AMD plant angeblich PC-CPU mit schnellem GDDR5-RAM

Vom Ende 2013 erwarteten Kombiprozessor "Kaveri" sollen laut Spekulationen auch Varianten erscheinen, die statt dem PC-üblichen DDR3-SDRAM den viel höher getakteten GDDR5-Speicher verwenden.

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GDDR5-SDRAM auf einem Grafikmodul für Notebooks

Die Firma AMD plant angeblich, ihren Ende des laufenden Jahres erwarteten "Kaveri"-Prozessor für Desktop-PCs und Notebooks mit einem neuartigen Speicher-Controller auszustatten. Dieser soll einerseits zwei 64-Bit-Kanäle mit dem bisher üblichen DDR3-Hauptspeicher anbinden können, alternativ aber auch vier 32-Bit-Kanäle für GDDR5-SDRAM mit wesentlich höheren Taktfrequenzen. Das RAM würde damit viel höhere Datentransferraten liefern, die vor allem dem Grafikprozessor auf die Sprünge helfen dürften.

Die Informationen zum GDDR5-tauglichen Speicher-Controller des Kaveri stammen von der Webseite bsn*. Demnach ist der Einsatz von GDDR5-SDRAM mit bis zu 1700 MHz Read-/Write-Clock vorgesehen. Solche Chips liefern dann 3,4 Gigatransfers pro Sekunde und Pin, über ein Interface mit 128 Datensignalleitungen folglich rund 54 GByte/s. Mit DDR3-SDRAM des Typs DDR3-1866 (933 MHz) sind zurzeit knapp 30 GByte/s möglich, wenn man nämlich zwei (64-Bit-)Kanäle mit je 14,9 GByte rechnet (PC3-14900).

AMD möchte damit möglicherweise spezielle Versionen künftiger Intel-Prozessoren kontern: Man munkelt, dass Intel High-End-Versionen mancher Haswell-Chips als 3D-Stack mit aufgestapeltem RAM ausliefern will. Dieser Speicher könnte als Wide-I/O-Memory dazu dienen, den GPU-Teil dieser Kombiprozessoren zu beschleunigen.

Die PC-Branche bereitet sich gleichzeitig auf den Einsatz von DDR4-SDRAM vor; erste Systeme für diesen bereits in Musterstückzahlen gefertigten Speichertyp werden 2014 erwartet. DDR4 soll im Laufe derJahre eine Steigerung der Datentransferraten auf bis zu 25,6 GByte/s pro Kanal (DDR4-3200/PC4-25600) bringen, also auf rund 50 GByte/s für ein 128-Bit-Interface. Bei GDDR5 sind derzeit aber schon heute 3 GHz Read-/Write-Clock möglich, Samsung liefert seit September auch Muster von GDDR5-SDRAMs mit 3,5 GHz. Damit wären über 128 Datenleitungen mehr als 100 GByte/s möglich.

Auch der von AMD und Sony entwickelte Chip für die künftige Playstation 4 verwendet GDDR5-SDRAM; laut Sony beträgt die Datentransferrate 176 GByte/s. Es kommen also deutlich mehr als 128 Datensignalleitungen zum Einsatz. Auch die acht Jaguar-Kerne des PS4-Chips nutzen den GDDR5-Hauptspeicher mit 8 GByte Kapazität. Im Kaveri-Chip werden allerdings CPU-Kerne mit Bulldozer-Mikroarchitektur der Steamroller-Generation stecken.

Blockschaltbild eines GDDR5-SDRAM von Elpida, welches die große Zahl interner Speicherbänke verdeutlicht.

(Bild: Elpida)

Während schnelleres RAM sicherlich der GPU deutlich mehr Performance beschert, sind die Auswirkungen von GDDR5-SDRAM auf die Leistungsfähigkeit der CPU-Kerne nicht so klar. GDDR5-SDRAM erlaubt im Vergleich zu DDR3-SDRAM nur die Adressierung größerer Datenblöcke; da aber die CPU-Kerne nur ganze Cache-Lines anfordern, muss das keine erheblichen Nachteile bringen. Dank ausgefeilter Prefetching-Funktionen, Out-of-Order-Execution, Sprungvorhersage sowie vor allem großer L2- und L3-Caches profitieren typische Desktop-PC-Anwendungen sowieso bloß wenig von schnellerem RAM. Viele Desktop-Rechner und Notebooks werden noch immer mit einem einzigen DIMM ausgeliefert, also einkanaliger Bestückung, ohne dass große Auswirkungen auf die CPU-Performance spürbar wären. Andererseits hatte AMD vor einigen Jahren den "Unganged"-Arbeitsmodus für die Speicher-Controller von Multi-Core-Prozessoren eingeführt, der gerade darauf abzielt, die konkurrierenden RAM-Zugriffe unterschiedlicher Threads zu entkoppeln.

Ob das schnelle GDDR5-SDRAM des Kaveri sich mit steckbaren Modulen flexibel erweitern lässt, ist eine andere Frage – das Industriegremium JEDEC entwickelt jedenfalls GDDR5-SO-DIMMs. Welche Menge an GDDR5-SDRAM die kommenden Kaveri-Chips maximal ansteuern und wie hoch die Preise pro Gigabyte liegen werden, ist ebenfalls offen. (ciw)