开创视觉计算帝国GTX280/260权威评测

第二章/第六节 GTX200核心不惜成本启用512Bit显存

    无论CPU还是GPU，在核心处理能力大幅增强的同时，对于外部总线的带宽也提出了更高要求，512Bit显存控制器被启用。

● AMD的512Bit环形总线显存控制器

    首颗使用512Bit显存的GPU是AMD的R600，可惜这颗GPU的效能太差，根本用不到512Bit显存的海量带宽，通过其后续产品RV670核心的性能来看，512Bit相对256Bit的优势微乎其微，以至于AMD在下一代GPU中都放弃使用512Bit设计。

R600的内部1024Bit、外部512Bit环形总线架构

    AMD使用的是环形总线（Ring Bus），显存控制器并不会直接从显存颗粒中读写数据，而是只把数据放在环形总线之中，然后程序自行通过环站取回所需数据包，从而减轻控制器复杂度和压力。但这种结构会使单个的存取操作的延迟变大，但总体来说能够提高大规模数据读取的命中率。

    环形总线有很多优势，位宽扩充相对容易、PCB布线相对容易、显存频率可以轻松达到很高，但却又不得不面对延迟增加和效率降低的问题，位宽越大效率就越低，至少我们没有在R600身上看出512Bit环形总线能比256Bit强多少。

● NVIDIA的512Bit交叉总线显存控制器

    NVIDIA方面，大家都知道G92核心未能超越G80，原因主要就出在显存位宽上面，G92虽然拥有更高的频率、更强的纹理单元，但是256Bit无论如何都无法超越384Bit，9800GTX只是勉强接近于8800GTX的性能，高带宽在DX10游戏和开高倍AA的情况下有着决定性作用！

G80的6个ROPs和6个64Bit显存控制器

    而NVIDIA则是沿用了传统的交叉式总线（Crossbar），每组显存控制器都与光栅单元（ROP）和纹理缓存（L2）绑定，从G70到G80增加了两个64Bit控制器，这就构成了64×6=384Bit位宽。

GTX200核心的8个ROPs和8个64Bit显存控制器

    现在从G80到GTX200，NVIDIA又增添了2个64Bit控制器，这就组成了64×8=512Bit位宽。Crossbar相比RingBus的优势就是数据存取延迟低，但是遇到大规模数据传输时，为了提高命中率就必须把控制器设计的相当复杂，由此导致晶体管开销很大：

显存控制器在GTX200核心中所占据的芯片面积仅次于流处理器

    NVIDIA从G70的256Bit、到G80的384Bit、再到GTX200的512Bit，是一个循序渐进的过程，位宽越高设计难度和晶体管开销就越大，因此必须权衡付出的成本代价及性能收益、根据现有的制作工艺来决定是否使用512Bit控制器。

    现在随着DX10游戏对带宽的要求日益苛刻，高位宽所获得的性能提升也很显著，因此在新一代GPU设计时，NVIDIA不惜成本启用了512Bit显存控制器，用以消除性能瓶颈。