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GDDR5 SDRAM

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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.[1] 이는 GDDR SDRAM(그래픽 DDR SDRAM)의 유형이다.

개요

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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

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GDDR5는 2007년 7월 삼성전자에 의해 공개되었다. 삼성전자는 2008년 1월부터 GDDR5를 양산할 것이라고 발표했다.[2]

하이닉스반도체는 2007년에 업계 최초의 60 nm급 "1 Gb"(10243 비트) GDDR5 메모리를 선보였다.[3] 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,[4] GDDR5의 배후 기술에 관한 논문을 발표했다.[5] 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.[6]

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.[7][8] 2013년 7월 31일, 엘피다는 마이크론 테크놀로지의 완전 소유 자회사가 되었으며, 현재의 공개된 링크드인 전문가 프로필에 따르면 마이크론은 뮌헨에서 그래픽 디자인 센터를 계속 운영하고 있다.[9][10]

하이닉스의 40 nm급 "2 Gb"(2 × 10243 비트) GDDR5는 2010년에 출시되었다. 이는 7 GHz 유효 클럭 속도로 작동하며 최대 28 GB/s를 처리한다.[11][12] "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.[13][14]

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.[15]

"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.[16] 이후 제품 분해를 통해 플레이스테이션 4에 4 Gb 기반 GDDR5 메모리가 탑재되었음이 확인되었다.[17][18]

2014년 2월, 엘피다 인수의 결과로 마이크론 테크놀로지는 회사의 그래픽 메모리 솔루션 포트폴리오에 2 Gb 및 4 Gb GDDR5 제품을 추가했다.[19]

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.[20]

2015년 1월 6일, 마이크론 테크놀로지의 사장 마크 애덤스는 회사의 2015 회계연도 1분기 실적 발표에서 8 Gb GDDR5의 성공적인 샘플링을 발표했다.[21][22] 이어 2015년 1월 25일, 회사는 20 nm 공정 기술을 사용한 GDDR5의 상업적 출하를 시작했다고 발표했다.[23][24][25] 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.[26][27]

GDDR5X

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2016년 1월, JEDEC은 GDDR5X SGRAM을 표준화했다.[28] GDDR5X는 GDDR5의 두 배인 핀당 10~14 Gbit/s의 전송 속도를 목표로 한다.[29] 본질적으로 이는 메모리 컨트롤러에게 8n 프리페치를 갖는 더블 데이터 레이트 모드 또는 16n 프리페치를 갖는 쿼드 데이터 레이트 모드를 사용할 수 있는 옵션을 제공한다.[30] GDDR5는 8n 프리페치를 갖는 더블 데이터 레이트 모드만 지원한다.[31] 또한 GDDR5X는 칩당 190개의 핀(190 BGA)을 사용한다.[30] 이에 비해 표준 GDDR5는 칩당 170개의 핀(170 BGA)을 가진다.[31] 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.[32]

GDDR5X 상용화

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1080 Ti에 탑재된 GDDR5X

마이크론 테크놀로지는 2016년 3월 GDDR5X 칩의 샘플링을 시작했고,[33] 2016년 5월 대량 생산을 시작했다.[34]

엔비디아는 2016년 5월 6일, 파스칼 기반의 GeForce GTX 1080을 발표하며 GDDR5X를 사용하는 첫 번째 그래픽 카드를 공식 공개했다.[35] 이후 2016년 7월 21일 엔비디아 타이탄 X (파스칼),[36] 2017년 2월 28일 GeForce GTX 1080 Ti,[37] 그리고 2017년 4월 6일 엔비디아 타이탄 Xp가 GDDR5X를 채택한 그래픽 카드로 출시되었다.[38]

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
  1. ↑ Micron TN-ED-01: GDDR5 SGRAM Introduction. 보관됨 2015-09-18 - 웨이백 머신 Accessed April 11, 2014
  2. ↑ Pancescu, Alexandru (2007년 7월 18일). “Samsung Pushes The GDDR5 Standard Forward”. 《소프트피디아》. 2019년 9월 18일에 확인함.
  3. ↑ “History: 2000s”. 《SK하이닉스》. 2020년 8월 6일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 7월 8일에 확인함.
  4. ↑ Register report 보관됨 2008-07-06 - 웨이백 머신. Retrieved November 2, 2007.
  5. ↑ Qimonda GDDR5 보관됨 2016-08-26 - 웨이백 머신 White Paper
  6. ↑ GDDR5 in Production, New Round of Graphics Cards War Imminent., retrieved May 11, 2008
  7. ↑ Topalov, Milan. “Elpida officially opens Munich Design Center”. 《www.fabtech.org》. 2016년 1월 17일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 9월 9일에 확인함.
  8. ↑ “Elpida Opens High Speed DRAM Test Laboratory at Munich Design Center | Business Wire”. 《www.businesswire.com》. 2015년 9월 9일에 확인함.
  9. ↑ “Micron (MU) Completes Elpida Memory, Rexchip Purchases”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  10. ↑ “Markus Balb | LinkedIn”.
  11. ↑ Hynix 1H '11 Product Catalog, page 8. 보관됨 2014-03-13 - 웨이백 머신 Accessed July 24, 2014.
  12. ↑ Hynix H5GQ2H24AFR Product Overview. 보관됨 2014-07-23 - 웨이백 머신 Accessed July 24, 2014.
  13. ↑ Qimonda Press Release. May 21, 2008 보관됨 9월 16, 2008 - 웨이백 머신
  14. ↑ AMD Press Release. June 25, 2008
  15. ↑ Pop, Sebastian. “Elpida Starts Making GDDR5 Graphics Memory, Delivers 2Gb Chip”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  16. ↑ “Interview with PS4 system architect”. 2013년 4월 1일.
  17. ↑ “PlayStation 4 Teardown”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  18. ↑ teardown.com. “Sony PlayStation 4 Teardown : Board & Chip Shots and Images (Digital Home Teardown)”. 《www.techinsights.com》. 2015년 10월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 9월 9일에 확인함.
  19. ↑ “Micron Technology, Inc.—GDDR5 | DRAM”. 《www.micron.com》. 2016년 3월 20일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2016년 9월 6일에 확인함.
  20. ↑ “Samsung Electronics Starts Mass Producing Industry's First 8-Gigabit Graphics DRAM (GDDR5)”. 2015년 1월 15일.
  21. ↑ “Micron Technology's (MU) CEO Mark Durcan on Q1 2015 Results—Earnings Call Transcript”. 《Seeking Alpha》. 2015년 9월 9일에 확인함.
  22. ↑ “Micron: We are sampling 8Gb GDDR5 for 8GB graphics cards”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  23. ↑ “Micron Technology's (MU) CEO Mark Durcan on Q3 2015 Results—Earnings Call Transcript”. 《Seeking Alpha》. 2015년 9월 9일에 확인함.
  24. ↑ “Micron begins commercial shipments of 20nm GDDR5 chips”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  25. ↑ “Micron delivers GDDR5 memory on 20 nm”. 《www.hitechreview.com》. 2015년 9월 9일에 확인함.
  26. ↑ “Micron Starts Shipping 8Gb GDDR5 Memory For Next Generation Graphics Cards | HotHardware”. 2015년 9월 9일에 확인함.
  27. ↑ “Micron Technology, Inc.—Next-Gen Graphics Products Get Extreme Speed From Latest Graphics Memory Solutions”. 《www.micron.com》. 2015년 9월 7일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 9월 9일에 확인함.
  28. ↑ “JEDEC Announces Publication of GDDR5X Graphics Memory Standard”. JEDEC. 2016년 1월 26일. 2016년 2월 10일에 확인함.
  29. ↑ “JEDEC Publishes GDDR5X Specifications – Double the Bandwidth of GDDR5 With Lowered Power Consumption”. 2016년 6월 6일에 확인함.
  30. 1 2 “GDDR5X SGRAM: MT58K256M32 – 16 Meg x 32 I/O x 16 banks, 32 Meg x 16 I/O x 16 banks” (PDF). 마이크론 테크놀로지. May 2016. 2017년 2월 7일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2016년 5월 29일에 확인함.
  31. 1 2 “GDDR5 SGRAM: MT51J256M32 – 16 Meg x 32 I/O x 16 banks, 32 Meg x 16 I/O x 16 banks” (PDF). 마이크론 테크놀로지. November 2015. 2017년 2월 7일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2016년 5월 29일에 확인함.
  32. ↑ Smith, Ryan. “Micron Spills on GDDR6X: PAM4 Signaling For Higher Rates, Coming to NVIDIA's RTX 3090”. 《www.anandtech.com》. 2020년 8월 14일에 원본 문서에서 보존된 문서.
  33. ↑ Shilov, Anton (2016년 3월 29일). “Micron Begins to Sample GDDR5X Memory, Unveils Specs of Chips”. 《AnandTech》. 2016년 3월 30일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 7월 16일에 확인함.
  34. ↑ Shilov, Anton (2016년 5월 12일). “Micron Confirms Mass Production of GDDR5X Memory”. 《AnandTech》. 2016년 5월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 7월 16일에 확인함.
  35. ↑ Newsroom, NVIDIA. “A Quantum Leap in Gaming: NVIDIA Introduces GeForce GTX 1080”. 《NVIDIA Newsroom Newsroom》.
  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

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