هنوز عرضه نشده است و احتمالاً در اواخر سال میلادی جاری یا اوایل سال 2025 و برای اولین‌بار در کارت‌های گرافیک انویدیا سری RTX 50 وارد بازار خواهد شد.