GDDR5X显存技术规范出炉，或将成为A/N卡中端市场发力点

去年10月，镁光（Micron）对外称将要在未来一段时间内给市场带来一种经过改进后的GDDR5显存——GDDR5X。不过其并没有透露更多的细节，而且当时连镁光自己都并不确定这项技术是否具有可行性。

镁光此前预计在2016年年底开始量产GDDR5X显存，而能否成功投入商用就得看AMD、NVIDIA是否采用了。不过日前，JEDEC已正式认可并公布了GDDR5X的显存技术规范，这能够显著增加该技术的吸引力。

GDDR5X vs. GDDR5

HBM显存已经成为新一代高端显卡的标准之一，而且此前JEDEC也正式公布了JESD235A的技术规范标准，带来了TB/s级带宽、16/32GB超大容量的HBM2显存。不过HBM的问题在于显存成本依然很高，不可能短时间内应用在全部显卡上。

而另一方面，虽然全新的GDDR6早已开始投入研发，但是因为技术、市场各方面的原因，也无法在短时间内投入商用。

GDDR5X则可以简单理解为在GDDR5技术基础上的一个拓展，毕竟GDDR5已经在显卡上用了将近七年，技术已经相对成熟。如果能够像HBM那样大幅提高显存带宽的话，理论上性能也能够得到进一步提升。

于是，GDDR5X选择采用双管齐下的方式来提升显存带宽。首先，它的总线从DDR(双倍数据倍率)升级到了QDR (四倍数据倍率)。

SDR、DDR和QDR之间的数据传输速率差异

需要说明的是，SDR(单倍数据倍率)即只利用时钟信号的上沿来传输数据；而DDR(双倍数据倍率)则同时利用了时钟信号的上沿和下沿来传输数据，这意味着系统可以在同样的时间内、同一时钟频率下将传输数据的速率提升一倍；而QDR(四倍数据倍率)则在DDR的基础上，进一步提供独立的写入接口和读取接口，以此达到四倍之于SDR的数据传输速率。

同时，GDDR5X还简单粗暴的将数据预取位宽从8-Bit提升到了16-Bit，从而得到更高的带宽，初期即可达到10-12Gbps，而随着进一步的研发最高能够提升到16Gbps。相比之下，GDDR5现在最高也才7Gbps。

传输速率的提升再加上显存位宽的提升，相当于在提高车速的基础上又拓宽了车道数量。

外媒MonitorInsider从GDDR5X的技术标准层面上剖析了它与GDDR5的不同之处，他们在文中提到，使用GDDR5X显存技术时可能无法完美适配Nvidia的GPU。

因为16-Bit数据预取位宽意味着每次预取都将包含有64字节的数据，而Nvidia的GPU所使用的是32-Bit标准，所以每当N卡访问L2高速缓存时，DRAM都将获取到两倍之于L2高速缓存中的数据量。

不过为了保持与GDDR5的兼容性，方便厂商升级，GDDR5X显存引入了一项名为“伪独立存储器访问”（Pseudo independent Memory Accesses）的新技术，这应该能够帮助解决这一问题。

GDDR5X并没有解决GDDR5的核心缺陷

既然JEDEC已经正式公布了GDDR5X的技术标准，那么AMD和Nvidia很有可能在未来应用这项技术。鉴于HBM和HBM2在量产上的技术难度，以及有别于平面结构的3D TSV立体硅穿孔技术，导致业内很多人士都认为实际上GDDR5X是更佳的长期选择。

平心而论，RDRAM、Larrabee和安腾处理器都过于超前了，因为目前来说这些技术仍不成熟，相对而言成本过于昂贵。而事实也证明，这些超前的新技术分别被改进多次之后的DDR内存、光栅和AMD的x86-64所替代。

但为什么HBM却得到了一个不同的结局呢？

原因就在于，HBM和HBM2的改进不仅仅停留在提高内存带宽上。这两个技术标准都不仅大幅削减了VRAM功耗还显著提高了显存性能。此外，HBM2所提供的VRAM密度是GDDR5X所无法比拟的。

举个例子，就在1月19日，三星宣布基于HBM2技术的业内首个4GB DRAM显存颗粒已经开始批量生产，4GB HBM2封装下面是缓冲芯片，上面是4个8GB（1GB）容量的HBM2 DRAM芯片。

不仅如此，三星还计划今年推出8GB HBM2，容量在此基础上再翻一倍，一颗就能满足高端显卡的需求，从而比GDDR5节省95％的电路板空间。

而反观当下的镁光生产的GDDR5显存最高也只能达到单芯片1GB。即使假设镁光能够在未来将其提升到2GB，也仍需16颗芯片才能追上三星，而且这16个芯片都需要各自独立的寻迹路由，物理上的面积需求也是一个大问题。虽然GDDR5X能够把信号电压降低到1.35v，但这仍不足以抵消芯片数量的增加所带来的整体功耗提升。

这张图片显示出在平面结构上无限叠加RAM所带来的问题：GDDR5X下单个32GB的GPU需要更多的芯片

在2D平面上进行颗粒叠加也存在技术瓶颈，而且还会进一步增加发热量和功耗，最终的研发和生产成本甚至并不亚于HBM2。上面的这张幻灯片就是AMD在一次演讲中所述，它同样也适用于Nvidia。

发力中端市场，解燃眉之急

不过，至少在最近的一段时间内，我们或许能够看到一到两家供应商开始使用GDDR5X技术。这在短期内能够使AMD和Nvidia在GPU带宽VRAM缓冲大小上获得实质性的提升。

虽然HBM2 、GDDR5X和GDDR5到底谁主沉浮仍不明朗，但没有哪家公司会想要放弃GDDR5X带来的竞争优势。毕竟，搭载GDDR5X显存能够使得Nvidia或AMD在中端显卡上的带宽问题得到有效缓解。