Разница между DDR3 и DDR5. GDDR6, GDDR5X и HBM2: сравниваем актуальную видеопамять

На сайте магазина «Электронный мир» по адресу http://elmir.ua/ имеется большой выбор игровых видеокарт, использующих стандарт GDDR5.

Однако они порой существенно дороже, казалось бы, аналогичных GDDR3. Как правило, это hi-end устройства и видеокарты среднего класса.

В чем же дело, и действительно ли дискретная видеокарта с памятью GDDR5 так хороша, чтобы за нее стоило платить?

GDDR5 – чистый маркетинг?

Когда-то, на заре компьютерной индустрии, все видеокарты имели единый стандарт памяти – SDR. В этом плане они ничем не отличались друг от друга в плане быстродействия, а это существенно облегчало задачу покупателю.

Ведь ему оставалось ориентироваться на объем памяти и мощность графического процессора. Однако времена безвозвратно изменились.

Теперь пользователю приходится делать куда более трудный выбор. Порой можно встретить мнение, будто видеокарта GDDR5 – чистая маркетинговая уловка, на практике не влияющая на увеличение производительности. Так ли это?

Про GDDR5

Конечно же, это не так. В современных видеокартах используются память типа DDR или GDDR, которая базируется на расширенных стандартах оперативной памяти.

В частности, карты GDDR5 построены на базе DDR3 SDRAM – это подразумевает повышенную пропускную способность. Ведь GDDR5 относится к пятому поколению устройств, созданных специально для приложений, которым жизненно требуется широкая полоса пропускания.

Можно, конечно, попытаться запустить современную игру и на устаревшей GDDR2, однако ничего хорошего из этого не выйдет.

При использовании GDDR5 производительность увеличивается вдвое. И это подтверждается как синтетическими тестами, так и отзывами самих пользователей. Так что GDDR5 действительно предпочтительнее, и это не маркетинговые уловки.

Некоторые факты о GDDR5

впервые стандарт GDDR5 появился в 2008 году. А это по меркам компьютерной индустрии довольно давно. Так что «со дня на день» можно ожидать следующего стандарта, например, GDDR6;
GDDR5 расшифровывается как Graphics Double Data Rate 5, под цифрой 5 подразумевается пятое поколение;
часто GDDR и DDR путают. На самом деле, это не одно и то же: GDDR5 – стандарт видеопамяти, а DDR – оперативной;
GDDR5 работает на частоте 5 ГГц, хотя теоретический предел 7 ГГц;
GDDR5 затрачивает меньше энергии при удвоенном быстродействии;
пропускная способность GDDR5 при 256-битной разрядности шины 120 Гб/с. Чтобы достичь того же результата, в GDDR3 пришлось бы использовать шину в 512 бит.

Как и какую видеокарту выбрать

На очереди у нас достаточно немаловажная характеристика видеокарты – это тип памяти. А немаловажная она потому, что две совершенно идентичные по характеристикам видеокарты, но с разным типом видеопамяти – будут очень существенно различаться по производительности.

Поэтому при выборе видеокарты , также нужно руководствоваться этим параметром. Это мы обязательно рассмотрим в рамках данной статьи на реальных примерах. Также, в очередной раз разрушим миф зависимости типа памяти видеокарты от типа оперативной памяти, в рамках одной системы.

Видеопамять GDDRх. Что это?

GDDR (graphics double data rate memory) – это подвид энергозависимой динамической памяти, которая предназначена для использования в видеокартах. GDDR отличается от DDR (оперативной памяти), хотя принципы и технологии для них являются общими. Среди основных отличий можно выделить: более низкое потребление у GDDR, по сравнению с DDR, к тому же, в GDDR применяются специальные методы управления буфером ввода-вывода, для улучшения пропускной способности. А также масса других улучшений. То есть, можно назвать видеопамять GDDR более продвинутым видом памяти, нежели обычная оперативная память (DDR).

На сегодняшний день, основным типом памяти для видеокарт является GDDR, а именно – версии GDDR3 и GDDR5.

Пожалуй, для наглядности пройдёмся по всем поколениям памяти GDDR, указывая их основные отличия. Это нужно для того, чтобы понимать, почему же стоит отдать предпочтение видеокарте с типом памяти GDDR5, а не GDDR3:

GDDR – первое поколение графической памяти с удвоенной скоростью передачи данных .

GDDR2 – это версия, которая базируется на обычной оперативной памяти DDR2 и отличается от нее, лишь вышеуказанными доработками. Имеет более высокие частотные показатели, по сравнению с GDDR. Аналогично сравнению оперативной памяти DDR и DDR2.

GDDR3 – это дальнейшее развитие графической памяти. Она также построена на модулях памяти DDR2. Технологически, данный тип памяти очень схож с GDDR2, но за счёт более эффективного потребления и тепловыделения, удалось увеличить тактовые частоты .

GDDR4 – тип памяти, который не набрал популярности и стал всего лишь переходной ступенью с GDDR3 на GDDR5. Опять же, базируется на всё той же DDR2. И в очередной раз из основных изменений – повышенные частоты и улучшенное энергопотребление.

GDDR5 – наконец наиболее продвинутый и последний мейнстрим-вариант, среди поколений видеопамяти. За счёт того, что он построен на памяти DDR3, количество передаваемых бит за такт увеличено в два раза (с 2 до 4) по сравнению с GDDR3 и GDDR4. С приходом GDDR5, стало возможным увеличить ПСП в два раза по сравнению с GDDR3, при этом не увеличивая шину.

Выбор видеокарты GDDR3 или GDDR5

С учётом вышеуказанных факторов при выборе видеокарты, стоит, по возможности, отдавать преимущество именно видеокартам с GDDR5-памятью на борту, ибо при равной шине памяти, мы получаем удвоенную пропускную способность .

Возьмем парочку реальных видеокарт, у которых всё идентично, но разные типы памяти:

1. Asus Radeon HD 6670 GDDR5 (128 bit);

2. Asus Radeon HD 6670 GDDR3 (128 bit);
А вот результаты тестов easycom с участием этих двух видеокарт:

Довольно чётко прослеживается преимущество HD 6670 с GDDR 5, как в искусственных тестах 3Dmark, так и в реальной игровой нагрузке.

Независимость типов оперативной памяти от типа памяти GDDR5 в рамках одной системы

Была замечена тенденция вопросов относительно совместимости типов памяти видеокарты и типов оперативной памяти, в рамках одного компьютера. Хотелось бы в очередной раз развеять данные сомнения (у тех кто сомневается). Как таковой совместимости типов видеопамяти и оперативной памяти нет впринципе.

В системе может быть установлена видеокарта с типом памяти GDDR5 (как мы помним построенная на модулях DDR3) и оперативная память DDR2. Всё будет совместимо и прекрасно работать. Относительно видеокарты, может быть лишь несовместимость с более старой шиной AGP (и соответствующим слотом) на материнской плате, но таких материнских плат осталось очень мало, а про обратную совместимость PCI-express , я думаю, наслышаны практически все.

Можно всегда увидеть большой выбор дискретных видеокарт как на основе GDDR3, так и на основе GDDR5. А вот «чистых» DDR3 или DDR5 – как ни ищи – не найти. На самом деле, все очень просто: DDR3 и DDR5 – это стандарты оперативной памяти. Соответственно, на их базе построены и видеокарты, использующие память GDDR3 и GDDR5.

Видеопамять и ОЗУ

Хотя эти две памяти схожи по своему функционалу и даже, как видно теперь, используют схожий стандарт, занимаются они разными вещами:

оперативная память сохраняет набор часто повторяющихся инструкций и процессорных команд для быстрого обращения к ним ЦП. Ведь оперативная память очень быстрая. Извлекать данные оттуда гораздо эффективнее, чем из внешнего хранилища или жесткого диска. Хотя увеличить объем памяти видеокарты DDR3 , например, можно и за счет планок ОЗУ;
в видеопамяти также хранятся данные для быстрого обращения к ним со стороны графического процессора. Только данные эти касаются исключительно видео – текстуры, результаты шейдерных и полигональных вычислений и т.д.

Как «оперативка» использует различные интерфейсы для подключения к материнской плате – DDR, DDR3, DDR5 и т.д., так и видеопамять – GDDR3, GDDR5. Разница между ними заключается в технических особенностях каждого типа видеопамяти, но, если объяснять совсем просто, то GDDR5 почти в два раза лучше по скорости работы, чем GDDR3. Ведь GDDR3 строится на базе DDR2 SDRAM, то есть, памяти DDR2 с увеличенной эффективной частотой, а GDDR5 – на базе «оперативки» DDR3 SDRAM.

Немаловажное отличие ОЗУ от видеопамяти заключается и в том, что для расширения видеопамяти она физически распаивается на плате, а не расширяется дискретными планкам, как это происходит с «оперативкой».

Основные отличия между GDDR3 и GDDR5

Конечно, рядовому пользователю может показаться излишним путаница в маркировках. Можно привести лишь некоторые основные отличия между этими типами видеопамяти:

видеокарты с памятью типа GDDR3 практически вдвое медленнее, чем видеокарты GDDR5;
эффективная частота GDDR5 выше, чем у GDDR3, отсюда и ее высокое быстродействие;
GDDR5 относится к более современным стандартам. Все топовые продукты в обязательном порядке имеют интерфейс GDDR5. А вот устройства среднего и бюджетного класса — GDDR3;
видеокарты с памятью типа GDDR3 дешевле;
зато видеокарты с памятью типа GDDR5 менее энергозатратны.

Конечно, опираясь на вышеприведенные данные, каждый пользователь может выбрать себе игровую видеокарту по вкусу. Окончательный выбор всегда остается за ним.

Сразу заметим, что искать отличия между DDR3 и DDR5 — дело бестолковое, потому как стандарта DDR5 в природе и планах не существует. Более того, в отношениях этих аббревиатур, обозначающих стандарты оперативной памяти, клубок путаницы только растет, потому как несуществующий физически DDR5 прекрасно существует на страницах каталогов комплектующих, в интернет-обсуждениях или ревью к играм. Чем отличается DDR3 от DDR5 В действительности же сравнивать между собой имеет смысл стандарты GDDR3 и GDDR5 — два поколения оперативной видеопамяти. DDR3 же — тип ОЗУ, на котором основан DDR5, то есть как бы родоначальник. Итак, GDDR3 и GDDR5 — есть ли разница?

GDDR3 — тип видеопамяти, технологически соответствующий типу оперативной памяти DDR2 SDRAM, но с более высокой эффективной частотой.
GDDR5 — тип видеопамяти, технологически соответствующий типу оперативной памяти DDR3 SDRAM.

Сравнение GDDR3 и GDDR5

Как видим из определений, разница между GDDR3 и GDDR5 заключается в технических особенностях каждого типа видеопамяти. Соответствие разным поколениям ОЗУ SDRAM создает основной набор отличий. GDDR — память графических систем, у которых имеется графический процессор, и она физически распаивается на плате, а не расширяется дискретными планками. В остальном GDDR и DDR схожи, только с поправкой на поколения. Так, GDDR3 в работе идентична DDR2, а GDDR5 — DDR3.
Максимальная эффективная частота передачи данных у памяти GDDR3 составляет 2,5 ГГц, у GDDR5 — 3,6 ГГц, так что в ресурсоемких приложениях пятое поколение видеопамяти показывает заведомо лучшие результаты, естественно, при равенстве условий. За один такт GDDR5 передает вдвое больше бит данных, чем GDDR3: 4 против 2. Особенностью этого типа памяти можно считать и разделение частот передачи данных: за один такт передаются 2 бита адресов и команд на частоте CK и 4 бита данных на частоте WCK. Еще одно важное техническое отличие — напряжение питания: третье поколение требует 2 В, тогда как пятому достаточно 1,5 В. Так что GDDR5 представляется более энергоэкономичной и быстрой.
Видеокарты с GDDR3 поступили в продажу в 2004 году и до сих пор остаются ходовым товаром с поправкой на обновления линеек. Видеокарты с GDDR5 появились на прилавках магазинов в 2008 году, и на сегодняшний день практически весь сегмент hi-end снабжен этим типом памяти. При равенстве объема памяти и функциональных возможностей видеокарты GDDR5 несколько дороже GDDR3.

Чем отличается DDR3 от DDR5

GDDR5 — последнее поколение графической памяти стандарта DDR SDRAM.
GDDR5 быстрее, чем GDDR3.
GDDR3 соответствует типу памяти DDR2, GDDR5 соответствует DDR3.
Максимальная эффективная частота GDDR5 выше.
GDDR5 энергоэкономичнее, чем GDDR3.
Видеокарты с GDDR5 дороже и принадлежат к среднему и высшему сегментам.

Лет десять назад среди специалистов начал циркулировать термин «стена памяти». Развитие вычислительных архитектур упёрлось в ограниченную пропускную способность подсистем памяти. Процессоры совершенствовались значительно быстрее, чем память. Необходимо было придумать что-то новое. Однако радикальная смена интерфейса подсистемы памяти грозила другими проблемами: отсутствием обратной совместимости и необходимостью многое менять в разработке и производстве. Так и шло. Раз за разом индустрия брала в руки чуть более тяжёлый отбойник в виде стандартов DDR, DDR2, DDR3, DDR4 и методично углублялась в пресловутую «стену памяти». Медленно, но все при деле. Надежды на прорыв с помощью памяти HMC (Hybrid Memory Cube) себя пока не оправдали. Память HMC еле-еле вползает в серверный сегмент. Будет большим успехом, если компания Intel в текущем квартале всё-таки начнёт массовые поставки 14-нм ускорителей Xeon Phi с памятью HMC на одной подложке с процессором.

Пробить «стену памяти» удалось в случае графической подсистемы. Официально комитетом JEDEC принят стандарт HBM (High Bandwidth Memory) в начальной и в улучшенной версиях. Обновлённый стандарт позволяет выпускать микросхемы HBM, скорость обмена с которыми в семь раз выше, чем в случае микросхем памяти GDDR5. Это задел на годы вперёд. Одна беда: память HBM дорого обходится в производстве, поскольку представляет собой модуль памяти, а не обычный залитый компаундом кристалл. Использование HBM оправдано в случае флагманских видеокарт. Возможно, новые микросхемы HBM компании Samsung повышенной ёмкости смогут даже попасть в средний сегмент (там будет достаточно одной-двух микросхем на подложку с GPU). И всё же, память HBM в ближайшие год-два останется старшим решением. Гарантированно средний сегмент сможет закрыть другой новый тип графической памяти — это память GDDR5X, о которой стало известно буквально несколько месяцев назад .

Сообщаем, память GDDR5X официально утверждена комитетом JEDEC в качестве индустриального стандарта. Почти эксклюзивно GDDR5X разрабатывала компания Micron. По неофициальным данным, стандарт GDDR5X могла начать разрабатывать компания Qimonda, а после неё — Elpida Memory. Обе обанкротились, а центр по разработке в Мюнхене в результате пертурбаций достался компании Micron. Ранее поступала информация, что массовый выпуск памяти GDDR5X компания Micron начнёт во второй половине 2016 года. Если сроки не изменились, видеокарты с памятью GDDR5X появятся в продаже ближе к концу года или стартуют в ходе CES 2017.

Стандарт GDDR5X обеспечит в перспективе двукратный подъём скорости обмена данными с графическим процессором. Сегодня по одному контакту GDDR5 обмен в среднем проходит со скоростью 7 Гбит/с. Скорость обмена по контакту памяти GDDR5X увеличена до 10-14 Гбит/с. Важно отметить, что сигнальный уровень GDDR5 и GDDR5X остался один и тот же — это так называемая схема с псевдо-открытым стоком (pseudo open drain, POD). Это облегчит разработку контроллеров памяти для поддержки GDDR5X. Менять придётся не так много. К тому же, стандарт GDDR5X будет продолжать использовать интерфейс и основные особенности протокола GDDR5, что означает совместимость с набором команд и прочее. Главным отличием между GDDR5 и GDDR5X станет внутренняя логика работы (и архитектура), отвечающая за выборку данных или prefetch. Память GDDR5X сможет выбирать до 64 байт за тактовый цикл против 32 байт у GDDR5. За счёт этого и растёт итоговая пропускная способность.

Помимо видеокарт память GDDR5X будет задействована в игровых консолях, в ускорителях вычислений для суперсерверов и в активном сетевом оборудовании. Также надеемся, что компании Samsung и SK Hynix не обойдут вниманием новый тип памяти. Один производитель — это грустно. Как бы компаниям AMD и NVIDIA снова не пришлось стоять в очереди за новинкой.