剪不断理还乱!DDR1-3和GDDR1-5全解析

    GDDR5在GDDR3/4优秀特性的基础上，还有诸多改进和新特性，下面就对它们进行详细分析。

• 数据和地址总线转位技术：信号质量高、功率消耗少

    在1Byte数据中的8个值中，如果超过一半的数值是0，那么GDDR5就会自动执行转位传输，把0变成1、1变成0，通过1个附加的DBI(数据总线转位值)来判定数据流是正位还是反位。GDDR5的这项技术是从GDDR4继承发展而来的。

    DRAM在传输数据时，只有0会消耗电能，减少0的传输数量，既能保证信号质量，也能减少内部终结电阻和外部终结电路的功率消耗。GDDR5的地址总线也使用了类似的技术，通过额外的ABI通道来转位数据流，从而较少信号噪声，并降低功耗。

• 智能的可编程I/O控制接口：简化PCB设计和成本

    GDDR5对I/O控制器做了很多改进，加入了全新的自动校准引擎，保证GDDR5显存颗粒更好的适应GPU显存控制器的需求，确保数据传输稳定可靠。

    自动校准引擎可以监控电压和温度变化，通过校验数据输出驱动器导通电阻与ODT终结电阻值来作出补偿，数据、地址、指令终结电阻都可以被软件或驱动控制。

GDDR5的针脚更多，但布线更简洁

    此外GDDR5还能支持时间延迟和信号强度调整，灵活的协调数据同步，以往通过“蛇形走线”平衡延迟的方法彻底成为历史，GDDR5没有这种顾虑，因此能极大的简化PCB布线和成本，并有利于冲击更高频率。

• 数据遮盖技术：减轻数据总线压力

    GDDR5的Burst Length（对相邻存储单元连续进行数据传输的周期数）是8bit，也就是说GDDR5颗粒一次至少要传输256bit数据，但很多时候并不是所有的数据都需要被改写，导致无效的数据传输。

    为此，GDDR5使用了一项数据遮盖技术，通过地址线传输保护信息，所有被保护的数据在传输过程中就不会被改写，只有暴露的数据才会被写入新的数据。如此以来，GDDR5的数据线压力减轻不少，功耗发热也得到进一步控制。

• 误差补偿技术：提高传输效率，避免灾难性错误

    为了保证数据在高速传输过程中的有效性，GDDR5新增一项错误侦测与修正技术。GDDR5使用了成熟的CRC（循环冗余校验），通过DQ和DBI总线，实时检查错误，第一时间重新发送数据。

    这项技术对于高频率传输数据尤为重要，它能有效的减少数据传输错误导致系统崩溃的概率，大幅减少了由超频或高温导致的一系列问题，而且能够一定程度上提升数据传输效率。

• 折叠模式：32bit颗粒当作16bit用

    GDDR5作为高端显卡专用的显卡，只有32bit的颗粒。由于GDDR5拥有两条并行的数据总线，这就使得GDDR5的工作模式变得更加灵活，它既可以工作在32bit模式下也可以工作在16bit模式下。这样一个32bit显存控制器就可以控制两颗GDDR5显存，显存容量可以轻松翻倍。

    其实，GDDR3/4都可以通过这种方式扩充显存容量，但原理则完全不同。此前必须GPU的显存控制器在设计时支持双Bank模式才能支持更多的显存颗粒。而现在，8颗GDDR5显存总计256bit可以直接被128bit的GPU使用，从而简化了显存控制器设计，HD4770就是很好的例子。