Las primeras partes hasta 32 Gbps/pin

Samsung anunció esta noche que completó el desarrollo de la primera generación de memoria GDDR7. Se espera que la próxima iteración de la tecnología de memoria de gran ancho de banda en toda la industria llegue al mercado en 2024, con Samsung bien posicionado para ser uno de los primeros proveedores de memoria en salir. Con las piezas GDDR7 de primera generación programadas para alcanzar los 32 Gbps/pin de ancho de banda, un 33 % más que las mejores piezas GDDR6 de la actualidad, la empresa busca ofrecer un aumento significativo en el ancho de banda de la memoria GDDR gracias a la adopción de la tecnología de las señales PAM-3. .

El anuncio de Samsung se produce cuando vemos un aumento en las revelaciones y anuncios sobre la próxima iteración de esta tecnología de memoria ampliamente utilizada. Si bien JEDEC aún no ha publicado las especificaciones finales de memoria, el competidor de Samsung, Micron, anunció anteriormente que planea ofrecer su propia memoria GDDR7 en 2024, un cronograma similar al actual de Samsung. Mientras tanto, la empresa de herramientas EDA Cadence reveló bastantes detalles técnicos a principios de este año como parte de un anuncio de sus validadores GDDR7, revelando que la memoria utilizará señales PAM-3 y alcanzará velocidades de datos de hasta 36 Gbps/pin.

Con el anuncio de hoy, Samsung se convierte en el primer fabricante importante de memorias en anunciar públicamente que completó el desarrollo de la primera generación de GDDR7. Y aunque la compañía tiende a hacer este tipo de anuncios de memoria relativamente temprano en el proceso de oferta, mucho antes de que la memoria esté lista para el producto comercial masivo, son igualmente importantes en el desarrollo de GDDR7, porque significan que los fabricantes de dispositivos y memorias pueden iniciar el negocio de la verificación versus dispositivos funcionales. En cuanto a Samsung, el anuncio le da al grupo coreano una oportunidad muy clara de consolidar su liderazgo en la industria de la memoria GDDR.

Además de proporcionar una actualización sobre el proceso de desarrollo de GDDR7, el anuncio de Samsung también brinda algunos detalles técnicos de alto nivel sobre la GDDR7 de primera generación de la compañía, aunque la palabra de trabajo es “alto nivel” porque de ninguna manera se trata de una inmersión técnica profunda.

Según el anuncio de Samsung, esperan alcanzar velocidades de datos de hasta 32 Gbps/pin. Eso es un 33 % más alto que la velocidad de datos de 24 Gbps que los productos GDDR6 de gama alta de la compañía pueden alcanzar en la actualidad. Tanto Samsung como Cadence han revelado previamente que esperan que la memoria GDDR7 alcance finalmente los 36 Gbps/pin, aunque al igual que con el desarrollo de GDDR6, un 50 % más rápido que GDDR6, es probable que esto requiera varias generaciones de productos.

Curiosamente, esto comenzó mucho más cerca de los límites esperados de GDDR7 de lo que hemos visto en generaciones anteriores de tecnología de memoria. Mientras que GDDR6 se lanzó a 14 Gbps y eventualmente se expandió a 24 Gbps, Samsung quiere comenzar a 32 Gbps. Sin embargo, al mismo tiempo, GDDR7 será un salto generacional más pequeño que lo que hemos visto con GDDR6 o GDDR5; En lugar de duplicar el ancho de banda de la tecnología de memoria con respecto a su predecesor, GDDR7 solo tiene un aumento del 50 %, debido al cambio de señales NRZ (2 estados) a señales PAM-3 (3 estados).

También vale la pena señalar que actualmente, la memoria GDDR6 más rápida que hemos visto se ejecuta en tarjetas de video usadas solo a 20 Gbps. El GDDR6 de 24 Gbps de Samsung, aunque se anunció hace poco más de un año, todavía es solo una “muestra” en este momento. Entonces, a pesar de que muchos otros productos usan GDDR6, el salto efectivo en el ancho de banda para las tarjetas de video en 2024/2025 podría ser más significativo, según las clasificaciones de velocidad disponibles en ese momento.

En términos de capacidad, los primeros chips GDDR7 de Samsung son de 16 GB, igualando la densidad actual de los chips GDDR6(X) más altos actuales. Por lo tanto, las capacidades de memoria de los productos finales no diferirán mucho de los productos actuales, suponiendo el mismo ancho de bus de memoria. El crecimiento de la densidad de DRAM en su conjunto se ha desacelerado a lo largo de los años debido a problemas de escala, y GDDR7 no será inmune a eso.

Samsung también afirma que su tecnología GDDR7 ofrece una “mejora del 20% en la eficiencia energética en comparación con la DRAM GDDR6 de 24 Gbps”, aunque esa es una afirmación amplia en la que el diablo está en los detalles. Dado que la eficiencia energética de la DRAM generalmente se mide bit a bit (picojulios por bit/pJpb), nuestra interpretación es que este es el número al que se refiere Samsung en esta afirmación. Pero aún no está claro si esta medición se realiza a 24 Gbps (ancho de banda iso) o 32 Gbps.

De cualquier manera, la buena noticia es que GDDR7 de Samsung está configurado para ofrecer un aumento apreciable en la eficiencia energética. Pero con solo una mejora del 20 % en la eficiencia energética de la tecnología de memoria que ofrece hasta un 33 % más de ancho de banda, Esto significa que el consumo absoluto de energía de la memoria está aumentando en comparación con la generación anterior.. Suponiendo que las cifras de eficiencia energética de Samsung son para GDDR7 a 32 Gbps frente a GDDR6 a 24 Gbps, estamos viendo un aumento del 7 % en el consumo total de energía. De lo contrario, si se trata de un ancho de banda iso, el aumento del consumo de energía en el ancho de banda completo podría ser mucho mayor, según la curva de voltaje/frecuencia de Samsung.

En general, este es el mismo resultado que vimos con la introducción de GDDR6(X), donde aunque hay ganancias de eficiencia energética, el consumo general de energía ha aumentado de una generación a la siguiente, ya que las ganancias de eficiencia energética no se mantienen. con las demandas de ancho de banda. No quiere decir que nada de esto sea inesperado, pero sí significa que una buena refrigeración será más importante para la memoria GDDR7.

Pero para los clientes con necesidades estrictas de alimentación/refrigeración, Samsung también anuncia que ofrecerá una versión de menor voltaje de su memoria GDDR7. La compañía no ha revelado los voltajes nominales para GDDR7 o su contraparte de menor voltaje, pero esperaríamos que Samsung use los mismos chips a cambio de un voltaje operativo más bajo, similar al GDDR6 de bajo voltaje.

También falta en la divulgación de Samsung algo en el proceso de fabricación que están utilizando para producir la nueva memoria. El último GDDR6 de la compañía usa su propio proceso D1z, mientras que el reciente anuncio de memoria DDR5 de Samsung los tiene usando 12nm (¿D1b?) allí. Incluso si no sabemos el nodo exacto utilizado, es casi seguro que Samsung esté utilizando un nodo más nuevo para GDDR7. Lo que significa que algunas de las ganancias de eficiencia energética de al menos el 20 % de GDDR7 serán producto del nodo más nuevo, en lugar de mejoras de eficiencia intrínsecas de GDDR7.

Aunque Samsung definitivamente también está trabajando en eso. Si bien los detalles nuevamente son muy ligeros, la compañía señala que la memoria GDDR7 utiliza una “optimización de arquitectura IC” para mantener bajo control la generación de energía y el calor.

Además de producir productos electrónicos, la última gran innovación con GDDR7 de Samsung será decididamente física: epoxi. Teniendo en cuenta las cargas térmicas ya altas generadas por la memoria GDDR actual registrada a sus velocidades más altas, el comunicado de prensa de Samsung indica que están utilizando un nuevo compuesto de moldeo epoxi (EMC) para GDDR7, que está diseñado para una mejor transferencia de calor. Finalmente, Samsung reclama una reducción del 70% en la resistencia térmica de su memoria GDDR6, lo que debería ayudar a garantizar que un buen enfriador aún pueda extraer suficiente calor de los chips de memoria, a pesar del aumento general en la generación de calor.

En conclusión, ahora que se completó el desarrollo inicial de su memoria GDDR7, Samsung está pasando a las pruebas de validación con sus socios. Según la empresa, trabajarán con los principales clientes en la verificación este año; Aunque en este momento la compañía no dice cuándo espera comenzar la producción en masa de la nueva memoria.

Dado el momento del anuncio de Samsung (así como el de Micron), parece que el principal mercado para GDDR7 es la IA y los aceleradores de red, en lugar de las tarjetas de video de las que GDDR7 recibe su nombre. Con AMD y NVIDIA cada uno apenas una cuarta parte del camino a través de sus ciclos de lanzamiento de arquitectura actuales, es poco probable que cualquiera de las compañías esté en condiciones de usar GDDR7 en 2024 cuando esté listo. En su lugar, otros usuarios de memoria GDDR, como aceleradores y productos de red de alto rendimiento, serán los primeros en utilizar la tecnología.