剪不断理还乱!DDR1-3和GDDR1-5全解析

    GDDR3采用了DDR2的4bit预取技术，所以采用DDR3 8bit预取技术的显存只能按顺序命名为GDDR4。GDDR4是在GDDR3的基础上发展而来的，它继承了GDDR3的两大技术特性，但内核改用DDR3的8bit预取技术，并加入了一些新的技术来提升频率。

● GDDR4的技术特性：

• 使用DDR3的8bit预取技术，以较低的核心频率达到更高带宽，但延迟增加；
• 采用数据总线转位技术（DBI，Data Bus Inversion，下文做详细介绍），提高数据精度，降低功耗；
• 地址线只有GDDR3的一半，多余线用于电源和接地，有利于提升频率，但导致延迟增加；
• 采用多重同步码（Multi-Preamble）技术，解决了GDDR3存在的爆发限制（Burst Limitation），从连续地址读取少量数据时的性能大幅提升；
• 电压从1.8V降至1.5V；
• 同频功耗下降75%，2400MHz的GDDR4功耗只有2000MHz GDDR3的一半；
• 采用136Ball FBGA封装，单颗32Bit，向下兼容GDDR3；

GDDR4的确更好超，但性能提升有限

    由于采用了8bit预取技术，因此在相同频率下GDDR4的核心频率（即电容刷新频率）只有GDDR3的一半，理论上来讲GDDR4最高频率可达GDDR3的两倍。但值得注意的是，虽然核心频率通过8bit预取技术减半，但GDDR4与GDDR3的I/O频率是完全相同的，因此GDDR4频率提升的瓶颈在于I/O频率而不是核心频率。

    由于制造工艺和技术水平的限制，虽然三星官方宣称早已生产出3GHz以上的GDDR4，但实际出货的GDDR4只有2GHz-2.5GHz，此后改进工艺的GDDR3也追平了这一频率。在相同频率下，GDDR4比起GDDR3虽然功耗发热低，但延迟大性能稍弱，再加上成本高产量小，GDDR4遭受冷落并不意外。

● 导致GDDR4失败的非技术方面原因

    GDDR3是NVIDIA和ATI参与JEDEC组织后共同制定的显存标准，而GDDR4在标准制定过程中双方产生了较大的分歧。NVIDIA较为保守，认为应该保持DDR2 4bit预取技术不变，继续改进I/O控制器来提升频率；而ATI则比较激进，准备直接使用DDR3 8bit预取技术。

    双方争执的结果就是在JEDEC组织中德高望重的ATI获胜（据称ATI有位高层在JEDEC身居要职），而NVIDIA则明确表示不支持GDDR4。因此GDDR4其实就是ATI一手策划的，但得不到NVIDIA支持的话，GDDR4立马就失去了6成以上的市场，由此导致DRAM厂不敢贸然投产。

    最终只有三星一家生产了少量的GDDR4显存，其他家都在观望。当然其他DRAM厂商都没闲着，它们把精力都投在了深挖GDDR3的潜力当中，于是我们看到了GDDR3的频率节节攀升，GDDR4在没有成本优势的情况下，也没有频率优势，恰好当时的几代A卡更没有性能优势，GDDR4自然只有死路一条。

    只有ATI生产过搭载GDDR4的显卡，数量虽然不多但横跨了三代产品：X1950XTX、HD2600XT和HD3870(也包括对应的专业卡)——与当年NVIDIA使用GDDR2的显卡数量相等。NVIDIA在遭遇滑铁卢后果断放弃了GDDR2，而ATI对于GDDR4则是难以割舍，三年时间三代产品都有使用，但一直都是非主流。

    GDDR4的失败并不是技术原因，和当年的GDDR2相比它要成熟很多，没推起来的原因主要是对手太强：ATI的对手NVIDIA很强大，另外GDDR4的对手GDDR3生命力太顽强了。