O que é memória GDDR7? É a próxima geração de memória gráfica para GPUs, como a futura Nvidia Blackwell RTX 50-series. Ela será usada em uma variedade de produtos nos próximos anos, proporcionando uma atualização geracional em relação às soluções existentes GDDR6 e GDDR6X, o que aumenta o desempenho em jogos e outros tipos de cargas de trabalho. Mas há muito mais acontecendo por trás do nome.
Desde a segunda geração de memória GDDR — para “Graphics Double Data Rate”, se você está se perguntando — o padrão tem sido bastante claro. A GDDR (anteriormente DDR SGRAM) surgiu em 1998, e a cada poucos anos, uma nova iteração chega, ostentando velocidades e largura de banda mais altas.
A geração atual GDDR6 chegou em 2018 e foi usada pela primeira vez nas GPUs Nvidia RTX 20-series e AMD RX 5000-series, começando com velocidades de 14 GT/s (giga-transferências por segundo — ou alternativamente Gbps para gigabits por segundo) e eventualmente chegando a 20 GT/s. Também havia a memória GDDR6X, usada exclusivamente pela Nvidia em GPUs de nível superior das séries RTX 30 e 40, com velocidades iniciais de 19 GT/s que eventualmente alcançaram até 23 GT/s — pelo menos em produtos enviados.
A GDDR7 está no horizonte há vários anos, desde que a Samsung discutiu a tecnologia pela primeira vez em 2022, com as especificações finais da JEDEC lançadas em 5 de março de 2024. Todos os principais fabricantes de memória — Micron, Samsung e SK hynix — já se comprometeram a apoiar o padrão, e os chips devem estar em produção em massa agora. Esperamos ver os primeiros produtos de varejo usando GDDR7 neste outono.
Velocidades GDDR7
A GDDR7 começará inicialmente com velocidades de 32 GT/s — 60% mais rápido do que a memória GDDR6 mais rápida e 33% mais rápido do que a memória GDDR6X mais rápida (embora nenhum produto tenha usado velocidades de 24 GT/s). Mas isso é apenas o ponto de partida básico.
A Micron e a Samsung divulgaram publicamente planos para lançar GDDR7 com velocidades de até 36 GT/s, enquanto a SK hynix diz que terá até 40 GT/s. Este último dobraria a largura de banda das melhores soluções GDDR6, e provavelmente veremos tais chips sendo enviados em 2025.
Olhando para o futuro, há planos para que a GDDR7 alcance até 48 GT/s. Não esperamos ver tal memória por pelo menos mais um ou dois anos, mas conceitualmente poderíamos eventualmente ver clocks ainda mais altos, dependendo do que acontecer nos anos intermediários.
Os clocks reais da memória não são tão altos quanto os números acima podem sugerir. Assim como a GDDR6, a GDDR7 usará uma taxa de dados quádrupla (QDR) — então, tecnicamente, é mais como GQDR7, mas as pessoas que nomeiam decidiram manter o DDR. Os dados também são buscados da memória em pedaços, e os clocks base são muito mais baixos do que os nomes sugerem. Na verdade, até mesmo “QDR” é um pouco enganoso, já que a GDDR6X tem clocks base de 1188 MHz (“19Gbps”) a 1438 MHz (“24Gbps”), enquanto a GDDR6 tem clocks base de 1375–2500 MHz (11–20 Gbps).
Haverá memória GDDR7X?
As duas últimas gerações de GDDR viram variantes “X”, GDDR5X e GDDR6X. Ambas vieram da Micron, trabalhando em colaboração com a Nvidia para criar uma variante de largura de banda ainda maior da memória base. A GDDR5 atingiu o máximo de 9 GT/s no GTX 1060 6GB, enquanto a GDDR5X estendeu-se para 12 GT/s. Da mesma forma, a GDDR6 atingiu o máximo de 20 GT/s, e a GDDR6X elevou isso para 24 GT/s. Isso é 33% mais rápido com a GDDR5X e 20% mais rápido com a GDDR6X.
Então, poderíamos ver a GDDR7X que empurra as velocidades além de qualquer nível que a GDDR7 eventualmente alcance? Perguntamos à Micron sobre isso na GTC 2024 e nos disseram que nada estava oficialmente em andamento ainda. O que faz sentido — não tivemos a GDDR6X até a segunda geração de placas gráficas usando a GDDR6 sair, e a GDDR7 ainda não está sendo enviada em produtos.
A Micron provavelmente não discutirá planos futuros para a GDDR7X, independentemente de estar sendo trabalhada agora — assim como a Nvidia não está falando sobre a futura arquitetura Rubin para GPUs ainda. Não seria surpreendente ver mais uma colaboração Micron-Nvidia para a GDDR7X, mas não esperamos ouvir sobre isso de uma forma ou de outra por pelo menos mais dois ou três anos. Se isso se tornar uma realidade, esperamos que forneça pelo menos um aumento de 20% na largura de banda, como com a GDDR6X.
Quais produtos usarão GDDR7?
Atualmente, não há nenhuma palavra oficial sobre quaisquer produtos que usarão GDDR7, mas as GPUs Blackwell de nível superior da Nvidia são amplamente rumoradas para serem as primeiras a usar a nova memória. Esperamos que os primeiros desses produtos cheguem no outono de 2024.
As expectativas anteriores eram de que as GPUs RDNA 4 da AMD também adotassem o novo tipo de memória, mas agora há indicações de que a RDNA 4 continuará com a memória GDDR6. Isso é apenas uma afirmação de um vazador, mas também há indicações de que a AMD pode estar focando em GPUs mainstream para sua próxima arquitetura. Se isso for correto, não seria muito surpreendente ver uma continuidade na dependência de memória GDDR6 menos cara.
E quanto às GPUs Battlemage da Intel? Elas também estão direcionadas aos usuários mainstream, de acordo com representantes da Intel, e, portanto, podem optar pela GDDR6 também. Ou talvez possamos ver um modelo de ponta com GDDR7 e soluções mainstream com GDDR6.
Seja o que for que aconteça, os rumores atuais sugerem que a AMD RDNA 4 pode não chegar até 2025. Havia sussurros de que o Battlemage seria lançado este ano, mas agora outros rumores dizem que também foi adiado para 2025. Atualmente, não há uma resposta clara sobre quando as várias novas placas gráficas serão lançadas.
A GDDR7 também pode ser usada em outros dispositivos, particularmente com aceleradores de IA. Os principais aceleradores de IA têm usado tipos de memória HBM — principalmente HBM3 e HBM3E agora — mas designs focados em inferência ainda poderiam se beneficiar da largura de banda adicional que a GDDR7 oferece, mesmo que não seja uma solução tão densa quanto a HBM.
Detalhes técnicos da GDDR7
Já cobrimos muito sobre as velocidades e a largura de banda da GDDR7, bem como quando e onde provavelmente a veremos sendo usada, mas quais mudanças fundamentais a nova memória traz?
Uma das maiores mudanças será uma redução na tecnologia de nó de processo, da atual “classe 10nm” para 21nm, indo para 10nm a 15nm. A Micron atualmente usa o menor nó para GDDR6/GDDR6X, chamando-o de classe 10nm, mas antecipamos que ela se moverá para um nó refinado e/ou menor com a GDDR7. O mesmo vale para a SK hynix, que atualmente produz GDDR6 em um nó de 21nm, e a Samsung, que também usa classe 10nm para GDDR6.
As soluções atuais de GDDR6 normalmente usam 1.35V, e a GDDR7 reduzirá isso para 1.2V, com uma versão potencial de 1.1V também em andamento (para clocks mais baixos). Isso deve reduzir os requisitos de energia em desempenho equivalente, embora as velocidades mais altas possam anular essa vantagem.
A maior mudança fundamental com a GDDR7 é que ela usará sinalização PAM3, onde a GDDR6 usa sinalização NRZ (non return to zero) — e a GDDR6X usa sinalização PAM4. PAM3 (modulação de amplitude de pulso de 3 níveis) reduz os requisitos de energia em comparação com NRZ, enquanto é menos complexa de implementar do que PAM4 (PAM de 4 níveis). Isso deve tornar os equipamentos de fabricação da GDDR7 menos complexos e menos caros, embora isso não signifique que será barato.
A GDDR7 também suportará configurações não-potência-de-dois, e esperamos ver chips de memória de 24Gb e, eventualmente, 48Gb. A GDDR6 também pode ter soluções de 24Gb chegando, embora nenhuma empresa tenha enviado um produto usando tal configuração no momento. Isso significa que 50% mais memória pode ser colocada em cada interface de 32 bits, de modo que uma placa gráfica típica de 128 bits, por exemplo, poderia ter 12GB de VRAM em vez de apenas 8GB.
Outra mudança é que uma interface de memória GDDR7 de 32 bits é subdividida em quatro canais de 8 bits, o que ajuda a facilitar a busca de pedaços maiores de dados. Onde a GDDR5 era um pré-busca de 8n, e a GDDR6 era 16n, a GDDR7 terá uma arquitetura de pré-busca de 32n. Esta é uma maneira de puxar quantidades maiores de dados da DRAM enquanto ainda opera em clocks relativamente baixos.
A GDDR7 também suporta ECC (Código de Correção de Erros), o que permite que os chips continuem funcionando mesmo se um bit ocasional for invertido. O ECC pode detectar isso e melhorar a confiabilidade, um fator crítico à medida que as velocidades e densidades aumentam.
Olhando além da GDDR7
Assim como tivemos GDDR2 até GDDR7 — como mencionado anteriormente, “GDDR1” era chamado de DDR SGRAM — é uma aposta segura que veremos GDDR8 no futuro, provavelmente daqui a quatro a sete anos. A verdadeira questão é o que acontecerá depois da aparentemente inevitável GDDR9. Nós apenas adicionaremos um dígito e teremos GDDR10? Provavelmente, embora possamos também mudar do DDR para QDR ou ODR (Octal Data Rate) em algum momento.
A GDDR2 de 2003 funcionava a uma velocidade máxima de apenas 1 GT/s (Gbps), com um chip de 32 bits fornecendo até 4 GB/s de largura de banda. A GDDR3 começou a ser usada no ano seguinte com uma largura de banda de até 8 GB/s por chip de 32 bits. A Nvidia pulou a GDDR4 enquanto a AMD a usou em algumas GPUs das séries X1000 e HD 2000 em 2006–2007, com uma largura de banda máxima de 9 GB/s. O salto para a GDDR5 em 2009 trouxe um aumento significativo na largura de banda, com os chips mais lentos oferecendo 16 GB/s, e mais tarde, a GDDR5 eventualmente dobraria isso para 32 GB/s.
Desde a GDDR5, a taxa de introdução de novas variantes desacelerou. A GDDR5 permaneceu por bons seis anos, e a GDDR6 fez o mesmo. É provável que a GDDR7 esteja por aí pelo menos por tanto tempo, coexistindo ao lado de várias formas de HBM (High Bandwidth Memory) usadas principalmente em data centers e produtos de IA. Mas em algum momento, mesmo com até 160 GB/s de largura de banda por chip de 32 bits, até mesmo a GDDR7 eventualmente precisará ser substituída — e os engenheiros provavelmente já estão discutindo maneiras de empurrar larguras de banda ainda maiores para o que quer que venha a seguir.
Mas agora, estamos ansiosos para ver a primeira onda de placas gráficas equipadas com GDDR7. Com mais capacidade de memória e largura de banda muito maior, a GDDR7 permitirá níveis ainda mais altos de computação de GPU. Esses devem chegar neste outono, se tudo correr conforme o planejado.
Fonte: Tom’s Hardware