GDDR6X, cosa cambia rispetto alle GDDR6? Ce lo spiega Micron

Una delle novità delle nuove schede video GeForce RTX 3000 "Ampere" di Nvidia è la memoria GDDR6X presente a bordo dei modelli RTX 3090 e RTX 3080. La nuova memoria, evoluzione della GDDR6, è in grado di offrire un'ampiezza di banda fino a 1 terabyte al secondo, ed è fondamentale per permettere alle nuove schede di raggiungere prestazioni nettamente superiori rispetto alla precedente generazione e offrire novità come RTX IO, non ché animazioni più fluide, ray tracing in tempo reale e molto altro ancora.

Importante sì, ma in che cosa si differenzia dalla precedente GDDR6? Stando a quanto rivelato da Micron, le nuove memorie sono le prime dotate di modulazione dell'ampiezza dell'impulso a quattro livelli, più brevemente conosciuta come PAM4 (la ritroveremo anche nel PCIe 6.0 e nelle DDR6)."Dal 2006 gli ingegneri e i ricercatori di Micron hanno esplorato l'applicazione a più livelli all'interfaccia di memoria. Oltre 45 brevetti dopo, Micron è la prima nell'industria a implementare PAM4 nella memoria, creando un nuovo punto di riferimento per le future generazioni di memoria grafica".

"Ai data rate per pin delle GDDR6", approfondisce Micron, "la finestra disponibile per trasmettere e catturare dati si riduce a 62,5 picosecondi o meno. Di conseguenza, operare a queste frequenze richiede livelli di precisione aggiuntivi nel circuito e complessità che aumentano i consumi. Dato che tale complessità e consumi supereranno presto il data rate per pin raggiungibile, l'attuale velocità massima delle GDDR6 è 16 Gbps e superarla è davvero complesso, ed è possibile solo riducendo il margine del sistema". Ed è per questa serie di motivi che Micron ha puntato dritta su PAM4.

Usando PAM4, le GDDR6X riescono a trasferire dati molto più rapidamente, raddoppiando la velocità. Micron spiega che finora la memoria grafica era limitata a 64 GB/s e trasmetteva un bit per ciclo tramite il tradizionale standard binario, ossia basato su due livelli di tensione (PAM2 o NRZ) per trasmettere dati codificati sotto forma di 1 o 0. La nuova tecnica applica invece quattro distinti livelli di segnale (o meglio, di tensione) per trasmettere due bit di dati da e verso la memoria in un unico ciclo. Di conseguenza ogni chip GDDR6X offre una bandwidth di 84 GB/s, il che si traduce in quasi 1 TB/s sulla RTX 3090.

Il raddoppio della velocità di trasmissione dati nel canale avviene senza raddoppiare la frequenza operativa richiesta, ma non solo: le GDDR6X consumano meno per ogni transazione (pJ/bit) rispetto alle memorie precedenti, e hanno anche la capacità di scalare i consumi verso l'alto o il basso, permettendo così un controllo preciso su prestazioni e consumi complessivi. Precisamente si parla di 7,25 pJ/bit contro 7,5 pJ/bit delle GDDR6. Secondo Micron, una GDDR6X a 21 Gbps richiede il 15% di energia in meno per bit trasferito rispetto a una GDDR6 a 14 Gbps.

Le schede RTX 3080 e 3090 hanno rispettivamente 10 e 24 GB di memoria GDDR6X a 19 e 19,5 Gbps. I chip impiegati hanno una densità di 8 gigabit e Micron fa sapere di avere soluzioni fino a 21 Gbps, mentre nel 2021 arriveranno chip con densità di 16 gigabit. L'azienda, in un documento tecnico, ritiene possibile raggiungere 24 Gbps.