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GDDR5X-Speicher ist nunmehr offiziell spezifiziert

Das Speicherstandardisierungs-Gremium JEDEC vermeldet nunmehr auch die offizielle Standardisierung von GDDR5X, dem direkten Nachfolger von GDDR5. Wie auch bei der kürzlichen Meldung zu HBM2 handelt es sich hierbei nur um eine offizielle Meldung, die entsprechende Spezifikation befindet sich schon seit November 2015 auf den Webseiten der JEDEC. Aber natürlich ist eine solche offizielle Bekanntmachung auch immer eine gute Gelegenheit, auf diesen neuen Speicherstandard für Grafikkarten einzugehen, welcher teilweise durchaus mit HBM2 konkurrieren kann. Springender Punkt von GDDR5X sind die durch einen verdoppelten Prefetch (der Takt der reinen Speicherzellen bleibt gleich, während der Takt des Interfaces innerhalb des Speicherchips verdoppelt wird) höheren nominellen Interface-Taktraten, was im Idealfall einer verdoppelten Bandbreite entspricht.

Damit sind dann tatsächlich andere Speicherchips vonnöten, GDDR5X ist also trotz des eine gewisse Nähe suggerierenden Namens und trotz des gleichen Busprotokolls auf Seite der reinen Speicherchips dennoch etwas klar anderes als GDDR5. Allerdings sind dafür auch kaum Fertigungsprobleme mit GDDR5X zu erwarten, da der Takt der reinen Speicherzellen wie gesagt gleich bleibt, nur der Interface-Takt (deutlich, da verdoppelt) ansteigt. Das eigentliche Problem von GDDR5X liegt beim Stromverbrauch der ganzen Sache: Ein GDDR5-Subsystem ist (bei großen Interfaces und hohen Speichertaktraten) schon ziemlich stromfressend – den Hauptteil hiervon nimmt allein Speicherinterface im Grafikchip ein, speziell bei hohen Speichertaktraten. Kommt nun noch GDDR5X hinzu, geht jener Speichertakt im Speicherinterface des Grafikchips nochmals rapide nach oben, die Folge ist ein explodierender Stromverbrauch – was man sich bei HighEnd-Chips kaum leisten kann, egal des Fertigungsverfahrens.

Deswegen wird es GDDR5X kaum auf echten HighEnd-Grafikchips mit großen Speicherinterfaces geben, bei diesen wird die Effizienzrechnung gegenüber HBM-Speicher einfach zu ungünstig. Kleine bis mittelgroße Grafikchips mit Speicherinterfaces von 256 Bit DDR bis maximal 384 Bit Breite könnten hingegen auf GDDR5X setzen, wenn die von GDDR5 gebotene Bandbreite nicht mehr ausreichend ist. Hierbei dürften die Grafikchip-Entwickler allerdings versucht sein, nicht auf all zu hohe Taktraten zu gehen, um wie gesagt nicht zu hohe Stromverbrauchswerte zu erreichen. Die maximalen Taktraten von GDDR5X von bis zu 7000 MHz laut Spezifikation und bis zu 8000 MHz laut Speicherhersteller Micron sind also eher unwahrscheinlich zumindest für die ersten mit GDDR5X ausgerüsteten Grafikchips. Diese könnten schon den 2016er Generationen von AMD (Polaris) und nVidia (Pascal) angehören, da beide Grafikchip-Entwickler HBM-Speicher wohl nur bei ihren HighEnd-Produkten einsetzen werden, den Mittelbau wird man weiterhin mit GDDR5 und bei höherem Bandbreitenbedarf dann eben mit GDDR5X bestreiten.

GDDR5 GDDR5X HBM1 HBM2
HBM-Stacks - - üblich: 4 üblich: 1, 2 oder 4
GPU-Interface flexibel, üblich bis zu 512 Bit DDR flexibel, vermutlich bis zu 256-384 Bit DDR 4096 Bit DDR 1 Stack: 1024 Bit DDR
2 Stacks: 2048 Bit DDR
4 Stacks: 4096 Bit DDR
Speichertakt bis zu 3500 MHz bis zu 7000 MHz 500 MHz 1000 MHz
Speicherbandbreite eines Spitzenprodukts 384 GB/sec
(Radeon R9 390X)
vermutlich bis zu ~500 GB/sec 512 GB/sec
(Radeon R9 Fury X)
bis zu 1024 GB/sec
(256 GB/sec pro Stack)
realisierbare Speichermengen flexibel bis zu 16 GB flexibel bis zu 32 GB 4 GB 1 Stack: 4/8 GB
2 Stacks: 8/16 GB
4 Stacks: 16/32 GB

Insofern ist von GDDR5X kaum eine praktische Verdopplung der Speicherbandbreite zu erwarten, wie es gemäß der Taktraten-Verdoppelung eigentlich zu erwarten wäre. GDDR5X wird halt kaum von den wirklich großen Grafikchips eingesetzt werden, jene werden zu HBM2 wechseln. Damit ist GDDR5X auch schlecht mit HBM2 vergleichbar – technisch kann man mit GDDR5X ebenfalls monströse Speicherbandbreiten erreichen (7000 MHZ GDDR5X an einem 512 Bit DDR Speicherinterface ergeben immerhin 896 GB/sec Speicherbandbreite), aber dies wird wegen des zu hohen Strombedarfs von GDDR5X niemand bei einem echten HighEnd-Chip realisieren wollen. GDDR5X wird somit voraussichtlich die Zwischenlösung für die kleineren und mittleren Grafikchips darstellen, bis HBM2 eines Tages günstig genug ist, um auch dieses Feld zu besetzen.

Eine kleine, fast schon kuriose Besonderheit hält die GDDR5X-Spezifikation noch bereit. Zum einen werden höhervolumige Speicherchips gegenüber GDDR5 spezifiziert: Letzteres endet bei 1 GByte pro 64bittigem GDDR5-Einzelchip, bei GDDR5X können es bis zu 2 GByte pro 64bittigem GDDR5X-Einzelchip sein. Dies steigert die maximale Speicherkapazität bei 8 Speicherchips von 8 auf 16 GB, bei 16 Speicherchips von 16 auf 32 GB. Die Kuriosität sind dann GDDR5X-Speicherchips mit einer Kapazität von 0,75 GByte (6 GBit) und 1,5 GByte (12 GBit) – bisher sind bei GDDR5 nur Zweierpotenzen als Speicherchipgröße möglich. Mit diesen GDDR5X-Speicherchips sind dann sehr "krumme" Speichermengen möglich – so an einem 256 Bit DDR Speicherinterface beispielsweise 3 GB Speicher, an einem 384 Bit DDR Speicherinterface dann 4,5 GB Speicher. Bisher sind solcherart Speichermengen nur von Abspeckungen und ähnlichen Kunstkniffen bekannt, mit GDDR5X würden diese Speichermengen dann aber nativ angebunden sein – was die Fähigkeit der Grafikchip-Entwickler erhöht, mit sehr unterschiedlichen Speichermengen zu operieren.

Man beachte bitte die Korrektur zu dieser Meldung vom 11. Februar 2016.