GDDR5X: 8-Gigabit-Chips in 20 nm ab Sommer in Serie

Noch in diesem Jahr könnte GDDR5X als neuer Speichertyp für Grafikkarten zur Verfügung stehen. Micron kündigt die Massenfertigung für den Sommer an und will bereits im Frühjahr erste Testmuster an Partner ausliefern.

Wie Kristopher Kido, Leiter von Microns globalem Grafikspeichergeschäft, im Micron-Blog erklärt, sei der Hersteller mit den ersten Resultaten aus der Vorserienfertigung sehr zufrieden: „Das Team in unserem Graphics DRAM Design Center in München [...] macht einen fantastischen Job“.

Die ersten funktionsfähigen Chips stünden früher als erwartet bereit und würden bereits Datenraten von über 13 Gigabit/s erreichen. Das angepeilte Maximum von zunächst 14 Gbit/s ist damit schon fast erreicht – später könnten noch höhere Datenraten von bis zu 16 Gbit/s möglich sein. Bei der ersten GDDR5X-Generation soll es sich um Speicherchips mit 8 Gigabit beziehungsweise 1 Gigabyte Speicherkapazität handeln, die in Microns 20-nm-Prozess gefertigt werden.

GDDR5X ist seit Januar 2016 ein JEDEC-Standard

Micron hatte den Speicherstandard GDDR5X bereits im vergangenen Jahr vorgestellt. Im Januar folgte dann die offizielle Absegnung durch die Standardisierungsstelle JEDEC. Die Technik ist keine Speicherrevolution sondern vielmehr eine Evolution des GDDR5-Standards. Dennoch soll GDDR5X vor allem bei der Leistung deutliche Fortschritte machen und dabei zudem effizienter mit Energie umgehen.

Micron verspricht erheblich höhere Datenraten im Bereich von 10 bis 14 Gigabit/s – der Vorgänger GDDR5 bietet maximal 8 Gigabit/s. Eine Grafikkarte mit 256-Bit-Speicherinterface würde mit GDDR5X-Speicher mit 14 Gbit/s bereits eine Datenübertragungsrate von 448 GB/s erreichen. Zum Vergleich: Nvidias Desktop-Flaggschiff GeForce GTX Titan X bringt es trotz des 50 Prozent breiteren 384-Bit-Speicherinterfaces lediglich auf rund 337 GB/s, da der GDDR5-Speicher mit 7 Gbit/s (effektiver Takt 7.000 MHz) nur die halbe Datenrate von GDDR5X erreicht.

	GDDR5X	GDDR5
Datenrate	10 – 14 Gbit/s	max. 8 Gbit/s
Speicherkapazität	4 – 16 Gbit	512 Mbit – 8 Gbit
Betriebsspannung	1,35 V	1,5 V

Erzielt wird die höhere Datenrate durch die QDR-Signaltechnik (Quad Data Rate), mit der das Prefetching verdoppelt wird und die Bitrate pro Speicherzugriff ebenfalls um den Faktor zwei zulegt. Im Gegenzug wurde die Betriebsspannung von 1,5 Volt (GDDR5) auf 1,35 Volt (GDDR5X) reduziert, was bei gleicher Frequenz eine niedrigere Leistungsaufnahme bedeutet. Zudem fallen die Speicherchips etwas kleiner aus, obwohl die Zahl der Datenpins von 170 auf 190 steigt.

Mit bis zu 16 Gigabit pro Chip wird auch eine höhere maximale Speicherkapazität geboten – mit nur vier dieser Bausteine ließen sich Grafikkarten mit 8 GByte Videospeicher realisieren.

GDDR5X für die Oberklasse, HBM2 für High-End

Es ist davon auszugehen, dass GDDR5X zunächst auf Grafikkarten der oberen Leistungsklasse verbaut werden wird. Die absolute Leistungsspitze wird allerdings auf den Stapelspeicher High Bandwidth Memory (HBM) in zweiter Generation setzen. Die erste Generation wurde exklusiv von AMD bei den Grafikkarten mit Fiji-GPU eingesetzt – zum Beispiel die Radeon R9 Fury.

Die teurere HBM-Technik ermöglicht einen nochmals höheren Speicherdurchsatz als GDDR5X. Der Speicher wird dabei direkt neben der GPU auf demselben Träger untergebracht und mittels Interposer angebunden. Das Konzept macht den Grafikspeicher nicht nur schneller sondern auch teurer und bleibt daher vorerst den Spitzenmodellen vorbehalten. Die zweite HBM-Generation wird voraussichtlich von AMD bei der Spitze der Polaris-GPUs und bei Nvidia bei den Flaggschiffen der Pascal-Generation verwendet.