隨著高級圖形和顯示技術的發展,它們正在模糊元宇宙與我們日常體驗之間的界限。為顯示產品設計的記憶體解決方案的進步使得這一重要轉變成為可能。
改進虛擬現實的最大挑戰之一是將現實世界的對象和環境的複雜性提取出來,並在虛擬空間中重新打造它們。這樣做需要大量記憶體和更高的計算能力。與此同時創造更逼真的元宇宙的好處將是深遠的,包括對複雜場景的真實模擬等,從而激發多個行業的創新。
這是虛擬實境中最流行的概念之一背後的核心思想:數位孿生。數位孿生是對像或空間的虛擬表示。根據實際環境即時更新,數位孿生跨越其源頭的生命週期,並使用模擬、機器學習和推理來幫助決策。直到最近由於數據處理和傳輸的限制,這還不是可行的提議,但由於高頻寬技術的可用性,數位孿生現在越來越受歡迎。
與其他技術創新一樣,遊戲行業因不斷創新而蓬勃發展,速度和性能的新更新年復一年地推動市場向前發展。得益於3D渲染中的光線追踪等技術的發展,它可以追踪給定場景中的光反射,高階AAA遊戲中的顯示正變得超逼真且越來越身臨其境。
光線追踪能夠收集光線訊息,透過即時計算確定每個畫素的顏色。這種計算需要對大量數據進行近乎同步的計算——遊戲場景一秒鐘的數據量在60到140頁之間。更重要的是顯示品質正在快速提升,解析度從4K標準迅速過渡到8K標準,而幀緩衝區也在不斷增加,以反應現有緩衝區的兩倍。這就是為什麼隨著遊戲的不斷發展,高容量和高頻寬對於滿足不斷增長的記憶體需求至關重要。
高性能、大容量和高頻寬記憶體解決方案正在幫助虛擬領域更接近現實。為滿足這一不斷增長的市場需求,三星電子開發了GDDR6W (x64):業界首款下一代顯示DRAM技術。GDDR6W以三星的GDDR6 (x32) 產品為基礎,導入了扇出晶圓級封裝 (FOWLP) 技術,顯著提高了記憶體頻寬和容量。
自發布以來GDDR6已經有了顯著的改進。去年7月三星開發了24Gbps GDDR6,這是業界最快的顯示DRAM。GDDR6W使頻寬(性能)和容量翻倍,同時保持與 GDDR6 相同的大小。由於佔用空間不變,新的記憶體晶片可以很容易地投入到客戶用於GDDR6的相同生產流程中,並使用FOWLP構造和堆疊技術,從而縮短製造時間和成本。
如下圖所示由於在相同尺寸的封裝中可以搭載兩倍的記憶體晶片,DRAM容量從16Gb增加到32Gb,頻寬和I/O數量從32個增加到64個換句話說,記憶體所需的面積比以前的型號減少了50%。
通常封裝的尺寸會隨著堆疊的晶片數量的增加而增加。但是有一些物理因素限制了包裹的最大高度。更重要的是雖然堆疊晶片增加了容量,但在散熱和性能方面存在折衷。為了克服這些權衡,我們將我們的FOWLP技術應用於GDDR6W。
FOWLP技術直接將記憶體晶片安裝在矽晶圓上,而不是PCB。在此過程中應用了RDL(重新分佈層)技術,從而實現更精細的佈線圖案。此外由於不涉及PCB,因此減少了封裝的厚度並改善了散熱。採用FOWLP的GDDR6W的高度為0.7mm – 比之前高度為1.1mm的封裝薄36%。儘管晶片是多層的,但它仍然提供與現有 GDDR6相同的熱特性和性能。然而與GDDR6不同的是由於每個封裝的擴展I/O,採用FOWLP的GDDR6W的頻寬可以翻倍。
新開發的GDDR6W技術可在系統等級支援HBM等級頻寬。HBM2E採用4K系統等級I/O的系統等級頻寬為1.6TB/s,每引腳傳輸速率為3.2Gpbs。另一方面,GDDR6W採用512個系統等級I/O和每個引腳22Gpbs的傳輸速率可以產生1.4TB/s的頻寬。此外由於與使用HBM2E相比,GDDR6W將I/O數量減少到大約1/8,因此無需使用微凸塊。這使得它在不需要中介層的情況下更具成本效益。
三星電子在今年第二季完成了GDDR6W產品的JEDEC標準化。它還宣布將透過與GPU合作夥伴的合作,將GDDR6W的應用擴展到筆記型電腦等小型設備以及用於AI和HPC應用的新型高性能加速器。
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