GDDR4顯存顯卡三大缺陷是什麼

今天我們的話題是：GDDR4顯卡當前普及面臨的三大難題。

和以往一樣，我們先爲大家介紹一下當前顯卡的顯存顆粒的種類，和他們之間的區別，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等屬於最早期的兩種顯存，它們大多“生活”在距今近10年以上，其中EDORAM顯存曾經用於Voodoo、Voodoo 2等經典顯卡上，但是對於普通消費者而言可能根本沒有見過它們的身影，這裏我們只作爲了解而不進行深入分析了。

大多數用戶是從SGRAM開始接觸顯存，當時主要有兩種SGRAM和SDRAM：

　　☆ 名詞解釋

SGRAM：是Synchronous Graphics DRAM的縮寫，意思是同步圖形RAM，是專門爲顯卡設計的顯存顆粒，具有較強圖形讀寫能力的顯存，由SDRAM顆粒改良而成。它改進了過去低效能顯存傳輸率較低的缺點，爲顯卡性能的提高創造了條件。

　　☆ SGRAM與SDRAM的區別

SGRAM讀寫數據時不是一一讀取，而是以“塊”（Block）爲單位，從而減少了內存整體讀寫的次數，提高了圖形控制器的效率。我們最常見的是6ns版本，由於製造成本較高，多用於高端顯卡上。

接下來顯卡市場發展可以說是延續也可以看作是革命，延續是說下一代顯卡沿用了SDRAM的技術核心，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，這個就是DDR SDRAM。當時還同時存在DDR SGRAM和DDR SDRAM兩種顆粒版本，但是由於DDR SGRAM技術規格限制，使其頻率進一步提升成爲了瓶頸，再加上其製造成本過高，逐步被市場所淘汰，而DDR SDRAM則發揚光大成爲市場的主流。

○ 爲了區別於內存與顯存，我們在敘述顯存顆粒前習慣加上一個G，叫做GDDR2等，G爲Graphics的簡寫。

走過了SDRAM顯存時代，下面我們將進入一個顯存速度和帶寬飛速發展的DDR時代，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內存的進化版本。在設計和操作上與SDRAM很相似，唯一不同的是DDR SDRAM在時鐘週期的上升沿和下降沿都能傳輸數據，而SDRAM則只可在上升沿傳輸數據，所以DDR SDRAM的帶寬是SDRAM的兩倍。如果SDRAM內存的頻率是133MHz，則DDR內存的頻率是266MHz。

　　☆ GDDR SDRAM與GDDR2 SDRAM的區別

DDR SDRAM之後，隨着技術發展逐步出現了DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM和DDR4 SDRAM等顯存顆粒：與DDR SDRAM相比，DDR2 SDRAM最主要的改進是在內存模塊速度相同的情況下，可以提供相當於DDR內存兩倍的帶寬。DDR2顯存把DDR顯存的“2bit Prefetch(2位預取)”技術升級爲“4 bit Prefetch(4位預取)”機制，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的區別

GDDR3較GDDR2主要有5大改變，分別是：

邏輯Bank數量：GDDR3起始邏輯Bank爲8個，並且還可以擴展爲16個邏輯Bank，而GDDR2僅爲4 Bank或8 Bank。

封裝：GDDR3在引腳方面有所增加，8bit芯片採用78球FBGA封裝，16bit芯片採用96球FBGA封裝，而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規格。並且DDR3必須是綠色封裝，不能含有任何有害物質。

突發長度：由於DDR3的預取爲8bit，所以突發傳輸週期（BL，Burst Length）也固定爲8，而DDR2爲4-bit Burst Chop（突發突變）模式，即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸，屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是，任何突發中斷操作都將在DDR3內存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發傳輸控制（如4bit順序突發）。

尋址時序：DDR2的CL範圍一般在2至5之間，而DDR3則在5至11之間，且附加延遲（AL）的.設計也有所變化。DDR2時AL的範圍是0至4，而DDR3時AL有三種選項，分別是0、CL-1和CL-2。

點對點連接：這是爲了提高系統性能而進行了重要改動，也是與DDR2系統的一個關鍵區別。在DDR3系統中，一個內存控制器將只與一個內存通道打交道，而且這個內存通道只能一個插槽。因此內存控制器與DDR3內存模組之間是點對點（P2P，Point-to-Point）的關係（單物理Bank的模組），從而大大減輕了地址/命令/控制與數據總線的負載。

看到這裏想必大家對顯存顆粒的歷史和一些相關技術已經有了一定了解，下面我們進入今天的主題：揭祕GDDR4顯卡潛藏的三大缺陷。

目前顯存主流市場還停留在GDDR3 SDRAM(下面簡寫爲GDDR3)階段，目前GDDR3顯存顆粒由1400MHz頻率起步，最快爲2000MHz，轉換爲ns分別是1.4ns和1ns。但是從ATI最新一代Radeon HD 2900XT顯卡誕生後，我們迎來了新一代顯存顆粒——GDDR4。

GDDR4顯存顆粒擁有更先進的製造工藝和更低的工作電壓，並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，其中當前顯存帶寬的記錄就是採用GDDR4顯存顆粒的2900XT顯卡所創造的，顯存帶寬爲102.4GB/s。

　　● GDDR4顯存的三大軟肋

看似集中衆多先進技術，外表“無敵”的GDDR4，其實身上潛藏着多處軟肋：

　軟肋一：採用GDDR4顯存顆粒顯卡種類少。由於GDDR4顯存顆粒較其前輩GDDR2和GDDR3等推出時間晚，所以目前採用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雖然表示會推出採用GDDR4顯存顆粒的GeForce 8800Ultra顯卡，但是至今我們仍然無法看到相關產品推出。

軟肋二：GDDR4顯存成本高，價格昂貴。目前內存方面正處在DDR2向DDR3過渡階段，而DDR4顆粒還需要等待多年才能成爲電腦內存的標準規格，從目前來看它主要應用還是在顯卡顯存應用方面。

但是剛纔我們爲大家介紹了目前市場上僅有兩款顯卡採用了GDDR4顯存顆粒，其所能消化的顯存顆粒數量微乎其微，直接導致GDDR4顯存顆粒無法大規模生產以降低整體成本，所以單個顆粒成本高成爲了其普及的最大障礙之一。

　　☆ 小例子

目前市場中有采用GDDR4顯存和GDDR3顯存的兩種Radeon HD 2600XT核心顯卡，它們的市場售價分別爲1299元和799元，之間有500元的價格差距，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格差距的主要因素之一。

軟肋三：性能弱。可能很多用戶對這點不太認同，爲什麼採用了最新先進技術可以提供更高帶寬的GDDR4顯存顆粒性能會弱呢？

最快的GDDR4顯存顆粒爲0.9ns，其默認工作頻率爲2.22GHz，與1ns GDDR3顯存顆粒默認的2GHz擁有0.22GHz的頻率差異，可以提供更高的顯存帶寬，但是由於顯存顆粒每升級一代其延遲就會提高一級，GDDR3過渡到GDDR4同樣避不開這個致命弱點，由於延遲的提高，所以將0.22GHz的頻率優勢削減，使兩者性能方面幾乎持平。

　　☆ 小例子

剛過渡到DDR2內存時，各大媒體都有DDR2-533與DDR-400的性能對比，我們可以看到雖然DDR2-533工作頻率較DDR-400快了66MHz，但是其最終表現出來的性能卻要慢於DDR-400，而GDDR4與GDDR3存在同樣問題。

雖然從現階段來看，GDDR4顯存在性能、價格、普及量上還存在很多問題，但是從長遠角度來看GDDR4依然是未來發展趨勢，並且會在不久的將來得到全面普及，成爲市場的主流。

目前GDDR3顯存顆粒可以提供最快達2.0GHz的頻率，已經可以滿足當前頂級顯卡對於顯存帶寬的需求，從先階段來看GDDR4還沒有真正的用武之地。但是隨着顯卡GPU性能逐步提升，其對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顯存顆粒必然會得到更加廣泛的應用，從GDDR顯存過渡到GDDR2、GDDR2過渡到GDDR3等都可以得到印證。

目前GDDR4最快爲0.9ns版本，默認工作頻率爲2.2GHz，由於工作頻率較GDDR3顯存顆粒僅提升了0.22GHz，速度和顯存帶寬並沒有本質提升，而延遲卻提高了不少，導致性能沒有提升。但是隨着製造工藝不斷成熟，未來0.8ns和0.6ns等GDDR4顯存顆粒將會得到大量普及，屆時可以提供更快的工作頻率和顯存帶寬以彌補延遲上的缺陷，性能問題將會迎刃而解。

採用GDDR4顯存顆粒的顯卡越來越多，而性能也越來越強，GDDR4普及將不再是問題。但是從市場角度來看，短期內採用GDDR3顯存的顯卡還將是市場的中流砥柱，GDDR4取得主導地位還有很長的路要走。今年11月NVIDIA將會發布其下一代顯示核心G92，而ATI也將在Q4推出採用了55nm製造工藝的新一代GPU，這兩代產品均代表了GPU發展的新方向，GDDR4很有可能搭載這一代新GPU成爲市場的主流顯存顆粒，讓我們拭目以待。