超能网|3080用的GDDR6X显存有什么大不同?,超能课堂(245):RTX( 二 )


超能网|3080用的GDDR6X显存有什么大不同?,超能课堂(245):RTX
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PAM是一种用模拟信号脉冲编码信息的信号调制方式 , PAM4是其中较为简单的一种 。 与NRZ这种仅有高和低两种状态的二进制信号不同的是 , PAM4有4种不同的电平值 , 也就是有4种不同的状态 , 而每种状态对应着一组0和1的组合 , 也就是说 , 它的每个状态对应了2个bit的数据量 , 较NRZ是翻倍的 。
如果这么说还有些模糊的话 , 这里可以将PAM4信号类比成MLC闪存存放数据的方式 。 我们知道 , MLC闪存的每个单元可以存放2-bit的数据 , 在电信号层面上它表现为4种不同的电平 , 每个电平之间有固定的电压间隔 , 主控在读取和写入的时候都按照固定的规则将数据和电信号进行转换 。
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那么GDDR6X也是如此 , 根据NVIDIA公布出来的信息 , GDDR6X有四种不同的电平信号 , 每个电平信号之间的电压差为250mV 。
在采用PAM4调制之后 , 显存系统的信号纯净度有了一个很大的提升 , 有图为证:
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上为GDDR6 , 下为GDDR6X在换用PAM4之后 , 如果继续沿用原本的16n突发读取长度 , 那么每次将会读取到32-bit的数据 , 为了保证兼容性 , GDDR6X将BurstLength降回了GDDR5时代的8n , 这样每次的预取数据仍然为16-bit 。
NVIDIA的黑魔法加持为了更好的配合和利用GDDR6X显存 , NVIDIA还应用了一些自己的黑魔法技术 , 比如MTA(MaxTransitionAvoidance)编码就是其中之一 。
MTA编码是NVIDIA的专利技术 , 它是一项用于配合PAM4信号调制方式的技术 , 原理是将原本全长为16-bit的突发数据分割成两部分进行发送 , 以降低信号在传输过程中出现的误码、损耗等问题 。
更高的能效比不可否认的是 , 当代显卡上的显存能耗是越来越高了 , 一个是运行的频率高了 , 另一个因素是容量大了 。 而GDDR6X的一大特点就是能够提供更高的能效比 。
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美光提供的数据显示 , 同样的8颗显存 , 等效频率为21Gbps的GDDR6X显存的能效比跟14Gbps的GDDR6显存在每比特能耗上要低15% 。 要知道 , 在此同时GDDR6X还提供了多50%的显存带宽 。
GDDR6X产品及应用由于GDDR6X显存是NVIDIA和美光联手研发的 , 它暂时还没有被JEDEC给标准化 , 所以也没有第二家能够生产GDDR6X显存的内存生产商 。
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目前美光提供两种GDDR6X颗粒 , 容量密度均为8Gb(单颗1GB) , 两种颗粒的区别只有频率 , 后缀为19的颗粒等效频率为19Gbps , 后缀21的颗粒等效频率为21 。 很明显 , 在RTX3080上出现的就是型号为MT61K256M32JE-19的颗粒 , 但RTX3090的显存颗粒现在还不明朗 。
由于GDDR6X采用了完全不同的信号调制方式 , 所以GPU的内存控制器需要进行重新设计才能支持它 , 目前NVIDIA应该也只是计划只在GA102核心上做它的支持 , 而定位更低的GA104、GA106等核心应该都只支持GDDR6 。 在RTX3070及之下的RTX30系显卡和未来可能的GTX26系列显卡上 , 我们看到的应该仍然是GDDR6显存 。
GDDR6X在GDDR家族中首次应用了PAM4信号调制方式 , 提升了信号传输的效率 , 能够以更低的时钟频率达成同样的等效频率 。 PAM4信号调制方式也并不是什么新的技术 , 它在高速以太网中早已经被广泛应用 , 而且目前正处于规划中的PCIe6.0总线也计划将信号调制方式从NRZ切换到PAM4上去 , 在频率提升已经达到物理极限的时候 , 更高效率的信号调制方式就是新的用来提升带宽的手段了 。