¿Qué es la GDDR?

De Departamento de Informatica
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Imagen de una memoria GDDR5

Literalmente Graphics Double Data Rate o doble tasa de transferencia de datos gráficos, la cual contituye la memoria dedicada especialmente a las tarjetas gráficas, de manera análoga a la memoria DDR en la CPU. Actualmente se encuentra en la quinta generación (GDDR5). Se utiliza por la tarjeta de video para el almacenamiento de la información temporal, necesaria para evitar tener que almacenar en la memoria del sistema central, que lleva mucho más tiempo. La característica principal que se requiere es la velocidad, la que debe ser suficientemente alta para seguir el procesamiento de la GPU.

Contenido

DDR v/s GDDR

Memoria GDDR3 de Nvidia GeForce 7950 GT

La memoria RAM también es usada en tarjetas de video. Recientemente la memoria usada en las tarjetas de video usan la misma tecnología de las memorias RAM usadas comunmente en los computadores (placas madres). Las tarjetas de video de alto rendimiento necesitaban chips más rápido que las que se usan en un computador, por lo que los fabricantes decidieron ir por tecnologías como DDR2 y DDR3.

Las memorias DDR2 y DDR3 usadas en las tarjetas de video tiene características diferentes que las memorias DDR2 y DDR3 usadas en los computadores, especialmente en el voltage. Dado sus características diferentes, las memorias de tarjeta de video se definen como GDDR, la G siendo de "Graphics".

Una de las principales diferencias entre las memorias DDR y DDR2 es el voltaje, mientras DDR funciona a 2.5V, DDR2 funciona a 1.8V. Esto conduce a un menor consumo energético y reducción de calor. Las memorias GDDR2 también funcionan a 2.5V, pero dado a que corren a velocidades de reloj mayor que las memorias DDR, éstas generan más calor. Esta es la razón del porque solo unas pocas tarjetas de video comenzaron a usar memorias GDDR2, pero con ayuda de la rápida evolución de la tecnología, comenzaron a fabricarse tarjetas de video con memorias GDDR3 para disminuir más aún el calor y el consumo de energía.

Las memorias GDDR3 pueden funcionar a 2.0V ó a 1.8V para resolver el problemas del calor.

Físicamente las memorias GDDR usa el empaquetado Ball Grid Array

Generaciones

Existe un aumento gradual en la evolución de las generaciones de memoria GDDR respecto a la velocidad de transmisión de datos, la cual se aprecia en la siguiente gráfica:

GDDR map.jpg

GDDR1

Imagen de tarjeta gráfica Hp Nvidia Quadro NVS 285 128 MBytes

Esta fue la primera generación de tarjetas gráficas sucesoras de las tarjetas DDR las cuales también se conocen como GDDR , esta es una tarjeta gráfica que funciona bajo ciertos estándares de las ya conocidas Memorias DDR (esto quiere decir que las memorias GDDR estan basadas en chips de Memoria DDR), que enviaban dos bits por cada ciclo de reloj; estas velocidades de reloj, bordeaban los 200 MHz [1] con latencias de lecturas de 3 a 5 ciclos de reloj y utilizan 2,5 voltios [2] . Lo importante de esto era que la tasas de información que se trasmitían eran de aproximadamente 16 GB/s con un bus de 128 bits.


Hay que dejar en claro que GDDR no es lo mismo que DDR , ya que:

  • La primera esta constituida por anchos de banda mucho mayor , ya que el bus que los constituye es mucho mas amplio.
  • Además los requisitos que esta de energía son mucho menores, esto hace que se obtenga un mayor rendimiento .
  • GDDR envia 16 bits de datos, en cambio DDR envía solo 8 bits de datos , esto es por cada ciclo de reloj.


Ejemplo Tarjeta Gráfica GDDR1:

  • Hp Nvidia Quadro NVS 285 128 MBytes


GDDR2

Imagen de tarjeta gráfica Radeon 9800 Pro de ATI con 256 MiB de memoria

La GDDR2 viene a ser la evolución de la GDDR ,las cuales en comparación a la GDDR,sus velocidades de reloj son muchos mas altas , al igual que la GDDR esta permite trabajar con 2 ciclos de reloj. Estas usaban de 1,8 a 2 voltios, pero existía un grave problema ya que con el calor a altas frecuencias no funcionaban de forma correcta. Tenemos qque dejar en claro que GeForce FX 5800 Ultra GDDR2 utilizó la máxima frecuencia de reloj de 500 MHz, pero lo recomendable era aproximadamente 400 MHz. Otra de sus características técnicas era que tenian un rendimiento máximo de 32 GB / s para la conexión 256-bit, las cuales era superior a la GDDR.


Ejemplo de Tarjeta Gráficas que usa GDDR2:

  • La Radeon 9800 Pro de ATI con 256 MiB de memoria.


GDDR3

Memoria GDDR3 Asus GeForce GT 610 Silent 2GB

GDDR3 viena ser la nueva generacion de tarjtas gráficas que sustituye a la GDDR2 , esta basada en los estandares de DDR2

Las memorias GDDR3 tiene un mayor ancho de banda dado que transmite más información por cada ciclo de reloj que las memorias DDR2. Además, las memorias GDDR3 pueden almacenar la misma cantidad de información utilizando menos energía y a temperaturas mas bajas.[3]

Una de las características más importante de las memorias GDDR3 es la opción de reiniciar a nivel de hardware el contenido completo del módulo de la memoria, permitiendo que la tarjeta de video pueda partir fresca. Una utilidad para esta característica es cuando se produce un error en la tarjeta de video y ésta necesita partir desde el principio.


Ejemplo de Tarjeta Gráfica con GDDR3:

  • Asus GeForce GT 610 Silent 2GB


GDDR4

ATI HD 4670 con 512MB de GDDR4

Esta generación reduce el consumo eléctrico y disipación térmica notablemente, aumentando la velocidad de transferencia de datos y aumentando la eficiencia de manera considerable, consumiendo aproximadamente un 45% menos que la GDDR3.

Está basado en la tecnología DDR3 SDRAM.


Ejemplo de Tarjeta Gráfica con GDDR4:

  • ATI HD 4670 con 512MB


GDDR5

Última generación en vigencia. Con esta generación se produjeron las primeras muestras de chips de Qimonda, Samsung y Hynix. El GDDR5 usa una captura previa de 8 bits, como el GDDR4, pero ofrecen algunas innovaciones; primero de todo, la GDDR5 usa 2 frecuencias de reloj, CK (command clock) y WCK (write clock) (el segundo trabaja a frecuencia doble en comparación con el primero). Se aprecia una gran optimización en gráficos 3D respecto a generaciones anteriores.

ATI Radeon HD 4870 X2 con 512MB de GDDR5
Memory Performance.png

Ejemplo de Tarjeta Gráfica con GDDR5:

  • Radeon HD 4870 X2 con 512MB


Se espera que la próxima generación GDDR6 llegue el 2014 y siga vigente hasta el 2020 e incluso más. Las memorias GDDR6 están siendo desarrolladas importantes empresas, como AMD, y promete muchos cambios en cuanto a incrementar el rendimiento y ofrecer un menor consumo en relación con GDDR5.

Tabla Comparativa

Tecnología Frecuencia efectiva (MHz) Ancho de banda (GB/s)
GDDR 166 - 950 1,2 - 30,4
GDDR2 533 - 1000 8,5 - 16
GDDR3 700 - 1700 5,6 - 54,4
GDDR4 1600 - 1800 64 - 86,4
GDDR5 3200 - 7000 24 - 448

Referencias Bibliográficas

Anexos

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