GDDR7来袭，三大存储厂商新品，重点优化生成式AI与游戏体验

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）2024年3月 JEDEC 固态技术协会宣布发布 JESD239 图形双倍数据速率 （GDDR7） SGRAM，即GDDR7显存的标准。JESD239 GDDR7的带宽是GDDR6的两倍，每台设备高达192 GB/s，有望满足图形、游戏、计算、网络和 AI 应用对更多内存带宽日益增长的需求。截至目前三大DRAM厂商三星电子、SK海力士、美光科技均发布了GDDR7内存产品。

三星电子

三星首款采用3级脉冲振幅调制（PAM3）信号技术的GDDR7实现30%的速度提高和20%的能效改善。得益于采用全新的封装材料和优化的电路设计，降低了70%的热阻，其可靠性得到了增强。

图源：三星官网

在标准化显存产品中，三星第七代图形用双倍数据传输率存储器的性能的增强得益于应用3级脉冲振幅调制信号。3级脉冲振幅调制信号在同一信号周期内传输的数据量是传统不归零编码（NRZ）信号的1.5倍，使第七代图形用双倍数据传输率存储器的性能相较于上一代产品提高了30%。

第七代图形用双倍数据传输率存储器优化功耗，将能效提高了20%。这种类型的优化可将待机功耗降低50%，从而减少总体耗电量。功耗减少意味着成本降低，从而有助于降低客户的总体拥有成本（TCO）。

第七代图形用双倍数据传输率存储器通过使用新的封装材料和优化电路设计，降低了70%的热阻。这样就能避免产生过热，从而防止产品降级、性能损失和其他潜在的硬件问题发生。

不久前，三星在GTC上展示专为下一代游戏GPU设计的GDDR7内存，密度为16GB，每个模块容量为2GB。其速度为32 Gbps（PAM3），内存工作电压仅为1.1V。

三星GDDR7显存芯片将采用266 FBGA封装，目前该公司在官网上列出的GDDR7的两种规格，分别是32 Gbps和28 Gbps GDDR7。K4VAF325ZC-SC28 容量 16Gb（2GB），采用 266 FBGA 封装，刷新速率为 16K / 32 ms，频率 3500MHz，等效速率 28Gbps。K4VAF325ZC-SC32 容量 16Gb（2GB），采用 266 FBGA 封装，刷新速率为 16K / 32 ms，频率 4000MHz，等效速率 32Gbps，目前处于样品阶段。

消息称NVIDIA旗舰款RTX 5090预计将率先使用28Gbps的显存速度，并预留32Gbps以上的提速空间，以满足未来更高性能的需求。

SK海力士

SK海力士在今年的NVIDIA GTC 2024和台北电脑展上都展示了GDDR7产品。SK海力士推出GDDR7传输速度达40Gbps、提供高达160GB/s的显存带宽。显存容量覆盖16-24Gb。

图源：SK海力士，在NVIDIA GTC 2024上的展示

在NVIDIA GTC 2024上，SK海力士展示专为视频及图形处理而设计的新一代GDDR7 DRAM。与其前身GDDR6相比，最新的GDDR3产品提供的最大带宽是其上一代产品的两倍（可达到128GB/秒）；功耗效率提升了40%；同时，因内存密度的提升，视觉效果也进一步得到增强。该产品将被应用于显卡和GPU，对于人工智能及需要快速处理高容量数据的先进技术来说，GDDR7是不可或缺的关键组成部分。

图源：SK海力士，在2024台北电脑展的展示

美光科技

美光科技于6月初宣布，其下一代GDDR7图形内存产品已进入样品阶段，该产品拥有业界最高位密度。基于Micron的1β（1-beta）DRAM技术和创新的架构设计，Micron GDDR7提供了32 Gb/s的高性能内存，且在功耗优化设计中表现出色。

与GDDR6相比，GDDR7的系统带宽提升了60%，达到1.5 TB/s，并具备四个独立通道，以优化各种工作负载。这使得GDDR7内存能够提供更快的响应时间、更流畅的游戏体验和缩短的处理时间。此外，GDDR7在能效上比GDDR6提高了50%以上，改善了热管理并延长了电池寿命，新的睡眠模式进一步将待机功耗降低了70%。

在生成式AI工作负载（如文本到图像的创建）方面，Micron GDDR7内存提供的高性能可以增加高达33%的吞吐量，并减少高达20%的响应时间。此外，Micron预计采用GDDR7的显卡将在光线追踪和光栅化方面提供超过当前GDDR6和GDDR6X趋势30%以上的每秒帧数（FPS）提升，覆盖1080p、1440p和4K分辨率。Micron GDDR7内存通过性能和帧缓冲区扩展，支持AI增强的游戏玩法，实现可适应的游戏景观、玩家和故事情节。

GDDR7 采用3级脉冲振幅调制（PAM3）

JESD239 GDDR7 是首款使用脉冲幅度调制 (PAM) 接口进行高频操作的 JEDEC 标准 DRAM。其 PAM3 接口提高了高频操作的信噪比 (SNR)，同时提高了能效。3级脉冲振幅调制（PAM3）是一种信号传输技术。不归零（NRZ）信号方式是采用两种信号电平对数据进行编码调制，而3级脉冲振幅调制方式则是采用三种信号电平。

美光在此前推出的GDDR6X上就引入了PAM4信号，提供了超过GDDR6 20%以上的性能。但PAM4需要重新设计GDDR6X存储设备的写入数据捕获电路(接收器)，以精确采样和解析四种不同的信号水平。同时，GDDR6X芯片的生产成本比GDDR6更高，并需要稳定的信号。

目前，GDDR6X、PCIe 6.0等规范应用PAM4编码技术，其中PAM4信令使PCIe 6.0数据速率翻倍，不过GDDR7仍将应用PAM3编码。相信是出于设计、稳定性和成本等综合因素的考虑。

美光表示，PAM4的成功为Micron在GDDR7产品组合中继续以PAM3保持领导地位奠定了基础，诸如测量业界首个40 Gb/s PAM3性能的工程进步，为未来GDDR7产品的更高性能铺平了道路。

此外，相比较而言，三星和美光科技的GDDR7提供32 Gb/s的速度，而SK海力士GDDR7传输速度达40 Gb/s，略高于前两家。从内存工作电压来看，GDDR7的电压较GDDR6的更低，美光GDDR6电压为1.35V，而GDDR7为1.2V。同时不同存储厂商GDDR7的电压也略有不同，三星电子GDDR7内存工作电压为1.1V，从而降低功耗。

小结：

GDDR不仅用于图形处理，在服务器和台式机等边缘和终端应用中，GPU搭配GDDR用于AI推理，对于生成式AI来说GDDR性能的提升同样重要。GDDR从GDDR3、GDDR5、GDDR5X、GDDR6、GDDR6X发展到如今的GDDR7。未来GDDR7内存有望进一步提升至48Gbps，容量将达到64Gb。

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