GDDR6發佈,顯卡性能將大幅提升嗎?

胡文欽


8月14日,NVIDIA發佈了新一代專業顯卡Quadro RTX 5000/6000/8000,除了架構升級到Turing圖靈以外,更是首批採用GDDR6顯存的顯卡;一個星期後發佈的RTX 2080 Ti/2080/2070遊戲顯卡同時是採用GDDR6線程,意味著GDDR6顯存已經進入實質性的量產、商業化階段。那麼GDDR6顯存有哪些改進?又會對顯卡性能產生什麼變化?今天我們就來聊一聊這個。

之前我們也有一期專門介紹DDR內存、GDDR顯存之間“愛恨情仇”的超能課堂,裡面講到GDDR顯存是為適應顯卡需求、脫胎於DDR內存的產物,GDDR標準一直跑得比較快,全都是因為顯卡中數據交換量巨大,對容量、速度都有了新的要求,GDDR6正是為滿足新需求應運而生,而GDDR5X這個半代產品可以視作前期搶先體驗版,兩者有一定關係。

那麼GDDR6相比之前的GDDR顯存們有什麼樣的變化呢?

首先,GDDR6繼承了GDDR5X中的16bit預取寬度,使用了改進版的QDR 4倍數據倍率技術,也就是說每個時鐘可以傳輸4bit數據!這已經是被證實提高數據傳輸速度最為有效的方法。GDD6顯存速度因此可以拋開GDDR5一大截,直接從12Gbps起跳,JEDEC標準最高速度為16Gbps,不過三星已經有做18Gbps產品的規劃了。

其次,GDDR6終於一改以往GDDR1/2/3/4/5/5X只有一個讀寫通道問題,使用雙通道,每通道的讀寫寬度降低至16/8,雖然位寬變小了,但實際上兩個通道可以同時工作,效率更高以後,會帶來明顯的性能提升。

第三,顯存容量的進步,原本GDDR5最常見的都是8Gb單顆粒,而GDDR6標準下未來最高容量可以達到32Gb,換算過來單顆粒就是4GB。好處顯而易見,按照頂級顯卡384bit顯存位寬計算,搭載12顆就能達到48GB(但實際上NVIDIA目前也只在Quadro顯卡上用單顆粒2GB),因此NVIDIA絲毫沒有在消費級遊戲卡上用HBM2顯存的意思。另一方面,GDDR6的顯存帶寬可以做到16Gbps×384bit÷8=768GB/s。

第四,GDDR6工作電壓也同步GDDR5X下降到1.35V上,SK海力士、美光甚至規劃了1.25V產品,其中既有設計者功勞,也用光刻製程進步的因素,總之可以實現功耗、漏電率下降,從而降低產品的總功耗。

第五,目前GDDR顯存均採用BGA封裝,GDDR6顯存顆粒減少了底部接口數目,從GDDR5X的190 ball減少至180 ball,佔用面積更小,最後成片尺寸為14×12mm,應用場景更為光寬。

第六,GDDR6顯存工作溫度範圍被擴展了,按照JEDEC給出的標準,GDDR6不僅可以抵抗嚴寒,還能抗高溫,-40-105℃都不是問題。也有要求不那麼嚴格的0-95℃的產品,但也能滿足嚴苛的工控標準。

GDDR6優勢:

高速帶來的數據交換帶寬增長

目前GDDR6顯存普通速度都能做到14Gbps級別,RTX 2080 Ti上可做到616GB/s、RTX 2080也有448GB/s,速度直接就提升了40%,對於4K這種高分辨率遊戲來說,減少顯存成為顯卡處理畫面速度的短板可能性。

GDDR6帶寬可以達到896GB/s,這是美光提供的數據

佔用更少PCB面積、能效更高

GDDR6優勢——針腳少、尺寸更小、效能更高

儘管不如HBM 2顯存可以集成到GPU die隔壁那麼超高集成度,最大限度減少佔用PCB面積,顯卡可做得更嬌小。不過GDDR6相比於GDDR5也有進步,主要是單顆粒容量帶來的進步,不然你想NVIDIA Quadro 8000專業卡的48GB顯存該怎麼設計PCB,密密麻麻全都是顯卡顆粒啊?

同時,相比於GDDR5,在輸出8K分辨率狀態下,功耗節省13%。

成本也不低,但三大存儲廠商都能穩定供貨

HBM 2儘管是一種優秀的顯存解決方案,但有個始終無法解決的問題,那就是成本居高不下,這也是業內共識,NVIDIA只用在專業卡上,而AMD也只用在RX Vega 56/64兩款顯卡上,但由於成本屬於商業機密的存在,我們無法得知HBM 2顯存確切成本價格。但Segmentnext網站得到的消息是,4GB的HBM 2顯存成本高達80美元,摺合人民幣550元,那麼一張RX Vega 56顯卡,有將近1/3的價格都花在了HBM 2顯存上。

那麼GDDR6呢?其實成本也不低,電子元件供應商Digi-Key給出的14Gbps GDD6顯存報價為每顆26美元,8GB也要26×8=208美元,雖然NVIDIA集中採購,捆綁GPU打包銷售後價格會稍低一下,但看著和傳說中貴上天的HBM 2成本上差不多。

但HBM 2全球產量極為有限,據說良品率也不行,根本無法滿足現有顯卡市場龐大需求,而GDDR6結構更簡單,製造起來難度沒HBM 2大,隨著產能爬坡還可將價格壓低一些。GDDR6顯然是滿足市場需求的最佳解決方案。

GDDR6誕生,三國鼎立

目前全球三大存儲芯片廠商三星、海力士和美光都完成了GDDR6顯存研發,進入了大規模量產階段。不過由於技術實力差異和產品研發路線不同等因素,這三家的產品還存在一定的區別。

三星

期初三星在GDDR6上也是雷聲大雨點小,推出GDDR6的時機也要晚於其餘兩家,但三星厚積薄發,一推出的GDDR6顯存規格就是最高的,1Y nm工藝(10-16nm),單顆粒2GB,速度最高可達18Gbps,超過了JEDEC規範。

之前三星宣佈成為NVIDIA顯卡GDDR6供應商,而其中Quadro系列專業卡所用的顯存就是來自三星2GB 14Gbps顆粒。

目前三星量產的GDDR6顯存型號一共有3款,包括了單顆粒1GB兩款、2GB一款。

海力士

首批採用21nm工藝,單顆粒1GB容量,速度有10/12/14Gbps,也超過GDDR5X現時的極限,比較有趣的是,GDDR6電壓應該是1.35V,海力士研發出1.25V低電壓版的GDDR6顯存,估計是為筆記本設備研發的。

目前SK海力士只公佈了一款GDDR6顯存產品。

美光

美光是最早、也是最積極推進GDDR6顯存的存儲廠商,將會採用16nm工藝製造,也是單顆粒8Gb,速度10-14Gbps不等,而且也有對應多款1.25V低電壓版GDDR6顯存。已經有5款處於量產階段,還有兩款可在極端環境工作的GDDR6顯存正在打樣中。

美光早前已經與NVIDIA達成合作協議,將會為RTX 20系列顯卡供應GDDR6顯存,而且預留著足夠的生產線全力生產,減少去年顯存長期以來供不應求的情況。

如今GDDR6顯存依靠高頻率、高容量和低功耗特性,將會在未來新一代遊戲顯卡上大方異彩,為新架構顯卡帶來更強大的綜合性能,而且對比產能嚴重不足、封裝難度高的HBM 2顯存來講,GDDR6顯然更加實惠,產能更加充沛,更易於往中低端顯卡推廣。


超能網


顯卡性能是靠顯存嗎?打個比方電腦的性能是靠內存嗎?當然不是!顯卡性能主要看核心,顯存對性能有一定的幫助,但不是主要的。顯卡性能每一代都有提升,這個是不容質疑的。比如1060比960強了不少。單靠顯存大幅提升顯卡性能是不可能滴,還是得看gpu核心構架工藝等等。。


用戶3841376719


毫無疑問顯存對於顯卡性能的提升是很重要的,顯存的意義在於緩存加載紋理,材質等信息,便於顯示核心高效率的讀取,對於高分配率下的遊戲尤其重要,但是這種提升是建立在核心的性能足夠的情況下的,比如amd的新的vega採用的hbm2顯存性能足夠強勁,但核心不如1080ti,所以還是沒法超越1080ti。但是毫無疑問,新的顯存規格會更好的激發核心的潛力,尤其是在面對未來的高分辨率,多材質的遊戲環境下,帶來更穩定的幀數表現。


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顯存容量不提升,說什麼都是假的。老黃擠牙膏一樣給個光線追蹤還不能完美運行,況且市面上能支持光線追蹤的遊戲不到10個,性價比不高,還不如10代對9代的提升,等下一代吧。


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