下一代高端顯卡標配，容量和速度雙翻倍的GDDR7登場！

電子發燒友網報道（文/周凱揚）要說起GPU的話，對其性能的一部分定義在其處理單元上，比如英偉達的CUDA核心，或是AMD的CU等。然而還有一部分決定性能的因素在其片上VRAM上，這些內存不僅需要存儲大量用于渲染或計算的數據，其本身需要具備極快的數據傳輸速度。

如果我們除去各大AI GPU搭載的HBM的話，目前主流的消費級GPU仍在采用GDDR6。GDDR6最早是由三星在2016年的HotChip提出來的，隨后三星、美光和SK海力士都先后生產出了各自的GDDR6產品，而英偉達的RTX20系列GPU也成了首個用上GDDR6顯存的產品。

在時隔8年之后，負責制定內存標準的JEDEC，終于在近日發布了全新的JESD239 GDDR7圖形內存標準，新的GDDR7很有可能成為英偉達、AMD等品牌下一代GPU的標配顯存，為GPU的圖形和計算性能再添一把火。

GDDR7帶寬與容量提升，下一代GPU首選？

新一代的GDDR7同時帶來了內存容量和帶寬的雙重提升，單引腳帶寬從GDDR6最高的24Gbps提升至最低32Gbps，最高可達48Gbps，而GDDR7的顯存容量，也從最高的32Gb直接翻倍至64Gbps。不過對應的封裝大小也有所增加，從180 FBGA增大至266 FBGA。

GDDR7在帶寬性能上的提升主要是由于切換為PAM-3信令傳輸技術導致的，早在一年多前Cadence就在其驗證工具中披露了PAM3帶來的性能提升。從NRZ轉換為PAM3后，可以使得GDDR7在兩個周期內傳輸三位數據，而GDDR6使用的NRZ單周期只能傳輸一位數據，因此GDDR7比同時鐘速度的GDDR6要多傳輸50%的數據。

這樣的機制類似于GDDR6X所用的PAM-4技術，PAM-4可以實現每周期2位數據的傳輸，不過考慮到成本和設計簡化的問題，GDDR7并沒有選擇采用PAM-4。不過也正因采用了PAM-3，GDDR7能夠支持到如此高的數據傳輸速率，相較之下即便是美光的GDDR6X，也需要在一些超頻操作下才能實現26Gbps。

第一代GDDR7產品應該均為32Gbps的帶寬，不過GDDR7標準還是留了空間，最高可以達到48Gbps的帶寬。不過這似乎與PAM-3的規格有些出入，由此看來GDDR7標準上還有一些別的改進能讓其突破至更高的帶寬。

至于容量，GDDR6限制在了16Gb單芯片的密度，而JEDEC在GDDR7上加入了對32 Gb密度的支持，所以在128bit的內存總線上，終于可以配備32GB的GDDR7 VRAM了。不過從第一代產品的角度來看，內存廠商們應該還是會先推出16Gb（單芯片2GB）密度的產品，之后可能才會陸續推出單芯片3GB、4GB的產品。所以下一代GPU能夠明顯感受到新顯存帶來的速度提升，但顯存容量預計還是維持在同規格的范圍內。

另外值得一提的是，在能耗上，GDDR7相比GDDR6和GDDR6X也有了一定的改進，其工作電壓從后兩者的1.35V降低至了1.2V。這與顯存密度一樣，應該都得益于新的制造工藝。依照三星的說法，GDDR7內存比GDDR6在能效比上提高了20%。不僅如此，GDDR7內存也能在PAM-3和NRZ之間切換，在需要高性能的時候使用PAM-3，在低負載應用中，則可以切換至NRZ，保證溫度和功耗。

除此之外，JEDEC也對GDDR7的通道數量進行了劃分，同樣是一個32bit的GDDR內存，如今GDDR7分成了4個8bit通道，而不再是GDDR6上的2個16bit通道。這一操作看起來像是JEDEC在DDR5 64bit通道上引入的同一設計，或許會讓GDDR7在預讀取的應用上更加高效。

搶在JEDEC之前的三星

其實早在JEDEC公布標準前，已經有不少存儲廠商參與到標準的制定中來，即便是標準還未正式發布之前，相關的特性基本上都已經確定下來了。三星其實在2022年的技術日上，就宣布了GDDR7將成為GDDR6的繼任者，PAM3、帶寬等，都已經是板上釘釘了。

因此三星在去年就發布了業內首個GDDR7芯片，該芯片擁有16GB的內存容量，單引腳帶寬最高位32Gbps，總帶寬高達1.5TBps，比三星前年發布的改良版GDDR6芯片提升了40%。

三星GDDR7內存芯片 / 三星

不僅如此，三星在通稿中還提到，其采用了一種高導熱性能的新型環氧樹脂材料，最大程度地減少發熱，相比GDDR6內存芯片，其封裝熱阻減少了70%。

也正是在去年，傳聞三星已經給英偉達送樣，率先將其GDDR7內存打入下一代英偉達GPU的旗艦產品中，或許我們在今年可能發布的Blackwell GPU上，就能看到來自三星供應的GDDR7了。

其他廠商跟不跟？

從已經公開的消息看來，三星再一次走到了VRAM的最前沿，那么Micron和SK海力士會不會跟呢？答案自然是肯定的，JESD239 GDDR7作為通用標準，GDDR7 VRAM勢必會成為未來幾年的走量顯存產品。哪怕是目前HBM內存更加炙手可熱，SK海力士應該很快也會發布自己的GDDR7產品。

至于美光，雖然其目前尚未公布任何GDDR7的解決方案，但無疑也早就將其納入規劃中。在去年美光公布的路線圖上，GDDR7定在了2024年底的位置，其規格為16-24Gb，128GB/s（32Gbps），并將基于其1β。由此看來，美光今年肯定會正式公布對應的解決方案，首發產品應該也是16Gb的GDDR7內存。

美光內存產品路線圖 / 美光

在JEDEC發布的新聞通稿中，美光也表示：“美光在與JEDEC共同定義DRAM標準方面有著悠久歷史，使用PAM極速開發GDDR產品有助于滿足未來日益增長的系統帶寬需求。隨著領先的RAS功能加入，GDDR7標準所滿足的工作負載已經遠遠超出了傳統圖形市場的范圍?！?br />
至于潛在的GDDR7X，也不是不可能，畢竟我們還沒有看到采用PAM-4技術的GDDR7，或許美光還藏了一手，準備為未來的英偉達高端GPU提供總帶寬超過2TB/s的GDDR7X內存，不過其成本或許也將創下新高。

寫在最后

幾乎可以肯定的是，我們在今年應該就能一睹GDDR7的真容了，至于是誰先搶下首發還不好說。既有可能是英偉達的Blackwell架構GPU，也有可能是AMD的RNDA 4架構GPU。但不管怎么說，GDDR7應該還是會優先出現在首發的高端型號上，中低端系列的新顯卡或許將繼續沿用GDDR6。

我們也可以展望一下未來GDDR8可能帶來的突破，畢竟從各個內存廠商的消息來看，GDDR7所用的1β工藝很可能是最后一代采用DUV光刻機的節點，未來它們會陷入怎樣的競爭，早一步布局EUV光刻機的三星是否會更占據優勢？