Sorprendió a propios y extraños cuando hace 4 meses hablábamos de una nueva versión de GDDR6 que ni siquiera el JEDEC registraba. Y es que este nuevo tipo de VRAM ha sido diseñada en exclusiva para las RTX 3080 y RTX 3090 de la mano de NVIDIA, por lo que queda fuera de cualquier estándar oficial y permite al mismo tiempo un mayor rendimiento, pero ¿qué novedades traen estas VRAM GDDR6X?
Lo cierto es que con estas VRAM GDDR6X, Micron se apunta el tanto del marketing en cuanto al hecho de ser la primera compañía que es capaz de ofrecer una memoria gráfica discreta que supere el TB/s de velocidad, aunque realmente no sea demostrable por ahora.
Y es que esta tecnología viene desde hace 14 años, donde por aquel entonces ya se estaban estudiando nuevas formas de aumentar la velocidad en la VRAM.
Micron VRAM GDDR6X, más velocidad y en alto volumen de producción
El mayor secreto de la GDDR6X de Micron es PAM 4 o Modulación de Amplitud de Pulso de 4 niveles. Una tecnología en desarrollo constante y que tiene como colofón el llegar hasta los 21 Gbps en este tipo de memoria dedicada.
Cuando los ingenieros de Micron lograron trabajar con PAM 4 accedieron a un nuevo nivel de complejidad, porque de nada sirve una tecnología si no puedes abaratar costes y fabricarla en volumen. Fabricar VRAM GDDR6X con PAM 4 no es un problema para Micron, pero sí lo fue el hacerlo en el suficiente volumen que requería NVIDIA.
Pero, ¿qué hace que GDDR6X sea tan novedosa fuera de la velocidad alcanzada? y sobre todo ¿cómo lo hace? Tres son los puntos clave a tratar:
- Doble ancho de banda con un menor coste energético por transacción para llegar a conseguir 1 TB por segundo de ancho de banda en memoria.
- El ya nombrado PAM 4 que usa cuatro niveles de voltaje para codificar y transferir hasta dos bits de datos por cada clock.
- Puede ser diseñado e incluido en sistemas GDDR6 con producción en masa.
A esto hay que sumarle el hecho de que los timings de la DRAM han sido mitigados mediante el doble de data prefetch. Esto provocó que las demandas de los memory arrays se relajaran, pero las señales dentro de los chips aumentaron de velocidad, donde por ejemplo a 16 GB/s el tiempo para capturar y transmitir la información bajó hasta los 62,5 picosegundos.
Por lo tanto, aumentar la velocidad ha traído consigo que las frecuencias den lugar a una mayor complejidad y precisión de los circuitos por donde intercambian los datos. Y es que transmitir 2 bits de datos al mismo tiempo da como resultado que a misma velocidad frente a GDDR6 los circuitos pueda trabajar a la mitad y con mayor precisión.
PAM 4, o como la modulación afecta a la velocidad
Como hemos dicho, el manejar 2 bits por ciclo requiere una serie de cambios arquitectónicos menores, pero complejos. PAM 4 soluciona en gran parte esa complejidad añadiendo 4 niveles de señal distintos que se conocen como símbolos y cuya unidad de medida son los símbolos por segundo.
Así, donde la GDDR6 necesita un burst length de 16 para transmitir los datos mediante NRZ, PAM 4 con GDDR6X tendrá la mitad de la cadena utilizando lógicamente menos ciclos. Además, GDDR6X necesita dos modos diferentes de operación para trabajar a mayores clocks.
Con PAM 4 el clock de la memoria es el mismo que el clock de comandos, lo que simplifica mucho la forma de enviar datos sin necesidad de NRZ. El driver de datos contiene 2 UI de ancho, donde cada 8 símbolos contienen 2 bits de datos en 2 ciclos de comandos por clock, dando una cola de 8 Brust Length.
Esto tiene un impacto directo en la llamada frecuencia WCK o CK. Desde GDDR5 hasta GDDR6X, el tipo de memoria ha mantenido un estándar muy claro para las cuatro versiones de VRAM que existen:
- Los accesos de lectura y escritura tiene dos clocks por ciclo, o dicho de otra manera, tienen un tCCD de 2 tCK. Por lo tanto, solo lograremos un 100% de la utilización del bus de la VRAM cuando una lectura y escritura se ejecutan cada ciclo por segundo.
- Aunque los datos de CMD, ADDR y DATA son iguales en GDDR6 y GDDR6X, esta última necesita la mitad de frecuencia CK para el mismo rendimiento.
- También comparte con GDDR6 el hecho de recibir comandos y direcciones en Double Data Rate (DDR) en vez de hacerlo en SDR.
Si esto no fuese suficiente, hemos de tratar lo visto también desde el punto de vista de la eficiencia.
Mejor eficiencia energética a mayor velocidad
Micron no ha especificado demasiado en este apartado, pero hay que mencionarlo ya que es representativo vistas las temperaturas de las GDDR6X en las tarjetas Ampere.
Según la compañía, GDDR6X a 21 Gbps requiere un 15% menos de energía por bit transferido si lo comparamos con GDDR6 corriendo a 14 Gbps, lo cual supone una diferencia en cuanto a ancho de banda del 50%.
Hemos de suponer que el hecho de necesitar una menor frecuencia CK, unido a los dos bits de datos por UI tienen mucho que ver en esto, por que desde el punto de vista del Vpp hablamos de los mismos 1,8V de salida y los Vdd y Vddq son iguales si lo comparamos con GDDR6: 1,35 voltios y 1,25 voltios respectivamente.
Así que no podemos arrojar más luz sobre esto, y tendremos que quedarnos con las cifras ofrecidas por Micron y NVIDIA, donde en cualquier caso parece que las GDDR6X son más calientes por norma.
Por lo tanto y resumiendo, las mejoras para este nuevo tipo de VRAM son claves, donde además han sido incluidas en apartados específicos que no le restan compatibilidad con su anterior versión y en cambio, aportan muchas mejoras en velocidad y eficiencia para las tarjetas gráficas de NVIDIA. ¿Logrará AMD incluirlas en sus nuevas GPU RDNA 2?
