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选购误区!GDDR4显存显卡三大缺陷

软件无忧 显卡 2013-04-23

今天我们的话题是:GDDR4显卡当前普及面临的三大难题。

和以往一样,我们先为大家介绍一下当前显卡的显存颗粒的种类,和他们之间的区别,以便大家在接下来的文章中能够更加了解它们的含义。

● 显存有哪几种?

按照种类来分,EDORAM、MDRAM等属于最早期的两种显存,它们大多“生活”在距今近10年以上,其中EDORAM显存曾经用于Voodoo、Voodoo 2等经典显卡上,但是对于普通消费者而言可能根本没有见过它们的身影,这里我们只作为了解而不进行深入分析了。

大多数用户是从SGRAM开始接触显存,当时主要有两种SGRAM和SDRAM:

☆ 名词解释

SGRAM:是Synchronous Graphics DRAM的缩写,意思是同步图形RAM,是专门为显卡设计的显存颗粒,具有较强图形读写能力的显存,由SDRAM颗粒改良而成。它改进了过去低效能显存传输率较低的缺点,为显卡性能的提高创造了条件。

☆ SGRAM与SDRAM的区别

SGRAM读写数据时不是一一读取,而是以“块”(Block)为单位,从而减少了内存整体读写的次数,提高了图形控制器的效率。我们最常见的是6ns版本,由于制造成本较高,多用于高端显卡上。

接下来显卡市场发展可以说是延续也可以看作是革命,延续是说下一代显卡沿用了SDRAM的技术核心,而革命是说它所能够提供的显存带宽有了翻天覆地的变化,这个就是DDR SDRAM。当时还同时存在DDR SGRAM和DDR SDRAM两种颗粒版本,但是由于DDR SGRAM技术规格限制,使其频率进一步提升成为了瓶颈,再加上其制造成本过高,逐步被市场所淘汰,而DDR SDRAM则发扬光大成为市场的主流。

○ 为了区别于内存与显存,我们在叙述显存颗粒前习惯加上一个G,叫做GDDR2等,G为Graphics的简写。

走过了SDRAM显存时代,下面我们将进入一个显存速度和带宽飞速发展的DDR时代,下面我们先来了解一下DDR的含义。

☆ 名词解释

DDR SDRAM:DDR是Double Data Rate的缩写,它是SDRAM内存的进化版本。在设计和操作上与SDRAM很相似,唯一不同的是DDR SDRAM在时钟周期的上升沿和下降沿都能传输数据,而SDRAM则只可在上升沿传输数据,所以DDR SDRAM的带宽是SDRAM的两倍。如果SDRAM内存的频率是133MHz,则DDR内存的频率是266MHz。

☆ GDDR SDRAM与GDDR2 SDRAM的区别

DDR SDRAM之后,随着技术发展逐步出现了DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM和DDR4 SDRAM等显存颗粒:与DDR SDRAM相比,DDR2 SDRAM最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下,可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。DDR2显存把DDR显存的“2bit Prefetch(2位预取)”技术升级为“4 bit Prefetch(4位预取)”机制,在相同的核心频率下其有效频率比DDR显存整整提高了一倍,DDR2 SDRAM显存在目前的低端显卡上我们依然可以看到,例如:Radeon HD 2600Pro和GeForce 8500GT等。

☆ GDDR2 SDRAM与GDDR3 SDRAM的区别

GDDR3较GDDR2主要有5大改变,分别是:

逻辑Bank数量:GDDR3起始逻辑Bank为8个,并且还可以扩展为16个逻辑Bank,而GDDR2仅为4 Bank或8 Bank。

封装:GDDR3在引脚方面有所增加,8bit芯片采用78球FBGA封装,16bit芯片采用96球FBGA封装,而DDR2则有60/68/84球FBGA封装三种规格。并且DDR3必须是绿色封装,不能含有任何有害物质。

突发长度:由于DDR3的预取为8bit,所以突发传输周期(BL,Burst Length)也固定为8,而DDR2为4-bit Burst Chop(突发突变)模式,即由一个BL=4的读取操作加上一个BL=4的写入操作来合成一个BL=8的数据突发传输,届时可通过A12地址线来控制这一突发模式。而且需要指出的是,任何突发中断操作都将在DDR3内存中予以禁止,且不予支持,取而代之的是更灵活的突发传输控制(如4bit顺序突发)。

寻址时序:DDR2的CL范围一般在2至5之间,而DDR3则在5至11之间,且附加延迟(AL)的设计也有所变化。DDR2时AL的范围是0至4,而DDR3时AL有三种选项,分别是0、CL-1和CL-2。

点对点连接:这是为了提高系统性能而进行了重要改动,也是与DDR2系统的一个关键区别。在DDR3系统中,一个内存控制器将只与一个内存通道打交道,而且这个内存通道只能一个插槽。因此内存控制器与DDR3内存模组之间是点对点(P2P,Point-to-Point)的关系(单物理Bank的模组),从而大大减轻了地址/命令/控制与数据总线的负载。

看到这里想必大家对显存颗粒的历史和一些相关技术已经有了一定了解,下面我们进入今天的主题:揭秘GDDR4显卡潜藏的三大缺陷。

目前显存主流市场还停留在GDDR3 SDRAM(下面简写为GDDR3)阶段,目前GDDR3显存颗粒由1400MHz频率起步,最快为2000MHz,转换为ns分别是1.4ns和1ns。但是从ATI最新一代Radeon HD 2900XT显卡诞生后,我们迎来了新一代显存颗粒——GDDR4。

GDDR4显存颗粒拥有更先进的制造工艺和更低的工作电压,并且可以工作在更高的工作频率下,使显卡可以得到更大的显存带宽,其中当前显存带宽的记录就是采用GDDR4显存颗粒的2900XT显卡所创造的,显存带宽为102.4GB/s。

● GDDR4显存的三大软肋

看似集中众多先进技术,外表“无敌”的GDDR4,其实身上潜藏着多处软肋:

软肋一:采用GDDR4显存颗粒显卡种类少。由于GDDR4显存颗粒较其前辈GDDR2和GDDR3等推出时间晚,所以目前采用GDDR4显存颗粒的显卡至今种类非常有限,仅有Radeon HD 2900XT和Radeon HD 2600XT两款显卡,NVIDIA虽然表示会推出采用GDDR4显存颗粒的GeForce 8800Ultra显卡,但是至今我们仍然无法看到相关产品推出。

软肋二:GDDR4显存成本高,价格昂贵。目前内存方面正处在DDR2向DDR3过渡阶段,而DDR4颗粒还需要等待多年才能成为电脑内存的标准规格,从目前来看它主要应用还是在显卡显存应用方面。

但是刚才我们为大家介绍了目前市场上仅有两款显卡采用了GDDR4显存颗粒,其所能消化的显存颗粒数量微乎其微,直接导致GDDR4显存颗粒无法大规模生产以降低整体成本,所以单个颗粒成本高成为了其普及的最大障碍之一。

☆ 小例子

目前市场中有采用GDDR4显存和GDDR3显存的两种Radeon HD 2600XT核心显卡,它们的市场售价分别为1299元和799元,之间有500元的价格差距,抛开两款显卡在做工用料上的成本差异,显存成本依然是造成两者价格差距的主要因素之一。

软肋三:性能弱。可能很多用户对这点不太认同,为什么采用了最新先进技术可以提供更高带宽的GDDR4显存颗粒性能会弱呢?

最快的GDDR4显存颗粒为0.9ns,其默认工作频率为2.22GHz,与1ns GDDR3显存颗粒默认的2GHz拥有0.22GHz的频率差异,可以提供更高的显存带宽,但是由于显存颗粒每升级一代其延迟就会提高一级,GDDR3过渡到GDDR4同样避不开这个致命弱点,由于延迟的提高,所以将0.22GHz的频率优势削减,使两者性能方面几乎持平。

☆ 小例子

刚过渡到DDR2内存时,各大媒体都有DDR2-533与DDR-400的性能对比,我们可以看到虽然DDR2-533工作频率较DDR-400快了66MHz,但是其最终表现出来的性能却要慢于DDR-400,而GDDR4与GDDR3存在同样问题。

虽然从现阶段来看,GDDR4显存在性能、价格、普及量上还存在很多问题,但是从长远角度来看GDDR4依然是未来发展趋势,并且会在不久的将来得到全面普及,成为市场的主流。

目前GDDR3显存颗粒可以提供最快达2.0GHz的频率,已经可以满足当前顶级显卡对于显存带宽的需求,从先阶段来看GDDR4还没有真正的用武之地。但是随着显卡GPU性能逐步提升,其对显存带宽的需求也是越来越高,能够提供更大显存带宽的GDDR4显存颗粒必然会得到更加广泛的应用,从GDDR显存过渡到GDDR2、GDDR2过渡到GDDR3等都可以得到印证。

目前GDDR4最快为0.9ns版本,默认工作频率为2.2GHz,由于工作频率较GDDR3显存颗粒仅提升了0.22GHz,速度和显存带宽并没有本质提升,而延迟却提高了不少,导致性能没有提升。但是随着制造工艺不断成熟,未来0.8ns和0.6ns等GDDR4显存颗粒将会得到大量普及,届时可以提供更快的工作频率和显存带宽以弥补延迟上的缺陷,性能问题将会迎刃而解。

采用GDDR4显存颗粒的显卡越来越多,而性能也越来越强,GDDR4普及将不再是问题。但是从市场角度来看,短期内采用GDDR3显存的显卡还将是市场的中流砥柱,GDDR4取得主导地位还有很长的路要走。今年11月NVIDIA将会发布其下一代显示核心G92,而ATI也将在Q4推出采用了55nm制造工艺的新一代GPU,这两代产品均代表了GPU发展的新方向,GDDR4很有可能搭载这一代新GPU成为市场的主流显存颗粒,让我们拭目以待。