Skip to main content
serie 900

El estándar de memoria gráfica por sorpresa: GDDR5X

Hace un tiempo hablé de un nuevo estándar de memoria para los futuros procesadores gráficos que se conoce como HBM. El asunto que parece estar pasando es que la fabricación de ese estándar de memoria, y por lo tanto su coste actual, no debe ser todo lo bueno que debría ser a estas alturas. Es por esto que parece que la memoria HBM va a estar durante un tiempo dirigida a productos muy de nicho o de una gama especialmente alta. Pero no por ello otras gamas van a quedarse sin memoria que les permita aumentar anchos de banda, y es aquí donde se ha recurrido a GDDR5X.

La memoria GDDR5 hace tiempo que alcanzó su límite y nos ha proporcionado unos buenos anchos de banda. Como en su día comentó AMD sobre este tema, había varias alternativas más allá de la memoria GDDR5 que se podían explorar para avanzar en memorias gráficas:

AMD techincal forum exhibition 2011
AMD techincal forum exhibition 2011


El HBM ya está cubierto y si se quiere otro estándar de memoria que te proporcione anchos de banda cercanos a ese HBM queda claro que habrá que ir a por la segunda opción, esa que habla de GDDR5 14Gbps con mucho más consumo. Supongo que para dar un aspecto de más moderno y que tenga más gancho de cara al marketing al nombre le han añadido una X al final y de ahí surge la GDDR5X, una memoria que intenta avanzar sobre lo ya establecido sin hacer cambios fundamentales.

Esa transparencia de AMD a la que he hecho referencia es del 2011. Desde ese año hasta hoy en día se han podido afinar algunos aspectos de la memoria que iremos viendo a continuación.

Para alcanzar esos 14Gbps desde los 7-8Gbps de la memoria GDDR5 actual se han hecho ligeros cambios en la arquitectura de esta memoria que permite extraer más cantidad de datos en cada acceso a la memoria que en la generación anterior. Este cambio es similar al que ha sucedido con las memorias RAM de propósito más general en sus saltos de DDR a DDR2 y a DDR3

Micron GDDR5x

El haber hecho ese cambio de arquitectura en el prefetch hace que se pueda pasar de 32 bytes de lectura o escritura en cada acceso a 64 bytes, doblando el ancho de banda de una memoria a otra.

Viendo que en la base la memoria GDDR5 y la GDDR5X son muy similares, es lógico pensar que las controladoras de memoria podrán heredar muchas decisiones de diseño de la generación anterior de memorias, pero también necesitarán recibir ciertas mejoras para poder usar el modo que Micron, uno de los fabricantes de GDDR5, llama Ultra High Speed mode. Este modo más técnicamente conocido como Quad Data Rate permite realizar cuatro operaciones por cada ciclo de reloj y necesita de cambios en GDDR5X. Este es el modo en el que se alcanzarán las máximas velocidades de este nuevo estándar de memoria. En la siguiente transparencia, marco en rojo el cambio que se requiere en las controladoras adaptadas a GDDR5X para utilizar ese modo de funcionamiento:

Cambios en Phase Locked Loops y Delay Locked Loops
Cambios en Phase Locked Loops y Delay Locked Loops

Un avance que suele haber en cada iteración cuando se habla de memorias es el aumento de capacidad por chip. GDDR5 llegó al tope de 8 gigabits por chip. GDDR5X permite alcanzar los 16 gigabits por chip y también acepta chips con capacidades un poco más inusuales que no son de base 2 como 6 o 12 gigabits, probablemente pensando en ordenadores portátiles o aparatos con un mayor grado de integración.

Si el cambio al HBM se vio tan claro en su día no solo fue por el aumento del ancho de banda. Muy importante era también la mejora en el comsumo energético y la eficiencia de ese diseño de memoria. Esta es una de las grandes pegas que hay hoy en día con la memoria GDDR5 funcionando a las velocidades que vemos en los productos de última generación y estaba claro que algo había que hacer con la GDDR5X para intentar mitigar ese consumo mucho más alto que ya se vaticinaba hace años. La memoria GDDR5 funcionaba a 1,5 voltios mientras que la GDDR5X funciona a 1,35 voltios. Micron dice que en igualdad de condiciones esto debería proporcionar un 10% de mejora en el consumo. Yo personalmente no creo que comparar en igualdad de condiciones sirva en este caso porque si hay una razón para cambiar a GDDR5X es para conseguir más ancho de banda. Si los fabricantes simplemente quisieran algo equivalente a GDDR5 seguirían usando GDDR5 que para eso tienen ya la inversión en esta tecnología mucho más que amortizada a estas alturas. Es de esperar que con las velocidades objetivo que hay marcadas para este nuevo estándar de memoria el consumo sea mayor.

¿Cómo queda el mercado entonces?

Un escenario que se contempla para la GDDR5X es el usar esta memoria a 14Gbps junto con un bus de 256 bits, lo que daría un ancho de banda de 448 GBps. Si lo comparamos con una nvidia 980ti, esta utiliza memoria GDDR5 a 7Gbps y un bus de 384 bits que te daría un ancho de banda de 336,5GBps. En este caso por ejemplo, el diseño se simplifica porque puedes no usar un bus tan ancho con el ahorro de costes que supone, pero además ganas ancho de banda.

Comparándolo con la primera generación de HBM con sus 512GBps que podemos ver en las AMD fury, la GDDR5X estaría por debajo tanto en ancho de banda como en eficiencia energética, pero ganaría en costes por ser un diseño conocido, sin interposer, con opciones a fabricarse más en masa que HBM en la actualidad y pudiendo usar equipamiento más que amortizado… Este año se espera la segunda iteración de HBM y bueno, esto está en una liga aparte. Samsung puso de ejemplo su HBM2 con chips de 8Gb por piso en 4 pisos que llegaría a 1TBps y con menor consumo pero yo supongo que esto volverá a estar dirigido a productos muy concretos, como este año con el HBM.

Habrá que estar atento a los productos que salen este año para ver cómo se comportan estas memorias en la práctica después de la explicación teórica. Va a ser un año movido con el estreno no solo de nuevas memorias, sino también de nuevas arquitecturas de gráficas que por fin saltan a un nuevo proceso de fabricación.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *