Micron美光科技揭开新一代显存的神秘面纱：GDDR7

“游戏加载中……”

假如您是一位游戏玩家，在游戏中面对突然弹出的“加载中……”提示框时，会是怎样的心情？假如您是一位数据科学家，需要多花几个小时等待计算结果；或者您是一位使用最新 AI 工具的内容创作者，需要更长时间才能生成作品……。作为需要高效执行数字化任务的专业人士，肯定不希望看到因程序加载而导致的更长等待时间，或者工作过程中的频繁中断。  

如今的人们早已不习惯等待，在游戏、可视化、生成式 AI 和高性能计算 (HPC) 等领域，显存性能必须跟上应用日益增长的需求。

凭借高达 20 Gb/s 的性能，GDDR6（第 6 代图形双倍数据速率）内存已持续支持数代此类工作负载的高性能需求。然而，随着时间推移，应用对性能的需求日益提高，20 Gb/s 的速度已力不从心。而 GDDR6 的时钟速度几乎已经达到技术极限，接近 100 皮秒（比人类眨眼的速度快 100 万倍），继续提高 GDDR6 的时钟速度，在技术和经济效益层面均不可行。游戏玩家追求身临其境的游戏体验，良好的游戏体验离不开流畅呈现的每一帧画面，以及每一个栩栩如生的细节。我们不可能让玩家放弃这种追求。我们要做的是在显存领域取得新的突破，将用户体验提升到新的水平。承担这一任务的是新一代显存：GDDR7。

GDDR7 是显存领域的革命性产品，可帮助内容创作者在无缝衔接的不间断工作流程中编辑高分辨率视频、使用最新的生成式 AI 工具、制作复杂精细的 3D 模型。游戏玩家可体验到令人惊叹的视觉效果，获得毫无卡顿的游戏体验。数据科学家等技术专业人士可借助更短的周期时间来处理复杂数据，获得洞察，并快速做出决策。

体验 GDDR7 带来的性能突破

美光的新一代 GDDR7 显存采用业界前沿的 1β (1-beta) 技术，可提升图形处理应用和游戏的用户体验。GDDR7 的初始性能即支持高达 32 Gb/s 的数据传输速率和高达 1.5 TB/s 的系统带宽（比 GDDR6 高 60%），成功突破了阻碍行业发展的瓶颈，为解决日益复杂且广泛的应用问题奠定了基础。GDDR7 支持的丰富功能可满足从科研类 HPC 模拟到虚拟现实应用的广泛需求。在提供出色性能的同时，GDDR7 还显著提高了能效，有助于系统快速可靠地持续运行，不会因过热而卡顿。

人们也许会疑惑，GDDR7 的时钟速度是否已经达到技术极限？假如显存的时钟速度无法继续提升，GDDR7 是如何实现技术突破，提供如此出色的性能的呢？更高的帧率、更短的处理时间和更大的吞吐量——所有这些改进均有赖于 GDDR7 采用的创新技术：多级信号。美光率先在 GDDR6X 上实现了 PAM4（四电平脉冲幅度调制）技术，为 DRAM 行业进一步推出下一代 GDDR 奠定了基础，新一代 GDDR 采用的方法便是业界持续研究的多级信号技术。GDDR7 是首款采用 PAM3 信号技术（三个信号电平）的 DRAM 设备，该技术可实现更高的数据传输速率，提高内存带宽和整体系统性能。

通过应用 PAM3 技术，GDDR7 可在每个时钟周期内传输更多数据，解决了行业面临的时钟速度限制问题。与 GDDR6 采用的不归零 (NRZ) 技术相比，PAM3 技术使用三个不同的电压电平：-1、0 和 +1，能够在每个信号周期编码更多信息（GDDR6 的 1.5 倍）。尽管 PAM3 技术每个周期传输的比特数较少（少于 GDDR6X 采用的 PAM4 技术），但其电压裕量比 PAM4 高出 50%，编码器的复杂性也更低。这些优势降低了内存总线对更高频率的需求，减少了由此产生的信号损耗。最终，这项强大的技术带来了性能的大幅跃升，并具备在未来进一步提升 GDDR 性能的潜力。

支持更广泛的 GDDR7 应用

随着游戏画面越来越逼真，以及生成式 AI 将更多工作负载转移到边缘设备上，专用设备对高性能内存的需求只会越来越大。GDDR7 拥有出色的可靠性、可用性和可维护性 (RAS)，可提升设备的可靠性和数据完整性，其应用范围已从游戏扩展到更广泛的领域，如 HPC 以及边缘设备上的 AI 推理等。

游戏

PC、笔记本电脑和游戏机

GDDR7 预计可将光线跟踪和光栅化工作负载的帧率 (FPS) 提高 30% 以上。1

生成式 AI

AI 推理、机器学习和大语言模型 (LLM)
GDDR7 提供的高系统带宽 (>1.5 TB/s) 有望将生成式 AI（文本到图像生成）的响应时间缩短达 20%。2

HPC

3D 建模、HPC 模拟、CAD 设计、动画和金融建模

为需要超快数据传输速率和高系统带宽来处理复杂工作负载的内容创作者缩短制作时间，提供无缝衔接的多任务处理能力

GDDR7 的未来发展

第一代 GDDR7 的容量为 16Gb，数据传输速率可达 32Gb/s。美光目前正在开发容量更大、性能更强、能效更高的全套 GDDR7 产品组合。

此外，美光还率先实现了业界首个高达 40 Gb/s 的 PAM3 数据眼图。能够利用此项新技术（DRAM 上实现的多级信号）成功演示 40 Gb/s 数据眼图，表明 GDDR7 采用 PAM3 信号技术是正确的选择，有助于推动行业继续将显存性能提升到更高水平。随着工作负载对性能的需求日益严苛，美光将继续推动显存的发展。 

本文作者

Todd Buerkle

Senior Manager, Product Management

1 相较于 GDDR6/6X 在 1080p、1440 和 4K 分辨率下的性能表现。
2 使用测量的 GDDR6 20Gb/s 数据来计算 GDDR7 32Gb/s 性能时的推测值。