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GDDR4顯存顯卡三大缺陷是什么
今天我們的話題是：GDDR4顯卡當(dāng)前普及面臨的三大難題。
和以往一樣，我們先為大家介紹一下當(dāng)前顯卡的顯存顆粒的種類，和他們之間的區(qū)別，以便大家在接下來的文章中能夠更加了解它們的含義。
● 顯存有哪幾種？
按照種類來分，EDORAM、MDRAM等屬于最早期的兩種顯存，它們大多“生活”在距今近10年以上，其中EDORAM顯存曾經(jīng)用于Voodoo、Voodoo 2等經(jīng)典顯卡上，但是對(duì)于普通消費(fèi)者而言可能根本沒有見過它們的身影，這里我們只作為了解而不進(jìn)行深入分析了。
大多數(shù)用戶是從SGRAM開始接觸顯存，當(dāng)時(shí)主要有兩種SGRAM和SDRAM：
☆ 名詞解釋
SGRAM：是Synchronous Graphics DRAM的縮寫，意思是同步圖形RAM，是專門為顯卡設(shè)計(jì)的顯存顆粒，具有較強(qiáng)圖形讀寫能力的顯存，由SDRAM顆粒改良而成。它改進(jìn)了過去低效能顯存?zhèn)鬏斅瘦^低的缺點(diǎn)，為顯卡性能的提高創(chuàng)造了條件。
☆ SGRAM與SDRAM的區(qū)別
SGRAM讀寫數(shù)據(jù)時(shí)不是一一讀取，而是以“塊”（Block）為單位，從而減少了內(nèi)存整體讀寫的次數(shù)，提高了圖形控制器的效率。我們最常見的是6ns版本，由于制造成本較高，多用于高端顯卡上。
接下來顯卡市場(chǎng)發(fā)展可以說是延續(xù)也可以看作是革命，延續(xù)是說下一代顯卡沿用了SDRAM的技術(shù)核心，而革命是說它所能夠提供的顯存帶寬有了翻天覆地的變化，這個(gè)就是DDR SDRAM。當(dāng)時(shí)還同時(shí)存在DDR SGRAM和DDR SDRAM兩種顆粒版本，但是由于DDR SGRAM技術(shù)規(guī)格限制，使其頻率進(jìn)一步提升成為了瓶頸，再加上其制造成本過高，逐步被市場(chǎng)所淘汰，而DDR SDRAM則發(fā)揚(yáng)光大成為市場(chǎng)的主流。
○ 為了區(qū)別于內(nèi)存與顯存，我們?cè)跀⑹鲲@存顆粒前習(xí)慣加上一個(gè)G，叫做GDDR2等，G為Graphics的簡(jiǎn)寫。
走過了SDRAM顯存時(shí)代，下面我們將進(jìn)入一個(gè)顯存速度和帶寬飛速發(fā)展的DDR時(shí)代，下面我們先來了解一下DDR的含義。
☆ 名詞解釋
DDR SDRAM：DDR是Double Data Rate的縮寫，它是SDRAM內(nèi)存的進(jìn)化版本。在設(shè)計(jì)和操作上與SDRAM很相似，唯一不同的是DDR SDRAM在時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿都能傳輸數(shù)據(jù)，而SDRAM則只可在上升沿傳輸數(shù)據(jù)，所以DDR SDRAM的帶寬是SDRAM的兩倍。如果SDRAM內(nèi)存的頻率是133MHz，則DDR內(nèi)存的頻率是266MHz。
☆ GDDR SDRAM與GDDR2 SDRAM的區(qū)別
DDR SDRAM之后，隨著技術(shù)發(fā)展逐步出現(xiàn)了DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM和DDR4 SDRAM等顯存顆粒：與DDR SDRAM相比，DDR2 SDRAM最主要的改進(jìn)是在內(nèi)存模塊速度相同的情況下，可以提供相當(dāng)于DDR內(nèi)存兩倍的帶寬。DDR2顯存把DDR顯存的“2bit Prefetch(2位預(yù)取)”技術(shù)升級(jí)為“4 bit Prefetch(4位預(yù)取)”機(jī)制，在相同的核心頻率下其有效頻率比DDR顯存整整提高了一倍，DDR2 SDRAM顯存在目前的低端顯卡上我們依然可以看到，例如：Radeon HD 2600Pro和GeForce 8500GT等。
☆ GDDR2 SDRAM與GDDR3 SDRAM的區(qū)別
GDDR3較GDDR2主要有5大改變，分別是：
邏輯Bank數(shù)量：GDDR3起始邏輯Bank為8個(gè)，并且還可以擴(kuò)展為16個(gè)邏輯Bank，而GDDR2僅為4 Bank或8 Bank。
封裝：GDDR3在引腳方面有所增加，8bit芯片采用78球FBGA封裝，16bit芯片采用96球FBGA封裝，而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規(guī)格。并且DDR3必須是綠色封裝，不能含有任何有害物質(zhì)。
突發(fā)長(zhǎng)度：由于DDR3的預(yù)取為8bit，所以突發(fā)傳輸周期（BL，Burst Length）也固定為8，而DDR2為4-bit Burst Chop（突發(fā)突變）模式，即由一個(gè)BL=4的讀取操作加上一個(gè)BL=4的寫入操作來合成一個(gè)BL=8的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸，屆時(shí)可通過A12地址線來控制這一突發(fā)模式。而且需要指出的是，任何突發(fā)中斷操作都將在DDR3內(nèi)存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發(fā)傳輸控制（如4bit順序突發(fā)）。
尋址時(shí)序：DDR2的CL范圍一般在2至5之間，而DDR3則在5至11之間，且附加延遲（AL）的設(shè)計(jì)也有所變化。DDR2時(shí)AL的范圍是0至4，而DDR3時(shí)AL有三種選項(xiàng)，分別是0、CL-1和CL-2。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接：這是為了提高系統(tǒng)性能而進(jìn)行了重要改動(dòng)，也是與DDR2系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別。在DDR3系統(tǒng)中，一個(gè)內(nèi)存控制器將只與一個(gè)內(nèi)存通道打交道，而且這個(gè)內(nèi)存通道只能一個(gè)插槽。因此內(nèi)存控制器與DDR3內(nèi)存模組之間是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P，Point-to-Point）的關(guān)系（單物理Bank的模組），從而大大減輕了地址/命令/控制與數(shù)據(jù)總線的負(fù)載。
看到這里想必大家對(duì)顯存顆粒的歷史和一些相關(guān)技術(shù)已經(jīng)有了一定了解，下面我們進(jìn)入今天的主題：揭秘GDDR4顯卡潛藏的三大缺陷。
目前顯存主流市場(chǎng)還停留在GDDR3 SDRAM(下面簡(jiǎn)寫為GDDR3)階段，目前GDDR3顯存顆粒由1400MHz頻率起步，最快為2000MHz，轉(zhuǎn)換為ns分別是1.4ns和1ns。但是從ATI最新一代Radeon HD 2900XT顯卡誕生后，我們迎來了新一代顯存顆�！狦DDR4。
GDDR4顯存顆粒擁有更先進(jìn)的制造工藝和更低的工作電壓，并且可以工作在更高的工作頻率下，使顯卡可以得到更大的顯存帶寬，其中當(dāng)前顯存帶寬的記錄就是采用GDDR4顯存顆粒的2900XT顯卡所創(chuàng)造的，顯存帶寬為102.4GB/s。
● GDDR4顯存的三大軟肋
看似集中眾多先進(jìn)技術(shù)，外表“無敵”的GDDR4，其實(shí)身上潛藏著多處軟肋：
軟肋一：采用GDDR4顯存顆粒顯卡種類少。由于GDDR4顯存顆粒較其前輩GDDR2和GDDR3等推出時(shí)間晚，所以目前采用GDDR4顯存顆粒的顯卡至今種類非常有限，僅有Radeon HD 2900XT和Radeon HD 2600XT兩款顯卡，NVIDIA雖然表示會(huì)推出采用GDDR4顯存顆粒的GeForce 8800Ultra顯卡，但是至今我們?nèi)匀粺o法看到相關(guān)產(chǎn)品推出。
軟肋二：GDDR4顯存成本高，價(jià)格昂貴。目前內(nèi)存方面正處在DDR2向DDR3過渡階段，而DDR4顆粒還需要等待多年才能成為電腦內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，從目前來看它主要應(yīng)用還是在顯卡顯存應(yīng)用方面。
但是剛才我們?yōu)榇蠹医榻B了目前市場(chǎng)上僅有兩款顯卡采用了GDDR4顯存顆粒，其所能消化的顯存顆粒數(shù)量微乎其微，直接導(dǎo)致GDDR4顯存顆粒無法大規(guī)模生產(chǎn)以降低整體成本，所以單個(gè)顆粒成本高成為了其普及的最大障礙之一。
☆ 小例子
目前市場(chǎng)中有采用GDDR4顯存和GDDR3顯存的兩種Radeon HD 2600XT核心顯卡，它們的市場(chǎng)售價(jià)分別為1299元和799元，之間有500元的價(jià)格差距，拋開兩款顯卡在做工用料上的成本差異，顯存成本依然是造成兩者價(jià)格差距的主要因素之一。
軟肋三：性能弱�？赡芎芏嘤脩魧�(duì)這點(diǎn)不太認(rèn)同，為什么采用了最新先進(jìn)技術(shù)可以提供更高帶寬的GDDR4顯存顆粒性能會(huì)弱呢？
最快的GDDR4顯存顆粒為0.9ns，其默認(rèn)工作頻率為2.22GHz，與1ns GDDR3顯存顆粒默認(rèn)的2GHz擁有0.22GHz的頻率差異，可以提供更高的顯存帶寬，但是由于顯存顆粒每升級(jí)一代其延遲就會(huì)提高一級(jí)，GDDR3過渡到GDDR4同樣避不開這個(gè)致命弱點(diǎn)，由于延遲的提高，所以將0.22GHz的頻率優(yōu)勢(shì)削減，使兩者性能方面幾乎持平。
☆ 小例子
剛過渡到DDR2內(nèi)存時(shí)，各大媒體都有DDR2-533與DDR-400的性能對(duì)比，我們可以看到雖然DDR2-533工作頻率較DDR-400快了66MHz，但是其最終表現(xiàn)出來的性能卻要慢于DDR-400，而GDDR4與GDDR3存在同樣問題。
雖然從現(xiàn)階段來看，GDDR4顯存在性能、價(jià)格、普及量上還存在很多問題，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看GDDR4依然是未來發(fā)展趨勢(shì)，并且會(huì)在不久的將來得到全面普及，成為市場(chǎng)的主流。
目前GDDR3顯存顆�？梢蕴峁┳羁爝_(dá)2.0GHz的頻率，已經(jīng)可以滿足當(dāng)前頂級(jí)顯卡對(duì)于顯存帶寬的需求，從先階段來看GDDR4還沒有真正的用武之地。但是隨著顯卡GPU性能逐步提升，其對(duì)顯存帶寬的需求也是越來越高，能夠提供更大顯存帶寬的GDDR4顯存顆粒必然會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，從GDDR顯存過渡到GDDR2、GDDR2過渡到GDDR3等都可以得到印證。
目前GDDR4最快為0.9ns版本，默認(rèn)工作頻率為2.2GHz，由于工作頻率較GDDR3顯存顆粒僅提升了0.22GHz，速度和顯存帶寬并沒有本質(zhì)提升，而延遲卻提高了不少，導(dǎo)致性能沒有提升。但是隨著制造工藝不斷成熟，未來0.8ns和0.6ns等GDDR4顯存顆粒將會(huì)得到大量普及，屆時(shí)可以提供更快的工作頻率和顯存帶寬以彌補(bǔ)延遲上的缺陷，性能問題將會(huì)迎刃而解。
采用GDDR4顯存顆粒的顯卡越來越多，而性能也越來越強(qiáng)，GDDR4普及將不再是問題。但是從市場(chǎng)角度來看，短期內(nèi)采用GDDR3顯存的顯卡還將是市場(chǎng)的中流砥柱，GDDR4取得主導(dǎo)地位還有很長(zhǎng)的路要走。今年11月NVIDIA將會(huì)發(fā)布其下一代顯示核心G92，而ATI也將在Q4推出采用了55nm制造工藝的新一代GPU，這兩代產(chǎn)品均代表了GPU發(fā)展的新方向，GDDR4很有可能搭載這一代新GPU成為市場(chǎng)的主流顯存顆粒，讓我們拭目以待。
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