Rambus GDDR6 PHY 賦能AI服務(wù)器

/導(dǎo)讀/

內(nèi)存，對(duì)于裝機(jī)愛好者來(lái)說(shuō)已經(jīng)再熟悉不過了。它是計(jì)算機(jī)的重要部件，用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，內(nèi)存就是CPU的“草稿紙”，負(fù)責(zé)將CPU這個(gè)大腦暫時(shí)用不到的數(shù)據(jù)存放起來(lái)，以備隨時(shí)取用。這種將數(shù)據(jù)放在CPU外暫存的結(jié)構(gòu)被稱為“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”。即使將CPU升級(jí)為服務(wù)器級(jí)別，其數(shù)據(jù)交換方式仍舊是這樣。

不過，隨著AI時(shí)代來(lái)臨，服務(wù)器核心的算力越來(lái)越高，它與內(nèi)存間的數(shù)據(jù)交換頻率也水漲船高，算力的增長(zhǎng)非常顯著，但是帶寬上的進(jìn)步卻無(wú)法改善，造成兩者間不匹配，也導(dǎo)致了很多GPU資源的浪費(fèi)。存儲(chǔ)帶寬制約了計(jì)算系統(tǒng)的有效帶寬，這也導(dǎo)致芯片算力增長(zhǎng)步履維艱。近日，Rambus在產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上帶來(lái)了GDDR6 PHY產(chǎn)品，可以有效提升內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足生成式AI等先進(jìn)計(jì)算應(yīng)用的需求。

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服務(wù)器的GDDR時(shí)代來(lái)了

傳統(tǒng)內(nèi)存，按照不同代際分為DDR至DDR5。DDR的全稱為Double Data Rate SDRAM（雙倍速率的SDRAM）。DRAM指動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存，SDRAM就是一種傳輸速率更高的DRAM。

DDR內(nèi)存從1代進(jìn)化到5代，它的時(shí)鐘周期變短了，頻率也就變高了，因此傳輸速度也就更快。此外，更高代的內(nèi)存支持的最大容量也越大，電壓更低，耗電更少。

而GDDR通常指的是用在顯卡上的內(nèi)存，本質(zhì)上還是雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，它是為了設(shè)計(jì)高端顯卡而特別設(shè)計(jì)的高性能 DDR 存儲(chǔ)器規(guī)格，其有專屬的工作頻率、時(shí)鐘頻率、電壓，因此與市面上標(biāo)準(zhǔn)的 DDR 存儲(chǔ)器有所差異，與普通 DDR 內(nèi)存不同且不能共用。一般它比主內(nèi)存中使用的普通 DDR 存儲(chǔ)器時(shí)鐘頻率更高，發(fā)熱量更小，所以更適合搭配高端顯示芯片。

GDDR的出現(xiàn)是因?yàn)槌绦蛐枰M(jìn)行更頻繁的圖形計(jì)算，需要頻繁讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，因此就需要更高性能的內(nèi)存來(lái)輔助顯卡運(yùn)行。

AI應(yīng)用對(duì)于內(nèi)存帶寬有著旺盛需求，其訓(xùn)練集每年也以10倍的速度增長(zhǎng)。GDDR內(nèi)存逐漸成為眾望所歸。Rambus GDDR6 PHY提供市場(chǎng)領(lǐng)先的數(shù)據(jù)傳輸速率，最高可達(dá)24 Gb/s，能夠?yàn)槊總€(gè)GDDR6內(nèi)存設(shè)備帶來(lái)96 GB/s的帶寬。作為系統(tǒng)級(jí)解決方案的一部分，Rambus GDDR6能夠?yàn)?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/150/" target="_blank">人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、圖形和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供高成本效益、高帶寬的內(nèi)存性能。

Rambus首席運(yùn)營(yíng)官范賢志表示：“憑借Rambus GDDR6 PHY所實(shí)現(xiàn)的新一級(jí)性能，設(shè)計(jì)人員可以為帶寬要求極為苛刻的工作負(fù)載提供所需的帶寬。和我們領(lǐng)先的HBM3內(nèi)存接口一樣，這項(xiàng)最新成就表明了我們不斷致力于開發(fā)最先進(jìn)的內(nèi)存性能，以滿足生成式AI等先進(jìn)計(jì)算應(yīng)用的需求?！?/p>

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快，就夠了嗎？

人工智能的推理正在向邊緣端進(jìn)行遷移，要做到這一點(diǎn)需要更高的帶寬和更低延遲的內(nèi)存。

Rambus GDDR6 PHY除了業(yè)界領(lǐng)先的24Gb/s性能外，還經(jīng)過了全方位的優(yōu)化，可滿足AI/ML及其他需要高帶寬、低延遲內(nèi)存解決方案的先進(jìn)應(yīng)用的需求。Rambus能夠?qū)崿F(xiàn)24Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，依靠的是其在信號(hào)完整性和電源完整性（SI/PI）方面享譽(yù)世界的專業(yè)知識(shí)，這些知識(shí)可用于設(shè)計(jì)PHY、芯片封裝和印刷電路板（PCB）。Rambus GDDR6 PHY可與Rambus GDDR6數(shù)字控制器IP相結(jié)合，提供完整的GDDR6內(nèi)存接口子系統(tǒng)解決方案。

值得一提的是，GDDR6現(xiàn)在已經(jīng)支持比較先進(jìn)的FinFET工藝節(jié)點(diǎn)。從2019年開始，Rambus就已經(jīng)在該工藝上進(jìn)行布局，包括24Gb/s速率的GDDR6。此外，Rambus還針對(duì)PCB以及封裝提供相關(guān)的參考設(shè)計(jì)。

IDC內(nèi)存半導(dǎo)體副總裁Soo-Kyoum Kim表示：“憑借領(lǐng)先的速度和帶寬，Rambus GDDR6 PHY將為新一代圖形應(yīng)用帶來(lái)巨大的性能提升?！?/p>

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客戶需要怎樣的內(nèi)存？

本次發(fā)布會(huì)上，Rambus還回答了記者的采訪。其中包括為什么GDDR會(huì)被用到服務(wù)器上？DDR和GDDR這兩種不同的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和差別分別是什么？用戶在具體選擇的時(shí)候，有怎么樣的標(biāo)準(zhǔn)？

Rambus IP核產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)Frank Ferro表示：以DDR4為例，它的成本相對(duì)是比較低的。劣勢(shì)是運(yùn)行速度相對(duì)較慢，它的速度可能最高能達(dá)到3.2Gb/s。作為GDDR這項(xiàng)技術(shù)，從幾年前開始就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)16Gb/s的帶寬，而這已經(jīng)是超過了DDR技術(shù)三到四倍之多。由于在DDR4和GDDR6兩者之間存在著巨大的性能差異的鴻溝，越來(lái)越多的客戶也開始探尋如何把GDDR6應(yīng)用到自己的設(shè)計(jì)上的方法。這也是為什么GDDR6轉(zhuǎn)變到非圖形應(yīng)用的重要契機(jī)和原因。

有關(guān)DDR和GDDR的差別，需求端來(lái)講，帶寬是主要的標(biāo)準(zhǔn)和最重要的衡量因素，但如果是從存儲(chǔ)密度，也就是能夠存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)，以及對(duì)成本的敏感性來(lái)看的話，DDR是更好的選擇了。同時(shí)， DDR、GDDR和LPDDR這些不同的產(chǎn)品，都是以標(biāo)準(zhǔn)的DRAM為基礎(chǔ)。不管你怎么設(shè)計(jì)，在整個(gè)功耗性能上其實(shí)都是大同小異。LPDDR，更加關(guān)注的更低功耗管理，DDR本身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度會(huì)更高一點(diǎn)， GDDR是更關(guān)注于速度，這三者之間各有千秋。

記者也就AI對(duì)于內(nèi)存的需求與落地時(shí)間進(jìn)行提問。

Rambus 大中華區(qū)總經(jīng)理Raymond Su（蘇雷）表示：對(duì)于內(nèi)存產(chǎn)品的需求，首先就是要實(shí)現(xiàn)高帶寬。在滿足帶寬需求的大前提下，方案的成本和復(fù)雜性就成為第二個(gè)考量因素。GDDR技術(shù)是在帶寬、成本和方案復(fù)雜性的各因素之間，提供了一個(gè)非常完美的折中技術(shù)方案。在設(shè)計(jì)階段，Rambus直接和客戶合作，提供信號(hào)完整性和功能完整性的技術(shù)分析，還會(huì)幫助客戶優(yōu)化芯片的布局。

關(guān)于產(chǎn)品的落地時(shí)間，芯片業(yè)界的一般規(guī)律是從IP最初加入芯片設(shè)計(jì)，到最終芯片流片成功到推出市場(chǎng)，一顆芯片的誕生需要一到兩年的時(shí)間。因此我們可能會(huì)在2025年或2026年市場(chǎng)上看到使用GDDR6 IP的芯片。