Typy grafických pamětí – přehled od GDDR po HBM

Grafické karty se neustále vyvíjejí, stejně jako jejich paměť. Právě paměť rozhoduje o tom, jaký výkon karta nabídne a jak si poradí s moderními hrami nebo aplikacemi. Při pohledu na specifikace jste si jistě všimli označení jako GDDR6, GDDR6X nebo HBM2. Co tyto zkratky znamenají a jaký je mezi nimi rozdíl? V tomto článku vám vysvětlíme hlavní typy grafických pamětí, jejich vývoj, využití a kam směřuje jejich budoucnost. Pokud chcete mít jasno v tom, co označení GDDR nebo HBM znamenají, podívejte se na tento přehled, který vám na jednom místě ukáže všechny důležité typy grafických pamětí. A na konci budete přesně vědět, který typ grafické paměti je pro vás nejlepší.

Paměti GDDR – od GDDR po GDDR7

Paměť GDDR (Graphics Double Data Rate) je ve světě grafických karet nejrozšířenější. Vychází z klasické paměti DDR používané v počítačích, ale je přizpůsobena pro grafické výpočty. To znamená vyšší taktovací frekvence, vyšší propustnost a optimalizaci pro zpracování obrovského množství grafických dat.

• GDDR, GDDR2, GDDR3 a GDDR4 – starší generace, které poháněly grafické karty v roce 2000. Jejich výkon dnes nestačí, ale položily základ modernějším řešením.
• GDDR5 – standard od roku 2008. Nabízela rychlost až 8 Gb/s a stala se základem mnoha herních grafických karet. I dnes ji najdeme ve starších modelech, které stále zvládají méně náročné hry.
• GDDR5X – představena v roce 2016. Propustnost se zvýšila až na 12 Gb/s a objevila se v ikonických kartách, jako je GeForce GTX 1080 nebo Titan Xp.
• GDDR6 – současná stálice v grafických kartách střední a vyšší třídy. Pracuje s rychlostí 14-16 Gb/s a zvládá hry ve vysokém rozlišení.
• GDDR6X – špičková technologie od společnosti Micron, která zvyšuje rychlost až na 19-21 Gb/s. Společnost NVIDIA ji používá v modelech RTX 3080, 3090 a některých modelech RTX řady 40.
• GDDR7 – nejnovější generace, představená v roce 2023. Dosahuje rychlosti až 32 Gb/s na pin, přináší nižší spotřebu energie a podporuje budoucí hraní v rozlišení 4K i 8K.

Krátké shrnutí: Paměť GDDR je jedním z nejrozšířenějších typů grafických pamětí, které se používají především pro hraní her a neustále se vyvíjejí, aby udržely krok s rostoucími nároky her a aplikací.

Přehled pamětí GDDR – nejpoužívanější typy grafických pamětí

---

Paměť HBM – speciální typy grafické paměti pro profesionální grafické karty

HBM (High Bandwidth Memory) představuje zcela odlišný přístup k paměti. Zatímco paměť GDDR je umístěna kolem grafického čipu, paměť HBM je naskládána (vrstvena) vertikálně přímo vedle grafického procesoru a připojuje se prostřednictvím velmi široké paměťové sběrnice. To přináší obrovskou datovou propustnost při nižších taktovacích frekvencích a zároveň nižší spotřebu energie.

• HBM – první generace, představená v roce 2015 v kartách AMD Radeon R9 Fury X. Nabízela rychlost kolem 1 Gb/s na pin a propustnost až 512 GB/s.
• HBM2 – posun na 2 Gb/s a kapacity až 8 GB na jeden zásobník. Používá se v profesionálních kartách, jako je NVIDIA Tesla nebo AMD Radeon Vega.
• HBM2E – vylepšená verze s rychlostí 3,2 Gb/s a kapacitou 8-16 GB na zásobník. Ideální pro umělou inteligenci a výpočetní centra.
• HBM3 – generace 2022, která zvyšuje propustnost na 819 Gb/s na zásobník a celkově až na 3,2 TB/s. Používá se v akcelerátorech pro superpočítače a umělou inteligenci.
• HBM3E, nejnovější verze z roku 2024, přináší více než 1 TB/s na jeden stack a podporu stohování 12 die. Najdete ji v akcelerátorech umělé inteligence a řešeních HPC.

Krátké shrnutí: Paměti HBM jsou speciálním typem grafických pamětí, které jsou extrémně rychlé a efektivní, ale drahé. Proto se používají hlavně v profesionálních řešeních, nikoliv v klasických cenově dostupných herních kartách.

Přehled pamětí HBM – zvláštní směr ve vývoji typů grafických pamětí

Paměť HBM se od GDDR výrazně liší svou architekturou. Namísto jednotlivých čipů kolem GPU jsou paměťové čipy naskládány na sebe do tzv. stacků a propojeny přímo s GPU prostřednictvím extrémně široké 1024bitové paměťové sběrnice.

Každý takový stack má vlastní kapacitu (např. 8 GB pro HBM2 nebo 16 GB pro HBM3) a také vlastní propustnost (např. 256 GB/s pro HBM2 nebo 819 GB/s pro HBM3). Grafická karta obvykle obsahuje více zásobníků najednou – například 4 zásobníky po 8 GB = celkem 32 GB VRAM.

Proto jsou v tabulce uvedeny jak hodnoty „na jeden zásobník“, tak celková maxima. Zatímco u pamětí GDDR se sleduje kapacita jednoho čipu a celková paměť VRAM vznikne jejich sečtením, u pamětí HBM je základní jednotkou právě „stack“.

Srovnání pamětí GDDR a HBM

Přestože oba hlavní typy grafických pamětí plní stejnou úlohu, fungují odlišně a jsou určeny pro různé segmenty trhu:

• Architektura:
  • Paměti GDDR jsou uspořádány kolem grafického procesoru a pracují na vysokých frekvencích.
  • Paměti HBM jsou naskládány na sebe a propojeny extrémně širokou sběrnicí.
• Propustnost:
  • GDDR dosahuje propustnosti v řádu stovek GB/s.
  • HBM překračuje hranici terabajtů za sekundu, a to při nižších taktovacích frekvencích.
• Spotřeba energie:
  • Paměti GDDR jsou při vysokých taktovacích frekvencích náročnější na spotřebu energie.
  • HBM je efektivnější, což je u výpočetních řešení důležité.
• Cena a dostupnost:
  • GDDR je levnější a dostupná ve většině herních grafik.
  • HBM je drahá a používá se pouze ve specializovaných GPU pro servery, AI a profesionální nasazení.

Pro lepší pochopení rozdílů mezi pamětmi GDDR a HBM doporučuji také toto video, které je jasně a srozumitelně vysvětluje.

Pro hráče je GDDR ideální, protože nabízí dostatečný výkon a přijatelnou cenu. HBM je špičková technologie, ale vzhledem k její ceně a zaměření ji najdete pouze v profesionálních řešeních.

Paměť LPDDR – cenově výhodné řešení pro mobilní zařízení

Mezi moderní typy grafických pamětí patří LPDDR (Low Power DDR). Tyto paměti jsou navrženy tak, aby měly nízkou spotřebu energie a zároveň nabízely dostatečný výkon pro mobilní zařízení. Nejčastěji se vyskytují v chytrých telefonech, tabletech a ultraboocích, kde je důležitější výdrž baterie.

Integrovaná grafika, například v čipech Apple nebo Qualcomm Snapdragon, používá LPDDR jako sdílenou paměť pro CPU i GPU. Výkonem sice zaostávají za GDDR nebo HBM, ale díky své efektivitě jsou důležitou součástí mobilního a energeticky úsporného segmentu.

Starší typy grafických pamětí

Před érou GDDR a HBM se používala i jiná řešení, která jsou dnes již jen historií. Jejich výkon byl omezený, ale položily základ moderním technologiím:

• V 90. letech 20. století se v prvních 3D akcelerátorech používala paměťSGRAM (Synchronous Graphics RAM). Byla optimalizována pro grafické operace, ale její kapacita a rychlost byly na dnešní poměry velmi nízké.
• SDRAM (Synchronous DRAM ) – základní paměť používaná také v počítačích, krátce se objevila v grafice. Byla levná, ale nedokázala držet krok s rostoucími nároky her.
• DDR SDRAM (DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 ) – klasická operační paměť, v různých obdobích se používala také u grafických karet. Jejich výhodou byla dostupnost a nízká cena, postupně je však nahradily specializované paměti GDDR s vyšší propustností.

Tyto starší typy grafických pamětí dnes již v moderních grafických procesorech nenajdeme, ale byly důležitým krokem ve vývoji směrem k řešením GDDR a HBM.

Závěr

Paměť je srdcem každé grafické karty. Zatímco paměti GDDR dominují hernímu světu a neustále se vyvíjejí směrem k GDDR7, paměti HBM jsou určeny pro specializované oblasti, kde je rozhodující maximální propustnost. Starší typy grafických pamětí jsou již historií, ale tvořily základ, na kterém jsou postavena moderní řešení.

Až tedy budete příště vybírat grafickou kartu, nezapomeňte, že právě typy grafických pamětí mohou rozhodnout o tom, jak dobře si karta poradí s vašimi hrami nebo pracovními projekty. A pokud chcete být vždy v obraze, sledujte novinky – právě nové typy grafických pamětí vám ukážou, kam se svět her a profesionálních grafických řešení ubírá.