AI和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用需求瘋漲或使GDDR內(nèi)存供應(yīng)短缺

GDDR (圖像雙倍數(shù)據(jù)傳輸率)內(nèi)存技術(shù)是專為高端顯卡而設(shè)計(jì)的高效能DDR規(guī)格，因此，其中的‘G’仍然象征著“圖像”(graphics)；不過，近來推動(dòng)對(duì)于GDDR內(nèi)存技術(shù)需求的新應(yīng)用，顯然已經(jīng)與像素?zé)o關(guān)了。

事實(shí)上，諸如人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)等需要超快速內(nèi)存的應(yīng)用，已經(jīng)使得GDDR內(nèi)存供應(yīng)短缺了，因此，GDDR的制造商如果能把握機(jī)會(huì)加速量產(chǎn)，現(xiàn)在正是一個(gè)不錯(cuò)的時(shí)機(jī)。例如，美光科技(Micron Technology)最近開始量產(chǎn)其8Gb GDDR6 (第六代圖像雙倍數(shù)據(jù)傳輸率)內(nèi)存，當(dāng)然瞄準(zhǔn)的就是圖像市場(chǎng)，同時(shí)也看好近來熱門的汽車與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。

GDDR內(nèi)存的一些新興應(yīng)用仍然是圖像導(dǎo)向的。在不斷成長(zhǎng)中的車用內(nèi)存市場(chǎng)，它將支持越來越多的視覺儀表板和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)，這些系統(tǒng)都必須立即回應(yīng)駕駛?cè)说膭?dòng)作，而自動(dòng)駕駛車更需要高性能內(nèi)存來處理大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。其他新興應(yīng)用還包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)。當(dāng)然，視訊對(duì)于內(nèi)存的需求永遠(yuǎn)不嫌太多，尤其是4K已經(jīng)越來越被廣泛采用了，緊隨其后的就是8K規(guī)格。

美光運(yùn)算連網(wǎng)業(yè)務(wù)部總監(jiān)Andreas Schlapka表示，過去三年來，傳統(tǒng)的GDDR應(yīng)用，如顯卡和游戲機(jī)，開始擴(kuò)展到更多的連網(wǎng)應(yīng)用和自動(dòng)駕駛。在現(xiàn)代化的車輛中，高性能內(nèi)存必須處理來自傳感器和攝影機(jī)產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量。同樣地，先進(jìn)的連網(wǎng)技術(shù)也開始采用GDDR實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)適配器(NIC)。他說：“五年前，數(shù)據(jù)中心的最大流量來自數(shù)據(jù)的輸入和輸出。在特定節(jié)點(diǎn)上完成有關(guān)的信息，然后再傳送回用戶的終端?！倍?，數(shù)據(jù)中心的更多流量來自不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而推動(dòng)對(duì)于傳輸速率的巨大需求。

隨著更多內(nèi)存被加進(jìn)同一封裝中，每一世代的GDDR內(nèi)存(包括美光)技術(shù)不斷在改進(jìn)中，而且更加強(qiáng)調(diào)以更低功耗執(zhí)行更快的速度

提到傳輸速率時(shí)，Schlapka說，隨著加密貨幣和加密挖礦蔚為主流，GDDR技術(shù)也十分有利于加密貨幣應(yīng)用。龐大的數(shù)據(jù)資必須快速地運(yùn)行，因此，所采用的內(nèi)存必須能與A6或GPU并駕齊驅(qū)。同樣地，高性能運(yùn)算，特別是AI，也都受惠于GDDR的高帶寬優(yōu)勢(shì)。他說：“如果你要訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就必須盡可能地執(zhí)行最多的數(shù)據(jù)，理想情況下，從每一針腳到每一位都得算計(jì)在內(nèi)。你必須將其加載內(nèi)存中，然后快速地進(jìn)行運(yùn)算。我認(rèn)為這就是GDDR得以有效發(fā)揮之處，而且夠成為理想的解決方案。”

三星半導(dǎo)體(Samsung Semiconductor)專用DRAM營(yíng)銷經(jīng)理Tien Shiah說，GDDR持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展中，每個(gè)接腳的速度更快，而且傳統(tǒng)上搭配GPU用于圖像應(yīng)用中。“現(xiàn)在，GPU正在尋找專用領(lǐng)域，特別是高端GPU開始進(jìn)入機(jī)器學(xué)習(xí)類型的應(yīng)用，因?yàn)檫@一類AI算法非常適合 GPU的平行架構(gòu)?！钡?，他說，有些應(yīng)用還需要進(jìn)一步的發(fā)展，以及采用高帶寬內(nèi)存(HBM)。三星自今年初開始為先進(jìn)圖像系統(tǒng)生產(chǎn)16Gbit GDDR6。

雖然許多新興的GDDR技術(shù)應(yīng)用都來自汽車和高性能運(yùn)算領(lǐng)域，但新的消費(fèi)類應(yīng)用也不斷出現(xiàn)，例如8K視頻處理、AR和VR等。不過，Shiah指出，AR/VR應(yīng)用的發(fā)展并不如預(yù)期。

Shiah說：“這項(xiàng)技術(shù)存在著許多的市場(chǎng)炒作和用戶的興奮情緒，然后，隨著人們開始導(dǎo)入后，有些人卻感到惡心和暈眩，但這其實(shí)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否足夠強(qiáng)大有關(guān)?！彼f，早期的產(chǎn)品為了進(jìn)入市場(chǎng)通常會(huì)降低規(guī)格，以便讓更多人都能使用這項(xiàng)技術(shù)，但其折衷之處就是導(dǎo)致有些人感到頭暈?zāi)垦！！半S著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每一年都會(huì)變得更加強(qiáng)大，以及GDDR6等圖像技術(shù)的處理能力提高，AR/VR的體驗(yàn)會(huì)更好。再加上由于GPU和CPU的性能不斷進(jìn)展，越來越多人將能享受這項(xiàng)技術(shù)的樂趣，而接下來的新戰(zhàn)場(chǎng)就會(huì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)存了。”

好消息是，它并不像近年來面臨障礙的平面NAND，或需要等3D變得更具成本效益才能繼續(xù)向前發(fā)展，GDDR看來還有很多的選擇。Shiah說：“我們一直在研究未來將會(huì)發(fā)生什么，現(xiàn)在，我們并未看到任何障礙，接下來也將繼續(xù)致力于該技術(shù)的進(jìn)展?！?/p>

Schlapka也看到了新興內(nèi)存技術(shù)的成長(zhǎng)空間，而且，除了GDDR6之外還有其他技術(shù)，無論是GDDR7還是其他內(nèi)存?！拔覀冋J(rèn)為還有空間可以進(jìn)一步發(fā)展像GDDR6這一類平行技術(shù)，但這是我們?cè)诮酉聛硭牡轿迥陜?nèi)需要探討的問題?！?/p>

三星在今年初為先進(jìn)圖像系統(tǒng)量產(chǎn)16Gigabit GDDR6內(nèi)存

GDDR的當(dāng)前迭代已達(dá)到臨界點(diǎn)了。Jon Peddie Research負(fù)責(zé)人Jon Peddie表示，作為JEDEC標(biāo)準(zhǔn)之一，它已經(jīng)通過幾家公司將其納入產(chǎn)品的完整測(cè)試了，包括 AMD、英偉達(dá) (Nvidia)和高通(Qualcomm)等。他說：“這些公司都投入了這項(xiàng)技術(shù)，更進(jìn)一步確保它是竹十分可靠的?！泵拦馐堑谝患疫M(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)的公司?！斑@對(duì)于游戲玩家來說是個(gè)好消息，對(duì)于AI開發(fā)人員來說是好消息，對(duì)于工作站人員來說也是一個(gè)大好消息。這一切都是好消息，而且當(dāng)他們學(xué)會(huì)如何從工藝中擠出更多產(chǎn)能時(shí)，一切還會(huì)更美好?！?/p>

然而，正如其他技術(shù)一樣，摩爾定律(Moore’s Law)也對(duì)于GDDR的可擴(kuò)展性帶來挑戰(zhàn)。Peddie說：“GDDR6建立在摩爾最新、最好的工藝節(jié)點(diǎn)上，而且與任何新工藝節(jié)點(diǎn)一樣，在量產(chǎn)方面也存在著問題。不過，隨著半導(dǎo)體制造商日益熟悉如何建構(gòu)這些產(chǎn)品以及經(jīng)驗(yàn)更豐富時(shí)，產(chǎn)量將會(huì)越來越高?！崩硐氲漠a(chǎn)量意味著制造商將會(huì)開始“賺錢”，他說，但隨著工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)入個(gè)位數(shù)的納米級(jí)時(shí)，意味著還必須處理難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)制造的“原子級(jí)”議題。

無論如何，GDDR內(nèi)存目前正處于一個(gè)理想的發(fā)展位置，而且每一世代都持續(xù)改善中。Peddie說：“你將會(huì)看到一個(gè)美好的摩爾定律模式——更多的內(nèi)存整合于同一封裝中，而且能以更低功耗實(shí)現(xiàn)更快速運(yùn)作。這就是摩爾定律的精神所在。GDDR系列內(nèi)存正是摩爾定律如何運(yùn)作的典型例子。”