顯卡顯存GDDR1-GDDR5的發(fā)展

　　隨著大型3D游戲和高清電影的發(fā)展，看重娛樂享受的消費者們對顯卡的要求越來越高，從而使得顯卡發(fā)展飛速。目前顯卡GPU用的顯存以GDDR2/3為主，最新的顯存技術(shù)直接跳過GDDR4，而使用GDDR5。GDDR1到GDDR5的發(fā)展到底是一個怎樣的過程？本文來詳細講解。

● GDDR——顯存和內(nèi)存正式分家

       GDDR作為第一代專用的顯存芯片，其實在技術(shù)方面與DDR沒有任何區(qū)別，同樣采用了2bit預(yù)取技術(shù)，理論頻率GDDR并不比DDR高多少。不過后期改進工藝的GDDR有了優(yōu)秀PCB的顯卡支持之后，GDDR顯存最高沖刺至900MHz，而DDR內(nèi)存只能達到600MHz左右，顯存和內(nèi)存的差距從此逐漸拉開。

• TSOP封裝的GDDR 16bit：

8M×16Bit 4.0ns TSOP II封裝的GDDR，單顆16MB，理論頻率500MHz
當年9550、FX5700等128Bit中端卡需要搭配8顆才能組成128Bit

       TSOP封裝的GDDR顆粒，外觀規(guī)格特性都與DDR內(nèi)存顆粒沒有什么區(qū)別，所以在很多人看來“GDDR”與“DDR”是可以“劃等號”的。其實兩者還是有些差別：

• GDDR采用4K循環(huán)32ms的刷新周期，而DDR采用8K循環(huán)64ms的刷新周期；
• GDDR為了追求頻率在延遲方面放的更寬一些，畢竟GPU對延遲不太敏感；
• GDDR顆粒的容量小、位寬大，一般是8×16Bit(16MB)的規(guī)格，而DDR顆粒的容量大、位寬小，雖然也有16Bit的顆粒，但最常見的還是8Bit和4Bit，單顆容量32MB或64MB。

       為了實現(xiàn)更大的位寬，并進一步提升GDDR的性能，后期很多廠商改用了電氣性能更好的MBGA封裝，當然也有內(nèi)存顆粒使用MBGA封裝，但規(guī)格已有了較大差異，主要是顆粒位寬不同。

• MBGA封裝的GDDR 32bit：

4M×32Bit 2.2ns MBGA封裝的GDDR，單顆16MB，理論頻率900MHz
8顆組成128MB 256Bit規(guī)格，是GDDR1最后的輝煌

       MBGA封裝GDDR的單顆位寬首次達到了32Bit，從此就標志著GDDR與DDR正式分道揚鑣，32Bit的規(guī)格被GDDR2/3/4/5一直沿用至今。

       GDDR顯存的這兩種封裝：MBGA與TSOP構(gòu)成的高低配，曾一度一統(tǒng)顯卡市場。雖然GDDR已經(jīng)退出歷史舞臺，但32Bit主攻中高端、16Bit主攻低端的局面，時至今日依然得到了延續(xù)。

● GDDR2第一版：短命的早產(chǎn)兒 高壓高發(fā)熱

       GDDR2源于DDR2技術(shù)，也就是采用了4Bit預(yù)取，相比DDR1代可以將頻率翻倍。雖然技術(shù)原理相同，但GDDR2要比DDR2早了將近兩年時間，首次支持DDR2內(nèi)存的915P主板于2004年中發(fā)布，而首次搭載GDDR2顯存的FX5800Ultra于2003年初發(fā)布，但早產(chǎn)兒往往是短命的。

       NVIDIA在設(shè)計NV30芯片時依然保持128Bit顯存位寬，為了提高帶寬必須使用高頻顯存，700MHz的GDDR已經(jīng)無法滿足需求了，于是冒險嘗試GDDR2。第一代GDDR2受制造工藝限制，電壓規(guī)格還是和DDR/GDDR一樣的2.5V，雖然勉強將頻率提升至1GHz左右，但功耗發(fā)熱出奇的大。

4M×32Bit 2.0ns MBGA 144Ball封裝的GDDR2，單顆16MB，理論頻率1000MHz
GDDR2第一版只有2.2ns和2.0ns兩種速度

       GDDR2第一版只在FX5800/Ultra和FX5600Ultra這三款顯卡上出現(xiàn)過（也包括對應(yīng)的專業(yè)卡及個別非公版顯卡），ATI也有極少數(shù)9800Pro使用了GDDR2。高電壓、高發(fā)熱、高功耗、高成本給人的印象非常差。隨著FX5900改用GDDR及256Bit，GDDR2很快被人遺忘。

FX5800Ultra需要為顯存專門安裝厚重的散熱片

       GDDR2失敗的主要原因是NVIDIA GeForce FX系列架構(gòu)和性能的問題，之后即便改用了256Bit高頻GDDR(此時GDDR的頻率已被提升至850-900MHz，直逼GDDR2)，F(xiàn)X5950Ultra依然不是9800XT的對手。當然GDDR2自身規(guī)格的不完善也造成了它無法入住中低端顯卡，被時代所遺棄。

       GDDR2雖然壞毛病一大堆，但它也擁有一些新的特性，比如首次使用片內(nèi)終結(jié)電阻，PCB設(shè)計比GDDR更加簡潔，這個特性被后來的gDDR2和GDDR3繼承。

       由于第一代GDDR2的失敗，高端顯卡的顯存是直接從GDDR跳至GDDR3的，但GDDR2并未消亡，而是開始轉(zhuǎn)型。幾大DRAM大廠有針對性的對GDDR2的規(guī)格和特性做了更改（說白了就是DDR2的顯存版），由此gDDR2第二版正式登上顯卡舞臺，時至今日依然活躍在低端顯卡之上。

       gDDR2第二版相對于第一版的改進主要有：

  
各大廠商均有g(shù)DDR2顆粒

       由于電壓的下降，第二代gDDR2的頻率要比第一代GDDR2低，主要以2.5ns(800MHz)和2.2ns(900MHz)的規(guī)格為主，當然也有2.8ns(700MHz)的型號。直到后期制造工藝上去之后，第二代gDDR2才以1.8V電壓突破了1000MHz，最高可達1200MHz，趕超了第一代高壓GDDR2的記錄。

       采用gDDR2顯存的經(jīng)典顯卡有：7300GT、7600GS、X1600Pro、8500GT……一大堆低端顯卡。

注意三星官方網(wǎng)站對于顯存的分類

       相信很多朋友也注意到了，本頁gDDR2的第一個字母為小寫，幾大DRAM廠商在其官方網(wǎng)站和PDF中就都是這么寫的，以示區(qū)分。我們可以這么認為：大寫G表示顯卡專用，32bit定位高端的版本；而小寫g表示為顯卡優(yōu)化，16bit定位低端的版本，本質(zhì)上與內(nèi)存顆粒并無區(qū)別。

       事實上，GDDR3和gDDR3之間也是這種關(guān)系，稍后我們會做詳細介紹。

       GDDR源于DDR，GDDR2源于DDR2，而GDDR3在頻率方面的表現(xiàn)又與DDR3比較相似，于是很多人認為GDDR3就是顯存版的DDR3，這可是個天大的誤區(qū)。