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沧海桑田话存贮 内存/显存发展编年史

    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;

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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。

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