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[显卡] 从显存看显卡发展,当年的神器你用过几个?

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  • TA的每日心情

    2015-7-8 09:15
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2017-5-18 02:20:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    显存对于显卡来说,是必不可少的部件。显存不给力,GPU就哭去了。过去不少笔记本上面的750M,850M性能打折,就是因为用了D3显存而不是性能更好的D5.

    今日,有消息称,GDDR6显存会在年底或者明年初面世

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    今年Vege和Volta都会发布,新显存的出现当然是为了满足新GPU的需求

    显存其实就是内存的一种,同样用于高速缓冲

    显存用于存放显卡处理的图像信息,显存存放的信息经过一些转换一张一张输出到显示器就成了连续的画面,显然每张图片越复杂,需要的容量越大,那不只是简单的平面图形,3D应用时模型坐标贴图等信息都存在一张图里,视为一帧画面,显卡每秒输出几十张图像来保证画面连续。

    内存用于存放系统和软件运行的临时文件,原因在于硬盘太慢,硬盘几十MB的速度和内存几G的速度差距太大,所以硬盘无法完全代替内存来存放临时文件,毕竟软件运行对于信息的调用是实时的,都要等硬盘反应就太慢了,但是内存容量不像硬盘能做那么大,所以并不是所有东西都一下子放在内存里,也就有了读取这样的过程。

    不知不觉都发展到了GDDR6,GDDR6有什么厉害的地方?让我们回顾一下前面的显存,你就会明白了

    FPM DRAM

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    FPM DRAM(Fast Page Mode RAM): 快速页面模式内存。是一种在486时期被普遍应用的内存(也曾应用为显存)。72线、5V电压、带宽32bit、基本速度60ns以上。它的读取周期是从DRAM阵列中某一行的触发开始,然后移至内存地址所指位置,即包含所需要的数据。第一条信息必须被证实有效后存至系统,才能为下一个周期作好准备。这样就引入了“等待状态”,因为CPU必须傻傻的等待内存完成一个周期。FPM之所以被广泛应用,一个重要原因就是它是种标准而且安全的产品,而且很便宜。但其性能上的缺陷导致其不久就被EDO DRAM所取代,此种显存的显卡已不存在了。

    家贫,无486,这种内存,显存都没有用过

    EDO

    EDO (Extended Data Out) DRAM,与FPM相比EDO DRAM的速度要快5%,这是因为EDO内设置了一个逻辑电路,借此EDO可以在上一个内存数据读取结束前将下一个数据读入内存。设计为系统内存的EDO DRAM原本是非常昂贵的,只是因为PC市场急需一种替代FPM DRAM的产品,所以被广泛应用在第五代PC上。EDO显存可以工作在75MHz或更高,但是其标准工作频率为66 MHz,不过其速度还是无法满足显示芯片的需要,也早成为“古董级”产品上才有的显存。

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    严格来说,voodoo1,2均不是显卡,而是子卡,但是可以说是EDO显存最强的3D加速卡‘

    SDRAM SDRAM

    SDRAM SDRAM又称同步内存,它可以在一个时钟周期内进行数据的读写,从而节省了等待时间。由于低廉的价格和较佳的性能,目前SDRAM已成为中低档显卡和大多数主板普遍采用的内存。用作显存的SDRAM外形和内存条上的芯片无异,它最重要的特征是整个芯片采用两边扁平封装形式(只有两侧有针脚)。

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    直到Geforce第一代还有SDRAM显存的显卡,可以说是终点了

    SGRAM

    SGRAM是Synchronous Graphics DRAM的缩写,意思是同步图形RAM是种专为显卡设计的显存,是一种图形读写能力较强的显存,由SDRAM改良而成。它改进了过去低效能显存传输率较低的缺点,为显示卡性能的提高创造了条件。SGRAM读写数据时不是一一读取,而是以"块"(Block)为单位,从而减少了内存整体读写的次数,提高了图形控制器的效率。但其设计制造成本较高,更多的是应用于当时较为高端的显卡。目前此类显存也已基本不被厂商采用,被DDR显存所取代。SDRAM,即Synchronous DRAM(同步动态随机存储器),曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型,即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”,那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格,而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度,比如PC100,那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。与系统总线速度同步,也就是与系统时钟同步,这样就避免了不必要的等待周期,减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用,因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压,168Pin的DIMM接口,带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上,在显存上也较为常见。SDRAM可以与CPU同步工作,无等待周期,减少数据传输延迟。

    DDR SDRAM

    DDR SDRAM人们习惯称DDR SDRAM为DDR。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写,是双倍速率同步动态随机存储器的意思。DDR SDRAM是在SDRAM基础上发展而来的,仍然沿用SDRAM生产体系,因此对于内存厂商而言,只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进,即可实现DDR内存的生产,可有效的降低成本。RAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。与SDRAM相比:DDR运用了更先进的同步电路,使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行,又保持与CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延时锁定回路提供一个数据滤波信号)技术,当数据有效时,存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据,每16次输出一次,并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,因而其速度是标准SDRA的两倍。

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    当年有一块神一样的耕升Geforce3 Ti 200,可以一个跳线变成专业卡或者Ti 500.至今还能点亮,也是我第一块“高端”显卡

    GDDR2

    GDDR2显存,目前多被低端显卡产品采用,采用BGA(Ball Grid ArrayPackage)封装,显存的速度从3.7ns到2ns不等,最高默认频率从500MHz~1000MHz,但明显不如GDDR3显存。其单颗颗粒位宽为16bit,组成128bit的规格需要8颗。

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    x16bit规格的新型GDDR2首先出现在迪兰恒进的X700 Bavro上面。Samsung 3.7ns GDDR2显存采用84Pin FBGA封装,有别于GDDR3/前代GDDR2的x32bit规格。新型的GDDR2显存为16x16规格,单颗容量为32M,因而这款迪兰恒进X700 夺宝奇兵拥有256M 128bit的规格。

    GDDR2跟GDDR3对比的优势在于容量翻倍,价格更低,这对于中低端显卡来说非常有吸引力。

    目前显卡厂商搭配Micro-BGA封装的GDDR2显存的速度从3.7ns到2.5ns不等,最高默认频率从500Mhz-800Mhz,超过传统TSOP封装显存不少,加上GDDR2显存普遍有不错的超频能力,700Mhz以上的预设频率相对于传统的TSOP封装显存来说,自然有很大优势。GDDR2跟传统TSIOP DDR显存对比的优势在于频率优势,价格也不吃亏。

    DDR3

    DDR3显存可以看作是DDR2的改进版,二者有很多相同之处,主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。不过DDR3核心有所改进:DDR3显存采用0.11微米生产工艺,耗电量较DDR2明显降低。此外,DDR3显存采用了“Pseudo Open Drain”接口技术,只要电压合适,显示芯片可直接支持DDR3显存。当然,显存颗粒较长的延迟时间(CAS latency)一直是高频率显存的一大通病,DDR3也不例外,DDR3的CAS latency为5/6/7/8,相比之下DDR2为3/4/5。客观地说,DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的进步,但DDR3的性能优势仍比较明显:(1)功耗和发热量较小:吸取了DDR2的教训,在控制成本的基础上减小了能耗和发热量,使得DDR3更易于被用户和厂家接受。(2)工作频率更高:由于能耗降低,DDR3可实现更高的工作频率,在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点,同时还可作为显卡的卖点之一,这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。(3)降低显卡整体成本:DDR2显存颗粒规格多为4M X 32bit,搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8M X 32bit,单颗颗粒容量较大,4颗即可构成128MB显存。如此一来,显卡PCB面积可减小,成本得以有效控制,此外,颗粒数减少后,显存功耗也能进一步降低。(4)通用性好:相对于DDR变更到DDR2,DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变,搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存,这对厂商降低成本大有好处。目前,DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。

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    时至今日,还有GDDR3显存的显卡在售。比方说,三线县城里面的神卡GT730

    GDDR4

    GDDR4显存颗粒与前辈GDDR3相比,拥有更先进的制造工艺和更低的工作电压,并且可以工作在更高的工作频率下,使显卡可以得到更大的显存带宽。当时显存带宽的记录就是采用GDDR4显存颗粒的2900XT显卡所创造的,显存带宽为102.4GB/s。

    看似先进的GDDR4其实缺点很多,第一是采用GDDR4显存颗粒的显卡至今种类非常有限,仅有Radeon HD 2900XT和Radeon HD 2600XT两款显卡,NVIDIA虽然表示会推出采用GDDR4显存颗粒的GeForce 8800Ultra显卡,但是最后无疾而终。

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    貌似2900XT还是第一个512BIT显存的大杀器,发热量太高,性能低于预期,呵呵

    两张2900XT,你的冬天就不用愁了

    四张?你确定不会热死吗?

    GDDR5

    GDDR5(Graphics Double Data Rate, version 5)SDRAM是为计算机应用程序要求的高频宽而设计的高性能DRAM显存的一个类型。像它的上一版一样(GDDR4),GDDR5是以较之DDR2 SDRAM有着双倍速率的DDR3 SDRAM 为基础,但GDDR5的还拥有类似于GDDR4的8位宽的预取缓存。

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    GTX1070是现今用GDDR4最强的显卡,再往上就是GDDR5X.

    保守计算,Volta架构的显卡,甜点级,预算叫做GTX2060,还是会继续用GDDR5的

    GDDR5

    GDDR5X相当于HBM2与GDDR5之间的折中点,它没有前者低产能高价位的尴尬,又能比常规GDDR5拥有更高的显存频率。

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    GeForce GTX 1080首次采用了8GB GDDR5X显存,

    HBM显存

    HBM堆叠显存采用TSV技术将若干颗DRAM颗粒垂直互联在一起来完成堆叠,按照海力士以及AMD公布的试产产品数据,HBM在作为显存出现时可以提供8通道1024bit起跳的显存位宽,搭配适当频率颗粒(等效频率在2000~3600MHz左右,约等于GDDR4的水平)时可以提供超过128GB/s,最大可至512GB/s的等效带宽,在此基础上还能实现40%的功耗下降。随着工艺的成熟稳定,HBM所能够带来的带宽数字可能会进一步提升至640GB/S甚至更高。

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    FuryX ,默认水冷的神卡

    据说,新一代的Vege会用HBM2,具体性能如何?需要等Vega上市才知道答案了


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