全球第一，三星完成GDDR7開發！ 引入PAM-3，同頻率下比GDDR6快33%
2023-07-20 10:43:26 EETOP編譯自anandtech近日，三星宣布他們已經完成了第一代 GDDR7 內存的開發。目前，全球存儲巨頭都在積極開放下一代高帶寬內存技術，預計將于 2024 年投放市場.三星處于領先地位，成為首批推出的內存供應商之一。他們的第一代 GDDR7 預計將達到 32Gbps/pin 的帶寬（比目前最好的 GDDR6 部件高出 33%），該公司希望在該技術采用 PAM-3 信號的基礎上大幅提高 GDDR 內存帶寬。
通過三星剛剛發布的公告，預示著三星成為第一家公開宣布已完成第一代 GDDR7 開發的主要內存制造商。。雖然該公司傾向于在推出過程中相對較早地發布此類內存公告（早在內存準備好投入商業批量產品之前），但這仍然是 GDDR7 開發過程中的一個重要里程碑，因為這意味著內存和設備制造商可以開始針對功能性硬件進行驗證工作。至于三星本身，這一消息為這家韓國企業集團提供了一個非常明顯的機會，以鞏固其在 GDDR 內存行業的領導地位。
除了提供有關 GDDR7 開發過程的最新信息外，三星在公告中還提供了有關該公司第一代 GDDR7 的一些高級技術細節--不過，"高級 "只是一個關鍵詞，因為這絕不是技術上的深入探討。
根據三星的公告，他們預計數據速率將高達 32Gbps/pin。這比該公司頂級 GDDR6 產品目前可達到的 24Gbps 數據速率高出 33%。三星和 Cadence 此前均曾透露，他們預計 GDDR7 內存最終將達到 36Gbps/pin，這將比 GDDR6 快了整整 50%，不過這可能需要多代產品的支持。
有趣的是，與我們在過去幾代內存技術中看到的相比，這開始更加接近 GDDR7 的預計極限。GDDR6 推出時的速度為 14Gbps，并最終擴展到 24Gbps，而三星希望從 32Gbps 開始。但與此同時，GDDR7 的代際飛躍將比我們看到的 GDDR6 或 GDDR5 更小；由于從 NRZ（2 狀態）信號轉換為 PAM-3（3 狀態）信號，GDDR7 的內存技術信號帶寬并未比其前身增加一倍，而僅增加了 50%。
另外值得注意的是，目前我們看到的顯卡使用的最快的 GDDR6 顯存僅運行在 20Gbps。三星自家的 24Gbps GDDR6 雖然發布才一年多，但此時仍只是“樣品”。因此，盡管有大量其他使用 GDDR6 的產品，但 2024/2025 年顯卡帶寬的有效跳躍可能會更加顯著，具體取決于當時可用的速度等級。
至于容量，三星首款 GDDR7 芯片為 16Gb，與當今頂級 GDDR6(X) 芯片的現有密度相匹配。因此，假設內存總線寬度相同，最終產品的內存容量不會與當今的產品有顯著差異。由于縮放問題，DRAM 密度的整體增長多年來一直在放緩，GDDR7 也無法幸免。
三星還聲稱，他們的 GDDR7 技術“與現有 24Gbps GDDR6 DRAM 相比，能效提高了 20%”，盡管這是一個寬泛的說法，但問題在于細節。由于 DRAM 的功率效率通常以每比特為基礎進行測量（每比特皮焦耳/pJpb），因此我們的解釋是，這就是三星在該聲明中引用的數字。
好消息是三星的 GDDR7 預計將明顯提高能效。GDDR7 的標稱電壓為 1.2v，驅動它所需的電壓比其前代更低。但對于可提供高達 33% 帶寬的內存技術來說，能源效率總體提高了 20%，這意味著內存的絕對功耗與上一代相比有所上升。由于三星的能效數據是針對 GDDR7@32Gbps 與 GDDR6@24Gbps 的，因此我們預計總能耗會增加約 7%。值得慶幸的是，這并沒有大幅增加功耗。但這仍然是一種增長。
從廣義上講，這與我們在推出 GDDR6(X) 時看到的結果相同，盡管能效有所提高，但總體功耗從一代到下一代有所增加，因為能效的提高未能跟上帶寬需求的步伐。并不是說這一切是出乎意料的，但這意味著良好的散熱對于 GDDR7 顯存來說更加重要。
但對于具有嚴格電源/冷卻需求的客戶，三星還宣布他們將提供 GDDR7 內存的低壓版本。這將是他們的 GDDR7 芯片的 1.1v 版本，雖然時鐘速度尚未披露，但我們預計會更接近他們的 GDDR6 時鐘速度。對于當前一代 GDDR6，高端筆記本電腦通常搭配運行速度不超過 18Gbps 的低壓內存，因此運行速度約為 24Gbps 的低壓 GDDR7 仍然代表著向前邁出的重要一步。
三星還確認他們將在第一代 GDDR7 中使用 D1z 內存制造工藝。這與該公司最新的 GDDR6 使用的基于 EUV 的工藝相同，但奇怪的是，它比三星在最近的 DDR5 內存公告中透露的他們將在其他地方使用的 12 納米工藝更早。該公司在這里沒有使用較新的節點這一事實有點令人驚訝，但從架構角度來看，這也意味著三星在沒有較新節點的情況下實現了 20% 的能源效率提升。如今，在內存和邏輯領域，架構驅動的能源增益很少，所有這些都為 GDDR7 的未來帶來了光明的跡象。
談到架構和設計，該公司指出，他們的 GDDR7 內存采用了“IC 架構優化”來控制功耗和熱量的產生。盡管目前我們還沒有任何關于這意味著什么的進一步細節。
除了電子產品生產之外，三星 GDDR7 的最后一項重大創新無疑是物理創新：環氧樹脂。三星的新聞稿指出，他們清楚地意識到現有 GDDR 內存在最高速度下產生的熱負荷已經很高，他們正在為 GDDR7 使用新型環氧模塑料 (EMC)，該材料旨在更好地傳遞熱量。總而言之，三星聲稱其 GDDR6 內存的熱阻降低了 70%，這應該有助于確保良好的冷卻器仍然可以從內存芯片中吸收足夠的熱量，盡管總體產生的熱量有所增加。
總而言之，現在 GDDR7 內存的初步開發已經完成，三星正在與合作伙伴一起進行驗證測試。據該公司稱，今年他們將與主要客戶合作進行驗證；不過目前該公司尚未透露何時開始大規模生產新型內存。
考慮到三星（以及美光）宣布的時間，GDDR7 的最初市場似乎是人工智能和網絡加速器，而不是 GDDR7 得名的顯卡。由于 AMD 和 NVIDIA 目前的架構發布周期都還不到四分之一，兩家公司都不太可能在 2024 年準備好使用 GDDR7。相反，GDDR 內存的其他用戶（例如網絡產品和高性能加速器）可能會首先使用該技術。
從三星（以及美光）發布消息的時間來看，GDDR7 的最初市場似乎是人工智能和網絡加速器，而不是 GDDR7 的名字來源--顯卡。AMD 和英偉達（NVIDIA）目前的架構發布周期才過了四分之一，因此這兩家公司都不可能在 2024 年 GDDR7 成熟時使用它。相反，GDDR 內存的其他用戶，如網絡產品和高性能加速器，可能會率先使用該技術。
