Samsung、次世代GDDR7メモリの開発を完了、2024年出荷へ

masapoco
投稿日 2023年7月19日 14:12
GDDR7 DRAM PR main1

Samsungは、高帯域幅メモリ技術分野における重要なマイルストーンとなる、第一世代GDDR7メモリの初期開発に成功した。製品は2024年までに市場投入が可能になると予想されており、Samsungは最初のベンダーの1社となる。第1世代のGDDR7メモリは最大 32Gbps/ピンの帯域幅を実現する見込みで、最高性能のGDDR6メモリから33%の性能向上が見込まれる。この向上は主に、PAM-3シグナリングの採用によるものだ。

この発表は、広く使用されているこのメモリ技術の次のイテレーションに関する開示や発表が急増する中で行われた。メモリの最終仕様はJEDECから発表されていないが、Samsungの競合相手であるMicronは以前、2024年に独自のGDDR7メモリを発表する計画を発表している。このメモリはPAM-3信号を使用し、最大36Gbps/pinのデータレートに達すると予想されている。

Samsungの発表は、第一世代のGDDR7開発が完了したことを意味し、GDDR7の進化における重要な一歩となる。これにより、メモリメーカーやデバイスメーカーは、機能的なハードウェアに対する検証作業を開始することができる。Samsungの発表はまた、GDDRメモリ業界におけるリーダーシップの主張を強化するものでもある。

Samsungの発表によると、同社のGDDR7メモリのデータレートは32Gbps/pinに達する見込みだという。これは、現在同社のトップGDDR6製品が達成可能な24Gbpsのデータレートを33%上回る。SamsungとCadenceは以前、GDDR7メモリが最終的に36Gbps/ピンを達成するとの見通しを明らかにしているが、GDDR6の開発(GDDR6より50%高速)と同様、これには複数世代の製品が必要になりそうだ。

興味深いことに、これはGDDR7の予想限界にかなり近いところから始まっている。GDDR6が14Gbpsでスタートし、最終的に24Gbpsまでスケールアップしたのに対し、Samsungは32Gbpsでスタートしたいと考えている。しかし同時に、GDDR7は、GDDR6やGDDR5で見られたような世代間の飛躍よりも小さな飛躍となる。GDDR7では、メモリ技術の信号帯域幅が前世代の2倍になるのではなく、NRZ(2ステート)信号からPAM-3(3ステート)信号に切り替わるため、50%の増加にとどまる。

Samsung独自の24Gbps GDDR6は、ちょうど1年前に発表されたばかりだが、現時点ではまだ「サンプリング」に過ぎない。そのため、GDDR6を使用する他の多数の製品はともかく、2024年/2025年のビデオカードの実質的な帯域幅のジャンプは、その時点で利用可能な速度グレードによっては、より大きくなる可能性がある。

容量に関しては、Samsungの最初のGDDR7チップは16Gbで、現在のトップGDDR6(X)チップの既存の密度に匹敵する。そのため、最終製品のメモリ容量は、メモリバス幅が同じと仮定した場合、現在の製品と大きく変わることはないだろう。DRAM密度全体の成長は、スケーリングの問題により年々鈍化しており、GDDR7もその影響を免れないだろう。

Samsungはまた、自社のGDDR7技術が「既存の24Gbps GDDR6 DRAMに対して電力効率を20%向上させる」と主張している。DRAMの電力効率は通常、ビット単位(ピコジュール/ビット/pJpb)で測定されるため、Samsungがこの主張で言及しているのはこの数値だと解釈される。しかし、この測定が24Gbps(等帯域幅)で行われているのか、32Gbpsで行われているのかは不明である。

いずれにせよ、SamsungのGDDR7がエネルギー効率を目に見えて向上させる予定であることは朗報だ。しかし、帯域幅が最大33%向上するメモリ技術に対して、エネルギー効率が20%しか向上しないということは、メモリの絶対的な消費電力が前世代に比べて増加していることを意味する。Samsungのエネルギー効率の数値がGDDR6@24Gbpsに対してGDDR7@32Gbpsのものだと仮定すると、総エネルギー消費量は約7%増加することになる。そうでなければ、等帯域幅であれば、サムスンの電圧/周波数カーブがどうなるかにもよるが、全帯域幅での消費電力の増加はもっと大きくなる可能性がある。

大雑把に言えば、これはGDDR6(X)の導入時に見られたのと同じ結果であり、そこではエネルギー効率が向上したにもかかわらず、エネルギー効率の向上が帯域幅の需要に追いついていないため、全体的な消費電力は世代を追うごとに増加している。このようなことが予想外だというわけではないが、GDDR7メモリでは優れた冷却がさらに重要になるということだ。

しかし、電力/冷却のニーズが厳しい顧客のために、Samsungは低電圧版のGDDR7メモリを提供することも発表している。同社はGDDR7の公称電圧も、低電圧版GDDR7の公称電圧も明らかにしていないが、低電圧版GDDR6と同様に、動作電圧を下げる代わりにクロックを下げた同じチップをSamsungが使用すると予想される。

また、Samsungの情報開示には、新メモリの製造に使用しているファブ・プロセスに関する記述がない。Samsungが最近発表したDDR5メモリでは12nm(D1b?具体的な使用ノードがわからないとしても、SamsungがGDDR7に新しいノードを使用しているのはほぼ間違いない。つまり、GDDR7による20%のエネルギー効率向上の少なくとも一部は、GDDR7による本質的な効率向上ではなく、より新しいノードの産物になるということだ。

しかし、Samsungはそれらにも確かに取り組んでいる。GDDR7メモリは「ICアーキテクチャの最適化」によって電力と発熱を抑えているという。

エレクトロニクス生産はさておき、SamsungのGDDR7の最後の主要な革新は、明らかに物理的なものである。Samsungのプレスリリースによると、既存のGDDRメモリを最高速度で動作させた場合に発生する高熱負荷を考慮し、GDDR7には新しいエポキシ樹脂成形コンパウンド(EMC)を使用し、熱伝導を改善するよう設計されているという。Samsungは、GDDR6メモリと比較して熱抵抗が70%減少したと主張しており、全体的な発熱量の増加にもかかわらず、優れたクーラーがメモリチップから十分な熱を引き出せることを保証するのに役立つはずだ。

最後に、GDDR7メモリの初期開発が完了した今、Samsungはパートナーとの検証テストに移行している。同社によると、今年中に主要顧客と検証作業を行う予定だが、現時点では、新メモリの量産開始時期については明言していない。

Samsungの発表のタイミングを考えると、GDDR7の最初の市場は、GDDR7の名前の由来であるビデオカードよりも、むしろAIやネットワークアクセラレータのようだ。AMDとNVIDIAの両社は、現在のアーキテクチャ・リリース・サイクルの4分の1をようやく終えたところであり、GDDR7の準備が整う2024年には、両社ともGDDR7を使用できる状況にはないだろう。その代わりに、ネットワーク製品や高性能アクセラレータなど、GDDRメモリの他のユーザーがこの技術を最初に使用することになりそうだ。


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