gddr3显卡值得买?显存技术分析与测试
泡泡网显卡频道7月9日 显存对于一款专业游戏显卡来说，重要性不言而喻，显存颗粒体质的好坏同样关乎玩家们超频的乐趣，时代变迁技术发展，曾经的gddr3和如今的gddr5到底有哪些性能上的提升呢？为什么常见的中高端游戏显卡配备gddr5显存，低端显卡有配备gddr3显存？gddr5到底强在哪里？两者有何不同？我们带着这些问题走进今天的技术探究。
● gddr3：一代王者gddr3源于ddr2技术
无论gddr还是gddr2，由于在技术方面与ddr/ddr2并无太大差别，因此最终在频率方面gddr并不比ddr高太多。在经历了gddr2的失败之后，两大图形巨头nvidia和ati对jedec组织慢如蜗牛般的标准制订流程感到越来越失望，认为他们制定的显存不能适应gpu快节奏的产品更新换代周期，于是nvidia和ati的工作人员积极参与到了jedec组织当中，以加速显存标准的起草及制定。
双方一致认为，显存与内存在数据存储的应用方面完全不同，在内存核心频率(电容刷新频率)无法提升的情况下，单纯提高i/o频率来获得高带宽很不现实。因此，必须要有一种针对高速点对点环境而重新定义的i/o接口。于是gddr3诞生了，这是第一款真正完全为gpu设计的存储器。
gddr3和gddr2/ddr2一样，都是4bit预取架构，gddr3主要针对gddr2高功耗高发热的缺点进行改进，并提升传输效率来缓解高延迟的负面影响。
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点对点dqs，读写无需等待
gddr2只有一条数据选择脉冲（dqs），是单一双向的，而gddr3则拥有读与写两条独立的dqs，而且是点对点设计。这样做的好处在于，在读取之后如果马上进行写入时，不必再等dqs的方向转变，由此实现读写操作的快速切换。
相比gddr2/ddr2，gddr3的读写切换动作可以少一个时钟周期，如果需要对某一个连续的区块同时读写数据时，gddr3的速度就要比gddr2快一倍。
由于存储单元自身的特性，内存颗粒的逻辑bank是无法同时读写数据的，并不存在“全双工”一说，但gddr3的这项改进让顺序读写成为可能。gpu本身缓存很小，与显存之间的数据交换极其频繁，读写操作穿插进行，因此gddr3点对点设计的dqs可以让显存存储效率大增。但对于cpu来说，读写切换并不如gpu那么频繁，而且cpu拥有大容量的二三级缓存，所以gddr3这种设计并不能极大的提升内存带宽，也没有引入到下一代ddr3当中。
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改进i/o接口，简化数据处理，控制功耗
同时gddr3也对i/o控制电路和终结电阻进行了修改，它不再沿用gddr2的“推式（push pull）”接收器，而将其改为虚拟开极逻辑方式（pseudo open drain logic），并且通过将所有的三相数据信号转移到本位电路上，来简化数据处理，将dc电流压至最小，只有当逻辑low移至总线上时才会消费电力，从而很好的控制了功耗和发热。
即便使用了8bit预取技术，可gddr4还是没有与gddr3拉开频率差距，因为瓶颈在i/o控制器上面而不是内核，而gddr5就是用来解决这一瓶颈的。
● gddr5：恐怖的频率是如何达成的
和gddr4一样，gddr5采用了ddr3的8bit预取技术，核心频率显然不是瓶颈，如何提升i/o频率才是当务之急。但gddr5并没有让i/o频率翻倍，而是使用了两条并行的dq总线，从而实现双倍的接口带宽。
gddr5各项总线工作频率示意图
双dq总线的结果就是，gddr5的针脚数从gddr3/4的136ball大幅增至170ball，相应的gpu显存控制器也需要重新设计。gddr5显存拥有多达16个物理bank，这些bank被分为四组，双dq总线交叉控制四组bank，达到了实时读写操作，一举将数据传输率提升至4ghz以上！
以往gddr1/2/3/4和ddr1/2/3的数据总线都是ddr技术(通过差分时钟在上升沿和下降沿各传输一次数据)，官方标称的频率x2就是数据传输率，也就是通常我们所说的等效频率。而gddr5则不同，它有两条数据总线，相当于rambus的qdr技术，所以官方标称频率x4才是数据传输率。比如hd4870官方显存频率是900mhz，而大家习惯称之为3600mhz。
nvidia对于gddr5当然很感兴趣，但却一点都不着急，保守的nvidia决定坚守gddr3，gtx200核心使用了512bit显存控制器来提升带宽。比起r600的环形总线，nvidia从256bit到384bit再到512bit一步一个脚印走出来的交叉总线显然更加成熟。
以256bit对抗512bit，ati只能将筹码全部押在gddr5身上，于是在gddr5标准尚未完全确立之前，ati已经在紧锣密鼓的测试性能，并督促dram厂投产。可以说gddr5和gddr2/4一样也是个早产儿，但失败乃成功之母，有了完善的技术规格和制造工艺的支持，gddr5一出世便令人刮目相看。