GDDR

GDDR, acronimo per Graphics Double Data Rate, è una tecnologia di memoria RAM specifica per schede grafiche basata sulla tecnologia Double Data Rate che ha sostituito la VRAM (Video RAM) ed è attualmente alla sua sesta generazione (GDDR6). Essa viene utilizzata dalla scheda video per memorizzare temporaneamente informazioni necessarie al rendering della scena, come, ad esempio, le texture per evitare di doverle memorizzare nella memoria centrale di sistema, operazione che richiede molto più tempo. La caratteristica principalmente richiesta nelle memorie video è infatti la velocità, che deve essere sufficientemente elevata da seguire le elaborazioni della GPU. I chip di memoria sono generalmente disposti a "L" o a semicerchio attorno al processore grafico e collegate con un bus con ampiezza che dipende dal modello di scheda, ma che può arrivare fino a 512bit.

Generazioni modifica

GDDR2 modifica

La prima implementazione delle memorie GDDR2 risale alla scheda video nVidia GeForce FX 5800. Le specifiche GDDR2 erano una specie di transizione dalle DDR alle DDR2, e presentavano diversi difetti, come un eccessivo surriscaldamento dovuto ai voltaggi DDR e la mancanza di un raddoppiamento del clock di I/O.

GDDR3 modifica

Le specifiche GDDR3 sono state elaborate da ATI Technologies, ma sono state adottate per la prima volta da nVidia nella scheda GeForce FX 5700 Ultra e in seguito nella GeForce 6800 Ultra. ATI ha iniziato a utilizzare memorie GDDR3 a partire dalla serie Radeon X800.

Le caratteristiche delle GDDR3 sono del tutto simili a quelle delle DDR2, sebbene presentino un consumo e un surriscaldamento ridotto, permettendo maggiori velocità di funzionamento e sistemi di raffreddamento più semplici. Queste memorie utilizzano dei terminatori interni, che consentono di gestire meglio le informazioni necessarie all'elaborazione grafica e trasferiscono 4 bit di dati per pin in 2 cicli di clock.

Gran parte delle schede video attualmente in commercio (eccetto alcune di ultima generazione), utilizzano memorie GDDR3, che sono state scelte anche per le 3 principali console di settima generazione, Nintendo Wii, Sony PlayStation 3, Microsoft Xbox 360.

GDDR4 modifica

GDDR4 è l'ultimo standard per le memorie video approvato dal JEDEC, destinato a succedere allo standard GDDR3.

Le novità del nuovo formato riguardano l'introduzione di 2 nuove tecnologie, Data Bus Inversion (DBI) e Multi-Preamble, per ridurre i tempi di latenza, un prefetch di 8 bit contro i 4 delle GDDR3 e la possibilità di avere fino a 8 banchi di memoria. Per un bandwidth uguale a quello delle GDDR3, la frequenza di funzionamento risulta dimezzata, e il voltaggio è stato ridotto a 1,5 V.

Un altro vantaggio dello standard GDDR4 è il consumo: con un funzionamento a 2,4 Gbit/s, consuma il 45% in meno dello standard GDDR3 a 2,0 Gbit/s.

Le memorie GDDR4 sono state utilizzate nelle schede ATi Radeon X1950, nelle HD2600/2900 XT, nelle HD3870, nelle HD4670 e nella HD4850 di PowerColor, mentre non sono state utilizzate da nVidia per le sue schede di ultima generazione della serie GeForce 8/9 e GTX200.

GDDR5 modifica

Il formato GDDR5 è apparso sul mercato con la serie ATI HD4000. Inoltre sono stati prodotti i primi esemplari di chip da Qimonda, Samsung e Hynix^[1].

L'obiettivo di questo formato è di garantire un transfer rate elevatissimo (per i chip Samsung è attualmente di 24 Gbit/s), contemporaneamente a un risparmio energetico maggiore del 20% rispetto a GDDR4 con la riduzione della tensione operativa a 1,5 V^[1].

Le GDDR5 usano un prefetch a 8 bit, come le GDDR4, ma offrono alcune innovazioni; prima di tutto, le GDDR5 usano 2 frequenze di clock, CK e WCK (la seconda lavora a frequenza doppia rispetto alla prima). I comandi sono trasferiti in modalità "SDR", ovvero "single data rate" (quindi con trasferimento dei dati sul solo fronte di salita del clock), alla frequenza CK; gli indirizzi sono trasferiti in DDR alla frequenza CK; i dati sono trasferiti in DDR alla frequenza WCK. Tale approccio è stato introdotto in quanto riduce i problemi legati alla qualità del segnale durante la trasmissione dei comandi e degli indirizzi, mentre accede a una frequenza superiore per la trasmissione dati. Sfortunatamente, frequenze superiori corrispondono a una maggior probabilità di errori, e si è quindi reso necessario un meccanismo di rilevazione di tali errori, al fine di garantire l'integrità dei dati trasmessi.

GDDR5X modifica

Presenta una larghezza di banda doppia rispetto alla GDDR5 (da 256bit a 512bit) e una frequenza di clock maggiore.

GDDR6 modifica

Rilasciata nel luglio 2017 da JEDEC^[2], offre una larghezza di banda per pin fino a 16 Gbit/s con un voltaggio operativo minore (1,35 Volt)

GDDR6X modifica

Introdotte per la prima volta nella Geforce 30 series di Nvidia, le GDDR6X sviluppate da Micron offrono una modulazione dell'ampiezza dell'impulso a 4 livelli (PAM4) che permette un trasferimento di dati il doppio più veloce. PAM4 aumenta la larghezza di banda a 84 GB/s e implementa un minor consumo elettrico.^[3]