GDDR6X तकनीकी सुधार समझाया

1 सितंबर को^{अनुसूचित जनजाति}, 2020 एनवीडिया ने ग्राफिक्स कार्ड की अपनी बिल्कुल नई आरटीएक्स 3000 श्रृंखला की घोषणा की, जिसने न केवल पारंपरिक रैस्टराइज़्ड रेंडरिंग में, बल्कि रीट्रैस्टिंग में भी प्रदर्शन के अभूतपूर्व स्तर का वादा किया। आरटीएक्स 3000 श्रृंखला के कार्ड आरएक्स 6000 श्रृंखला में एएमडी के शीर्ष प्रसाद के साथ प्रतिस्पर्धा करने वाले बाजार के सबसे तेज कार्ड बन जाएंगे। इन कार्डों के अंदर स्थित एम्पीयर आधारित जीपीयू अपने आप में काफी तेज था, लेकिन वास्तव में बेहतर प्रदर्शन एक और सुधार था।

GDDR6X बैंडविड्थ और गति के अभूतपूर्व स्तर लाने का वादा करता है - छवि: माइक्रोन प्रौद्योगिकी

उस प्रदर्शन का एक बड़ा हिस्सा उस मेमोरी से आया था जो इन कार्ड्स पर थी। RTX 3000 श्रृंखला के शीर्ष दो कार्ड, RTX 3080 और RTX 3090 ने एक नए मेमोरी प्रकार को स्पोर्ट किया, जिसे पहले गेमिंग-ग्रेड ग्राफिक्स कार्ड में इस्तेमाल नहीं किया गया था, जिसे GDDR6X के रूप में जाना जाता है। इस नए प्रकार की मेमोरी ने मानक GDDR6 की तुलना में बैंडविड्थ को दोगुना करने का वादा किया था जो आरटीएक्स 2000 श्रृंखला और एएमडी आरएक्स 6000 कार्ड पर पाया गया था। आइए देखते हैं कि GDDR6X क्या खास बनाता है।

वीआरएएम वास्तव में क्या करता है?

ग्राफ़िकल प्रोसेसिंग के संदर्भ में अधिकांश 'भारी-लिफ्टिंग' ग्राफिक्स कार्ड के कोर द्वारा किया जाता है जिसे GPU के रूप में जाना जाता है। GPU सिलिकॉन का एक बहुत शक्तिशाली टुकड़ा है जिसे गेम जैसे गेम के लिए कार्य करने के लिए डिज़ाइन और अनुकूलित किया गया है। यह आपके मॉनिटर को प्रदर्शित करने वाले फ़्रेमों को धकेलने के लिए आवश्यक अधिकांश प्रसंस्करण को संभालता है। लेकिन बड़ी मात्रा में डेटा संसाधित करने और फ़्रेम को पर्याप्त रूप से तैयार करने के लिए, GPU को काम करने के लिए कुछ की आवश्यकता होती है। यह वह जगह है जहाँ वीआरएएम आता है।

वीआरएएम या वीडियो मेमोरी एक बहुत ही उच्च गति वाला मेमोरी फॉर्म है जो कि ग्राफिक्स कार्ड पर ही संग्रहीत किया जाता है ताकि जीपीयू की सीधी पहुंच हो। वीआरएएम उन परिसंपत्तियों और बनावटों को संग्रहीत करता है जो खेल द्वारा आवश्यक हैं ताकि GPU जरूरत पड़ने पर उन पर काम कर सके और उन फ़्रेमों को तैयार कर सके जिन्हें प्रदर्शित करने की आवश्यकता है। यदि वीआरएएम इन परिसंपत्तियों और अन्य महत्वपूर्ण डेटा को तेजी से जीपीयू तक नहीं पहुंचा सकता है, तो उपयोगकर्ता मंदी, स्टूटर्स या यहां तक ​​कि क्रैश का अनुभव कर सकता है। आम तौर पर, उच्च ग्राफ़िकल सेटिंग्स के साथ 1440p और 4K जैसे उच्च रिज़ॉल्यूशन के लिए उन उच्च-गुणवत्ता वाली परिसंपत्तियों का प्रबंधन करने और संग्रहीत करने के लिए अधिक वीआरएएम की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि यदि आप इन प्रस्तावों पर इन सेटिंग्स में खेलना चाहते हैं तो आपको वीआरएएम की उच्च क्षमता की आवश्यकता है। इसके साथ ही, वीआरएएम से डेटा को जल्दी से पर्याप्त रूप से स्थानांतरित करने के लिए आपको उच्च गति मेमोरी की आवश्यकता होती है। यह वह जगह है जहाँ GDDR6X जैसी स्मृति प्रौद्योगिकियाँ मददगार साबित होती हैं।

GDDR6X के पीछे का तंत्र

माइक्रोन टेक्नोलॉजी (एनवीडिया और अन्य भागीदारों के लिए GDDR6X मेमोरी बनाने और आपूर्ति करने वाली कंपनी) ने हाल ही में GDDR6X मेमोरी के पीछे के तंत्र के बारे में कुछ विवरण जारी किए हैं। इससे हमें इस बात का बेहतर अंदाजा हो जाता है कि कैसे यह तकनीक बेहद उच्च बैंडविड्थ की संख्या हासिल करने में सक्षम है।

PAM4 सिग्नलिंग

'बस' नामक विशिष्ट डेटा पथों के विपरीत, जो एक समय में 1 बिट डेटा को स्थानांतरित करते हैं, GDDR6X PAM4 (फोर-लेवल पल्स एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन) नामक एक तकनीक का उपयोग करता है, जो एक ऐसी विधि है जो एक बार में 4 में से 1 डिस्कनेक्ट बिजली स्तर भेज सकती है। 2. 2. इसका मतलब है कि GDDR6X एक बार में 2 बिट्स को स्थानांतरित कर सकता है जो नाटकीय रूप से बैंडविड्थ को बढ़ाता है। माइक्रोन में इस तरह के दिलचस्प नवाचार का इतिहास है क्योंकि यह उद्योग के पहले GDDR5, GDDR5X और अब GDDR6X चिप्स को बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए लाया। माइक्रोन GDDR5X का एकमात्र निर्माता था और अब GDDR6X का अनन्य निर्माता है। माइक्रोन ने PAM4 का उपयोग करके GDDR6X के विकास के बारे में कहा:

'माइक्रोन में, हमारे पास वैज्ञानिक थे कि 2006 से पहले से ही मेमोरी में PAM4 का उपयोग कैसे करें,' ग्राफिक्स सेगमेंट के माइक्रोन के निदेशक राल्फ एबर्ट ने कहा। “मैंने जानबूझकर वैज्ञानिकों को कहा क्योंकि मैं डेवलपर्स और वैज्ञानिकों के बीच अंतर करूंगा। ये वास्तव में नवाचार के लिए जमीनी कार्य करने वाले लोग थे। उन्होंने मूल रूप से इस PAM4 तकनीक को लिया और यह पता लगाने की कोशिश की कि हम DRAM में इसका उपयोग कैसे कर सकते हैं। वैज्ञानिकों ने GDDR डेवलपर्स के साथ कंधे से कंधा मिलाकर काम करना था, जिन लोगों ने चिप पर हस्ताक्षर किए, ”एबर्ट ने कहा। 'उन्होंने सिस्टम और उत्पाद इंजीनियरों के साथ बहुत निकटता से सहयोग किया, जो सिस्टम और बड़े पैमाने पर विनिर्माण दृष्टिकोण से चुनौतियों को समझते हैं।'

एक सीमा है जो इस रोमांचक नई तकनीक के साथ आती है। GDDR6 में 16 बाइट्स (BL16) हैं, जिसका अर्थ है कि इसके दो 16-बिट चैनल प्रति ऑपरेशन 32 बाइट्स दे सकते हैं। GDDR6X की लंबाई 8 बाइट्स (BL8) है, लेकिन PAM4 सिग्नलिंग के कारण, इसके 16-बिट चैनलों में से प्रत्येक 32 बाइट्स प्रति ऑपरेशन भी वितरित करेगा। इसका मतलब है कि GDDR6X एक ही घड़ी की गति पर GDDR6 से तेज नहीं है। इसका मतलब यह भी है कि चूंकि GDDR6X प्रत्येक चक्र के दौरान GDDR6 के रूप में दो बार कई संकेतों को वहन करता है, इसलिए यह बहुत अधिक कुशल भी है। माइक्रोन के अनुसार, GDDR6X डिवाइस स्तर पर GDDR6 (7.25 pj / bit बनाम 7.5 pj / bit) की तुलना में 15% अधिक शक्ति-कुशल है।

PAM4 सिग्नलिंग स्मृति प्रौद्योगिकी में एक क्रांतिकारी तकनीक है - छवि: माइक्रोन प्रौद्योगिकी

एनवीडिया के साथ सहयोग बंद करें

उच्च बैंडविड्थ और उच्च गति के लिए धक्का के पीछे एक बड़ी प्रेरणा शक्ति एनवीडिया ही रही है, जिसने जीडीआर 6 एक्स मेमोरी के विकास और परीक्षण चरणों के दौरान माइक्रोन के साथ मिलकर काम किया है। जीवीडीआर 6 एक्स मेमोरी की बात करें तो एनवीडिया माइक्रोन का एकमात्र लॉन्च पार्टनर है, जिसका अर्थ है कि नया मेमोरी टाइप कुछ समय के लिए एनवीडिया कार्ड के लिए विशेष होगा। एनवीडिया ने पहले ही अपने प्रमुख GeForce गेमिंग ग्राफिक्स कार्ड पर नई मेमोरी स्थापित कर ली है; RTX 3090 और RTX 3080, जो इस प्रकार मिल गए हैं बैंडविड्थ में जबरदस्त छलांग अंतिम-जीन GDDR6 पर।

GDDR6X मेमोरी - छवि: माइक्रोन प्रौद्योगिकी के पूर्ण विनिर्देशों

Nvidia ने GDDR6X के लिए एक नया मेमोरी कंट्रोलर और PHY भी डिज़ाइन किया है क्योंकि यह PAM4 सिग्नलिंग का उपयोग करता है, और इसके लुक से, सब कुछ Nvidia द्वारा डिज़ाइन किया गया है। जीवीडीआर 6 एक्स तकनीक भी एनवीडिया द्वारा विशेष रूप से टिटान और क्वाड्रो श्रृंखला में अधिक कार्ड के लिए आ रही है, जो कि उच्च क्षमता के साथ युग्मित GDDR6X की बढ़ी हुई बैंडविड्थ से बहुत लाभ उठा सकती है। माइक्रोन ने यह भी पुष्टि की है कि एनवीडिया जीडीआर 6 एक्स के लिए एक विशेष भागीदार नहीं है और इससे अधिक कंपनियों को भी बाद में नया मेमोरी मानक प्राप्त होगा। इसका मतलब है कि हम उम्मीद कर सकते हैं कि AMD के Radeon कार्ड्स में भी GDDR6X एप्लिकेशन के कुछ प्रकार हो सकते हैं जब भविष्य में उन कार्डों का अधिक लॉन्च होता है।

PAM4 बनाम HBM2 के साथ GDDR6X

हालांकि GDDR6X अपने फैंसी नई PAM4 तकनीक के साथ अभी भी GDDR6 की तुलना में महंगा है, यह HBM2 निर्माण की लागत के करीब भी नहीं है। HBM या उच्च बैंडविड्थ मेमोरी वास्तव में ग्राफिक्स कार्ड मेमोरी तकनीक के भविष्य की तरह लग रहा था, जो कुछ पीढ़ी पहले थी। एचएमबी को मुख्यधारा के बाजार में लाने के लिए एएमडी वास्तव में कड़ी मेहनत कर रहा था और उन्होंने एचबीएम ऑनबोर्ड के साथ वास्तव में बहुत अधिक जीपीयू की एक श्रृंखला शुरू की। ग्राफिक्स कार्ड्स के फ्यूरी और वेगा लाइन ने हाई बैंडविड्थ मेमोरी का उपयोग किया था, लेकिन दुख की बात है कि एनवीडिया पर उन्हें किसी भी तरह का लाभ देने के लिए उनके जीपीयू कोर तेजी से पर्याप्त नहीं थे।

आकर्षक HBM2 मेमोरी को एक बार फिर से Radeon VII में वापस लाया गया, AMD का नया हाई-एंड ग्राफिक्स कार्ड वेगा आर्किटेक्चर पर आधारित था लेकिन अब इसे 7nm प्रोसेस पर बनाया गया है। वेगा कार्ड के अंदर HBM2 का निर्माण करना बेहद महंगा था और इसमें कम पैदावार थी, जिससे कम आपूर्ति और यहां तक ​​कि कम मांग भी थी। Radeon VII, Nvidia के फ्लैगशिप, RTX 2080Ti के करीब नहीं आ सका और इसके लॉन्च के एक साल के भीतर EOL का सामना किया। बहुत तेज एनवीडिया फ्लैगशिप मानक GDDR6 का उपयोग करता है।

कंपनी के पदानुक्रम में बदलाव के बाद एएमडी स्वयं अपने एचबीएम प्रयासों से दूर चला गया और कई उच्च रैंकिंग वाले सदस्यों को अपने कर्तव्यों से मुक्त कर दिया गया। नए AMD Radeon तेजी से HBM मेमोरी ऑब्सेशन से दूर चले गए और बहुत अधिक यथार्थवादी मेमोरी विकल्प जैसे कि RX 5000 और GDDR6 मेमोरी में RX 5000 और GPU की RX 6000 श्रृंखला । HBM2 के साथ मुख्य समस्या इसकी विनिर्माण है। यह प्रक्रिया बेहद थकाऊ और महंगी है क्योंकि HBM2 KGSDs (ज्ञात-अच्छा स्टैक्ड डेस) को एक अर्धचालक फैब पर इकट्ठा किया जाना है और फिर दूसरे थैले के एक क्लीनरूम में GPU के बगल में एक इंटरपोज़र पर रखा जाना है। यह उत्पादन को GDDR6 या GDDR6X की तुलना में बहुत अधिक महंगा और श्रमसाध्य बनाता है क्योंकि GDDR6X को स्टैकिंग की आवश्यकता नहीं होती है, और इसे असतत चिप्स के रूप में भेज दिया जाता है जिसे एक कारखाने में नीचे रखा जा सकता है।

GDDR6X उद्योग-अग्रणी बैंडविड्थ स्तरों को वितरित करता है - छवि: माइक्रोन प्रौद्योगिकी

एक चेतावनी है कि यहाँ ध्यान दिया जाना चाहिए, यद्यपि। GDDR6X चिप्स को बहुत साफ और स्थिर सिग्नल की आवश्यकता होती है, यही वजह है कि GA102 GPU पर एनवीडिया मेमोरी कंट्रोलर जो कि मेमोरी चिप्स को पावर देता है, एक अलग पावर रेल पर बैठता है। यह सुनिश्चित करता है कि चिप्स को उनकी आवश्यक स्वच्छ और स्थिर शक्ति प्राप्त होती है जिसे उन्हें ठीक से काम करने की आवश्यकता होती है।

भविष्य के लिए PAM4

PAM4 सिग्नलिंग एक दिलचस्प और वास्तव में रोमांचक नई प्रक्रिया है जो पीसी हार्डवेयर के कई क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोगों को पा सकती है। जबकि अभी यह ग्राफिक्स कार्ड में GDDR6X एप्लिकेशन तक सीमित है, सिग्नलिंग तकनीक भविष्य में अन्य प्रक्रियाओं में कई और उपयोग कर सकती है। माइक्रोन का मानना ​​है कि मेमोरी का भविष्य PAM 4 तकनीक है।

'तो, GDDR6X वह जगह है जहाँ हमने PAM4 पेश किया है, और हम निश्चित रूप से आगे बढ़ते हुए देख सकते हैं,' माइक्रोन के ग्राफिक्स मेमोरी के निदेशक ने कहा। “संभावित रूप से, PAM4 का उपयोग अन्य मेमोरी मानकों में किया जा सकता है। यह संभव है या संभावना है कि इस प्रकार की तकनीक का उपयोग सीपीयू या हमारे अन्य प्रोसेसर वाले निगमों द्वारा किया जाएगा। ”

PAM4 सिग्नलिंग मानक का एक और दिलचस्प भविष्य का अनुप्रयोग PCIe Gen 6.0 है जो 2021 में होने वाला है। यह अधिक दक्षता और उच्च डेटा दरों को निकालने के लिए PAM4 सिग्नलिंग का उपयोग करता है। चूंकि PCIe की एक बहुत विस्तृत गोद लेने की सीमा है, इसलिए CPU और ASIC कंपनियों को अंततः PAM4 और PCIe 6.0 को किसी समय में अपनाना होगा। हो सकता है कि किसी दिन यह एचबीआर 2 मेमोरी में अवास्तविक बैंडविड्थ और गति प्रदान करने के लिए भी इस्तेमाल किया जाएगा, लेकिन यह सिर्फ हमारी ओर से अटकलें हैं।

GDDRX का उपयोग कहां किया जाता है?

यहां तक ​​कि अगर हम भविष्य को एक दूसरे के लिए अलग रख देते हैं, तो भी GDDR6X का उपयोग आज भी कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में किया जाता है। कुछ महत्वपूर्ण लोगों में शामिल हैं:

• गेमिंग: गेमिंग में GDDR6X मेमोरी का सबसे बड़ा और सबसे लोकप्रिय उपयोग है। माइक्रोन ने अपने ब्रांड नए आरटीएक्स 3080 और आरटीएक्स 303 ग्राफिक्स कार्ड में एकीकरण के लिए एनवीडिया को जीडीआर 6 एक्स मॉड्यूल प्रदान किया है। यह मेमोरी उन्हें मेमोरी बैंडविड्थ और गति के मामले में अभूतपूर्व संख्या हासिल करने की अनुमति देगा। GDDR6X की पहली पीढ़ी 1TB / s तक के डेटा ट्रांसमिशन दरों को प्राप्त कर सकती है। यह अगली पीढ़ी के गेमिंग के मामले में बेहद फायदेमंद साबित हो सकता है।
• एचपीसी: GDDRX तकनीक का उपयोग एचपीसी या उच्च-प्रदर्शन कम्प्यूटिंग में किया जाता है। यह उच्च समानांतर संगणना की विशेषता है, जो उन्नत अनुप्रयोग कार्यक्रमों को मज़बूती से, कुशलतापूर्वक और यथासंभव तेज़ गति से निष्पादित करता है। ये कंप्यूटिंग समाधान वैज्ञानिकों, शोधकर्ताओं, इंजीनियरों और शैक्षणिक संस्थानों द्वारा जटिल समस्याओं को हल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• पेशेवर वर्चुअलाइजेशन: हेल्थकेयर और मेडिसिन, पेशेवर वीडियो पोस्ट-प्रोसेसिंग, वित्तीय सिमुलेशन, मौसम का पूर्वानुमान, या तेल और गैस जैसे उद्योग वास्तव में उच्च-अंत वाले वर्कस्टेशन पर भरोसा करते हैं जो GDDR6X मेमोरी की शक्ति का उपयोग अपने वर्कफ़्लो को सुव्यवस्थित और अनुकूलित करने के लिए कर सकते हैं। ये उच्च-प्रदर्शन वर्कस्टेशन नए GDDR6X के लिए एक महत्वपूर्ण उपयोग मामला है।
• कृत्रिम होशियारी: GDDRX मेमोरी तकनीकों का उपयोग आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और इसके डेरिवेटिव जैसे डीप लर्निंग में किया जाता है। ये कार्यभार अधिक से अधिक महत्वपूर्ण होने के साथ-साथ प्रचलित हो रहे हैं, और GDDRX जैसे उच्च गति कंप्यूटिंग समाधान निश्चित रूप से इस संबंध में मदद कर सकते हैं।

GDDR6X उद्योग के कई और क्षेत्रों में अपने आवेदन प्राप्त करेगा - छवि; माइक्रोन प्रौद्योगिकी

अंतिम शब्द

GDDR6X एक नई प्रकार की मेमोरी है जिसे माइक्रोन द्वारा एनवीडिया के साथ निकट सहयोग से विकसित किया गया है। मेमोरी PAM4 सिग्नलिंग नामक एक नई तकनीक का उपयोग करती है जो एक बहुत ही अभिनव वास्तु प्रक्रिया है जिसमें प्रभावी डेटा ट्रांसमिशन दर दोगुनी हो जाती है। सिग्नलिंग तकनीक भी ऊर्जा के उपयोग को कम करती है और इस प्रकार यह मेमोरी को अधिक कुशल बनाती है।

एनवीडिया ने मेमोरी को अपने नए RTX 3080 और RTX 3090 कार्डों में लागू किया है, और यह गेमिंग मार्केट में GDDR6X मेमोरी के अंतिम रोलआउट की शुरुआत है। स्मृति एचबीएम 2 की तुलना में निर्माण करने के लिए आसान और सस्ता है और जबरदस्त आशाजनक परिणाम देता है, इसलिए ऐसा लगता है जैसे पूरे उद्योग इस मानक को जल्दी या बाद में अपनाने जा रहा है। अभी, GDDRX प्रौद्योगिकियां गेमिंग, एचपीसी, पेशेवर वर्चुअलाइजेशन और एआई सहित कई क्षेत्रों में पाई जाती हैं।