高性能高帶寬顯存技術(shù)，可助于AI應(yīng)用化

隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心帶寬需求的日益提升，針對高性能內(nèi)存解決方案的需求也是水漲船高。對于超過400 Gbps的系統(tǒng)開發(fā)，以經(jīng)濟高效的方式實現(xiàn)內(nèi)存方案的性能和效率已經(jīng)成為重要挑戰(zhàn)之一。

圖形雙數(shù)據(jù)速率 （GDDR） 內(nèi)存最初是為了滿足游戲機和PC的高性能圖形計算需求而開發(fā)的，自2008年面市至今歷經(jīng)十余載，已經(jīng)在市場中久經(jīng)考驗，如今也正被應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域等其他領(lǐng)域，為產(chǎn)品提供低風(fēng)險、靈活而又經(jīng)濟高效內(nèi)存解決方案。

為什么要使用GDDR6

GDDR最初產(chǎn)生是為了滿足人們對于顯卡性能需求的增長。面市以后，GDDR一路高歌猛進，標準更新迅速，帶寬猛漲。到2018年，搭配了256－bit位寬的GDDR6帶寬標準已經(jīng)可以達到768GB／s，與之對比的是DDR4－3200 25．6GB／s。也就是這一年，國內(nèi)芯片IP和定制領(lǐng)軍的芯動科技（INNOSILICON）實現(xiàn)了與英偉達同步推出全球先進的GDDR6，在顯存領(lǐng)域率先突破“卡脖子”，也為其在2020年量產(chǎn)首發(fā)國內(nèi)GPU圖形處理器奠定了基礎(chǔ)。

DDR vs． GDDR 容量比較

如今，商用GDDR6的密度已經(jīng)做到16Gbits，與最高容量的 DDR4 內(nèi)存芯片一致。GDDR6 器件的帶寬高達512Gb／s，是DDR4 的 10 倍。在未來，GDDR6將按照標準向更高容量更快速度演進。GDDR6的性能優(yōu)勢，使其成為滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)需求的理想選擇。

DDR vs． GDDR 帶寬比較

不僅如此，GDDR6還具有降低總擁有成本 （TCO） 的獨特優(yōu)勢。下圖比較了三種不同的方法，以滿足 1Tb 交換應(yīng)用程序的需求。如圖所示，相對于DDR4，采用GDDR6 不僅可以將設(shè)計復(fù)雜性降低80％，還可以減少 82％ 的PCB面積占用，并將能效提高 44％。

各種主流內(nèi)存方案的總擁有成本（TCO）比較

對設(shè)計者而言，GDDR6還能有效簡化設(shè)計。GDDR6 與傳統(tǒng)DDR技術(shù)使用的方法類似，主要區(qū)別與封裝和引腳相關(guān)，遵循相同的設(shè)計實踐，因此如果工程師們已經(jīng)熟悉GDDR5設(shè)計，那么過渡至GDDR6將是非常順滑的設(shè)計體驗。

自主GDDR6賦能人工智能

進入人工智能時代，以AI為代表的新興應(yīng)用驅(qū)動AI服務(wù)器市場穩(wěn)步發(fā)展，AI服務(wù)器為AI應(yīng)用場景多樣化提供了硬件基礎(chǔ)。GDDR6能滿足人工智能計算中對大場景、大計算的需求，適用于圖像識別、高速計算等各個領(lǐng)域，是保障國家信息安全和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟安全關(guān)鍵性技術(shù)。

在人工智能領(lǐng)域，為了增強神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理準確率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，伴隨而來的是參數(shù)量和計算量的急劇增加，這對硬件平臺提出較高的要求。為了解決國內(nèi)人工智能市場應(yīng)用的這一問題，芯動科技（INNOSILICON）推出了基于智能視覺處理器系統(tǒng)的全自主高速GDDR6產(chǎn)品，并入選“2020年度蘇州工業(yè)園區(qū)人工智能優(yōu)秀應(yīng)用案例”。

項目先從處理器體系結(jié)構(gòu)層次、深度學(xué)習(xí)算法層次、數(shù)據(jù)層次、視覺應(yīng)用層次，分析視覺應(yīng)用的特征，以及對處理器微體系結(jié)構(gòu)相應(yīng)的需求出發(fā)。然后，采用時空復(fù)用設(shè)計方法，用與單權(quán)重多線程執(zhí)行模型，設(shè)計出高并行、可重構(gòu)、可擴展、和低功耗的視覺處理器芯片。采用芯動科技自主研發(fā)的GDDR6 技術(shù)，該技術(shù)屬高帶寬顯存技術(shù)，實現(xiàn)了可編程智能AI處理器，支持高性能人臉識別和模式識別，從硬件加速和編譯器全工具鏈條。

據(jù)了解，芯動最新開發(fā)的GDDR6技術(shù)，是業(yè)界最高帶寬內(nèi)存，已被證實是提高數(shù)據(jù)傳輸速度最為有效的方法。GDDR6一改以往GDDR1／2／3／4／5／5X只有一個讀寫通道問題，使用雙通道，雖然位寬變小了，但是實際上效率更高以后，會帶來明顯的性能提升。至目前為止國外只有一家公司英偉達實現(xiàn)了量產(chǎn)。芯動作為全球GDDR6商用IP提供商，將推動產(chǎn)品廣泛運用在AI人工智能、數(shù)據(jù)中心、高性能計算等重要領(lǐng)域。

除了此次獲獎產(chǎn)品采用的GDDR6技術(shù)，芯動DDRn／LPDDRn／GDDRn并行接口IP核也是全球領(lǐng)先的最重要的高端IP之一，在各種SoC中使用很廣。其中DDR4作為DDR3的升級產(chǎn)品，高性能、低功耗，成為各種高端移動AP處理器，計算機服務(wù)器系統(tǒng)、臺式電腦和筆記本電腦用高速、低功率組件的新一代SoC數(shù)據(jù)接口標準，并進入高清電視手機等消費電子產(chǎn)品。