GDDR5 SDRAM

GDDR5 SDRAM
Graphics Double Data Rate 5 Synchronous Dynamic Random-Access Memory
RAM의 종류
980 Ti의 GDDR5 칩
개발JEDEC
유형SDRAM
세대5세대
이전GDDR4 SDRAM
다음GDDR6 SDRAM

GDDR5, 그래픽스 더블 데이터 레이트 5(Graphics Double Data Rate 5, Graphics Double Data Rate version 5) SGRAM은 비디오 카드, 비디오 게임 콘솔 및 고성능 컴퓨팅에 사용하기 위해 설계된 높은 대역폭("더더블 데이터 레이트") 인터페이스를 갖춘 동기 그래픽 랜덤 액세스 메모리(SGRAM)의 한 종류이다. 이는 GDDR SDRAM(그래픽 DDR SDRAM)의 유형이다.

개요

이전 세대인 GDDR4와 마찬가지로 GDDR5는 DDR2 SDRAM에 비해 데이터 라인이 두 배인 DDR3 SDRAM 메모리를 기반으로 한다. 또한 GDDR5는 GDDR4 및 DDR3 SDRAM과 유사한 8비트 폭의 프리치 버퍼를 사용한다.

GDDR5 SGRAM은 JEDEC에 의해 GDDR5 사양에 명시된 표준을 준수한다. SGRAM은 단일 포트 방식이다. 그러나 한 번에 두 개의 메모리 페이지를 열 수 있어 다른 VRAM 기술의 듀얼 포트 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 8N-프리페치 아키텍처와 DDR 인터페이스를 사용하여 고성능 동작을 구현하며, 장치 초기화 중에 감지되는 ×32 모드 또는 ×16(클램쉘) 모드로 작동하도록 구성할 수 있다. GDDR5 인터페이스는 쓰기 클럭(WCK) 주기당 두 개의 32비트 폭 데이터 워드를 I/O 핀으로/로부터 전송한다. 8N-프리페치에 대응하여, 단일 쓰기 또는 읽기 액세스는 내부 메모리 코어에서의 256비트 폭 2 CK 클럭 주기 데이터 전송과 I/O 핀에서의 대응하는 8개의 32비트 폭 0.5 WCK 클럭 주기 데이터 전송으로 구성된다.

GDDR5는 두 가지 다른 클럭 유형으로 작동한다. 주소 및 명령 입력의 참조용인 차동 명령 클럭(CK)과, 데이터 읽기 및 쓰기의 참조용으로 CK 주파수의 두 배로 실행되는 전달 차동 쓰기 클럭(WCK)이다. 더 정확하게는, GDDR5 SGRAM은 총 세 개의 클럭을 사용한다. 두 바이트와 연관된 두 개의 쓰기 클럭(WCK01 및 WCK23)과 하나의 명령 클럭(CK)이다. 핀당 5 Gbit/s 데이터 속도를 갖는 GDDR5를 예로 들면, CK는 1.25 GHz로 실행되고 두 WCK 클럭은 2.5 GHz로 실행된다. CK와 WCK는 초기화 및 트레이닝 시퀀스 중에 위상이 정렬된다. 이 정렬을 통해 최소 지연 시간으로 읽기 및 쓰기 액세스가 가능해진다.

단일 32비트 GDDR5 칩은 약 67개의 신호 핀을 가지며 나머지는 170 BGA 패키지의 전원 및 접지이다.

GDDR5의 상용화

GDDR5는 2007년 7월 삼성전자에 의해 공개되었다. 삼성전자는 2008년 1월부터 GDDR5를 양산할 것이라고 발표했다.

하이닉스반도체는 2007년에 업계 최초의 60 nm급 "1 Gb"(10243 비트) GDDR5 메모리를 선보였다. 이는 32비트 버스에서 20 GB/s의 대역폭을 지원하여, 256비트 버스에서 단 8개의 회로만으로 160 GB/s 속도의 1 GB 메모리 구성을 가능하게 했다. 이듬해인 2008년에 하이닉스는 50 nm급 "1 Gb" GDDR5 메모리로 이 기술을 더욱 발전시켰다.

2007년 11월, 인피니언에서 분사된 키몬다는 GDDR5를 시연하고 샘플을 제공했으며, GDDR5의 배후 기술에 관한 논문을 발표했다. 2008년 5월 10일 기준으로 키몬다는 3.6 Gbit/s(900 MHz), 4.0 Gbit/s(1 GHz), 4.5 Gbit/s(1.125 GHz) 등급의 512 Mb GDDR5 부품의 대량 생산을 발표했다.

2009년 11월 20일, 엘피다 메모리는 그래픽 DRAM(GDDR) 설계 및 엔지니어링을 담당하는 뮌헨 디자인 센터의 개소를 발표했다. 엘피다는 키몬다의 파산 이후 2009년 8월 키몬다 AG로부터 GDDR 설계 자산을 인수했다. 이 디자인 센터에는 약 50명의 직원이 근무하며 그래픽 메모리의 설계, 개발 및 평가에 사용되는 고속 메모리 테스트 장비를 갖추고 있다. 2013년 7월 31일, 엘피다는 마이크론 테크놀로지의 완전 소유 자회사가 되었으며, 현재의 공개된 링크드인 전문가 프로필에 따르면 마이크론은 뮌헨에서 그래픽 디자인 센터를 계속 운영하고 있다.

하이닉스의 40 nm급 "2 Gb"(2 × 10243 비트) GDDR5는 2010년에 출시되었다. 이는 7 GHz 유효 클럭 속도로 작동하며 최대 28 GB/s를 처리한다. "2 Gb" GDDR5 메모리 칩은 224 GB/s 이상의 최대 대역폭과 2 GB 이상의 온보드 메모리를 갖춘 그래픽 카드를 가능하게 할 것이다. 2008년 6월 25일, AMD는 라데온 HD 4870 비디오 카드 시리즈에 키몬다의 3.6 Gbit/s 대역폭 512 Mb 메모리 모듈을 탑재함으로써 GDDR5 메모리를 사용한 제품을 출시한 첫 번째 회사가 되었다.

2010년 6월, 엘피다 메모리는 뮌헨 디자인 센터에서 개발한 2 Gb GDDR5 메모리 솔루션을 발표했다. 이 새로운 칩은 최대 7 GHz의 유효 클럭 속도로 작동할 수 있으며 그래픽 카드 및 기타 고대역폭 메모리 응용 분야에 사용될 예정이다.

"4 Gb"(4 × 10243 비트) GDDR5 부품은 2013년 3분기에 사용 가능해졌다. 처음에 하이닉스에 의해 출시되었고, 마이크론 테크놀로지가 뒤따라 2014년에 자사 제품을 출시했다. 2013년 2월 20일, 플레이스테이션 4가 16개의 4 Gb GDDR5 메모리 칩을 사용하여 총 8 GB의 GDDR5 @ 176 Gbit/s(CK 1.375 GHz 및 WCK 2.75 GHz)를 시스템 및 그래픽 통합 램으로 사용할 것이라고 발표되었다. 이는 8개의 재규어 코어, 1152개의 GCN 셰이더 프로세서 및 AMD 트루오디오를 포함하는 AMD 구동 시스템 온 칩과 함께 사용된다. 이후 제품 분해를 통해 플레이스테이션 4에 4 Gb 기반 GDDR5 메모리가 탑재되었음이 확인되었다.

2014년 2월, 엘피다 인수의 결과로 마이크론 테크놀로지는 회사의 그래픽 메모리 솔루션 포트폴리오에 2 Gb 및 4 Gb GDDR5 제품을 추가했다.

2015년 1월 15일, 삼성전자는 보도 자료를 통해 20 nm 공정을 기반으로 한 "8 Gb"(8 × 10243 비트) GDDR5 메모리 칩의 양산을 시작했다고 발표했다. 4K와 같은 고해상도 디스플레이가 주류가 됨에 따라, PC 게임 및 기타 3차원 렌더링과 같이 그래픽 집약적인 계산을 위한 더 큰 프레임버퍼를 원활하게 지원하기 위해 고밀도 칩이 요구된다. 새로운 고밀도 모듈의 향상된 대역폭은 핀당 8 Gbit/s × BGA 패키지의 170개 핀 × 입출력 주기당 32비트, 즉 칩당 256 Gbit/s의 유효 대역폭에 해당한다.

2015년 1월 6일, 마이크론 테크놀로지의 사장 마크 애덤스는 회사의 2015 회계연도 1분기 실적 발표에서 8 Gb GDDR5의 성공적인 샘플링을 발표했다. 이어 2015년 1월 25일, 회사는 20 nm 공정 기술을 사용한 GDDR5의 상업적 출하를 시작했다고 발표했다. 마이크론의 8 Gb GDDR5에 대한 공식 발표는 2015년 9월 1일 회사 웹사이트의 크리스토퍼 키도가 작성한 블로그 포스트 보관됨 2015-09-07 - 웨이백 머신를 통해 이루어졌다.

GDDR5X

2016년 1월, JEDEC은 GDDR5X SGRAM을 표준화했다. GDDR5X는 GDDR5의 두 배인 핀당 10~14 Gbit/s의 전송 속도를 목표로 한다. 본질적으로 이는 메모리 컨트롤러에게 8n 프리페치를 갖는 더블 데이터 레이트 모드 또는 16n 프리페치를 갖는 쿼드 데이터 레이트 모드를 사용할 수 있는 옵션을 제공한다. GDDR5는 8n 프리페치를 갖는 더블 데이터 레이트 모드만 지원한다. 또한 GDDR5X는 칩당 190개의 핀(190 BGA)을 사용한다. 이에 비해 표준 GDDR5는 칩당 170개의 핀(170 BGA)을 가진다. 따라서 수정된 PCB가 필요하다. QDR(쿼드 데이터 레이트)은 쓰기 명령 클럭(WCK)과 관련하여 사용될 수 있고, ODR(옥탈 데이터 레이트)은 명령 클럭(CK)과 관련하여 사용될 수 있다.

GDDR5X 상용화

1080 Ti에 탑재된 GDDR5X

마이크론 테크놀로지는 2016년 3월 GDDR5X 칩의 샘플링을 시작했고, 2016년 5월 대량 생산을 시작했다.

엔비디아는 2016년 5월 6일, 파스칼 기반의 GeForce GTX 1080을 발표하며 GDDR5X를 사용하는 첫 번째 그래픽 카드를 공식 공개했다. 이후 2016년 7월 21일 엔비디아 타이탄 X (파스칼), 2017년 2월 28일 GeForce GTX 1080 Ti, 그리고 2017년 4월 6일 엔비디아 타이탄 Xp가 GDDR5X를 채택한 그래픽 카드로 출시되었다.

같이 보기

각주

  1. ↑ Micron TN-ED-01: GDDR5 SGRAM Introduction. 보관됨 2015-09-18 - 웨이백 머신 Accessed April 11, 2014
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  36. ↑ “The New NVIDIA TITAN X: The Ultimate. Period. - The Official NVIDIA Blog”. 《nvidia.com》. 2016년 7월 21일.
  37. ↑ Newsroom, NVIDIA. “NVIDIA Introduces the Beastly GeForce GTX 1080 Ti -- Fastest Gaming GPU Ever”. 《NVIDIA Newsroom Newsroom》.
  38. ↑ “The New Titan Is Here: NVIDIA TITAN Xp - NVIDIA Blog”. 《nvidia.com》. 2017년 4월 6일.

외부 링크