简介：跟着网络和数据中心带宽需求的日益进步，针对高功能内存解决计划的需求也是水涨船高。关于超越 400 Gbps 的体系开发，以经济高效的办法完成内存计划的功能和功率现已成为项目中的重要应战之一。
1. 概述
跟着网络和数据中心带宽需求的日益进步，针对高功能内存解决计划的需求也是水涨船高。关于超越 400 Gbps 的体系开发，以经济高效的办法完成内存计划的功能和功率现已成为项目中的重要应战之一。
图形双数据速率 （GDDR） 内存开始是为了满意游戏机和PC的高功能图形核算需求而开发的，自2008年面市至今历经十余载，现已在商场中久经考验，现在也正被运用于网络和数据中心范畴等其他范畴，为产品供给低危险、灵敏而又经济高效内存解决计划。
在接下来的章节中，本文将首要共享推进这些高带宽和高功能需求的网络职业微观趋势，然后评论GDDR6怎么故比当今任何其他高带宽内存解决计划更好地满意这些需求，最终介绍Achronix Speedster7t FPGA产品中的GDDR6控制器。
咱们将会连续推出关于GDDR6其他有用常识的系列文章，比方GDDR6构架和根本运用办法，存取带宽与推迟的功能测评，网络运用参阅规划，以及怎么应对GDDR6体系级规划中的信号完好性应战，敬请重视。
2. 网络职业趋势
思科在2019年发布的可视化网络指数（Visual Networking Index）陈述［1］称，2017 年全球互联网IP流量月均为 122 EB （1018 Bytes），估计 到2022 年将添加到 396 EB，复合年添加率 （CAGR） 为 26%，这一趋势大部分与大数据的鼓起和不断添加的视频流量有关。
图 1：全球互联网IP流量猜测（Cisco VNI 2017-2022）［1］
同一研讨［1］猜测，智能手机和平板电脑等接入设备的数量将从 2017 年的 180 亿台添加到 2022 年的 285 多亿台设备（图 2），到时人均所具有的网络接入设备数量将到达 3.6台。得益于5G以及物联网（IoT）的开展，2022年总衔接节点数量中M2M设备的数量将超越50%。
图 2：需求衔接的网络设备（Cisco VNI 2017-2022）［1］
3. 是什么在推进网络需求？
几个重要范畴的添加正在推进网络职业中这些史无前例的需求：
• 移动数据和互联网视频：经过互联网按需拜访数据和高清视频的需求不断添加。（此处不包括非按需的网络拜访，比方占有全网流量25%以上的DDoS进犯）
• 物联网 （IoT）： 物联网正在添加有必要拜访网络的设备数量，如可穿戴设备、智能家电和轿车。
• 云服务：很多企业正在将其服务迁移到云中，云端的立异事务也在不断的添加。
• 大数据剖析：要使杂乱网络的一切部分都高效运转，网络中的边际设备有必要经过智能的数据剖析，来更好、更快地了解其带着的数据。
总归，更多的用户、更多的设备、更大的屏幕，以及更多样的云端服务正在推进 IP 流量呈指数级添加。在添加没有放缓痕迹的情况下，咱们怎么规划产品以满意这些要求？
4. 为什么运用GDDR6？
原因1：极佳的功能
现在，GDDR6的密度现已做到16Gbits，与最高容量的 DDR4 内存芯片一起。GDDR6 器材的带宽高达512Gb/s，是DDR4 的 10 倍。在未来，GDDR6将依照规范向更高容量更快速度演进。GDDR6的这些优势，使其成为满意现代网络需求的抱负挑选。
图3： DDR vs. GDDR 容量比较 ［2］
图4： DDR vs. GDDR 带宽比较 ［2］
原因2：下降总具有本钱
在考虑总具有本钱 （TCO） 时，请必须考虑规划的一切方面。图 5 比较了三种不同的办法，以满意 1Tb 交流运用程序的需求。如图所示，相关于DDR4，选用GDDR6 不只能够将规划杂乱性下降80%，还能够削减 82% 的PCB面积占用，并将能效进步 44%。
图5： 各种干流内存计划的总具有本钱（TCO）比较 ［2］
原因3：轻松规划
如果您现已了解传统的DDR 规划，则运用 GDDR 内存进行规划将是一种了解的低危险体会。对逻辑工程师和软件工程师来说，GDDR6 与传统DDR技能运用的办法相似，Speedster7t FPGA 所内建的GDDR6控制器进一步简化了规划。关于硬件工程师来说，GDDR6 的高速单端SerDes信号管脚与DDR的低速信号管脚的规划规矩差异较大，Achronix将供给高速信号规划手册以及参阅规划，协助客户低危险地从DDR迁移到GDDR6。
如果您现已了解GDDR5规划，那么过渡至GDDR6将是十分顺滑的规划体会。GDDR6 和 GDDR5 之间的首要差异与封装和引脚相关，遵从相同的规划实践。
5. Achronix Speedster7t FPGA产品中的GDDR6控制器
Achronix 半导体的 Speedster7t FPGA 系列针对高带宽作业负载进行了优化，消除了与传统 FPGA 相关的功能瓶颈。Speedster7t FPGA 根据台积电的 7nm FinFET 工艺技能，选用革命性的新式 2D 片上网络 （NoC）和首创的机器学习处理器 （MLP）矩阵，并使用高带宽 GDDR6 接口、400G 以太网和 PCI Express Gen5 端口等IP，可供给 ASIC 级功能，一起保存完好的编程功能。
图6： Achronix Speedster7t1500 高功能FPGA 构架 ［3］
Speedster7t FPGA 规划具有多达8个 GDDR6 控制器，以较低的本钱供给最快的拜访速度，一起确保相当于LPDDR5水平的低功耗。每个 GDDR6控制器支撑多达 32 位数据，一共支撑4Tbps的内存带宽。 GDDR6 控制器和 PHY 是硬 IP，无需耗费FPGA中的可编程逻辑资源，也无需面临布局布线所带来的时序收敛应战。这些特征一起使GDDR6 SDRAM 接口成为下一代体系规划的绝佳挑选。
