ビデオカードのメモリが増設できない理由について、昔この業界に関わったことがある俺が説明してみる。理由は2つで、技術的ハードルが高い点と需要が無いという点である。
■ その1 技術的ハードルについて
現在主流となっているビデオカードのメモリはGDDR6という規格である。こいつは16Gbpsでデータを転送できるんだが、1bitのデータのやりとりに使えるのはわずか62.5ピコ秒しかないということだ。これってメチャクチャやばい話で、僅か数mmの配線長の違いでも信号のタイミングのずれに影響してしまう。PC系のニュースサイトでビデオカードからクーラーを外した写真がよく掲載されているので試しに見てほしいのだが、タイミングずれが起きないようにGPUの周りを囲むように等距離になる位置にメモリが配置されているのがわかるだろうか？また、このような配置には、配線距離が短くなるメリットもあるのだ。
一方、PCに使われるメモリモジュールだが、見てわかるように長方形の基板にメモリチップが載せられている。配線の距離は当然ビデオカード直付けのものと比べて長い。各メモリチップ間の配線長のチップ間差だけならどうにかできなくはないが、配線長の絶対的な長さが問題になってくる。モジュール上の数センチの配線で生じる配線抵抗と寄生容量の影響がかなり大きく、1bitのデータをわずか62.5ピコ秒で転送しなくてはならないビデオカード向けメモリだと致命傷になってしまうのだ。
余談だが、数年前にGDDR5Mというモジュールでメモリを増設できるビデオカードむけのメモリ規格が提案されたことがあったのだが、上記のような問題から当時主流であったビデオカードに直付けするタイプのGDDR5に比べて性能が低く(7GbpsのGDDR5に対し5Gbpsにとどまった)、その程度なら3.2Gbpsでデータを転送できる汎用のDDR4と比べて大したメリット無いじゃんということで製品化されずに終わってしまった。
■ その2 需要の無さ
あなたは世界で一番ビデオカード向けのメモリを買っているメーカーがどこかご存じだろうか？実はソニーである。ちなみにナンバー2はマイクロソフト。何を隠そうビデオカード向けのメモリの需要って大半がゲーム機向けなのだ。ゲーム機の場合、世代交代するまでの5年間くらいは基本的にスペック固定である。なのでメモリの増設需要がそもそもない。そしてゲーム機の市場規模自体が他の電子機器に比べると一桁二桁小さい。
例を上げると、スマートフォンの年間販売台数は全世界で12-3億台。PCでざっくり3億台。ゲーム機は年間1000-2000万台。ビデオカード向けメモリの最大消費者のゲーム機でさえ、スマートフォンの1/50の市場規模で、それより小さいPC向けビデオカード市場で、さらにメモリを増やしたい人向けの市場規模となると察して下さいとしか言いようがないレベルになる。その僅かな市場に何億もの開発費をかけて製品を出そう！という酔狂なメーカーはなかなか出てこないだろう。
最も、スーパーコンピュータのような特殊な用途だと増設できるGPU向けメモリが登場する可能性があるかもしれない。数年前に不祥事を起こしたスーパーコンピューターベンチャーP社の例だが、10年ほど前に倒産したメモリメーカーE社の元エンジニアを集めてカスタムメモリを独自開発しようとしていた節がある。絶対的な性能やどうしても大量のメモリがないと困るというシチュエーションがあれば、経済的合理性ガン無視で独自規格の製品を作るモチベーションが生まれるというわけである。