沧海桑田话存贮 内存/显存发展编年史
GDDR源于DDR,GDDR2源于DDR2,而GDDR3在频率方面的表现又与DDR3比较相似,于是很多人认为GDDR3就是显存版的DDR3,这可是个天大的误区。
● GDDR3:一代王者GDDR3源于DDR2技术
无论GDDR还是GDDR2,由于在技术方面与DDR/DDR2并无太大差别,因此最终在频率方面GDDR并不比DDR高太多。在经历了GDDR2的失败之后,两大图形巨头NVIDIA和ATI对JEDEC组织慢如蜗牛般的标准制订流程感到越来越失望,认为他们制定的显存不能适应GPU快节奏的产品更新换代周期,于是NVIDIA和ATI的工作人员积极参与到了JEDEC组织当中,以加速显存标准的起草及制定。
双方一致认为,显存与内存在数据存储的应用方面完全不同,在内存核心频率(电容刷新频率)无法提升的情况下,单纯提高I/O频率来获得高带宽很不现实。因此,必须要有一种针对高速点对点环境而重新定义的I/O接口。于是GDDR3诞生了,这是第一款真正完全为GPU设计的存储器。
GDDR3和GDDR2/DDR2一样,都是4Bit预取架构,GDDR3主要针对GDDR2高功耗高发热的缺点进行改进,并提升传输效率来缓解高延迟的负面影响。
● 点对点DQS,读写无需等待
GDDR2只有一条数据选择脉冲(DQS),是单一双向的,而GDDR3则拥有读与写两条独立的DQS,而且是点对点设计。这样做的好处在于,在读取之后如果马上进行写入时,不必再等DQS的方向转变,由此实现读写操作的快速切换。
相比GDDR2/DDR2,GDDR3的读写切换动作可以少一个时钟周期,如果需要对某一个连续的区块同时读写数据时,GDDR3的速度就要比GDDR2快一倍。
由于存储单元自身的特性,内存颗粒的逻辑Bank是无法同时读写数据的,并不存在“全双工”一说,但GDDR3的这项改进让顺序读写成为可能。GPU本身缓存很小,与显存之间的数据交换极其频繁,读写操作穿插进行,因此GDDR3点对点设计的DQS可以让显存存储效率大增。但对于CPU来说,读写切换并不如GPU那么频繁,而且CPU拥有大容量的二三级缓存,所以GDDR3这种设计并不能极大的提升内存带宽,也没有引入到下一代DDR3当中。
● 改进I/O接口,简化数据处理,控制功耗
同时GDDR3也对I/O控制电路和终结电阻进行了修改,它不再沿用GDDR2的“推式(Push Pull)”接收器,而将其改为虚拟开极逻辑方式(Pseudo Open Drain Logic),并且通过将所有的三相数据信号转移到本位电路上,来简化数据处理,将DC电流压至最小,只有当逻辑LOW移至总线上时才会消费电力,从而很好的控制了功耗和发热。