GDDR6X تکنیکی بہتری کی وضاحت

یکم ستمبر^st، 2020 Nvidia نے اپنے بالکل نئے RTX 3000 گرافکس کارڈز کی سیریز کا اعلان کیا جس نے نہ صرف روایتی raterized انجام میں بلکہ raytracing میں بھی کارکردگی کی بے مثال سطح کا وعدہ کیا ہے۔ کارڈ کی RTX 3000 سیریز RX 6000 سیریز میں AMD کی اعلی پیش کشوں کا مقابلہ کرتے ہوئے مارکیٹ میں تیز ترین کارڈز میں سے کچھ بن جاتی ہے۔ امپائر پر مبنی جی پی یو جو ان کارڈز کے اندر تھا وہ خود ہی کافی تیز تھا ، لیکن انتہائی بہتر کارکردگی دراصل ایک اور بہتری کا نتیجہ تھی۔

جی ڈی ڈی آر 6 ایکس نے بے مثال سطح کو بینڈوتھ اور رفتار لانے کا وعدہ کیا ہے - تصویری: مائکرون ٹکنالوجی

اس کارکردگی کا ایک بڑا حصہ میموری سے آیا ہے جو ان کارڈوں پر سوار تھا۔ RTX 3000 سیریز کے سب سے اوپر والے دو کارڈز ، RTX 3080 اور RTX 3090 نے ایک بالکل نئی میموری کی قسم پیدا کی جو پہلے گیمنگ-گریڈ گرافکس کارڈز میں استعمال نہیں ہوتی تھی ، جسے GDDR6X کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس نئی قسم کی میموری نے معیاری جی ڈی ڈی آر 6 کے مقابلے میں ڈبل بینڈوتھ کا وعدہ کیا ہے جو آر ٹی ایکس 2000 سیریز اور اے ایم ڈی آر ایکس 6000 سیریز کارڈ پر پایا گیا ہے۔ آئیے دیکھتے ہیں کہ کیا چیز GDDR6X کو خاص بناتی ہے۔

وی آر اے ایم بالکل کیا کرتا ہے؟

گرافیکل پروسیسنگ کے معاملے میں زیادہ تر 'ہیوی لفٹنگ' گرافکس کارڈ کے ذریعے کیا جاتا ہے جسے جی پی یو کہا جاتا ہے۔ جی پی یو سلیکن کا ایک بہت ہی طاقتور ٹکڑا ہے جو گرافیکل ٹاسک جیسے کھیلوں پر عملدرآمد کرنے کے لئے ڈیزائن اور موزوں ہے۔ یہ زیادہ تر پروسیسنگ کو سنبھالتا ہے جس میں آپ کے مانیٹر کے دکھائے جانے والے فریموں کو آگے بڑھانے کے لئے درکار ہے۔ لیکن بڑی مقدار میں ڈیٹا پر کارروائی کرنے اور فریموں کو جلدی سے تیار کرنے کے لئے ، GPU کو کام کرنے کیلئے کچھ درکار ہے۔ یہ وہ جگہ ہے جہاں VRAM آتا ہے۔

وی آر اے ایم یا ویڈیو میموری ایک انتہائی تیز رفتار میموری شکل ہے جو خود گرافکس کارڈ میں محفوظ ہے تاکہ جی پی یو تک اس کی براہ راست رسائی ہوسکے۔ وی آر اے ایم کھیل کے ذریعہ مطلوبہ اثاثوں اور بناوٹ کو اسٹور کرتا ہے تاکہ جب ضرورت ہو تو جی پی یو ان پر کام کرسکے اور ان فریموں کو تیار کرسکے جنہیں ظاہر کرنے کی ضرورت ہے۔ اگر وی آر اے ایم ان اثاثوں اور دیگر اہم اعداد و شمار کو جی پی یو کو تیزی سے فراہم نہیں کرسکتا ہے تو ، صارف سست روی ، ہنگامہ خیزی ، یا اس سے بھی کریشوں کا سامنا کرسکتا ہے۔ عام طور پر ، اعلی تصویری ترتیبات والی 1440p اور 4K جیسے اعلی قراردادوں میں ان اعلی معیار کے اثاثوں کا نظم و نسق اور ذخیرہ کرنے کے لئے زیادہ VRAM کی ضرورت ہوتی ہے ، اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر آپ ان قراردادوں میں ان ترتیبات پر کھیلنا چاہتے ہیں تو آپ کو VRAM کی اعلی صلاحیت کی ضرورت ہوگی۔ اسی کے ساتھ ، آپ کو ڈیٹا کو VRAM سے جلدی سے منتقل کرنے کے لئے تیز رفتار میموری کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہیں جی ڈی ڈی آر 6 ایکس جیسی میموری ٹیکنالوجیز مددگار ثابت ہوتی ہیں۔

جی ڈی ڈی آر 6 ایکس کے پیچھے میکانزم

مائکرون ٹکنالوجی (وہ کمپنی جو NVidia اور دوسرے شراکت داروں کو GDDR6X میموری تیار کرتی ہے اور فراہم کرتی ہے) نے حال ہی میں GDDR6X میموری کے پیچھے میکانزم کے بارے میں کچھ تفصیلات جاری کیں۔ اس سے ہمیں ایک بہتر اندازہ ہوتا ہے کہ یہ ٹکنالوجی کس طرح انتہائی اعلی بینڈوتھ کی تعداد حاصل کرنے میں کامیاب ہے۔

پی اے ایم 4 سگنلنگ

'بسوں' کہلائے جانے والے عام ڈیٹا کے راستوں کے برعکس جو ایک وقت میں ڈیٹا کو تھوڑا سا منتقل کرتی ہے ، GDDR6X PAM4 (فور لیول پلس ایمپلیٹیوشن ماڈیولیشن) نامی ایک تکنیک استعمال کرتی ہے ، جو ایک ایسا طریقہ ہے جو ایک وقت میں 4 میں سے 1 مجرد بجلی کی سطح کو بھیج سکتا ہے۔ کا 2. اس کا مطلب یہ ہے کہ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس ایک وقت میں 2 بٹس منتقل کرسکتا ہے جو بینڈوتھ کو ڈرامائی طور پر بڑھاتا ہے۔ مائکرون کے پاس اس طرح کی دلچسپ جدت کی تاریخ ہے کیونکہ اس نے بڑے پیمانے پر پیداوار میں انڈسٹری کا پہلا GDDR5 ، GDDR5X ، اور اب GDDR6X چپس لایا ہے۔ مائکرون GDDR5X کا واحد پروڈیوسر تھا اور اب وہ GDDR6X کا خصوصی کارخانہ ہے۔ مائکرون کے پاس PAM4 کا استعمال کرتے ہوئے GDDR6X کی ترقی کے بارے میں کہنا تھا:

'مائکرون میں ، سائنسدانوں نے 2006 کے بعد سے ہی PAM4 کو میموری میں کس طرح استعمال کرنا ہے ، اس پر غور کیا تھا ،' گرافکس سیکشن کے مائکرون کے ڈائریکٹر رالف ایبرٹ نے کہا۔ 'میں نے دانستہ طور پر سائنسدانوں کو کہا کیونکہ میں ڈویلپرز اور سائنسدانوں کے درمیان فرق کروں گا۔ یہ وہ لڑکے تھے جو واقعتا. بدعت کی بنیاد بنا رہے تھے۔ انہوں نے بنیادی طور پر اس PAM4 ٹکنالوجی کو لیا اور یہ جاننے کی کوشش کی کہ ہم اسے DRAM میں کس طرح استعمال کرسکتے ہیں۔ سائنسدانوں کو جی ڈی ڈی آر ڈویلپرز کے ساتھ شانہ بشانہ کام کرنا پڑا ، وہ لوگ جنہوں نے چپ پر دستخط کیے تھے ، 'البرٹ نے کہا۔ انہوں نے سسٹم اور پروڈکٹ انجینئرز کے ساتھ بھی بہت قریب سے تعاون کیا جو نظام اور بڑے پیمانے پر مینوفیکچرنگ کے تناظر میں چیلنجوں کو سمجھتے ہیں۔

یہاں ایک حد ہے جو اس دلچسپ ٹیکنالوجی کے ساتھ آتی ہے۔ جی ڈی ڈی آر 6 میں پھٹ جانے کی لمبائی 16 بائٹس (بی ایل 16) ہے ، اس کا مطلب یہ ہے کہ اس کے ہر دو 16 بٹ چینلز فی آپریشن 32 بائٹس فراہم کرسکتے ہیں۔ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس میں 8 بائٹس (بی ایل 8) کے پھٹ جانے کی لمبائی ہے ، لیکن پی اے ایم 4 سگنلنگ کی وجہ سے ، اس کا ہر 16 بٹ چینل بھی فی آپریشن 32 بائٹس فراہم کرے گا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس اسی گھڑی کی رفتار پر جی ڈی ڈی آر 6 سے تیز نہیں ہے۔ اس کا یہ مطلب بھی ہے کہ چونکہ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس ہر سائیکل کے دوران جی ڈی ڈی آر 6 سے دگنا سگنل لے کر جاتا ہے ، لہذا یہ زیادہ موثر بھی ہے۔ مائکرون کے مطابق ، GDDR6X آلہ کی سطح پر GDDR6 (7.25 pj / bit vs 7.5 pj / bit) کے مقابلے میں 15٪ زیادہ طاقت کا حامل ہے۔

PAM4 سگنلنگ میموری ٹیکنالوجی کی ایک انقلابی تکنیک ہے۔ تصویری: مائکرون ٹکنالوجی

نیوڈیا کے ساتھ قریبی تعاون

اعلی بینڈوتھ اور تیز رفتار کے لئے آگے بڑھنے کے پیچھے ایک بڑی محرک قوت خود نیوڈیا ہے ، جس نے جی ڈی ڈی آر 6 ایکس میموری کی ترقی اور جانچ کے مراحل کے دوران مائکرون کے ساتھ قریبی تعاون کیا ہے۔ جب GDDR6X میموری کی بات آتی ہے تو Nvidia مائکرون کا واحد لانچنگ پارٹنر ہے ، اس کا مطلب یہ ہے کہ نئی میموری کی قسم کافی دیر تک Nvidia کارڈ کے ساتھ خصوصی ہوگی۔ نیوڈیا نے پہلے ہی جیفورس گیمنگ گرافکس کارڈ پر اپنے پرچم بردار کارڈ پر نئی میموری نصب کردی ہے۔ RTX 3090 اور RTX 3080 ، جو اس طرح بڑھ چکے ہیں بینڈوتھ میں زبردست چھلانگ آخری نسل GDDR6 سے زیادہ

جی ڈی ڈی آر 6 ایکس میموری کی مکمل خصوصیات - تصویری: مائکرون ٹکنالوجی

Nvidia نے GDDR6X کے لئے بالکل نیا میموری میموری کنٹرولر اور PHY بھی تیار کیا ہے جب سے یہ PAM4 سگنلنگ استعمال کرتا ہے ، اور اس کی نظر سے ، Nvidia نے ہی اندرون ملک سب کچھ ڈیزائن کیا ہے۔ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس ٹکنالوجی کو بھی نیوڈیا کے ذریعہ زیادہ کارڈز آنا چاہئے ، خاص طور پر ٹائٹن اور کواڈرو سیریز جو اعلی صلاحیتوں کے ساتھ مل کر جی ڈی ڈی آر 6 ایکس کی بڑھتی ہوئی بینڈوتھ سے بہت فائدہ اٹھا سکتی ہے۔ مائکرون نے بھی اس بات کی تصدیق کی ہے کہ Nvidia GDDR6X کے لئے خصوصی شراکت دار نہیں ہے اور بعد میں مزید کمپنیاں بھی میموری کا نیا معیار حاصل کریں گی۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جب ہم مستقبل میں ان کارڈز میں سے زیادہ لانچ کرتے ہیں تو ہم امید کر سکتے ہیں کہ AMD کے ریڈیون کارڈز میں بھی کچھ GDDR6X اطلاق ہوگا۔

GDDR6X PAM4 بمقابلہ HBM2 کے ساتھ

اگرچہ جی ڈی ڈی آر 6 ایکس اپنی فینسی نئی پی اے ایم 4 ٹکنالوجی کے ساتھ جی ڈی ڈی آر 6 کے مقابلے میں تیاری کے ل still ابھی بھی زیادہ مہنگا ہے ، لیکن یہ HBM2 مینوفیکچرنگ کی لاگت کے قریب بھی نہیں ہے۔ ایچ بی ایم یا ہائی بینڈوڈتھ میموری واقعی کچھ سال پہلے گرافکس کارڈ میموری ٹکنالوجی کے مستقبل کی طرح لگتا تھا۔ AMD مرکزی دھارے کی مارکیٹ میں HBM لانے کے لئے واقعی سخت زور دے رہا تھا اور انہوں نے HBM جہاز کے ساتھ واقعی مایوس کن GPUs کا ایک سلسلہ شروع کیا۔ گرافکس کارڈز کی روش اور ویگا لائن نے ہائی بینڈوتھ میموری کو استعمال کیا ، لیکن افسوس کی بات ہے کہ ان کے جی پی یو کور اتنے تیز نہیں تھے کہ وہ انہیں نیوڈیا پر کسی بھی طرح کا فائدہ دے سکے۔

چمکدار HBM2 میموری ایک بار پھر ریڈیون VII میں واپس لایا گیا ، AMD کے ویگا فن تعمیر پر مبنی نئے اعلی کے آخر میں گرافکس کارڈ لیکن اب 7nm عمل پر بنایا گیا ہے۔ ویگا کارڈز کے اندر موجود ایچ بی ایم 2 تیار کرنے کے لئے انتہائی مہنگا تھا اور اس کی پیداوار بھی کم تھی جس کی وجہ سے سپلائی کم اور یہاں تک کہ طلب کم ہوتی ہے۔ ریڈون VII Nvidia کے پرچم بردار ، RTX 2080Ti کے قریب نہیں آ سکا ، اور اس کے آغاز کے ایک سال کے اندر ہی EOL کا سامنا کرنا پڑا۔ Nvidia پرچم بردار بہت تیزی سے معیاری GDDR6 کو استعمال کرتا ہے۔

کمپنی کے درجہ بندی میں تبدیلی کے بعد خود AMD بھی ان کی HBM کوششوں سے دور ہو گیا اور متعدد اعلی عہدے داران کو اپنے فرائض سے فارغ کردیا گیا۔ نیا AMD Radeon تیزی سے HBM میموری جنون سے دور ہوگیا اور RX 5000 کے اندر پائے جانے والے GDDR6 میموری جیسی بہت زیادہ حقیقت پسندانہ میموری پسندیدگی پر چلا گیا۔ جی پی یو کی RX 6000 سیریز . HBM2 کے ساتھ بنیادی مسئلہ اس کی تیاری ہے۔ یہ عمل انتہائی پریشان کن اور مہنگا ہے کیوں کہ HBM2 KGSDs (معروف اچھے اسٹیکڈ فوت ہوجاتے ہیں) کو سیمیکمڈکٹر فب میں جمع کرنا پڑتا ہے اور پھر اسے کسی اور فب کے کلینوم میں جی پی یو کے ساتھ ملنے والے انٹرپسر پر رکھنا پڑتا ہے۔ یہ پیداوار GDDR6 یا یہاں تک کہ GDDR6X سے کہیں زیادہ مہنگا اور مزدور بنا دیتا ہے کیونکہ GDDR6X کو اسٹیکنگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے ، اور یہ اس کو مجل chہ چپس کے طور پر بھیج دیا جاتا ہے جس کو کسی فیکٹری میں فروخت کیا جاسکتا ہے۔

GDDR6X صنعت کے معروف بینڈوتھ کی سطح فراہم کرتا ہے - تصویری: مائکرون ٹکنالوجی

یہاں ایک انتباہ ہے جس کو یہاں نوٹ کرنے کی ضرورت ہے۔ GDDR6X چپس کو بہت صاف اور مستحکم سگنل کی ضرورت ہے ، اسی وجہ سے GA102 GPU پر Nvidia میموری کنٹرولر جو میموری چپس کو طاقت دیتا ہے اب وہ الگ پاور پاور ریل پر بیٹھتا ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ چپس کو مطلوبہ صاف اور مستحکم طاقت ملتی ہے کہ انہیں مناسب طریقے سے کام کرنے کی ضرورت ہے۔

مستقبل کے لئے پی اے ایم 4

پی اے ایم 4 سگنلنگ ایک دلچسپ اور واقعی دلچسپ نیا عمل ہے جو پی سی ہارڈویئر کے متعدد شعبوں میں اپنی درخواستیں تلاش کرسکتا ہے۔ اگرچہ ابھی یہ گرافکس کارڈز میں جی ڈی ڈی آر 6 ایکس ایپلی کیشن تک ہی محدود ہے ، سگنلنگ کی تکنیک کو مستقبل میں دیگر عملوں میں اور بھی بہت سے استعمال مل سکتے ہیں۔ مائکرون کا خیال ہے کہ میموری کا مستقبل PAM 4 تکنیک ہے۔

'لہذا ، GDDR6X وہ جگہ ہے جہاں ہم نے PAM4 متعارف کرایا ، اور ہم یقینی طور پر دیکھ سکتے ہیں کہ آگے بڑھ رہے ہیں ،' مائکرون کے گرافکس میموری کے ڈائریکٹر نے کہا۔ 'ممکنہ طور پر ، پی اے ایم 4 دوسرے میموری معیارات میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ یہ ممکن ہے یا امکان ہے کہ اس قسم کی ٹکنالوجی کارپوریشنوں کے ذریعہ سی پی یو یا ہمارے دوسرے پروسیسروں کے ذریعہ استعمال ہوگی۔

PAM4 سگنلنگ معیار کے مستقبل کا ایک اور دلچسپ استعمال PCIe Gen 6.0 ہے جو 2021 میں طے ہے۔ اس میں زیادہ کارکردگی اور اعداد و شمار کی اعلی شرح کو نکالنے کے لئے PAM4 سگنلنگ کا استعمال کیا گیا ہے۔ چونکہ پی سی آئی میں اپنانے کی حد بہت وسیع ہے ، لہذا سی پی یو اور اے ایس آئی سی کمپنیوں کو کسی وقت کسی حد تک پی اے ایم 4 اور پی سی آئی 6.0 اپنانا ہوگا۔ ہوسکتا ہے کہ کسی دن یہ غیر حقیقی بینڈوتھ اور رفتار فراہم کرنے کے لئے HBM2 میموری میں بھی استعمال ہوگا لیکن یہ صرف قیاس آرائی ہے ہماری طرف سے۔

جی ڈی ڈی آر ایکس کہاں استعمال ہوتا ہے؟

یہاں تک کہ اگر ہم مستقبل کو ایک سیکنڈ کے لئے بھی رکھتے ہیں تو ، جی ڈی ڈی آر 6 ایکس آج بھی بہت سے اہم ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔ کچھ اہم افراد میں شامل ہیں:

• گیمنگ: GDDR6X میموری کا سب سے بڑا اور مقبول استعمال یقینا use گیمنگ میں ہے۔ مائکرون نے NVIDIA کو اپنے نئے برانڈ RTX 3080 اور RTX 3090 گرافکس کارڈوں میں انضمام کے لئے GDDR6X ماڈیول فراہم کیے ہیں۔ یہ میموری انھیں میموری بینڈوتھ اور رفتار کے لحاظ سے بے مثال نمبروں کو حاصل کرنے کی اجازت دے گی۔ GDDR6X کی پہلی نسل 1TB / s تک کے ڈیٹا منتقل کرنے کی شرح حاصل کر سکتی ہے۔ یہ اگلی نسل کے گیمنگ کے معاملے میں انتہائی سود مند ثابت ہوسکتا ہے۔
• HPC: GDDRX ٹیکنالوجی HPC یا اعلی کارکردگی کمپیوٹنگ میں استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کی خصوصیات انتہائی متوازی کمپیوٹرز کی ہے جو اعلی درجے کی ایپلی کیشن کے پروگرام کو قابل اعتماد ، موثر اور جلد از جلد انجام دیتے ہیں۔ کمپیوٹنگ کے یہ حل سائنسدانوں ، محققین ، انجینئروں ، اور تعلیمی اداروں کو پیچیدہ مسائل کے حل کے لئے استعمال کرتے ہیں۔
• پیشہ ورانہ ورچوئلائزیشن: صحت کی دیکھ بھال اور ادویات ، پیشہ ورانہ ویڈیو پوسٹ پروسیسنگ ، مالی انکار ، موسم کی پیشن گوئی ، یا تیل اور گیس جیسی صنعتیں واقعی اعلی کے آخر میں ورک سٹیشنوں پر انحصار کرتی ہیں جو اپنے ورک فلو کو بہتر بنانے اور بہتر بنانے کے لئے جی ڈی ڈی آر 6 ایکس میموری کی طاقت کو استعمال کرسکتی ہیں۔ یہ اعلی کارکردگی والے ورک سٹیشن نئے GDDR6X کے لئے استعمال میں کلیدی حیثیت رکھتے ہیں۔
• مصنوعی ذہانت: جی ڈی ڈی آر ایکس میموری ٹکنالوجی مصنوعی ذہانت اور اس کے مشتقات جیسے ڈیپ لرننگ میں استعمال ہوتی ہے۔ یہ کام کا بوجھ حالیہ ہونے کے ساتھ ساتھ اہم تر ہوتا جارہا ہے ، اور جی ڈی ڈی آر ایکس جیسے تیز رفتار کمپیوٹنگ حل بھی اس سلسلے میں یقینی طور پر مدد کرسکتے ہیں۔

جی ڈی ڈی آر 6 ایکس صنعت کے مزید بہت سے شعبوں میں اپنی درخواستیں تلاش کرے گا۔ مائکرون ٹکنالوجی

حتمی الفاظ

جی ڈی ڈی آر 6 ایکس میموری کی ایک نئی قسم ہے جسے مائکرون نے نیوڈیا کے ساتھ قریبی تعاون سے تیار کیا ہے۔ میموری PAM4 سگنلنگ نامی ایک نئی ٹکنالوجی کا استعمال کرتی ہے جو ایک بہت ہی جدید فن تعمیراتی عمل ہے جس میں ڈیٹا منتقل کرنے کی موثر شرح دوگنی ہوجاتی ہے۔ سگنلنگ کی تکنیک توانائی کے استعمال کو بھی کم کرتی ہے اور یوں میموری کو زیادہ موثر بناتی ہے۔

Nvidia نے میموری کو اپنے نئے RTX 3080 اور RTX 3090 کارڈ میں نافذ کیا ہے ، اور یہ گیمنگ مارکیٹ میں GDDR6X میموری کے حتمی رول آؤٹ کا محض آغاز ہے۔ میموری HBM2 کے مقابلے میں آسان اور سستا ہے اور زبردست وابستہ نتائج دیتا ہے ، لہذا ایسا لگتا ہے کہ پوری صنعت جلد یا بدیر اس معیار کو اپنانے والی ہے۔ ابھی ، جی ڈی ڈی آر ایکس ٹیکنالوجیز بہت سے شعبوں میں پائی جاتی ہیں جن میں گیمنگ ، ایچ پی سی ، پیشہ ورانہ ورچوئلائزیشن ، اور اے آئی شامل ہیں۔