GDDR چیست؟ بررسی انواع حافظه گرافیکی GDDR

حافظه‌ی پرسرعت Graphics Double Data Rate یا به اختصار حافظه GDDR چیست؟ این حافظه برای استفاده در پردازش گرافیکی طراحی شده و به‌طور ویژه برای پردازش داده‌های گرافیکی با حجم بالا و سرعت زیاد مناسب است. حافظه‌ی GDDR به‌دلیل عملکردی که دارد برای کارت‌های گرافیکی و سیستم‌های گیمینگ، ایستگاه‌های کاری گرافیکی و پردازش‌های علمی مرتبط ایده‌آل به‌نظر می‌رسد. برخلاف حافظه‌های معمولی DRAM که در پردازش‌های عمومی استفاده می‌شوند، GDDR طوری بهینه شده است تا از طریق ارائه‌ی نرخ تبادل اطلاعات بالا و پهنای باند وسیع، عملکرد بهتری در پردازش داده‌های گرافیکی پیچیده داشته باشد.

حافظه‌های GDDR در طول زمان با توسعه و بهبود تکنولوژی، با نسخه‌های متعددی به‌روز شده‌اند که هر کدام نسبت به نسخه‌ی قبلی بهبودهایی در سرعت، پهنای باند و مصرف انرژی را تجربه می‌کنند. در ادامه به بررسی نسخه‌های مختلف GDDR از GDDR2 تا GDDR6X می‌پردازیم، اما ابتدا بهتر است تفاوت آن را با حافظه‌های DDR یا Double Data Rate بدانید.

GDDR چیست و چه تفاوت با DDR دارد؟

حافظه‌های GDDR و DDR هر دو از فناوری دو برابر کردن نرخ انتقال داده بهره می‌برند، اما برای کاربردهای متفاوتی طراحی شده‌اند. DDR به‌طور عمده در سیستم‌های رایانه‌ای عمومی مانند لپ‌تاپ‌ها، سرورها و کامپیوترها استفاده می‌شود و بر تعادل میان مصرف انرژی و سرعت پردازش تمرکز دارد. از سوی دیگر، GDDR برای کارت‌های گرافیکی و پردازش‌های سنگین گرافیکی طراحی شده است و نیاز به پهنای باند بسیار بالاتری دارد تا بتواند داده‌های حجیم تصویری را با سرعت بالا پردازش کند.

تفاوت‌های کلیدی دیگر شامل پهنای باند و فرکانس است. حافظه‌های DDR به دلیل کاربردهای عمومی، پهنای باند و فرکانس کمتری دارند؛ به عنوان مثال، DDR4 پهنای باندی حدود ۲۵٫۶ گیگابایت بر ثانیه دارد، در حالی که GDDR6 تا ۶۷۲ گیگابایت بر ثانیه می‌تواند داده انتقال دهد. همچنین، GDDR فرکانس بالاتری دارد که به آن امکان می‌دهد داده‌های گرافیکی را سریع‌تر پردازش کند.

در زمینه‌ی مصرف انرژی و قیمت، DDR بهینه‌تر از GDDR عمل می‌کند، زیرا برای پردازش‌های روزمره و مصرف طولانی‌مدت طراحی شده است. در مقابل، GDDR به دلیل پیچیدگی در تولید و مصرف انرژی بیشتر، قیمت بالاتری دارد و بیشتر در کارت‌های گرافیکی حرفه‌ای و کنسول‌های بازی استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: گرافیک های ابری یا GPU چیست و چه کاربردی دارد؟

بررسی نسخه‌های مختلف GDDR

شما می‌توانید در جدولی که در ادامه آورده شده است، نگاهی کلی به نسخه‌های مختلف GDDR داشته باشید. سپس در ادامه به توضیحات اضافی در مورد تاریخچه‌ی هر نسخه و مدت کارکرد آن پرداختیم.

1. نسخه GDDR2

GDDR2 اولین نسخه‌ی حافظه گرافیکی بود که در اوایل دهه‌ی ۲۰۰۰ میلادی معرفی شد. GDDR2 ابتدا به‌عنوان جانشینی برای حافظه‌‌ی DDR در کارت‌های گرافیکی به بازار آمد و هدف اصلی آن افزایش سرعت انتقال داده‌ها در عین کاهش مصرف انرژی بود. با این حال، این نسخه مشکلاتی از جمله مصرف انرژی بیش‌از‌حد و تولید گرمای زیاد داشت. مشکلاتی که باعث شدند GDDR2 در برخی از کارت‌های گرافیکی ابتدایی مورد استفاده قرار گیرد اما با معرفی نسخه‌های بعدی منسوخ شد.

حافظه‌های GDDR2 داده‌ها را با سرعتی تا ۱ گیگاترنسفربرثانیه انتقال می‌دادند که نسبت به مدل‌های DDR در آن زمان سرعت بیشتری داشتند. به‌دلیل مشکلات یادشده، حافظه‌های GDDR2 تنها در چند مدل کارت گرافیک به کار رفتند و به‌سرعت از دور رقابت خارج شدند.

2. نسخه GDDR3

GDDR3 در سال ۲۰۰۴ توسط کمپانی ATI (که بعدها توسط AMD خریداری شد) معرفی شد. این نسخه به‌طور گسترده‌ای در کارت‌های گرافیکی انویدیا مورد استفاده قرار گرفت و نقطه عطفی در حافظه‌های گرافیکی بود. GDDR3 در ابتدا برای رفع مشکلات GDDR2 طراحی شد و توانست بهبود قابل توجهی در سرعت، کارایی و مصرف انرژی ارائه دهد.

GDDR3 داده‌‌ها را با سرعتی معادل ۲ گیگاترنسفر بر ثانیه انتقال می‌داد و به‌علت کاهش مصرف انرژی، نیاز به خنک‌کننده‌های کمتری داشت. این حافظه در بسیاری از کارت‌های گرافیکی سری NVIDIA GeForce 6000 و ATI Radeon X1000  و کنسول‌های بازی Xbox 360 و پلی‌استیشن ۳ مورد استفاده قرار گرفت.

3. نسخه GDDR4

حافظه‌ی GDDR4 در سال ۲۰۰۶ معرفی شد و نسبت به حافظه‌های GDDR3 پیشرفت‌های قابل توجهی داشت. با این حال، به‌دلیل پیچیدگی‌های طراحی و هزینه‌های تولید بالای GDDR4 و عرضه‌ی سریع GDDR5 که سرعت و کارایی بالاتری داشت، GDDR4 نتوانست سهم بزرگی از بازار را به خود اختصاص دهد.

حافظه‌های GDDR4 به سرعت‌های بالاتری (تا ۲٫۴ گیگاترنسفربرثانیه) نسبت به GDDR3 دست یافتند و یکی از بزرگ‌ترین پیشرفت‌‌های آن‌ها، افزایش پهنای باند به حدود ۶۴ گیگابایت‌بر‌ثانیه بود. باتوجه به توضیحات بالا، تعداد کمی از کارت‌های گرافیکی از این حافظه‌ها استفاده کردند که مهم‌ترین آن‌ها Radeon HD 2900 XT است.

4. نسخه GDDR5

GDDR5 در سال ۲۰۰۸ معرفی شد و انقلابی در حافظه‌های گرافیکی ایجاد کرد. این نسخه نسبت به نسخه‌های قبلی افزایش چشمگیری در سرعت، پهنای باند و کارایی داشت و برای چندین سال به‌عنوان استاندارد اصلی در کارت‌های گرافیکی گیمینگ و حرفه‌ای مورد استفاده قرار گرفت. GDDR5 در کارت‌های گرافیکی سری NVIDIA GeForce 400 و 500 و همچنین AMD Radeon HD 5000 و 6000 به کار رفت.

سرعت انتقال داده‌ها در حافظه‌های GDDR5 تا ۸ گیگاترنسفربرثانیه بالا رفت و پهنای باند آن‌ها به حدود ۱۶۰ گیگابایت‌بر‌ثانیه رسید که نسبت به نسل قبلی بهبود چشمگیری محسوب می‌شود. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های GDDR5، بهبود در تنظیم و بهینه‌سازی مصرف انرژی بود که باعث شد برای کارت‌های گرافیکی رده‌بالا بسیار مناسب باشد.

5. نسخه GDDR5X

GDDR5X در سال ۲۰۱۶ معرفی شد و بهبودهای زیادی نسبت به GDDR5 داشت. این حافظه، نسخه‌ی ارتقا‌یافته‌ای از GDDR5 بود که به‌طور ویژه توسط NVIDIA در کارت‌های گرافیکی پیشرفته‌تر مانند NVIDIA GeForce GTX 1080 مورد استفاده قرار گرفت. GDDR5X به افزایش سرعت و پهنای باند نسبت به GDDR5 کمک کرد و در زمان خود از سریع‌ترین حافظه‌ها برای کارت‌های گرافیکی بود.

حافظه‌های GDDR5X داده‌ها را با سرعت ۱۲ گیگاترنسفربرثانیه انتقال می‌دهند و پهنای باندی دو برابر حافظه‌های GDDR5 دارند. این حافظه‌ها با توانایی انتقال دو داده در هر پالس، کارایی و پهنای باند خود را افزایش می‌دهند.

بیشتر بخوانید: حافظه SSD چیست؟ مقایسه انواع هارد SSD

6. نسخه GDDR6

GDDR6 در سال ۲۰۱۸ معرفی شد و تا امروز به‌عنوان یکی از قدرتمندترین نسخه‌های GDDR در کارت‌های گرافیکی پیشرفته استفاده می‌شود. این حافظه توسط کمپانی‌هایی مانند NVIDIA و AMD در کارت‌های گرافیکی چند نسل پیش انویدیا و AMD، از جمله سری NVIDIA GeForce RTX 2000 و AMD Radeon RX 5000 به کار گرفته شد.

حافظه‌های GDDR6 نسبت به نسل قبل خود گرمای کمتری تولید می‌کنند و در عین قدرت بیشتر، مصرف انرژی بهینه‌تری دارند. سرعت انتقال داده‌ی این حافظه می‌تواند تا ۱۶ گیگاترنسفربرثانیه و پهنای باند آن تا ۶۷۲ گیگابایت‌بر‌ثانیه بالا رود تا در بازی‌های سنگین AAA و پردازش‌های گرافیکی مشکلی نداشته باشد. 

7. نسخه GDRR6X

حافظه‌ی GDDR6X در سال ۲۰۲۰ توسط Micron معرفی و به عنوان نسخه‌ی بهینه‌تر و سریع‌تر GDDR6 وارد بازار شد. این حافظه از فناوری جدید PM4 یا Pulse Amplitude Modulation 4-level برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند و نسبت به GDDR6 که از NRZ یا Non-Return-to-Zero استفاده می‌کرد، ظرفیت انتقال داده‌ی بیشتری دارد.

GDDR6X می‌تواند داده‌‌ها را تا سرعت ۱۹٫۵ گیگاترنسفربرثانیه انتقال دهد و پهنای باندی تا ۱ ترابایت‌بر‌ثانیه را فراهم کند. این حافظه در کارت‌های گرافیکی NVIDIA سری RTX 30 مانند RTX 3090 و RTX 40 مانند RTX 4090 استفاده می‌شود و عملکرد بهینه‌ای برای بازی‌های سنگین و برنامه‌های پردازش گرافیکی پیشرفته دارد. همچنین، مصرف انرژی بهتری نسبت به نسخه‌های قبلی دارد و با ولتاژ ۱٫۳۵ ولت کار می‌کند.

جمع‌بندی

حافظه‌های GDDR از ابتدای معرفی تا نسخه‌های پیشرفته‌ی امروزی، تغییرات چشمگیری در بهبود عملکرد و کاهش مصرف انرژی داشته‌اند. هر نسخه با بهبود سرعت، پهنای باند و کارایی کلی، به کمک توسعه‌دهندگان و گیمرها آمد تا تجربه‌ای سریع‌تر و باکیفیت‌تر از پردازش گرافیکی برای آنان فراهم شود. GDDR6X به‌عنوان آخرین نسل، بهینه‌ترین و پیشرفته‌ترین نسخه‌ای است که برای بازی‌های باکیفیت، یادگیری عمیق و پردازش‌های گرافیکی سنگین در کارت‌های گرافیکی جدید استفاده می‌شود و احتمالاً در آینده نسخه‌های پیشرفته‌تری نیز معرفی خواهند شد.

سوالات متداولی که شما می‌پرسید؟

1. تفاوت اصلی بین حافظه‌ی DDR و GDDR چیست؟

حافظه‌ی GDDR به‌طور خاص برای کارت‌های گرافیکی و پردازش‌های گرافیکی سنگین طراحی شده و پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به حافظه‌ی DDR که در سیستم‌های عمومی مانند PC و سرورها استفاده می‌شود، دارد. GDDR معمولاً سرعت بالاتر اما تاخیر و مصرف انرژی بیشتری دارد که برای رندر گرافیکی سریع و بهینه‌سازی بازی‌ها ضروری است.

2. چرا GDDR6X نسبت به GDDR6 برتری دارد؟

GDDR6X از فناوری PAM4 استفاده می‌کند که در هر سیکل دو برابر بیت‌های بیشتری نسبت به فناوری NRZ که در GDDR6 استفاده می‌شود، انتقال می‌دهد. این ویژگی باعث افزایش سرعت انتقال داده‌ها تا حدود ۲۰ گیگاترنسفربرثانیه و بهبود پهنای باند تا ۱ ترابایت‌بر‌ثانیه می‌شود.

3. آیا ارتقاء از GDDR5 به GDDR6 برای گیمرها ارزشمند است؟

بله، GDDR6 نسبت به GDDR5 سرعت انتقال داده‌ی بالاتر (تا ۱۶ گیگاترنسفربرثانیه)، پهنای باند بیشتر و مصرف انرژی کمتری دارد. مزایای یادشده باعث بهبود عملکرد کلی سیستم و اجرای بازی‌ها با فریم‌ریت‌های بهتر و با جزئیات بالاتر می‌شود؛ از این رو کارت‌هایی که از حافظه‌ی GDDR6 استفاده می‌کنند، برای گیمرهایی که به بازی‌های سنگین با کیفیت بالا علاقه‌مندند گزینه‌های مناسب‌تری محسوب می‌شوند.

منابع:

Lenovo

 Utmel