Speciale GDDR5X: nuove memorie VRAM per NVIDIA e AMD

Le GDDR5X rappresentano la prossima generazione di VRAM, che potrebbe essere impiegata il prossimo anno sia da NVIDIA che da AMD nelle GPU di fascia media e bassa, al posto delle costose HBM.

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Daniele Vergara Daniele Vergara viene alla vita con un chip Intel 486 impiantato nel cervello, a mo' di coprocessore. E' più che entusiasta di tutto ciò che riguarda la tecnologia intera e i videogames, con un occhio di riguardo verso l'hardware PC e l'overclocking. D'inverno ama snowboardare, macinando km e km di piste. Lo trovate su Facebook, Twitter e Google+.

Quest'anno abbiamo assistito all'introduzione, sulle schede grafiche AMD di fascia alta, di una tipologia di memoria video denominata High Bandwidth Memory (HBM). Tale evento è stato solo il preambolo alla rivoluzione tecnica che avverrà nel 2016 e che vedrà l'abbandono delle GDDR5, tecnologia che ci ha accompagnato per un periodo notevolmente lungo. Sia AMD che NVIDIA, infatti, adotteranno al loro posto le HBM2 per le rispettive soluzioni grafiche Arctic Islands e Pascal di fascia alta, allargando ancor di più la larghezza di banda disponibile. Le HBM sono attualmente delle memorie piuttosto costose da implementare e verosimilmente lo saranno ancor di più nella loro seconda incarnazione. Ecco perché le due aziende leader del visual computing sono corse ai ripari, aprendosi alla possibilità di adottare - per i prodotti di fascia bassa e media - una tecnologia di memoria più economica ma allo stesso svecchiata. Ecco quindi che sopraggiunge il tempo delle GDDR5X, evoluzione naturale delle GDDR5. Approfondiamo in questo speciale quali sono le novità, i vantaggi e gli svantaggi delle nuove VRAM.

GDDR5X: cosa sono?

Le GDDR5X sono una nuova tipologia di RAM video progettate da Micron, che si pongono lo scopo di raddoppiare il throughput delle GDDR5, pur mantenendo la loro stessa base e i protocolli da queste impiegati. Fondandosi sostanzialmente su un design preesistente e appoggiandosi al medesimo ecosistema non possiamo parlare di reale innovazione, in realtà. Tanto per fare un esempio, dobbiamo aspettarci il salto che abbiamo avuto transitando dalle DDR3 alle DDR4, come la stessa Micron ha reso noto. L'azienda è stata però un po' vaga sui dettagli, e per adesso non è ancora possibile comprendere il quadro completo della situazione. Ad ogni modo la tecnologia che accompagna le GDDR5X non resterà proprietaria, perché la JEDEC le ha rese uno standard universale.
La differenza sostanziale fra la vecchia e la nuova generazione riguarda i blocchi di dati leggibili ad ogni accesso, che passano da una grandezza di 32 a 64 bit, raddoppiando teoricamente il data rate. Quest'ultimo potenzialmente può giungere sino a 16 Gbps, laddove tale valore si ferma a 8 Gbps per le GDDR5. Il fatto interessante è che ciò accade senza toccare né il voltaggio né le frequenze, perché le GDDR5X operano sostanzialmente con le stesse specifiche delle memorie precedenti. Alla frequenza di 1,5GHz (7000MHz effettivi), le GDDR5 garantiscono un throughput di 6 Gb/s, mentre le GDDR5X vedono le proprie performance duplicate con 12 Gb/s. Prendendo come riferimento i dati snocciolati da Micron, se avessimo delle memorie GDDR5X con frequenza di 1,5GHz collegate ad un bus di ampiezza 256 bit vedremmo un bandwidth di 448 GB/s. Questo si avvicina molto ai 512 GB/s di cui è capace la prima generazione di memorie HBM, ma è chiaro che le HBM2 cambieranno le carte in tavola. Per tale motivo non siamo ancora in grado di affermare quanta differenza ci sarà fra le GDDR5X e le HBM di seconda generazione.
Oltre a ciò, dobbiamo segnalare che la nuova tecnologia supporta anche uno stato a bassa potenza, con il voltaggio che può scendere quando richiesto a 1,35 Volts.

GDDR5X sulle GPU NVIDIA e AMD

Micron ha chiaramente annunciato di aver preferito lavorare su uno standard già esistente piuttosto che inventarne uno nuovo, probabilmente per tenere bassi i costi. Progettare un design partendo da zero è senza dubbio economicamente più oneroso e, fra l'altro, obbliga i produttori di GPU a maggiori investimenti per implementarlo fisicamente e logicamente sulle proprie soluzioni. Insomma, Micron vuole mantenere basso il prezzo di questa tecnologia.
NVIDIA e AMD quindi si serviranno delle GDDR5X in modo proporzionale ai costi effettivi di sviluppo e soprattutto di installazione. Probabilmente sarà il fattore finanziario che stabilirà concretamente in che fascia tali VRAM saranno usate. Se il loro prezzo fosse troppo alto non ci sorprenderemmo se le due aziende le impiegassero esclusivamente su GPU di fascia media; nel peggiore dei casi potrebbero addirittura essere ignorate, e chissà che fine farebbero.
Un'altra incognita riguarda la data di arrivo: AMD e NVIDIA potrebbero già avere in produzione le nuove schede presso gli impianti produttivi di competenza, e in tal caso Micron non riuscirebbe a portare le GDDR5X in tempo per la prossima generazione. Ciò potrebbe essere evitato con degli accordi presi a priori, ma non sappiamo ancora se ciò sia effettivamente avvenuto o se avverrà.

GDDR5X Micron ha preso la giusta decisione scegliendo di costruire le GDDR5X su un progetto già esistente, tentando di migliorare il memory controller delle GDDR5. Come abbiamo visto, tutto il gioco sta nel costo - produttivo ed implementativo - di queste soluzioni. Il raddoppio del data rate mantenendo gli stessi voltaggi e frequenze è un passo avanti intrigante, auspicandoci che anche l’interfaccia resti effettivamente uguale a quella adottata dalle GDDR5. Se così fosse le probabilità di incontrare le nuove VRAM sulle GPU Pascal ed Arctic Islands aumenterebbero di conseguenza.