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拒絕顯存瓶頸 解讀GDDR5顯存技術

2020-07-19 19:06:18
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供稿:網友
  在顯卡技術領域,隨著GPU性能的逐步提升,顯卡對顯存帶寬的需求也與日俱增,而GDDR3顯存已經無法滿足下一代GPU的需求。為此芯片廠商推出了GDDR4顯存顆粒,遺憾的是,相比GDDR3而言,GDDR4并沒有徹底解決功耗和帶寬問題,而且成本過于昂貴。芯片廠商則直接跳過了GDDR4,轉而發展GDDR5顯存顆粒,與GDDR3顯存顆粒相比,GDDR5具有哪些特點呢?
  突破瓶頸:帶寬提升三倍
  顯存帶寬決定了GPU與顯存之間的數據傳輸速率,通常來說顯存帶寬越大,顯卡性能就越出色,但要提高顯存帶寬,最直接有效的辦法是提升顯存位寬。遺憾的是,顯存位寬并不是由芯片技術決定,而是取決于板卡設計,它與顯存顆粒位寬和顯存頻率息息相關,在這點上,盡管GDDR3顯存顆粒是時下的主流,但面對采用RV770核心的新一代GPU(VPU)構架,如Radeon HD4870,GDDR3顯存顆粒已經呈現出了疲態,此時GDDR4或GDDR5顯存顆粒就是最好的補充。不過由于GDDR4顯存顆粒的頻率提升不夠顯著,加之顆粒參數上的限制,有時會造成性能缺陷,而GDDR5顯存顆粒卻擁有足夠大的帶寬。
  
拒絕顯存瓶頸解讀GDDR5顯存技術

  GDDR5的信號傳輸原理
  根據公式:顯存帶寬=顯存頻率×顯存位寬。我們知道,如果要提高顯存帶寬,可以增加顯存工作頻率或顯存位寬,而要改變顯存位寬,最常見的辦法就是增加顯存顆粒數,這樣勢必提升顯卡成本,而且還會增加顯存的功耗。對于顯存顆粒廠商而言,提升顯存頻率以提升顯存帶寬成了一條主攻路線,而顯存頻率的大小,又主要取決于顯存顆粒的速度,GDDR5顯存顆粒就是通過采用最新的技術工藝,使得顯存芯片擁有更高的頻率。
  據資料顯示,目前主流顯卡采用了GDDR3顯存顆粒,其每個引腳的數據傳輸率僅為1.6Gbps,單顯存顆粒(32bit)也只能提供6.4GB/s帶寬,而現在高速的GDDR5顯存顆粒每個引腳的數據傳輸率可以達到5Gbps(即傳輸頻率為5GHz,時鐘頻率為2.5GHz)或6Gbps,單顯存顆粒(32bit)可以提供20GB/s帶寬(即5GHz×32bit/8),如果搭配同數量、同顯存位寬的顯存顆粒,GDDR5顯存顆粒提供的總帶寬是GDDR3的3倍以上,譬如顯卡的顯存位寬為256bit,其數據傳輸率可以達到160GB/s,如果使用主流512bit配置設計,顯卡數據吞吐可以達到驚人的320GB/s帶寬。
  

拒絕顯存瓶頸解讀GDDR5顯存技術

  GDDR5的帶寬高達6Gbps
  小貼士:顯存的引腳是指顯存顆粒與內存PCB上的金屬觸點,顯存芯片在封裝后,顯存與PCB需要通過金屬觸點進行信號傳輸,對于GDDR5顯存而言,由于其采用了FBGA封裝形式,為此柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,并向芯片中心方向引出,其優點是有效地縮短了信號的傳導距離,信號傳輸線的長度僅是TSOP封裝(薄型小尺寸封裝)的1/4,降低了抗干擾,也提升了性能,而“每引腳數據傳輸率”指的是每個金屬觸點所能提供的數據傳輸速度。
  高效節能:功耗降低20

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