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拒絕顯存瓶頸 解讀GDDR5顯存技術(shù)

2020-07-19 19:06:18
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供稿:網(wǎng)友
  在顯卡技術(shù)領(lǐng)域,隨著GPU性能的逐步提升,顯卡對(duì)顯存帶寬的需求也與日俱增,而GDDR3顯存已經(jīng)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(zhuǎn)而發(fā)展GDDR5顯存顆粒,與GDDR3顯存顆粒相比,GDDR5具有哪些特點(diǎn)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(shù)據(jù)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(shù)決定,而是取決于板卡設(shè)計(jì),它與顯存顆粒位寬和顯存頻率息息相關(guān),在這點(diǎn)上,盡管GDDR3顯存顆粒是時(shí)下的主流,但面對(duì)采用RV770核心的新一代GPU(VPU)構(gòu)架,如Radeon HD4870,GDDR3顯存顆粒已經(jīng)呈現(xiàn)出了疲態(tài),此時(shí)GDDR4或GDDR5顯存顆粒就是最好的補(bǔ)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(shù)上的限制,有時(shí)會(huì)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(shù)

  GDDR5的信號(hào)傳輸原理
  根據(jù)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(shù),這樣勢(shì)必提升顯卡成本,而且還會(huì)增加顯存的功耗。對(duì)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(shù)工藝,使得顯存芯片擁有更高的頻率。
  據(jù)資料顯示,目前主流顯卡采用了GDDR3顯存顆粒,其每個(gè)引腳的數(shù)據(jù)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(xiàn)在高速的GDDR5顯存顆粒每個(gè)引腳的數(shù)據(jù)傳輸率可以達(dá)到5Gbps(即傳輸頻率為5GHz,時(shí)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(shù)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(shù)據(jù)傳輸率可以達(dá)到160GB/s,如果使用主流512bit配置設(shè)計(jì),顯卡數(shù)據(jù)吞吐可以達(dá)到驚人的320GB/s帶寬。
  

拒絕顯存瓶頸解讀GDDR5顯存技術(shù)

  GDDR5的帶寬高達(dá)6Gbps
  小貼士:顯存的引腳是指顯存顆粒與內(nèi)存PCB上的金屬觸點(diǎn),顯存芯片在封裝后,顯存與PCB需要通過金屬觸點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)傳輸,對(duì)于GDDR5顯存而言,由于其采用了FBGA封裝形式,為此柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面,并向芯片中心方向引出,其優(yōu)點(diǎn)是有效地縮短了信號(hào)的傳導(dǎo)距離,信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)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(shù)據(jù)傳輸率”指的是每個(gè)金屬觸點(diǎn)所能提供的數(shù)據(jù)傳輸速度。
  高效節(jié)能:功耗降低20

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