Speicher

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JEDEC bohrt die HBM2-Spezifikation auf: Bis zu 1200 MHz Takt, bis zu 24 GB Speicher pro Stack

Das Speicherstandardisierungs-Gremium JEDEC hat die offizielle Speicherspezifikation für HBM-Speicher aktualisiert, welche in der Folge nunmehr deutlich mehr Möglichkeiten für den aktuellen HBM2-Speicher bietet – ohne das dies allerdings als wirklich neuer Standard tituliert werden würde ("HBM1" und "HBM2" scheinen sowieso keine offiziellen Bezeichnungen zu sein, haben sich allerdings derart eingebürgert). Dabei sind die Änderungen durch die Aufbohrung des HBM-Standards durchaus beachtbar: Die Speichertakt geht von 1000 MHz DDR auf 1200 MHz hinauf, zudem steigt die mögliche Speichermenge pro HBM-Stack von 8 GB auf satte 24 GB an. Damit könnte der Stappelspeicher in seiner maximal üblichen Fassung (bei 4 Speicherstacks) eine Speichermenge von 96 GB liefern – was man in jedem Fall als ausreichend zukunftssicher angesehen kann, gerade gegenüber dem Anfang von HBM, wo man seinerzeit auf maximal 4 GB (bei den Fiji-basierten Grafikkarten) festhing. Mangels einer besseren Bezeichnung und zur besseren Abgrenzung lassen wir die neue Spezifikation derzeit einfach mal unter "HBM2.5" laufen, eventuell gibt es hierzu in Zukunft noch eine bessere Benennung.

HBM1 HBM2 HBM2.5
HBM-Stacks üblicherweise 4 üblicherweise 2/4 üblicherweise 2/4
GPU-Interface pro Stack 1024 Bit pro Stack 1024 Bit pro Stack 1024 Bit
üblicher Speichertakt bis zu 500 MHz DDR bis zu 1000 MHz DDR bis zu 1200 MHz DDR
maximale Speicherbandbreite (4 Stacks) 512 GB/sec
(512 MHz DDR @ 4096 Bit)
1024 GB/sec
(1000 MHz DDR @ 4096 Bit)
1228 GB/sec
(1200 MHz DDR @ 4096 Bit)
realisierbare Speichermengen pro Stack 1 GB pro Stack 1/2/4/8 GB pro Stack 1/2/4/8/12/16/24 GB
maximale Speichermenge (4 Stacks) 4 GB 32 GB 96 GB
maximale 2-Stack-Konfiguration 2 GB @ 256 GB/sec 16 GB @ 512 GB/sec 48 GB @ 614 GB/sec
maximale 4-Stack-Konfiguration 4 GB @ 512 GB/sec 32 GB @ 1024 GB/sec 96 GB @ 1228 GB/sec
Verfügbarkeit voll verfügbar voll verfügbar unbekannt
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Umfrage-Auswertung: Wieviel Grafikkarten-Speicher ist derzeit verbaut (2018)?

Mittels einer Umfrage von Mitte Juli wurde die derzeitig verbaute Menge an Grafikkartenspeicher abgefragt – in Wiederholung einer 2014er Umfrage, wobei sich seitdem bekannterweise einiges auf diesem Gebiet getan hat. So gibt es Grafikkartenspeichergrößen unterhalb 2 GB gar nicht mehr im aktuellen Grafikkarten-Portfolio sowie haben die kleinen Grafikkartenspeichergrößen generell stark abgenommen, während es an der Spitze eine neue Maximalgröße bei 11 bzw. 12 GB Grafikkartenspeicher gibt. Dies führt dazu, das während im Jahr 2014 Grafikkartenspeichergrößen von 1-3 GB dominierten, derzeit in der Mehrheit eher 6-11 GB Grafikkartenspeicher benutzt werden, mit zudem einer klaren Häufung bei gleich 8 GB Grafikkartenspeicher – eine geradezu extreme Entwicklung innerhalb von nur vier Jahren.

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Umfrage-Auswertung: Werden die Systemanforderungen für die Spiele-Generation 2017/18 erfüllt?

Mittels einer Umfrage von Mitte Januar wurde abgefragt, inwiefern die zuvor aufgestellten Systemanforderungen für die Spiele-Generation 2017/18 von den PC-Spielern aktuell erfüllt, teilweise erfüllt oder nicht erfüllt werden. Jene Systemanforderungen für die laufende Spiele-Saison waren dabei komplett unverändert zum letztjährigen Stand – was normalerweise die Möglichkeit eröffnet, das sich demzufolge weit mehr PC-Systeme weiter oben einordnen können als bei der letztjährigen Umfrage zu dieser Thematik. In der Praxis gab es dieses Jahr allerdings ein auf den ersten Blick nahezu unverändertes Umfrage-Ergebnis:

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AMD arbeitet parallel auch an GDDR6-Speicherinterfaces

Chipentwickler AMD hat sich seit einiger Zeit im Grafikchip-Bereich sehr eindeutig der HBM-Speichertechnologie verschrieben, die Vega-Serie sollte sogar komplett unter dem Einsatz von HBM-Speicher entstehen (ob dies auch bei kleinen und kleinsten Vega-Lösungen durchzuhalten ist, steht auf einem anderen Blatt). GDDR5-Speicher hat man seitens AMD nur noch bei technologisch klar zurückliegenden Polaris-Serie verwendet, das schnellere GDDR5X dabei allerdings auch schon links liegengelassen. Dennoch gab es immer die These, das AMD trotz aller medialen Aussagen pro HBM auch in der Zukunft eine zweite Speichertechnologie brauchen würde – schon allein aus dem Grund, weil HBM auch in absehbarer Zeit noch zu teuer für LowCost-Lösungen sein dürfte. Bisher ging man diesbezüglich eher davon aus, das sich AMD einfach weiter an der GDDR5-Technologie bedient, nun aber gibt mittels des Linkedin-Profils eines AMD-Mitarbeiters einen klaren Hinweis darauf, das AMD schon seit über zwei Jahren an GDDR6 bzw. GDDR6-Speicherinterfaces arbeitet.

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Samsungs GDDR6-Speicher erreicht 16 GHz Datentakt

Samsung hat in einer Pressemitteilung auf einige Awards hingewiesen, die dem Unternehmen für die eigentlich erst im kommenden Januar anstehende CES 2018 verliehen wurden. Darunter wurde auch GDDR6-Speicher mit einem satten Datentakt von 16.000 MHz (wie der real anliegende Takt ist, muß sich noch zeigen) aka einer Datenraten von 16 Gbps per Pin genannt – oder anders formuliert, damit ist schon eine glatte Verdopplung gegenüber GDDR5-Speicher mit 4000 MHz DDR Taktrate (Datentakt 8000 MHz) erreicht. Inwiefern jener Speicher auch noch lieferbar wäre, spricht Samsung wohlweislich nicht – nicht auszuschließen, das man für das Erringen der CES-Awards nur einzelne Samples vorzeigen musste (was aber immer noch besser ist als die reine Ankündigung von GDDR6-Speicher mit 16 Gbps seitens SK Hynix in diesem Frühling). Samsungs augenscheinlich real existierender GDDR6-Speicher zeigt in jedem Fall dahin, wohin die zukünftige Entwicklung bei GDDR6 gehen wird – selbst wenn am Anfang des GDDR6-Supports erst einmal etwas geringe Taktraten lieferbar sind.

GDDR5 GDDR5X GDDR6 HBM2
GPU-Interface flexibel, üblich bis zu 512 Bit flexibel, üblich bis zu 384 Bit flexibel, wahrscheinlich bis zu 384 Bit 1-4 Stacks, pro Stack 1024 Bit
üblicher Speichertakt bis zu 4500 MHz DDR derzeit bis zu 3000 MHz QDR
(bis zu 3500 MHz QDR geplant)
bis zu 16 Gbps geplant derzeit bis zu ~880 MHz DDR
(bis zu 1000 MHz DDR geplant)
Datenübertragung DDR (= x2) QDR (= x4) ? DDR (= x2)
Speicherbandbreite eines Spitzenprodukts 384 GB/sec
(Radeon R9 390X)
484 GB/sec
(GeForce GTX 1080 Ti)
- 900 GB/sec
(Tesla V100)
maximale Speicherbandbreite 576 GB/sec
(4500 MHz DDR @ 512 Bit SI)
896 GB/sec
(3500 MHz QDR @ 512 Bit SI)
1024 GB/sec
(16 Gbps @ 512 Bit SI)
1024 GB/sec
(1000 MHz DDR @ 4096 Bit SI)
realisierbare Speichermengen flexibel bis zu 16 GB
(Vielfache von 64 MB)
flexibel bis zu 32 GB
(Vielfache von 512 oder 768 MB)
noch unklar flexibel bis zu 32 GB
(pro Stack 4 oder 8 GB)
Verfügbarkeit voll verfügbar vernünftig verfügbar Jahresanfang 2018 vernünftig verfügbar
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Umfrage-Auswertung: Welcher Typ von PC-Hauptspeicher wird genutzt?

Eine Umfrage von Anfang April fragte den Typ des derzeit verbauten PC-Hauptspeichers ab. DDR4-Speicher ist zwar seit einiger Zeit in allen neu erhältlichen PC-Systemen verbaut, allerdings dauert es natürlich eine längere Zeitspanne, ältere Systeme zu ersetzen. So erklärt sich auch das Umfrageergebnis, nach welchem derzeit DDR4-Speicher zwar schon bei 26,5% der Systeme verbaut ist, DDR3-Speicher hingegen immer noch überaus klar mit (satten) 66,9% der Systeme in Front liegt. Wie weit der Weg sein wird, jenes Verhältnis umzukehren, ist an den immer noch vorhandenen Systemen mit älterem Speicher zu sehen: DDR2-Speicher ist noch bei 5,7% der Systeme im Einsatz, DDR1-Speicher und älteres zusammen bei 0,9% der Systeme. Hierbei könnte es sich natürlich um Retro-Maschinen oder andere Spezialfälle handeln – aber die fast 6% für DDR2-Speicher überraschen dann doch.

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DDR5-Speicher kommt mit auf "16n" verdoppeltem Prefetch

Zum kürzlich genannten DDR5-Speicher läßt sich nunmehr auch die Erklärung dessen grundlegender Technik nachliefern, selbst wenn diese zukünftige Speicherart im Consumer-Bereich sicher nicht vor dem Jahr 2020 antreten dürfte. Doch die angegebene verdoppelte Bandbreite gegenüber DDR4-Speicher muß schließlich irgendwo herkommen – und am Ende findet sich der Hinweis auf die hierfür benutzte Technik sogar schon in einer älteren Präsentationsfolie von Speicherchip-Hersteller Micron, welcher bereits im August 2016 mittels "16n prefetch" den entscheidenden Hinweis in dieser Frage ganz offiziell notiert hatte:

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Umfrage-Auswertung: Werden die Systemanforderungen für die Spiele-Generation 2016/17 erfüllt?

Mit einer Umfrage von Ende Januar sollte die Hardware der 3DCenter-Leser in den Vergleich zu den kürzlich aufgestellten Systemanforderungen für die Spiele-Generation 2016/17 gestellt werden. Jene neuen Systemanforderungen für die aktuelle Spiele-Generation ist gegenüber dem Stand des Vorjahres nicht besonders stark nach oben gegangen – allein beim Thema des Grafikkartenspeichers sind die Anforderungen deutlich gestiegen. Insofern verwundert es auch wenig, wenn die Erfüllung dieser generellen Systemanforderungen heuer nun prinzipiell genauso bzw. leicht besser aussieht als im vorangegangenen Jahr – allenfalls die Anzahl jener Nutzer, welche deutlich oberhalb der Hardware-Empfehlungen liegt, hat beachtbar (von 12,9% auf 16,9%) zugenommen, ansonsten sind die Stimmenzahlen grob diesselben.

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Umfrage-Auswertung: Wo liegt die ideale Speichermenge für eine FullHD-Grafikkarte?

Eine Umfrage von Mitte Juli fragte nach der idealen Speichermenge für eine (jetzt neu gekaufte) Grafikkarte, welche für die FullHD-Auflösung gedacht ist. Hierbei gab es ein sehr eindeutiges Votum, welches sich stark für hohe bis sehr hohe Mengen an Grafikkartenspeicher ausspricht – auch schon unter FullHD. Möglicherweise sind viele der Umfrage-Teilnehmer bei ihren letzten Grafikkarten-Erwerbungen im Laufe der Zeit an eine Speicherbarriere gestoßen und wollen diese Problematik nunmehr bei einem Neukauf generell vermeiden. Denn erstaunlicherweise kommt die Speichermenge von glatt 8 GB sogar auf die absolut höchste Wertung mit gleich 29,9% der Stimmen – knapp gefolgt von glatt 4 GB mit 28,7% der Stimmen. Die drei Antwortoptionen "2 GB", "2-3 GB" und "3 GB" erreichen hingegen zusammengerechnet gerade einmal 2,8% der Stimmen – das Interesse der Umfrage-Teilnehmer an Grafikkarten mit viel Speicher läßt sich kaum besser ausdrücken.

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GDDR6 und HBM3 als Grafikkartenspeicher der Zukunft

Noch nachzutragen von der kürzlichen HotChips-Konferenz sind die dortigen Aussagen zu diversen kommenden Speichertechnologien. Bezüglich des für PC-Systeme als Hauptspeicher verwendeten DDR5 hatten wir dies bereits getan – interessant hierzu noch der Nachtrag, das DDR5 nunmehr einen Prefetch von 16 benutzen soll, was die Marketing-Umschreibung eines 16fachen Datentransfers pro Takt der eigentlichen Speicherzellen darstellt. Üblicherweise wurde dies in der DDR-Entwicklung derart gelöst, das der Takt des Speicherinterfaces deutlich höher als derjenige der reinen Speicherzellen wurde – bei DDR4 mit einem Prefetch von 8 handelt es sich um ein Verhältnis von 4:1, das zusätzliche DDR-Verfahren zur Datenübertragung ergibt dann den Prefetch von 8. Bei DDR5 sieht es derzeit ganz danach aus, als würde man exakt dieses Methode nochmals nutzen – die Differenz der Taktraten zwischen Speicherinterface und reinen Speicherzellen also auf 8:1 steigen und unter Hinzunahme des DDR-Datenübertragungsprotokolls dann jener Prefetch von 16 erreicht werden. In jedem Fall wird es hierbei eine deutlich andere zugrundeliegende Technologie geben, womit sich die lange Wartezeit auf DDR5 erklärt.

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