GDDR7: Samsung presenta il primo chip da 32 GT/s

Le memorie GDDR (Graphics Double Data Rate) sono principalmente utilizzate nelle schede grafiche per soddisfare le esigenze di elaborazione ad alte prestazioni e gestire grandi volumi di dati. Queste memorie assicurano un trasferimento rapido dei dati con la GPU, un’ampia larghezza di banda, la possibilità di accedere simultaneamente a un ampio ventaglio di informazioni, supportano diverse modalità di funzionamento, a seconda delle specifiche e delle esigenze dell’applicazione. Con una mossa inaspettata, almeno in termini di timing, Samsung ha fatto presente di aver completato lo sviluppo del primo chip GDDR7.

GDDR7: larghezza di banda pari a 128 GB/s

Con le nuove memorie GDDR7, Samsung si accinge a frantumare tutti i precedenti record in termini di velocità di trasferimento dati. Il primo modulo GDDR7 da 16 Gb presentato dalla società sudcoreana consente di trasferire i dati a 32 GT/s vantando quindi una larghezza di banda di 128 GB/s. Un valore nettamente superiore agli 89,6 GB/s assicurati da un chip GDDR6X a 22,4 GT/s. L’unità di misura GT/s è abbreviazione di gigatransfer al secondo: esprime i miliardi di trasferimenti dati che possono essere effettuati ogni secondo attraverso un canale di comunicazione.

Un sottosistema di memoria a 384 bit con chip GDDR7 da 32 GT/s fornirebbe ben 1.536 TB/s di larghezza di banda, valore che supera di gran lunga i 1.008 TB/s di una scheda GeForce RTX 4090.

Utilizzo della segnalazione PAM3: cos’è e a che cosa serve

Per raggiungere velocità di trasferimento dati senza precedenti, GDDR7 utilizza la segnalazione PAM3 (Pulse-Amplitude Modulation 3), una tecnica utilizzata per rappresentare più di un bit di informazione in un singolo impulso elettrico. Con PAM3, un singolo impulso elettrico può assumere tre diversi livelli di ampiezza, invece dei due livelli tradizionalmente utilizzati nella segnalazione binaria (nelle memorie GDDR6, ad esempio, è usata la codifica NRZ a due livelli). Questi tre livelli corrispondono a tre stati logici distinti (-1, 0 e +1) che permettono quindi di rappresentare tre combinazioni di bit con un unico impulso elettrico anziché due.

In questo modo è possibile aumentare la densità di memorizzazione, ridurre la larghezza di banda richiesta per le comunicazioni e migliorare l’efficienza energetica complessiva del sistema di memoria.

Efficienza energetica nettamente migliorata

Stando a quanto fatto presente dagli ingegneri Samsung, i chip GDDR7 migliorano significativamente anche l’efficienza energetica che cresce del 20% rispetto a GDDR6 da 24 GT/s. L’azienda, tuttavia, non specifica come misura l’efficienza energetica: in genere, i produttori di memoria tendono a calcolare la potenza richiesta per bit trasferito.

D’altra parte, va detto che la codifica/decodifica PAM3 è più complessa e richiede più potenza. Infatti, Samsung precisa di aver utilizzato un composto per lo stampaggio epossidico (EMC) con elevata conduttività termica e una resistenza termica inferiore del 70% ai fini del packaging dei primi chip GDDR7. Questo per garantire che i componenti attivi (compreso lo stesso circuito integrato) non si surriscaldino, evidente indizio del fatto che in futuro l’aspetto legato alla dissipazione del calore potrebbe diventare cruciale, soprattutto a velocità di clock sostenute.

I portavoce Samsung hanno anche aggiunto che l’offerta GDDR7 dell’azienda permetterà anche l’utilizzo di basse tensioni operative, in modo da ottimizzare l’utilizzo e il funzionamento dei nuovi chip sui sistemi portatili.

Campi applicativi di GDDR7 e data di lancio

Non è dato sapere quando debutteranno le memorie grafiche di nuova generazione ma considerati i cicli di aggiornamento del catalogo prodotti di NVidia e AMD (le nuove architetture GPU arrivano a cadenza biennale) è verosimile che i chip GDDR7 possano arrivare sul mercato nel 2024.

Samsung si aspetta che anche l’intelligenza artificiale, il calcolo ad alte prestazioni e le applicazioni in ambito automotive possano trarre vantaggio da GDDR7. Non è quindi escluso che una sorta di ASIC per le applicazioni di intelligenza artificiale oppure per il segmento HPC (High-Performance Computing) possa adottare GDDR7 prima ancora delle nuove GPU.

Un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) è un circuito integrato progettato per svolgere una funzione o un’applicazione specifica. A differenza dei circuiti integrati general purpose, come i microprocessori che usiamo nei nostri PC, gli ASIC sono progettati su misura per soddisfare i requisiti di una particolare applicazione.