焦點滾動:Rambus提升GDDR6帶寬,以應對邊緣計算挑戰(zhàn)

為了不斷滿足人工智能和機器學習需求的迅速增長,算力在快速增長,數(shù)據(jù)量也在快速增長。

現(xiàn)在ChatGPT等人工智能相關的應用程序,它的增長速度以及對數(shù)據(jù)的需求更是非常龐大,而且ChatGPT-3是以1750 億個參數(shù)進行訓練的。這些人工智能應用的快速發(fā)展,也對處理器及帶寬提出了更高的要求和標準。

“市面上越來越多的客戶和公司都開始專注于開發(fā)自己個性化、定制化的處理器產(chǎn)品,以更好地滿足神經(jīng)網(wǎng)絡以及專屬應用的需求?!盧ambus IP核產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Frank Ferro說道。


(資料圖片)

此時,內(nèi)存墻問題越來越成為制約算力的重要問題。Frank表示:“盡管算力的增長非常顯著,但是帶寬上的進步卻無法改善,也就是造成兩者間的不匹配,很多計算資源并沒有被充分利用到?!?/p>

正是由于對帶寬需求更加進一步的增加,以及對需求的上漲,驅(qū)動了像Rambus公司一樣不斷打造新一代的產(chǎn)品,提高內(nèi)存帶寬以及接口帶寬。實際上,根據(jù)Rambus 5月初剛剛公布的2023年一季度業(yè)績公告,在內(nèi)存接口芯片的推動下,季度產(chǎn)品收入達到 6380 萬美元,同比增長 33%,總營收達到了1億1400萬,均創(chuàng)出新高。

HBM還是GDDR

人工智能的應用場景可劃分為訓練和推理兩部分,其中訓練是指通過大數(shù)據(jù)訓練出一個復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡模型,通過大量標記過的數(shù)據(jù)來訓練相應的系統(tǒng),使其能夠適應特定的功能。而推理則是利用訓練好的模型,使用新數(shù)據(jù)推理出各種結(jié)論。借助神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行運算,利用輸入的新數(shù)據(jù)來一次性獲得正確結(jié)論的過程。

訓練和推理在算力和存儲上的需求并不完全相同,訓練需要更大的數(shù)據(jù)進行分析,而推理則更注重成本。也正因此,產(chǎn)業(yè)界誕生了包括HBM與GDDR兩種存儲解決方案,以適應不同的場景要求。

AI推理場景帶寬大概需要400-500Gb/s的帶寬,如果用HBM3,帶寬可以提高至800Gb/s,但卻是大材小用,同時成本會增加3-4倍之多。

HBM(高帶寬內(nèi)存)于 2013 年推出,是一種高性能 3D 堆疊 SDRAM架構(gòu)。如其名稱所述,HBM最重要的是帶寬更高,盡管HBM的內(nèi)存都以相對較低的數(shù)據(jù)速率運行,但其通道數(shù)更多。例如,以3.6 Gbps運行的HBM2E在存儲和處理器間的通道數(shù)達到了1024條,這無法在PCB上實現(xiàn),因此硅中階層(interposal)被用來連接內(nèi)存和處理器。

GDDR的歷史

隨著AI的推理越來越多地向邊緣設備上進行集成和轉(zhuǎn)移,GDDR越來越成為邊緣AI處理所需。比起HBM,GDDR的歷史則更為悠久。GDDR可以追溯到PC和游戲機時代,早期的GPU使用SDRAM和DDR,這與CPU相同。隨著對GPU性能追求增強,推動了GDDR專用圖形顯示的需求增長。

2003 年 10 月,英偉達推出了 GeForce FX 5700 Ultra,搭配了256 MB GDDR2 DRAM,當時5000系列大部分仍使用DDR DRAM。直到 2018 年底 GeForce 16 和 20 系列,GDDR被用于整個產(chǎn)品線。如今,GDDR6 是最先進的顯存解決方案。

相比于LPDDR和DDR,GDDR在帶寬關鍵參數(shù)上具有絕對優(yōu)勢,在24Gb/s傳輸速率和32位總線的時候,GDDR6可以提供最多96GB/s的帶寬,在速度、帶寬和延遲方面顯著優(yōu)于其他產(chǎn)品。

Rambus GDDR6方案

Rambus提供業(yè)內(nèi)鮮有的全面內(nèi)存IP產(chǎn)品組合,包括DDR、LPDDR、GDDR以及HBM,此外還有連接類Serdes,諸如PCIe和CXL,均達到了業(yè)界領先水平。并且Rambus的解決方案大多是提供包括控制器和PHY在內(nèi)的全套方案。

為了應對邊緣AI對于GDDR的需求,Rambus日前推出的GDDR6 PHY,提供市場領先的數(shù)據(jù)傳輸速率,最高可達24 Gb/s,能夠為每個GDDR6內(nèi)存設備帶來96 GB/s的帶寬,達到了行業(yè)標桿水平。此前GDDR6的傳輸率為16Gb/s,總帶寬64GB/s,全新的GDDR6使帶寬增加了50%,從而為人工智能/機器學習(AI/ML)、圖形和網(wǎng)絡應用提供更高成本效益、高帶寬的內(nèi)存。并憑借與Foundry的密切合作,支持先進的工藝節(jié)點。

除了業(yè)界領先的24Gb/s性能外,Rambus GDDR6 PHY還經(jīng)過了全方位的優(yōu)化,可滿足AI/ML及其他需要高帶寬、低延遲內(nèi)存解決方案的先進應用的需求。Rambus能夠?qū)崿F(xiàn)24Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,依靠的是其在信號完整性和電源完整性(SI/PI)方面享譽世界的專業(yè)知識,這些知識可用于設計PHY、芯片封裝和印刷電路板(PCB)。

此外,F(xiàn)rank還強調(diào)Rambus的工程師會和客戶在設計初期就緊密合作,并提供封裝參考設計,以確保系統(tǒng)達到最優(yōu)性能。

總而言之,Rambus的GDDR6方案在性能、功耗管理、集成、完整性、以及支持等方面都具有明顯優(yōu)勢,是提升邊緣計算能力的理想合作伙伴。

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