AI、5G与自动驾驶等应用崛起，GDDR格局将如何变？

shuszhao

GDDR长久以来主要用于为高阶PC提供显卡；如今，随着AI、5G与自动驾驶等应用崛起，GDDR开始袭卷更多讲究速度与效能的新用例…

当你需要内存的速度比DRAM更快又兼具高带宽内存<span class="MathJax" id="MathJax-Element-1-Frame" tabindex="0" data-mathml="HBM" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">HBMHBM效能时，绘图用双倍数据传输率内存<span class="MathJax" id="MathJax-Element-2-Frame" tabindex="0" data-mathml="GraphicsDoubleDataRate；GDDR" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">GraphicsDoubleDataRate；GDDRGraphicsDoubleDataRate；GDDR正成为最理想的选择。
GDDR长久以来主要用于为高阶PC提供显卡，特别是针对电竞玩家的计算机。近几年来，GDDR技术开始为人工智能<span class="MathJax" id="MathJax-Element-3-Frame" tabindex="0" data-mathml="AI" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">AIAI、自动驾驶车和5G网络等讲究速度与效能的新兴应用提供所谓的「适居带」<span class="MathJax" id="MathJax-Element-4-Frame" tabindex="0" data-mathml="Goldilockszone" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">GoldilockszoneGoldilockszone功能。
IDC运算半导体研究副总裁Shane Rau表示，GDDR一直被视为下一个主流内存标准的先期产品，而今甚至都已经发展到第六代版本的GDDR6了，种种迹象都显示该技术正较前几代产品更进一步扩展。HBM至今仍然过于昂贵，「而GDDR6无论是在速度或成本方面都可作为主流内存的衍生产品......并开始填补不断扩展中的解决方案范围。」
近年来的另一项变化是，尽管绘图仍然是推动GDDR进步的原动力，但随着网络、AI和其他新兴应用逐步导入GDDR，PC不再是推动其创新的主要驱动力了。Rau说：「我认为这有点像是记忆专业化的部份民主化。GDDR6正从其于绘图领域的立基市场发展到更主流的市场，因为有越来越多的应用需要更快一点的速度以及合理的价格，而这并不是商用PC导向的DRAM所能提供的。」

内存缓冲是扩展数据中心和高性能运算容量的关键。HBM尽管成本较高，但仍然是高性能运算的首选，而当DRAM无法满足需求时，GDDR6将取而代之（来源：Rambus）

他说，AI就是一个很好的例子，有助于解释GDDR6如何搭配GPU使用，以便在DRAM的速度不够快或功耗太大时提供够快速的内存来处理工作负载，即使其成本也稍高些。然而，Rau说，GDDR6的优势取决于整体解决方案。「我们现在所处的市场环境中充斥着如此之多的芯片类型，包括许多可以使用内存的数据处理器，如CPU、GPU、FPGA和微控制器<span class="MathJax" id="MathJax-Element-5-Frame" tabindex="0" data-mathml="MCU" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">MCUMCU等。市场目前正在寻找搭配这些处理器以及使用内存的加速器之最佳组合。」
搭配合适的接口和互连才是充份利用GDDR6等高性能内存的关键。Rambus IP核心产品营销资深总监Frank Ferro回忆道，该公司成立之初是一个内存带宽存在严重限制的产业周期，当时还存在着运算瓶颈。「如今我们似乎又回到了内存再次出现瓶颈之际。」
Ferro表示，早在2015年，HBM就是解决内存带宽限制问题的有效解决方案之一，因为它提供了最高的带宽以及最大功率，但它的制造成本也十分昂贵，而且也不属于主流。从那时起，GDDR开始成为许多应用的可行替代方案。虽然HBM仍然是高性能运算以及部份AI训练应用的首选，但GDDR正展现作为AI推论的理想选择。「有些应用并不需要所有的储存空间以及像AI训练那样的带宽。」
同样地，GDDR是自动驾驶应用的理想备选方案，因为这一类应用需要够高带宽和速度，才足以对车辆传感器辨识到的对象作出反应。Ferro说，GDDR6已经成为一种选择，因为内存制造商的技术日益符合汽车和网络应用的要求<span class="MathJax" id="MathJax-Element-6-Frame" tabindex="0" data-mathml="随着基地台的发展，如今必须进行大量的同步运算，而不仅仅是移动数据" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">随着基地台的发展，如今必须进行大量的同步运算，而不仅仅是移动数据随着基地台的发展，如今必须进行大量的同步运算，而不仅仅是移动数据。
Ferro表示，Rambus的客户在设计产品时，经常在成本、功率和带宽等多种参数之间进行权衡。「他们正试图找到最适合其产品的所有不同内存解决方案。有时候是他们寻找的四个参数中的三个，

<span class="MathJax" id="MathJax-Element-7-Frame" tabindex="0" data-mathml="或" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">或或

五个参数中的四个。总之，他们都必须做出权衡。」

三星半导体<span class="MathJax" id="MathJax-Element-8-Frame" tabindex="0" data-mathml="SamsungSemiconductor" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">SamsungSemiconductorSamsungSemiconductor内存部门资深营销经理Tien Shiah表示，三星为具有特别密集工作负载的客户提供了更昂贵的HBM选项，同时也看到了GDDR技术开始被更广泛地使用。他说：「有些应用只需要最佳性能，从这个角度来看，他们肯定会着眼于以HBM解决问题。」虽然在二者之间并没有明确的界限，但他说，有些高阶应用，如AI训练，客户看重的是最快的训练时间以及最准确的训练模型，这就需要使用最高阶的内存才能提供最高带宽以实现目标。「在这些情况下，内存成本的差异较不会是考虑的重点，因为整个系统的价值非常高。」

JEDEC最近更新JESD235B规格，包括支持HBM1的传统模式以及HBM2的新伪信道<span class="MathJax" id="MathJax-Element-9-Frame" tabindex="0" data-mathml=&quotseudochannel&#xFF1BC" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; font-style: normal; line-height: normal; text-align: left; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">Pseudochannel；PCPseudochannel；PC模式，这仍然是高性能运算的首选内存，但对于AI、网络和汽车等新兴应用，成本仍然太高且制造过于复杂，从而为GDDR开启了大门（来源：JEDEC）

尽管在整个AI、汽车和网络都出现了新的用例，但主要还是绘图和电竞应用围绕着GDDR推动创新。「随着新一代hapi GDDR出现，我们正寻求更高的带宽以及更高的功效。」Shiah说：「最新的显卡总是关注于更佳性能，试着推进更多的每秒浮点运算性效能<span class="MathJax" id="MathJax-Element-10-Frame" tabindex="0" data-mathml="teraflops" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">teraflopsteraflops、更快的画面更新率以及更高的分辨率。所有这些功能都需要更快速的内存。特别是对于显卡而言，功耗始终是值得关注的因素之一。」
Shiah说，这些新应用也并未对供应带来压力，因为传统上，显卡和电竞一直是GDDR内存的主要市场，而且，AI推论以及一些较新的汽车显示器和自动驾驶等应用也还只是兴起中的应用。他们很可能在未来发展成为重要市场，但目前看来，绘图和电竞仍然是大量市场的主要推手。
IDC的Rau指出，一个曾经迅速飙升的GDDR市场是加密货币挖矿，而且它还曾经短暂地与电竞玩家竞争供应，但这一市场领域已自去年急转直下。从长远来看，可能改变市场的还是新兴应用 —— 从历史上看，就像Nvidia和AMD等显卡制造商几乎创造了GDDR市场。「新应用可能改变其销售模式。」
Shiah说，从技术发展蓝图来看，业界正从GDDR5大举转向GDDR6。相较于其前一代，GDDR6的速度基本上增加了一倍，达到每秒16Gb <span class="MathJax" id="MathJax-Element-11-Frame" tabindex="0" data-mathml="16Gb/s" role="presentation" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; display: inline; line-height: normal; word-spacing: normal; word-wrap: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">16Gb/s16Gb/s。「我们将每一封装的带宽增加了一倍，而且还推出了一款16Gb/s密度的装置。因此，即使GDDR5出现在市场上的时间相对较短，我们仍将密度提高了一倍并加快倍其速度。」他并强调，「我们深信GDDR6将会拥有足够的发展空间。」

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