賽道Hyper | 美光GDDR7送樣：三巨頭開啓新戰場角逐
作者：周源/華爾街見聞
最近，英偉達聯合創始人兼CEO黃仁勳在臺北Computex 2024展更新了AI GPU技術路線圖，同時黃仁勳還澄清了三星電子HBM（高帶寬存儲器：High Bandwidth Memory）並沒有因爲過熱問題而沒有通過英偉達質量測試。此事意味着三星電子的HBM3e（第五代）將很快進入英偉達AI加速卡供應鏈。
黃仁勳說，“我們需要HBM數量非常大，因此供應速度至關重要。我們正在與三星、SK 海力士和美光合作，我們將收到這三家公司的產品。“
之前有消息稱，SK海力士和美光的HBM產能已排到2025年底，一方面說明英偉達需要的HBM產能確實夠多；另一方面，也在側面說明HBM產能問題會成爲英偉達AI加速卡出貨量的障礙。
從HBM的技術演進史可以看到，HBM原本作爲GDDR的替代品。HBM技術迭代很快，性能越來越強，但成本也越來越高。
實際上，GDDR如今也已非昔日吳下阿蒙：今年3月6日，固態技術協會（JEDEC）確定了JESD239 GDDR7顯卡技術規範標準，性能較GDDR有巨幅提升，已有跡象顯示出GDDR7的部分性能正在跨越To C消費級範疇，邁向To B的HPC（高性能計算）領域。故而，GDDR7也開始有了彌補高成本HBM缺陷的實力。
新戰場：GDDR7來了
6月4日，美光宣佈開始爲下一代GPU提供GDDR7內存樣品：有28GB/s和32GB/s兩種速率。其中，32GB/s GDDR7提供的內存帶寬比GDDR6高出60%；在384位總線上，內存帶寬能達到1.5TB/s。GDDR6在RTX 4090等GPU最高帶寬爲1TB/s。
美光GDDR7採用其1β (1-beta) DRAM 技術製造。在最新路線圖中，美光公佈了到2026年，達到36GB和24GB+的內存模塊；三星電子的目標是實現32GB的速率，但沒有公佈中期速率目標。
今年3月，三星電子和SK海力士在英偉達GTC大會上也披露了各自的GDDR7技術參數。現在，三家主流供應商等於又開闢了一個新戰場：GDDR7。
按照不同應用場景劃分，JEDEC將DRAM分成標準DDR、LPDDR和GDDR三類。其中，DDR主要應用於服務器和PC端（桌面），LPDDR主要應用於手機端和PC（筆電），GDDR的主要應用領域爲圖像處理領域。
在DARM產業格局方面，三星、SK海力士和美光三足鼎立。當前代際DDR5/LPDDR5主流市場的主要競爭由這三家展開。此外，中國臺灣存儲企業華邦及南亞科技，中國大陸存儲企業長鑫存儲也將目光聚焦在這塊市場。
什麼是GDDR？
GDDR，英文全稱Graphics Double Data Rate：雙圖像倍數據速率。這是一種專爲圖形處理單元（GPU）設計的同步雙數據速率動態隨機存取存儲器（SDRAM）。
1998年，三星電子推出業界首款16 Mb GDDR內存芯片。自此，GPU和CPU內存開始有了各自獨立的技術路線和產品。最初，GPU顯卡內存和CPU內存可以通用。1998年之後，GPU開始有專用顯存——GDDR。
3月6日，JEDEC發佈JESD239 GDDR7顯卡技術規範，旨在提供更高帶寬、更高數據傳輸速率、更高能效和更大存儲容量，以支持未來高性能計算應用的發展。
目前，市場首批GDDR7顯存容量僅2GB（16Gb），與GDDR6/6X一致。JEDEC表示，未來會有3GB、4GB、6GB甚至8GB。首發搭載GDDR7的是英偉達RTX 50系列和AMD RX 8000系列。
據JEDEC披露，JESD239 GDDR7是首款使用脈衝幅度調製（PAM）接口作高頻操作的JEDEC標準DRAM。
GDDR7的帶寬是GDDR6的兩倍：即192GB/s。這通過了增加獨立通道數量至4個實現。GDDR7也支持16Gbit至32Gbit的密度，包括支持雙通道模式，可實現系統容量的翻倍，孤兒能滿足未來圖形、遊戲、計算、網絡和人工智能應用對高內存帶寬不斷增長的需求。
與HBM通常用於超算（高性能計算：HPC）中心AI算力集羣不同，GDDR主要用於遊戲、專業圖形設計/渲染、科學和工程模擬、虛擬現實、可視化應用（消費級）和AI邊緣計算的ML（機器學習）。
下半年三巨頭角逐
美光GDDR7內存樣品的工作電壓爲1.2V（前代GDDR6工作電壓爲1.35V），與JEDEC的GDDR7技術規範吻合；工作效率相比前代提升50%。之所以能實現這一點，主要是因爲美光采用了分割電壓平面、部分設備運行和休眠模式。
此外，美光還採用FBGA更薄的封裝高度（1.1mm對比1.2mm）和高熱導EMC封裝，故而達成了65%更高的熱阻，這爲臺式機和筆電提供了更高效的熱管理。
這些特性，除了更進一步提升美光GDDR7在GDDR傳統應用領域的性能，另外在生成式AI和HPC等需要更高性能帶寬的尖端領域，也有了廣闊前景。這就意味着，GDDR7突破了以往的性能瓶頸，開始有了能與低端HBM相媲美的性能表現。
這讓GDDR有能力實現破圈：從To C的消費級GPU應用，邁向To B的企業級高性能市場。
據美光官方信息，在遊戲領域，美光的GDDR7樣品預計每秒幀數（FPS）提升幅度超過30%，特別是光線追蹤和光柵化工作負載。
生成式AI方面，美光GDDR7提供超過1.5TB/s的高系統帶寬，預計可將生成式AI文本到圖像生成的響應時間加快20%；在HPC，GDDR7預計能減少更多處理時間，實現複雜工作負載（如動畫、3D設計、科學仿真和金融建模）的無縫多任務處理。
當然，GDDR7性能提升幅度雖然相比GDDR6更高，但依然無法與HBM3/3e相比，更遑論HBM4，但GDDR7提升後的整體性能，與HBM2或許可以等量齊觀。
三星電子在3月的英偉達GTC大會上也披露了其GDDR7的部分技術參數，比如三星GDDR7能在僅1.1V的DRAM電壓下實現32 Gbps的速度（與GDDR6X相比提升33%），超過了JEDEC的GDDR7技術規範的1.2V電壓標準。這項性能主要是通過首次應用PAM3信號實現的。
同時，三星GDDR7能實現最高192GB/s的顯存速度，單顆顯存容量2GB；通過加持三星電子特有的其他電源管理創新，三星GDDR7能效提高幅度提升了20%，發熱量（熱阻）減少70%，待機功耗降低50%。
作爲存儲三巨頭之一，SK海力士自然也不會缺席。海力士GDDR7最大帶寬達到160GB/s，是其上一代產品（GDDR6位80GB/s）的兩倍，功耗效率提升40%；內存密度提升1.5倍，故而視覺效果也進一步得到增強。
目前，海力士16Gb GDDR7預計將在今年三四季度實現批量出貨，三星也在出樣品的過程中；美光GDDR7內存將於今年下半年發售。意外的是AMD，據美光透露，AMD也會加入GDDR7市場角逐。