電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）要說(shuō)起GPU的話，對(duì)其性能的一部分定義在其處理單元上，比如英偉達(dá)的CUDA核心，或是AMD的CU等。然而還有一部分決定性能的因素在其片上VRAM上，這些內(nèi)存不僅需要存儲(chǔ)大量用于渲染或計(jì)算的數(shù)據(jù)，其本身需要具備極快的數(shù)據(jù)傳輸速度。

如果我們除去各大AI GPU搭載的HBM的話，目前主流的消費(fèi)級(jí)GPU仍在采用GDDR6。GDDR6最早是由三星在2016年的HotChip提出來(lái)的，隨后三星、美光和SK海力士都先后生產(chǎn)出了各自的GDDR6產(chǎn)品，而英偉達(dá)的RTX20系列GPU也成了首個(gè)用上GDDR6顯存的產(chǎn)品。

在時(shí)隔8年之后，負(fù)責(zé)制定內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的JEDEC，終于在近日發(fā)布了全新的JESD239 GDDR7圖形內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，新的GDDR7很有可能成為英偉達(dá)、AMD等品牌下一代GPU的標(biāo)配顯存，為GPU的圖形和計(jì)算性能再添一把火。

GDDR7帶寬與容量提升，下一代GPU首選？

新一代的GDDR7同時(shí)帶來(lái)了內(nèi)存容量和帶寬的雙重提升，單引腳帶寬從GDDR6最高的24Gbps提升至最低32Gbps，最高可達(dá)48Gbps，而GDDR7的顯存容量，也從最高的32Gb直接翻倍至64Gbps。不過(guò)對(duì)應(yīng)的封裝大小也有所增加，從180 FBGA增大至266 FBGA。

GDDR7在帶寬性能上的提升主要是由于切換為PAM-3信令傳輸技術(shù)導(dǎo)致的，早在一年多前Cadence就在其驗(yàn)證工具中披露了PAM3帶來(lái)的性能提升。從NRZ轉(zhuǎn)換為PAM3后，可以使得GDDR7在兩個(gè)周期內(nèi)傳輸三位數(shù)據(jù)，而GDDR6使用的NRZ單周期只能傳輸一位數(shù)據(jù)，因此GDDR7比同時(shí)鐘速度的GDDR6要多傳輸50%的數(shù)據(jù)。

這樣的機(jī)制類(lèi)似于GDDR6X所用的PAM-4技術(shù)，PAM-4可以實(shí)現(xiàn)每周期2位數(shù)據(jù)的傳輸，不過(guò)考慮到成本和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的問(wèn)題，GDDR7并沒(méi)有選擇采用PAM-4。不過(guò)也正因采用了PAM-3，GDDR7能夠支持到如此高的數(shù)據(jù)傳輸速率，相較之下即便是美光的GDDR6X，也需要在一些超頻操作下才能實(shí)現(xiàn)26Gbps。

第一代GDDR7產(chǎn)品應(yīng)該均為32Gbps的帶寬，不過(guò)GDDR7標(biāo)準(zhǔn)還是留了空間，最高可以達(dá)到48Gbps的帶寬。不過(guò)這似乎與PAM-3的規(guī)格有些出入，由此看來(lái)GDDR7標(biāo)準(zhǔn)上還有一些別的改進(jìn)能讓其突破至更高的帶寬。

至于容量，GDDR6限制在了16Gb單芯片的密度，而JEDEC在GDDR7上加入了對(duì)32 Gb密度的支持，所以在128bit的內(nèi)存總線上，終于可以配備32GB的GDDR7 VRAM了。不過(guò)從第一代產(chǎn)品的角度來(lái)看，內(nèi)存廠商們應(yīng)該還是會(huì)先推出16Gb（單芯片2GB）密度的產(chǎn)品，之后可能才會(huì)陸續(xù)推出單芯片3GB、4GB的產(chǎn)品。所以下一代GPU能夠明顯感受到新顯存帶來(lái)的速度提升，但顯存容量預(yù)計(jì)還是維持在同規(guī)格的范圍內(nèi)。

另外值得一提的是，在能耗上，GDDR7相比GDDR6和GDDR6X也有了一定的改進(jìn)，其工作電壓從后兩者的1.35V降低至了1.2V。這與顯存密度一樣，應(yīng)該都得益于新的制造工藝。依照三星的說(shuō)法，GDDR7內(nèi)存比GDDR6在能效比上提高了20%。不僅如此，GDDR7內(nèi)存也能在PAM-3和NRZ之間切換，在需要高性能的時(shí)候使用PAM-3，在低負(fù)載應(yīng)用中，則可以切換至NRZ，保證溫度和功耗。

除此之外，JEDEC也對(duì)GDDR7的通道數(shù)量進(jìn)行了劃分，同樣是一個(gè)32bit的GDDR內(nèi)存，如今GDDR7分成了4個(gè)8bit通道，而不再是GDDR6上的2個(gè)16bit通道。這一操作看起來(lái)像是JEDEC在DDR5 64bit通道上引入的同一設(shè)計(jì)，或許會(huì)讓GDDR7在預(yù)讀取的應(yīng)用上更加高效。

搶在JEDEC之前的三星

其實(shí)早在JEDEC公布標(biāo)準(zhǔn)前，已經(jīng)有不少存儲(chǔ)廠商參與到標(biāo)準(zhǔn)的制定中來(lái)，即便是標(biāo)準(zhǔn)還未正式發(fā)布之前，相關(guān)的特性基本上都已經(jīng)確定下來(lái)了。三星其實(shí)在2022年的技術(shù)日上，就宣布了GDDR7將成為GDDR6的繼任者，PAM3、帶寬等，都已經(jīng)是板上釘釘了。

因此三星在去年就發(fā)布了業(yè)內(nèi)首個(gè)GDDR7芯片，該芯片擁有16GB的內(nèi)存容量，單引腳帶寬最高位32Gbps，總帶寬高達(dá)1.5TBps，比三星前年發(fā)布的改良版GDDR6芯片提升了40%。

三星GDDR7內(nèi)存芯片 / 三星

不僅如此，三星在通稿中還提到，其采用了一種高導(dǎo)熱性能的新型環(huán)氧樹(shù)脂材料，最大程度地減少發(fā)熱，相比GDDR6內(nèi)存芯片，其封裝熱阻減少了70%。

也正是在去年，傳聞三星已經(jīng)給英偉達(dá)送樣，率先將其GDDR7內(nèi)存打入下一代英偉達(dá)GPU的旗艦產(chǎn)品中，或許我們?cè)诮衲昕赡馨l(fā)布的Blackwell GPU上，就能看到來(lái)自三星供應(yīng)的GDDR7了。

其他廠商跟不跟？

從已經(jīng)公開(kāi)的消息看來(lái)，三星再一次走到了VRAM的最前沿，那么Micron和SK海力士會(huì)不會(huì)跟呢？答案自然是肯定的，JESD239 GDDR7作為通用標(biāo)準(zhǔn)，GDDR7 VRAM勢(shì)必會(huì)成為未來(lái)幾年的走量顯存產(chǎn)品。哪怕是目前HBM內(nèi)存更加炙手可熱，SK海力士應(yīng)該很快也會(huì)發(fā)布自己的GDDR7產(chǎn)品。

至于美光，雖然其目前尚未公布任何GDDR7的解決方案，但無(wú)疑也早就將其納入規(guī)劃中。在去年美光公布的路線圖上，GDDR7定在了2024年底的位置，其規(guī)格為16-24Gb，128GB/s（32Gbps），并將基于其1β。由此看來(lái)，美光今年肯定會(huì)正式公布對(duì)應(yīng)的解決方案，首發(fā)產(chǎn)品應(yīng)該也是16Gb的GDDR7內(nèi)存。

美光內(nèi)存產(chǎn)品路線圖 / 美光

在JEDEC發(fā)布的新聞通稿中，美光也表示：“美光在與JEDEC共同定義DRAM標(biāo)準(zhǔn)方面有著悠久歷史，使用PAM極速開(kāi)發(fā)GDDR產(chǎn)品有助于滿足未來(lái)日益增長(zhǎng)的系統(tǒng)帶寬需求。隨著領(lǐng)先的RAS功能加入，GDDR7標(biāo)準(zhǔn)所滿足的工作負(fù)載已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)圖形市場(chǎng)的范圍?！?br />
至于潛在的GDDR7X，也不是不可能，畢竟我們還沒(méi)有看到采用PAM-4技術(shù)的GDDR7，或許美光還藏了一手，準(zhǔn)備為未來(lái)的英偉達(dá)高端GPU提供總帶寬超過(guò)2TB/s的GDDR7X內(nèi)存，不過(guò)其成本或許也將創(chuàng)下新高。

寫(xiě)在最后

幾乎可以肯定的是，我們?cè)诮衲陸?yīng)該就能一睹GDDR7的真容了，至于是誰(shuí)先搶下首發(fā)還不好說(shuō)。既有可能是英偉達(dá)的Blackwell架構(gòu)GPU，也有可能是AMD的RNDA 4架構(gòu)GPU。但不管怎么說(shuō)，GDDR7應(yīng)該還是會(huì)優(yōu)先出現(xiàn)在首發(fā)的高端型號(hào)上，中低端系列的新顯卡或許將繼續(xù)沿用GDDR6。

我們也可以展望一下未來(lái)GDDR8可能帶來(lái)的突破，畢竟從各個(gè)內(nèi)存廠商的消息來(lái)看，GDDR7所用的1β工藝很可能是最后一代采用DUV光刻機(jī)的節(jié)點(diǎn)，未來(lái)它們會(huì)陷入怎樣的競(jìng)爭(zhēng)，早一步布局EUV光刻機(jī)的三星是否會(huì)更占據(jù)優(yōu)勢(shì)？