超带宽内存GDDR6X应用解决方案

　　随着 PC 游戏的复杂性和流行度不断提高，游戏玩家要求其高级显卡具有尽可能高的性能，以实现流畅的动画、清晰的视觉效果、高帧率和实时光线追踪，这是一种对逼真的光反射和电影效果至关重要的渲染技术。 在过去的十年里，科技行业已经意识到，为这些游戏动画提供动力的图形处理单元 （GPU） 也非常适合人工智能 （AI） 等数据中心应用以及高性能计算中的建模和可视化（高性能计算）。这是因为在这些工作负载中卸载到 GPU 的数学和图形计算类似于高级游戏中的 GPU 功能。

　　这些游戏、AI 和 HPC 应用程序有什么共同点？它们严重依赖内存性能。

　　这就是美光认为有必要设计、开发和交付我们的GDDR6X 超带宽解决方案的原因——这是世界上最快的独立图形内存解决方案，也是第一个为系统带宽提供高达每秒 1 TB （TB/s） 的系统带宽的解决方案。

　　GDDR6X 的突破性性能

　　自 2006 年以来，美光的工程师和研究人员一直在探索将多级信号应用于内存接口并显着增加系统带宽。在获得超过45 项专利后，美光率先在内存中实现了四级脉冲幅度调制 （PAM4），为未来几代显存树立了新的标杆。美光内存是第一个采用 PAM4 的生产内存输入/输出架构。

　　通过使用 PAM4 多级信号技术，GDDR6X 传输数据速度更快，将 I/O 数据速率从 2 位提高到 4 位。到目前为止，每个组件的图形内存上限为72 GB/秒 （GB/s）。GDDR6X 超越了传统的二进制标准，采用了四个不同的级别，一次将两位数据传入和传出内存。因此，美光的 GDDR6X 将每个组件的内存带宽提高到 84 GB/s，转换为高达 1 TB/s 的系统带宽。

　　而且，与传统内存不同，GDDR6X 无与伦比的数据速率非常适合游戏和 AI 中数据需求量大的应用程序的需求，为图形内存树立了新的标杆。

　　通过 GDDR6X 释放效率

　　美光的 GDDR6X 不仅是唯一一款使用 PAM4 的内存设备，将尖端 I/O 研究推向市场，它也是唯一一款量产的设备。美光显存专家为简化电路板设计和封装进行了精心微调，与市场上的其他高带宽解决方案相比，GDDR6X 为客户提供了易于实施和更低的复杂性。值得注意的是，与 DDR 内存相比，GDDR6X 将通道中的数据速率提高了一倍，而所需的工作频率却不加倍，从而为用户创造了流畅的图形体验。此外，GDDR6X 可降低每次交易的功耗与前几代相比，它非常适合耗能的工作负载，例如游戏和其他需要闪电般快速和低功耗内存的高带宽图形应用程序。GDDR6X 还具有降低或提高功率的能力，允许用户回拨性能以节省能源。

　　与行业合作与创新

　　构建 GDDR6X 等解决方案需要深入的行业协作。2020 年 9 月，美光宣布推出具有 8Gb 密度的 GDDR6X 内存，作为公司超带宽解决方案产品组合的一部分。NVIDIA 在公司的 GeForce™ RTX 3090 和 GeForce RTX 3080 GPU 中首次推出了该技术，这些 GPU 专为支持身临其境的高性能游戏应用需求。2021 年 6 月，它被包含在 NVIDIA GeForce RTX 3070 Ti 和 GeForce RTX 3080 Ti 中。

　　与 NVIDIA 的 GeForce RTX GPU 相结合，GDDR6X 提供了必要的突破性速度，让游戏玩家能够通过逼真的反应效果完全沉浸在虚拟世界中，而不会降低帧速率。

　　通过记忆改变 AI 格局

　　虽然通常与图形配对，但 GDDR6X 的用途正在从图形卡扩展到其他内存密集型应用程序，如 AI。最近，美光与 Innosilicon 合作推出了世界上第一个经过硅验证的商用 GDDR6X IP。Innosilicon 基于 GDDR6X 的 PHY 芯片使用 PAM4 信号来提高 AI 应用程序所需的高效率和数据速率。人工智能合作展示了 GDDR6X 令人难以置信的实用性，而不仅仅是一个以图形为中心的解决方案，为使用 GDDR6X 改变游戏规则的带宽和信号接口开辟了许多可能性。

　　从推动下一代图形加速到支持突破性的人工智能解决方案，美光正在重新定义内存如何突破技术界限。我们的领导地位和与标准委员会的合作推动了协作精神，使 PAM4 等技术进步被更广泛的应用程序和受众采用，带宽、功率和设计便利性的平衡满足了具有挑战性的终端系统要求。

　　2021 AspenCore 世界电子成就奖 （WEAA）

　　随着内存在提供最终用户体验方面变得越来越重要，我真的很高兴美光能够获得2021 年 AspenCore 世界电子成就奖 （WEAA），以表彰我们的 GDDR6X 超带宽解决方案。

　　WEAA 认可一些世界上最具创新性的新电子产品。获奖者由 AspenCore 的全球资深行业分析师和亚洲、欧洲和美国的在线投票者决定。

　　随着 GDDR6X 在图形加速和内存性能方面的突破，我很荣幸看到美光因其创造性方法而获得认可。通过获得这一奖项，我们重申了我们致力于成为探索内存创新前沿的领导者的承诺。

　　关于作者

　　Ralf Ebert 是 GDDR 产品架构总监。他负责制定美光的 GDDR 架构战略，定义高速内存解决方案，服务于游戏机和高端图形市场以及加密和人工智能等新兴领域。此前，Ralf 担任过多个职位，包括美光全球图形内存业务总监、SDD 业务发展高级经理、营销高级经理，以及供应链和业务流程卓越方面的角色。

　　审核编辑：郭婷