Pro lepší názornost to bude chtít trochu kontextu: V polovině roku 2012 jsme se začali věnovat tématu, co přijde po GDDR5. Tehdy přicházely různé roadmapy a střípky informací, ze kterých bylo možné vykoukat tři možné směry. Prvním bylo rozšíření GDDR5 o diferenciální signál (differential signaling, též diferenční link), který efektivně zdvojnásobí přenosovou kapacitu čipu. Druhým byl nástup GDDR6, které by v podstatě vyšly z konceptu GDDR5 a přinesly jen nezbytné úpravy pro zvýšení taktů.

Výhledy v roce 2012

• GDDR6 paměti dostávají konkrétnější podobu [červen 2012]
• Ještě jednou ke GDDR6: Jaké jsou možnosti? [červenec 2012]

Třetí možností se staly HBM, které jako bonus přinášely vyšší energetickou efektivitu a z důvodu těsného propojení s GPU i redukci plochy PCB. Nyní, koncem roku 2015, už není patrná jedna zásadní informace: Cílem tehdejších plánů bylo nabídnout nástupce klasických GDDR5 v horizontu 18-30 měsíců, to znamená v prosinci 2014 až prosinci 2015. Dále se společnosti Hynix, z jejíž prezentace tmavomodré slajdy pocházejí, zdálo, že zdvojnásobení rychlosti GDDR5 je zbytečný a technologicky příliš komplikovaný počin, pokud jsou alternativou HBM: rychlejší a úspornější paměti.

Výhledy Hynixu v roce 2012

Utekly tři roky, na trhu jsou první produkty s HBM a chystají se HBM2. Do toho přichází zpráva o GDDR5X, které by měly zdvojnásobit přenosovou rychlost oproti svému předchůdci, GDDR5. Zprvu to znělo tak neuvěřitelně, že i weby, které staví rozsáhlé články na spekulacích, k tématu přistupovaly hodně opatrně. Jenže netrvalo dlouho a objevil se oficiální slajd od společnosti Micron, který už o GDDR5X hovoří zcela otevřeně. Koncept skutečně tkví ve zdvojnásobení přenosové rychlosti GDDR5, byť ho bylo dosaženo trochu jiným způsobem, než jaký před lety zvažoval Hynix a především jde o zdvojnásobení papírové. Reálně první čipy poběží na výrazně nižších taktech než soudobé GDDR5, takže dvojnásobku přenosové propustnosti ani zdaleka nedosáhnou. Budou ale nezanedbatelně rychlejší.

Aktuální slajd společnosti Micron

GDDR5X pro dosažení vyšší přenosové rychlosti využívají 2× větší prefetch. Tato architektonická změna ale zároveň sníží fyzické takty, takže výsledná přenosová rychlost bude zprvu (tedy v roce 2016, kdy novinka nastoupí) „jen“ o 25-50 % vyšší než u GDDR5. Plného dvojnásobku by měla dosáhnout kolem roku 2019, ale to je zatím jen výhled, čtyři roky jsou v IT dlouhá doba přesné prognózy (například GDDR5 měly podle původních plánů dosáhnout efektivních 8 již před několika lety).

Proč se vlastně až dosud o GDDR5X nemluvilo? Je to prosté. Hynix spolupracoval s AMD na pamětech HBM, které považoval za optimální řešení a Micron pracoval na vlastních HMC. Zda si Micron uvědomoval, že HMC nejsou tak vhodné pro klasické grafické karty, ale hodí se spíš pro profi sféru, nebo včas postřehl, že Hynix má s HBM náskok a bude je mít na trhu výrazně dříve, není zcela jasné, ale patrně z jednoho z těchto důvodů připravil i plán „B“ v podobě dalšího rozvoje technologie GDDR5.

V současnosti se objevují spekulace, že Nvidia paměti GDDR5X použije u generace Pascal a to konkrétně u modelů pro nejnižší cenový segment (entry level). Podle spekulací jiných zdrojů by je pro některé modely mohla použít i AMD. Osobně bych ale byl k těmto (všem) spekulacím zdrženlivý. Nvidia (a nejinak AMD) pro nejlevnější produkty (entry level) aktuálně nepoužívá ani GDDR5, ale levnější DDR3. Že by z ničeho nic požadavky těchto produktů na paměťovou propustnost vyskočily na více než trojnásobek, aby jim nestačily ani GDDR5 a musely se spoléhat na novou nevyzkoušenou technologii (což se v nejnižším cenovém segmentu, který jde vždy na jistotu, neděje), by bylo docela překvapivé.

Spíš než pro nejlevnější produkty by dávalo smysl použití pro vyšší mainstream, kde by první generace GDDR5X v kombinaci s 256bit sběrnicí umožnila dosáhnout propustnosti 320 až 384 GB/s, což je hodnota ve stávající době dosahovaná např. u Radeonů R9 290(X) s 512bit sběrnicí a 5GHz GDDR5 a u Radeonů R9 390(X) s 512bit sběrnicí a 6GHz GDDR5. Vezmeme-li v úvahu, že tyto Radeony nepodporují delta-kompresi, pak by pro dosažení srovnatelné efektivní propustnosti s GDDR5X při použití delta-komprese stačila i 192bit sběrnice.

Nové modely GDDR5

Micron má ještě plán „C“ a tím jsou rychlejší modely klasických GDDR5. První novinkou, která se týká aktuální doby, jsou GDDR5 čipy s dvojnásobnou denzitou, díky níž je možné dosáhnout 2× vyšší kapacity na čip. Jde tedy o 8Gb GDDR5. S takto kulatou kapacitou se dobře počítá: na 16GB grafickou kartou je třeba jen 16 čipů, na 8GB stačí 8 čipů, na 4GB stačí 4 čipy ap. V praxi to může znamenat snížení počtu vrstev PCB (pro produkty, které měly čipy osazené z obou stran plošňáku) nebo mírné snížení plochy PCB.

Druhá novinka se týká rychlosti. Dosavadní GDDR5 končily na přenosové kapacitě 7 Gbps neboli na efektivních 7 GHz. Nové dosáhnou 8 Gbps neboli 8 GHz, což je zároveň strop, na který byly GDDR5 projektované. V praxi to znamená zvýšení přenosové rychlosti o 14,3 % - reálně do jisté míry záleží i na latencích. 8GHz GDDR5 budou dostupné v příštím roce. Protože je Micron staví mezi aktuálně uvedené 8Gb čipy a avizované GDDR5X, dalo by se odhadovat, že budou dostupné v prvním pololetí. V současnosti by již měla běžet výroba. GDDR5X se patrně dočkáme v průběhu léta - zda půjde o dostupnost jako takovou, nebo zda v té době bude možné pořídit konkrétní grafickou kartu s těmito čipy, je zatím ve hvězdách.

Tabulku berte jako ilustraci datových přenosů, kterých je možné s jednotlivými typy pamětí dosáhnout. Zatímco na HBM a HBM2 reálně existují nebo budou existovat produkty v této konfiguraci, kombinace 8Gbps GDDR5 s 512bit sběrnicí nebo 12Gbps s 512bit sběrnicí se patrně nedočkáme, protože 512bit široký řadič podporující takto rychlé paměti by měl příliš vysoké nároky na plochu křemíku i na energetickou stránku. Je pravděpodobnější, že nejrychlejší GDDR5 a GDDR5X budou používané maximálně s 256bit sběrnicí, přičemž větší čipy budou vybavené HBM2 rozhraním.