メモリ帯域幅計算ツール(DDR・LPDDR・GDDR)
要点
メモリのピーク帯域は「転送レート × バス幅 ÷ 8」で、DDR5-6400 の DIMM 1枚(64bit)なら51.2 GB/s、2チャネルで102.4 GB/s です。GDDR6X 21Gbps を384bitでつなぐハイエンドGPUは約1 TB/s に達します。実際に得られる帯域は、リフレッシュやバンク競合で理論値の60〜90%程度になります。
入力
ピーク帯域幅102.4GB/s
実効帯域幅(目安)76.8GB/s
合計バス幅128bit
1ピンあたりのデータレート6.40Gbps
1コアあたりの実効帯域4.80GB/s
1GBを読み切る時間(実効)13.02ms
ピーク帯域は理論上の上限で、実際のアプリケーションで得られる帯域は、リフレッシュ、バンク競合、読み書きの切り替え、アクセスパターンの影響で60〜90%程度に下がります。ECC用のビットは帯域に含めていません。
メモリ規格ごとの帯域幅(1チャネル・1チップあたり)
| 規格 | ピン速度 | バス幅 | 帯域 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| DDR4-3200 | 3.2 Gbps | 64 bit | 25.6 GB/s | DIMM 1枚=64bit |
| DDR5-6400 | 6.4 Gbps | 64 bit | 51.2 GB/s | DIMM 1枚=32bit×2サブチャネル |
| DDR5-8800(MRDIMM) | 8.8 Gbps | 64 bit | 70.4 GB/s | サーバー向け高速DIMM |
| LPDDR5-6400 | 6.4 Gbps | 16 bit | 12.8 GB/s | 1チャネル=16bit |
| LPDDR5X-8533 | 8.5 Gbps | 16 bit | 17.1 GB/s | 1チャネル=16bit |
| GDDR6 16Gbps | 16.0 Gbps | 32 bit | 64.0 GB/s | 1チップ=32bit |
| GDDR6X 21Gbps | 21.0 Gbps | 32 bit | 84.0 GB/s | 1チップ=32bit(PAM4) |
| GDDR7 32Gbps | 32.0 Gbps | 32 bit | 128.0 GB/s | 1チップ=32bit(PAM3) |
DDR・LPDDR・GDDR・HBM の違い
メモリの帯域幅は「1ピンあたりの速さ × ピンの本数」で決まります。DDRはDIMMを差し替えられる汎用性を優先し、1チャネル64bitを基本にチャネル数で帯域を稼ぎます。LPDDRはスマートフォンやノートPC向けに低電圧化し、SoCのすぐ横に実装して16bitチャネルを多数並べます。GDDRはGPU向けにピン速度を極限まで上げた規格で、PAM4やPAM3の多値信号で1ピン20〜30Gbps以上に達します。
HBMはピン速度を抑える代わりに、TSVで積層したDRAMをインターポーザ上でプロセッサと数千本の配線でつなぎ、1スタック1024bit(HBM4は2048bit)という桁違いのバス幅を実現します。AI向けGPUがHBMを使うのは、演算性能に対してメモリ帯域が律速になるためで、HBM の帯域は専用の計算ツールで確認できます。
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