مقایسه بین حافظه های DDR4, GDDR5 و GDDR6

انواع مختلفی از حافظه در یک سیستم واحد استفاده می‌شود. با این حال گیمرها معمولاً بیشتر به RAM و VRAM علاقه مند هستند. RAM حافظه ای است که پردازنده شما برای ذخیره اطلاعاتی که درحال محاسبه آنها می باشد، استفاده می کند. VRAM حافظه رم تصویری است که پردازنده گرافیکی اطلاعاتی را که محاسبه می کند روی آن ذخیره می کند. با این وجود، کارت گرافیک های موجود امروزی از دو نوع حافظه استفاده می کنند، GDDR5 و GDDR6، این در حالیست که از DDR4 اغلب برای RAM استفاده می شود. در اینجا ما مقایسه DDR4 و GDDR5 و GDDR6 را انجام خواهیم داد.

GDDR چیست؟

حافظه GDDR یا Graphics DDR مخفف Graphics Double Data Rate است. GDDR اولین حافظه گرافیکی RAM می باشد که امروزه مورد استفاده اغلب افراد قرار می‌گیرد. در واقع بهتر است بگوییم GDDR از نظر فنی، همان GDDR SDRAM بوده و جایگزین VRAM و WRAM می شود. بطور واضح، GDDR یک رم است که به طور اختصاصی برای پردازش واحد گرافیکی ساخته شده و روی اسلات های PCI نصب می شود. درواقع حافظه کامپیوتر عمدتا بر دو نوع است: حافظه اصلی (RAM) و حافظه گرافیکی (VRAM). پردازنده(CPU) ها برای اجرای دستورات به حافظه RAM نیاز دارند. وظیفه RAM ها به این صورت می‌باشد که در هر کلاک، داده‌‎هایی را به CPU انتقال دهند. اما رقابت اصلی بین حافظه های گرافیکی بر سر مجموع پهنای باند تراشه های حافظه می‌باشد.

مقایسه DDR4 و GDDR5 و GDDR6

DDR4 حافظه استاندارد فعلی برای RAM ها می‌باشد در حالی که GDDR6 واحد پردازنده گرافیکی را به دست گرفته است. با این وجود هنوز پردازنده های گرافیکی با حافظه GDDR5 یا GDDR5x در بازار وجود دارند. ممکن است روزهای زیادی از آمدن DDR4 نگذشته باشد، اما به نظر نمی رسد DDR5 به این زودی ها در بازار براحتی در دسترس باشد. 

مقایسه DDR4 و GDDR5

اولین مقایسه بین حافظه های DDR4 و GDDR5 خواهد بود. اولین و تفاوت آشکار این است که DDR4 در RAM استفاده می شود، در حالی که GDDR5 در پردازنده های گرافیکی به عنوان VRAM استفاده می شود. از نظر ولتاژ، DDR4 از 1.2 ولت استفاده می‌کند و این در حالی است که GDDR5 می تواند به 1.5 ولت هم برسد. جالب اینجاست که GDDR5 مبتنی بر حافظه DDR3 است که حافظه استاندارد مورد استفاده برای RAM قبل از ورود DRR4 به بازار بود.

حافظه DDR4 از یک کنترل کننده حافظه 64 بیتی در هر کانال استفاده می کند. این منجر به ایجاد یک گذرگاه 128 بیتی برای دو کاناله و 256 بیت برای پیکربندی حافظه چهار کانال می شود. از طرف دیگر، GDDR5 از یک کنترل کننده 32 بیتی در هر کانال استفاده می کند.

از نظر عملکرد یا چرخه I/O ،DDR4 در مقایسه با GDDR5 و GDDR6 محدود است. این بدان معناست که DDR4 فقط می تواند یک عمل ورودی/خروجی (خواندن یا نوشتن) در یک چرخه انجام دهد. در مورد GDDR5، جانشین آن می تواند خواندن و نوشتن را در یک چرخه ورودی/خروجی انجام دهد. این اساساً به چگونگی استفاده از DDR4 در عملیات و نحوه استفاده از GDDR5 برمی گردد. هدف اصلی RAM این است که فاصله بین HDD و پردازنده را پر کند.

RAM اطلاعات را از HDD بارگیری می کند تا پردازنده مجبور نباشد برای انجام وظیفه خود مدت زیادی صبر کند. همچنین CPU ماهیتی چرخه ای و پی در پی دارد و DDR4 بهترین نیازهای آن را برآورده می کند. اما سبب نمی شود که به DDR4 یا رم اجازه دهد که برای عملیات های چندگاه ورودی/خروجی در یک چرخه تکین، یک واحد را کاملا تصاحب کند.

در مورد GDDR5، این یک حافظه گرافیکی برای پردازنده های گرافیکی است. این حافظه باعث بارگذاری تکسچر ها و موارد دیگر می شود. همچنین با توجه به جهانی بودن بازی‌های ویدیویی، GPU ها دائماً مجبورند داده‌ها را از HDD یا SSD بارگیری کرده و همزمان پردازش کنند تا با حداقل تأخیر روی صفحه نمایش داده شوند. برای بیان کمی فنی تر، پردازنده‌های گرافیکی باید کارها را روی هزاران هسته موازی انجام دهند. اگر از حافظه DDR4 در پردازنده های گرافیکی استفاده می شد، بیشتر این هسته های موازی دائما در حالت راکد قرار می گیرند. این عملکرد کلی GPU را کاهش می دهد.

DDR4 از یک کنترل کننده حافظه 64 بیتی در هر کانال استفاده می‌کند که منجر به یک گذرگاه 128 بیتی برای حافظه دو کاناله و 256 بیت برای کانال چهارگانه می شود. DDR4 با ولتاژ کمتری نسبت به GDDR5 یعنی 1.2 ولت دقیق کار می کند. برای درک معنای طول انفجار، باید بدانید که چگونه به حافظه دسترسی می توان راه پیدا کرد. وقتی پردازنده یا کَش، داده جدیدی را درخواست می‌کند، آدرس به ماژول حافظه و ردیف مورد نیاز ارسال می‌شود و پس از آن در ستون قرار می‌گیرد (در صورت عدم وجود، یک ردیف جدید بارگیری می‌شود). به خاطر داشته باشید که بعد از هر مرحله تأخیر وجود دارد. در نهایت کل ستون به صورت انفجاری از طریق گذرگاه حافظه ارسال می‌شود.

مقایسه حافظه‌های GDDR5 و GDDR6

قبل از اینکه GDDR6 به VRAM استاندارد GPU تبدیل شود، GDDR5 به GDDR5x تبدیل شد. قبل از مقایسه GDDR6، بگذارید ببینیم GDDR5x چه پیشرفت هایی را در جدول ایجاد کرده است. GDDR5x اساساً یک نسخه ارتقا یافته میان رده ای بوده و سرعت انتقال را دو برابر و به 14 گیگابیت بر ثانیه در هر پین می رساند. در حالی که ولتاژ مورد نیاز را به 1.35 ولت کاهش می دهد. GDDR5X از معماری پیش ساخته 16n استفاده می‌کند در حالی که GDDR5 از 8n استفاده می‌کند.

این به GDDR5X اجازه می دهد 64 بایت (512 بیت) داده را در هر چرخه بدست آورد که دو برابر چیزی است که GDDR5 می تواند دریافت کند. از طرفی به لطف طول انفجار بالاتر 16، GDDR5X در هر انتقال می تواند به یک کش 64B برسد. بعد از معرفی GDDR6، از GDDR5 و GDDR5X عمدتاً در پردازنده های گرافیکی سطح پایین تر و برای پایین نگه داشتن قیمت بکار برده می شوند.

اکنون زمان تقابل GDDR5 و GDDR6 فرا رسیده است. مانند GDDR5x، GDDR6 براساس معماری پیش ساخته 16n ساخته شده است، اما به دو کانال تقسیم شده است. GDDR5x داده 64 بیتی را دریافت و تبادل می کند، GDDR6 آن را به 32 بایت در هر کانال تقسیم می‌کند. این کار سرعت انتقال حافظه را بهبود نمی بخشد، اما قابلیت انعطاف پذیری بیشتر را فراهم می کند. GDDR6 از تراکم 16 گیگابیتی بهره می‌برد و سرعت کلاک را تا 16 گیگابیت بر ثانیه افزایش می‌دهد.

GDDR5 و GDDR6 مانند DDR4، از 16 پیکربندی بانک حافظه بهره می‌برند. GDDR6 می تواند همان مقدار GDDR5X داده را از طریق دو کانال جداگانه بدست آورده و به آن اجازه می‌دهد علاوه بر یک کانال عریضتر، مانند دو تراشه کوچکتر عمل کند. به غیر از این، GDDR6 همچنین تراکم را به 16 گیگابایت افزایش می دهد. که این مقدار در مقایسه با GDDR5X، دو برابر می‌باشد. با افزایش کلاک مبنا از 12 گیگابیت بر ثانیه تا 14 گیگابیت بر ثانیه خواهد رسید و به طور قابل توجهی پهنای باند را بهبود می‌بخشد.

مقایسه حافظه‌های GDDR5X و GDDR6

سرانجام GDDR6، آخرین فناوری را داریم که اکنون در بیشتر سری های تورینگ انویدیا (سری GTX 16 و RTX 20) و پردازنده های گرافیکی RDNA AMD (سری RX 5000) در حال اجرا است. انویدیا اولین فروشنده ای است که حداقل در پردازنده‌های گرافیکی سری  RTX 30 خود حافظه GDDR6X را انتخاب کرده است. GDDR6 سریعترین نوع حافظه گرافیکی تخصصی GDDR است و در سال 2021 توسط بیشتر پردازنده‌های گرافیکی جدید مورد استفاده قرار می گیرد. این پهنای باند بیش از دو برابر GDDR5 را ارائه می‌دهد، هرچند سرعت آن کمی بیشتر از GDDR5X می باشد.

مقایسه بین حافظه‌های DDR4, DDR5, GDDR5 و GDDR6

DDR3، DDR4، GDDR5 و استانداردهای جدیدتر DDR5 از یک نرخ انتقال داده دو برابر یا طرح انتقال داده DDR استفاده می‌کنند. این بدان معنی است که بیت ها (برابر با BL) در لبه بالا و پایین (WCK) منتقل می‌‌شوند. این در صورتی است که حافظه گرافیکی با GDDR5X، به حالت چهار نرخ منتقل می‌شود. بنابراین، بیت های داده چهار بار در هر چرخه تغییر می کنند.

GDDR5X و GDDR6 هر دو در دو حالت DDR یا QDR قابل اجرا هستند. با این حال، هنگام اجرای حالت اول در DDR، سرعت موثر به نصف کاهش می‌یابد. با GDDR6 می توانید از هر دو حالت DDR و QDR با سرعت کامل تا 14 گیگابیت بر ثانیه استفاده کنید. به عنوان مثال، یک ماژول GDDR6 با سرعت 14 گیگابیت در ثانیه، WCK برای دستگاه DDR با فرکانس 7 گیگاهرتز و برای دستگاه QDR با سرعت 3.5 کار می‌کند.

بررسی حافظه پهنای باند بالا ( HBM)

در سال های اخیر، حافظه پهنای باند بالا یا همان High Bandwidth Memory به عنوان یک جانشین بالقوه برای GDDR6 به عنوان VRAM در پردازنده‌های گرافیکی مطرح شده است. HBM انرژی کمتری مصرف می‌کند و همچنان پهنای باند قابل توجهی بالاتر را در فاکتور شکل کوچک حفظ می‌کند. با این حال، برای پایین نگه داشتن هدف TDP، سرعت کلاک HBM به یک GBP محدود می‌شود، اما با 4096 بیت باس حافظه، آن را جبران می کند. متأسفانه کمبود حافظه اجازه نداد HBM و HBM2 به حافظه استاندارد در پردازنده های گرافیکی تبدیل شود.

• منبع 

نظرات (0)