一起来认识GDDR5显存

一起来认识GDDR5显存 一起来认识GDDR5显存,硬件学堂, 小 惠 约2367字 在显卡技术领域,随着GPU性能的逐步提升,显卡对显存带宽的需求也与日俱增,而GDDR3显存已经无法满足下一代GPU的需求,为此芯片厂商推出了GDDR5显存颗粒,这为显卡性能带来了新活力。 一、突破瓶颈:带宽提升三倍 显存带宽决定了GPU与显存之间的数据传输速率,显存带宽越大,显卡性能就越出色,但要提高显存带宽,最直接有效的办法是提升显存位宽。遗憾的是,显存位宽并不是由芯片技术决定,而是取决于板卡设计,它与显存颗粒位宽和显存频率息息相关,在这点上,尽管GDDR3显存颗粒是时下的主流,但面对新一代GPU构架,GDDR3显存颗粒已经呈现出了疲态,此时GDDR5显存颗粒就是最好的补充。 根据:显存带宽=显存频率×显存位宽/8,我们知道,如果要提高显存带宽,可以提升显存工作频率或显存位宽,而根据显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数,然而不管是提升显存颗粒位数,还是增加显存颗粒,这都会提升显卡的制造成本,而且增加了显存的工作功耗。对于显存颗粒厂商而言,提升显存频率以提升显存带宽成了另一条主攻的路线,而显存频率的大小,又主要取决于显存颗粒的速度,GDDR5显存颗粒就是通过采用最新的技术工艺,使得显存芯片拥有更高的频率。 二、GDDR5信号传输原理 据资料显示,目前主流显卡采用了GDDR3显存颗粒,其每个引脚的数据传输率仅为1.6Gbps,单显存颗粒(32bit)也只能提供6.4GB/s带宽,而GDDR5显存颗粒每个引脚的数据传输率可以达到5Gbps(即传输频率为5GHz,时钟频率为2.5GHz)或6Gbps,单显存颗粒(32bit)可以提供20GB/s带宽(即5GHz×32bit/8),如果搭配同数量、同显存位宽的显存颗粒,GDDR5显存颗粒提供的总带宽是GDDR3的3倍以上,譬如显卡的显存位宽为256bit,其数据传输率可以达到160GBps,如果使用主流512bit配置设计,显卡数据吞吐可以达到惊人的320GBps带宽。 显存的引脚是指显存颗粒与内存PCB上的金属触点,显存芯片在封装后,显存与PCB需要通过金属触点进行信号传输,对于GDDR5显存而言,由于其采用了FBGA封装形式,为此柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,并向芯片中心方向引出,其优点是有效地缩短了信号的传导距离,信号传输线的长度仅是TSOP封装的1/4,降低了抗干扰,也提升了散热和性能,而每引脚数据传输率指的是每个金属触点所能提供的数据传输速度。 三、高效节能:功耗降低20% 相比GDDR3显存颗粒,GDDR5显存颗粒最大的亮点就是拥有更高的带宽,但显存频率的提升,也增加了芯片功耗,这会制约显卡性能的发挥。从技术来看,GDDR3显存颗粒的工作电压为1.8V,而GDDR5的工作电压为1.5V,GDDR5显存颗粒采用新的工艺制程,并采用170FBGA封装方式,从而大大减小了芯片体积,芯片密度也可以做到更高,为此进一步降低了显存芯片的发热量。 对于显卡来说,基于应用需求的不同,涉及大量图形数据处理的GPU需要更快的显存支持,GPU自身也因此具有惊人的内存位宽,而面对512bit位宽的显卡,GPU必须与频率更高的显存芯片配合,如果让频率相对较低的GDDR3显存颗粒去搭配高端显卡,显然无法发挥GPU的性能潜力,而使用GDDR5显存颗粒就更好门当户对。这不仅仅可以实现低功耗,还能让显卡内部的协调更有效,从而最大限度地发挥显卡性能。 四、新的技术:让显卡更稳定 正是由于GDDR5显存颗粒具有低功耗、高性能的特点,为此还有利于提高显卡电路设计的稳定性,显卡在实际应用中,可以获得更高的数据安全性,因而相比GDDR3显存颗粒,搭配GDDR5显存的显卡将大大减少各种故障出错率。值得一提的是,GDDR5显存颗粒拥有“错误纠 正”技术,该技术可以检测显存在读取和写入数据的错误,而且是实现同步检测并修正的,譬如发现有数据读写有错误或数据传输不同步,“错误纠正”技术能够实现快速重新发送,以确保显卡能够稳定运行。 GDDR5显存颗粒还加入了一项“适应性界面计时”技术,该技术可以根据系统的实际需要,自动调节显存可伸缩的字节,此举可以让数据传输更加高效,同时还可以具有节能的效果,确保显卡的稳定运行。对于显卡厂商而言,利用适应性界面计时技术还可以减少PCB板的成本,让显卡更加廉价。GDDR5显存颗粒还有一项“Deo(数据眼优化)”技术,它支持时间延迟调整,允许厂商自行设定延迟,让显卡可以满足不同用户的应用需求。此外,数据眼优化技术还能对界面驱动、工作电压等进行优化和调节,不仅可以提升显卡性能,也让显卡PCB板和电路设计更加稳定。 五、5.0Gbps:引爆PCI-E 2.0 显存传输速度的加快,也间接地影响到PCI-E 2.0接口。如果配合接口的速度可以提升,从而可以提升整体的数据交换速度,因此当GDDR5显存和核心数据交换加快时,必须有更快速的接口支持才不会造成瓶颈,而PCI-E 2.0高达5.0Gbps的传输速度,虽然对目前几乎任何一款显卡都足够了,随着大屏幕显示器和高分辨率下的数据交换加大,游戏对帧缓存有着更高的要求,更高带宽的PCI-E 2.0给这些数据提供了更为广阔的数据接口,但依然也不会给GDDR5显存带来瓶颈。 对于高端显卡来说,PCI-E 2.0显卡搭配GDDR5显存颗粒是十分必要的,2个PCI-E X16 2.0接口能够提供16GB/s传输速度,充足的接口带宽对于高性能GPU会有明显性能的提升,但如果只搭配GDDR4显存颗粒,显存带宽低了不少,也就意味着显卡性能大打折扣,从实际应用角度来看,随着GPU性能越来越强,GDDR5显存颗粒与PCI-E 2.0规格的双双联合,会让显卡GPU的3D性能得到充分发挥。