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焦點(diǎn)滾動:Rambus提升GDDR6帶寬，以應(yīng)對邊緣計(jì)算挑戰(zhàn)

來源：EEWORLD 　2023-05-24 14:40:03

為了不斷滿足人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)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(guān)的應(yīng)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(jìn)行訓(xùn)練的。這些人工智能應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。

“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(luò)以及專屬應(yīng)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(shí)，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(jìn)步卻無法改善，也就是造成兩者間的不匹配，很多計(jì)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(jìn)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(shí)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(dá)到 6380 萬美元，同比增長 33%，總營收達(dá)到了1億1400萬，均創(chuàng)出新高。

HBM還是GDDR

人工智能的應(yīng)用場景可劃分為訓(xùn)練和推理兩部分，其中訓(xùn)練是指通過大數(shù)據(jù)訓(xùn)練出一個復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,通過大量標(biāo)記過的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練相應(yīng)的系統(tǒng),使其能夠適應(yīng)特定的功能。而推理則是利用訓(xùn)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(luò)模型進(jìn)行運(yùn)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(xùn)練和推理在算力和存儲上的需求并不完全相同，訓(xùn)練需要更大的數(shù)據(jù)進(jìn)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(yīng)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(shí)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(yùn)行，但其通道數(shù)更多。例如，以3.6 Gbps運(yùn)行的HBM2E在存儲和處理器間的通道數(shù)達(dá)到了1024條，這無法在PCB上實(shí)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(shè)備上進(jìn)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(jī)時(shí)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(qiáng)，推動了GDDR專用圖形顯示的需求增長。

2003 年 10 月，英偉達(dá)推出了 GeForce FX 5700 Ultra，搭配了256 MB GDDR2 DRAM，當(dāng)時(shí)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(jìn)的顯存解決方案。

相比于LPDDR和DDR，GDDR在帶寬關(guān)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(shí)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(dá)到了業(yè)界領(lǐng)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(yīng)對邊緣AI對于GDDR的需求，Rambus日前推出的GDDR6 PHY，提供市場領(lǐng)先的數(shù)據(jù)傳輸速率，最高可達(dá)24 Gb/s，能夠?yàn)槊總€GDDR6內(nèi)存設(shè)備帶來96 GB/s的帶寬，達(dá)到了行業(yè)標(biāo)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(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、圖形和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)。

除了業(yè)界領(lǐng)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(jìn)應(yīng)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(yù)世界的專業(yè)知識，這些知識可用于設(shè)計(jì)PHY、芯片封裝和印刷電路板（PCB）。

此外，F(xiàn)rank還強(qiáng)調(diào)Rambus的工程師會和客戶在設(shè)計(jì)初期就緊密合作，并提供封裝參考設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)達(dá)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(jì)算能力的理想合作伙伴。

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