GDDR (繪圖雙倍資料傳輸率)記憶體技術是專為高階顯卡而設計的高效能DDR規格,因此,其中的‘G’仍然象徵著「繪圖」(graphics);不過,近來推動對於GDDR記憶體技術需求的新應用,顯然已經與畫素無關了。

事實上,諸如人工智慧(AI)和機器學習等需要超快速記憶體的應用,已經使得GDDR記憶體供應短缺了,因此,GDDR的製造商如果能把握機會加速量產,現在正是一個不錯的時機。例如,美光科技(Micron Technology)最近開始量產其8Gb GDDR6 (第六代繪圖雙倍資料傳輸率)記憶體,當然瞄準的就是繪圖市場,同時也看好近來熱門的汽車與網路等領域。

GDDR記憶體的一些新興應用仍然是繪圖導向的。在不斷成長中的車用記憶體市場,它將支援越來越多的視覺儀表板和先進駕駛輔助系統(ADAS),這些系統都必須立即回應駕駛人的動作,而自動駕駛車更需要高性能記憶體來處理大量的即時資料。其他新興應用還包括擴增實境(AR)和虛擬實境(VR)。當然,視訊對於記憶體的需求永遠不嫌太多,尤其是4K已經越來越被廣泛採用了,緊隨其後的就是8K規格。

美光運算連網業務部總監Andreas Schlapka表示,過去三年來,傳統的GDDR應用,如顯卡和遊戲機,開始擴展到更多的連網應用和自動駕駛。在現代化的車輛中,高性能記憶體必須處理來自感測器和攝影機產生的龐大資料量。同樣地,先進的連網技術也開始採用GDDR實現網路介面卡(NIC)。他說:「五年前,資料中心的最大流量來自資料的輸入和輸出。在特定節點上完成有關的資訊,然後再傳送回用戶的終端。」而今,資料中心的更多流量來自不同節點之間的資料傳輸,從而推動對於傳輸速率的巨大需求。

20180731_GDDR_NT02P1 隨著更多記憶體被加進同一封裝中,每一世代的GDDR記憶體(包括美光)技術不斷在改進中,而且更加強調以更低功耗執行更快的速度

提到傳輸速率時,Schlapka說,隨著加密貨幣和加密挖礦蔚為主流,GDDR技術也十分有利於加密貨幣應用。龐大的資料資必須快速地運行,因此,所採用的記憶體必須能與A6或GPU並駕齊驅。同樣地,高性能運算,特別是AI,也都受惠於GDDR的高頻寬優勢。他說:「如果你要訓練神經網路,就必須盡可能地執行最多的資料,理想情況下,從每一針腳到每一位元都得算計在內。你必須將其載入記憶體中,然後快速地進行運算。我認為這就是GDDR得以有效發揮之處,而且夠成為理想的解決方案。」

三星半導體(Samsung Semiconductor)專用DRAM行銷經理Tien Shiah說,GDDR持續穩步發展中,每個接腳的速度更快,而且傳統上搭配GPU用於繪圖應用中。「現在,GPU正在尋找專用領域,特別是高階GPU開始進入機器學習類型的應用,因為這一類AI演算法非常適合 GPU的平行架構。」但是,他說,有些應用還需要進一步的發展,以及採用高頻寬記憶體(HBM)。三星自今年初開始為先進繪圖系統生產16Gbit GDDR6。

雖然許多新興的GDDR技術應用都來自汽車和高性能運算領域,但新的消費類應用也不斷出現,例如8K視訊處理、AR和VR等。不過,Shiah指出,AR/VR應用的發展並不如預期。

Shiah說:「這項技術存在著許多的市場炒作和用戶的興奮情緒,然後,隨著人們開始導入後,有些人卻感到噁心和暈眩,但這其實與電腦系統是否足夠強大有關。」他說,早期的產品為了進入市場通常會降低規格,以便讓更多人都能使用這項技術,但其折衷之處就是導致有些人感到頭暈目眩。「隨著電腦系統每一年都會變得更加強大,以及GDDR6等繪圖技術的處理能力提高,AR/VR的體驗會更好。再加上由於GPU和CPU的性能不斷進展,越來越多人將能享受這項技術的樂趣,而接下來的新戰場就會轉移到記憶體了。」

好消息是,它並不像近年來面臨障礙的平面NAND,或需要等3D變得更具成本效益才能繼續向前發展,GDDR看來還有很多的選擇。Shiah說:「我們一直在研究未來將會發生什麼,現在,我們並未看到任何障礙,接下來也將繼續致力於該技術的進展。」

Schlapka也看到了新興記憶體技術的成長空間,而且,除了GDDR6之外還有其他技術,無論是GDDR7還是其他記憶體。「我們認為還有空間可以進一步發展像GDDR6這一類平行技術,但這是我們在接下來四到五年內需要探討的問題。」

20180731_GDDR_NT02P2 三星在今年初為先進繪圖系統量產16Gigabit GDDR6記憶體

GDDR的當前迭代已達到臨界點了。Jon Peddie Research負責人Jon Peddie表示,作為JEDEC標準之一,它已經通過幾家公司將其納入產品的完整測試了,包括超微半導體(AMD)、輝達(Nvidia)和高通(Qualcomm)等。他說:「這些公司都投入了這項技術,更進一步確保它是竹十分可靠的。」美光是第一家進入大規模量產的公司。「這對於遊戲玩家來說是個好消息,對於AI開發人員來說是好消息,對於工作站人員來說也是一個大好消息。這一切都是好消息,而且當他們學會如何從製程中擠出更多產能時,一切還會更美好。」

然而,正如其他技術一樣,摩爾定律(Moore’s Law)也對於GDDR的可擴展性帶來挑戰。Peddie說:「GDDR6建立在摩爾最新、最好的製程節點上,而且與任何新製程節點一樣,在量產方面也存在著問題。不過,隨著半導體製造商日益熟悉如何建構這些產品以及經驗更豐富時,產量將會越來越高。」理想的產量意味著製造商將會開始「賺錢」,他說,但隨著製程節點進入個位數的奈米級時,意味著還必須處理難以實現量產製造的「原子級」議題。

無論如何,GDDR記憶體目前正處於一個理想的發展位置,而且每一世代都持續改善中。Peddie說:「你將會看到一個美好的摩爾定律模式——更多的記憶體整合於同一封裝中,而且能以更低功耗實現更快速運作。這就是摩爾定律的精神所在。GDDR系列記憶體正是摩爾定律如何運作的典型例子。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:New Uses Vie for GDDR6 Supply,by Gary Hilson)