一文分析DDR、GDDR、QDR的區(qū)別

NVIDIA新一代顯卡即將出爐，盡管對(duì)于個(gè)中細(xì)節(jié)并不了解細(xì)節(jié)，但業(yè)界普遍認(rèn)為無(wú)論是NVIDIA還是AMD，新一代顯卡搭載GDDR6顯存可能性極高。什么？我的電腦才用上DDR4，怎么顯卡就用GDDR6了？而且頻率還跑得那么高？是不是理不清它們之間的關(guān)系？下面就讓我們重新回顧一下顯存的發(fā)展歷史，展望下一代GDDR6顯存的一些新特性。

其實(shí)DDR內(nèi)存和GDDR顯存本來(lái)就是同宗同源，初期時(shí)DDR/GDDR、DDR2/GDDR2其實(shí)規(guī)范差異很小，頻率等參數(shù)基本上都是一致，兩者不分家，因此當(dāng)時(shí)顯卡即可以用DDR2顆粒，也可以用GDDR2顯存顆粒。

這個(gè)圖是不是很熟悉

Q:

DDR的種類(lèi)：

A:

1、DDR SDRAM：Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；

2、DDR2 SDRAM：Double-Data-Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory，第二代雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；

3、DDR3 SDRAM：Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory，第三代雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；

4、DDR4 SDRAM：Double-Data-Rate Fourth Synchronous Dynamic Random Access Memory，第四代雙倍數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。

DDR的發(fā)展：

SDRAM

DDR

DDR2

DDR3

DDR4

可以很清楚地發(fā)現(xiàn)，DDR、DDR2、DDR3和DDR4之間的接口并不兼容，當(dāng)然，其工作電壓也是不一樣的。（除了DDR4是臺(tái)式機(jī)的接口，前三個(gè)為筆記本上的接口）

DDR SDRAM可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳送兩次數(shù)據(jù)

DDR數(shù)據(jù)傳輸速度為系統(tǒng)鐘頻率的兩倍，能在選通脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù)

DDR2的數(shù)據(jù)傳輸速度為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的四倍

DDR3的數(shù)據(jù)傳輸速度為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的8倍

DDR的發(fā)展圖

Samsung-DDR的帶寬與數(shù)據(jù)傳輸率上升軌跡

Q:

QDR是什么？

A:

SDR(Single Data Rate):單倍數(shù)據(jù)倍率，只利用時(shí)鐘信號(hào)的上沿傳輸數(shù)據(jù)，例如SDRAM等。

DDR（Double Data Rate):雙倍數(shù)據(jù)倍率，利用時(shí)鐘信號(hào)的上沿&下沿傳輸數(shù)據(jù)，例如DDR-SDRAM等。

QDR（Quad Data Rate):四倍數(shù)據(jù)倍率，在DDR的基礎(chǔ)上，擁有獨(dú)立的寫(xiě)接口和讀接口，以此達(dá)到4倍速率，例如QDR-SRAM等 。DDR2-SDRAM，DDR3-SDRAM基本原理和DDR-SDRAM是一樣的，通過(guò)提高時(shí)鐘頻率來(lái)提升性能，因?yàn)闀r(shí)鐘頻率提高了，必須做相應(yīng)的預(yù)處理（DDR支持2、4、8busrt, DDR2支持4和8，而DDR3只支持8）。

QDR是Quad Data RateStatic Random Access Memory(QDR SRAM)的縮寫(xiě)，也就是四倍數(shù)據(jù)速率靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的意思。QDR的四倍數(shù)據(jù)速率是相對(duì)普通SRAM而言的。

普通SRAM使用半雙工總線(xiàn)，即在同一時(shí)刻只能進(jìn)行讀或者寫(xiě)操作(讀/寫(xiě)共用一條數(shù)據(jù)通道)，所以普通SRAM又稱(chēng)作SDR(Single Data Rate)SRAM，即“單倍數(shù)據(jù)速率靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器”。

DDR(Double Data Rate) SRAM在SDR SRAM的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，與SDR SRAM只在參考時(shí)鐘的上升沿采樣數(shù)據(jù)不同，DDR SRAM在參考時(shí)鐘的上升沿和下降沿都采樣數(shù)據(jù)，這樣，DDR SRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以傳輸雙倍數(shù)據(jù)，DDR SRAM(雙倍數(shù)據(jù)速率SRAM)也是由此得名的。

QDR在保留DDR特征的基礎(chǔ)上，對(duì)其數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行了升級(jí)，DDR只有一條數(shù)據(jù)通道，數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)操作共用，屬于半雙工工作方式，而QDR擁有兩獨(dú)立條數(shù)據(jù)通道，數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)操作可以同時(shí)進(jìn)行，屬于全雙工工作方式，因此，QDR的數(shù)據(jù)存取速率又是DDR的兩倍。

這樣計(jì)算下來(lái)，QDR的數(shù)據(jù)存取速率是SDR的四倍，四倍數(shù)據(jù)速率的雅稱(chēng)也因此而來(lái)。QDR1/2/3的最高工作頻率分別為200/333/500MHz。在高速通信系統(tǒng)中(40G/100G)基本上都使用QDR。

QDR器件規(guī)范是由Cypress、IDT、NEC、Samsung和Renesas等公司組成的QDR聯(lián)盟共同定義和開(kāi)發(fā)的。QDR聯(lián)盟的官方網(wǎng)站是：http://www.qdrsram.com。

同DDR一樣，QDR也分為QDR1、QDR2和QDR3。與QDR1相比，QDR2增加了一對(duì)源同步時(shí)鐘，可以幫組SRAM控制器捕獲數(shù)據(jù)，此時(shí)鐘被稱(chēng)為反饋時(shí)鐘(CQ和CQ#)，這個(gè)反饋時(shí)鐘與QDR2的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘保持同步，同時(shí)又與QDR2輸出路徑的數(shù)據(jù)總線(xiàn)保持沿對(duì)齊。這樣，QDR2產(chǎn)生的整體數(shù)據(jù)有效視窗便會(huì)比同頻率的QDR1增大約35%，而延遲卻比QDR1少了二分之一個(gè)周期，這額外的半周期可容許在最低的延遲下進(jìn)行更高頻率和更大帶寬操作。QDR3目前還處在概念中，QDR聯(lián)盟于2004年5月制定的QDR3規(guī)范中，器件的最高時(shí)鐘頻率可達(dá)500MHz。QDR器件結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：

1).K/K#：QDR系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；

2).C/C#：讀端口輸入時(shí)鐘；

3).CQ/CQ#：輸出環(huán)回時(shí)鐘；

這里說(shuō)明下，K/K#、C/C#和CQ/CQ#不是真正的差分信號(hào)，而是相位相差180度的偽差分時(shí)鐘，在測(cè)試時(shí)不能使用差分探頭，一般使用兩個(gè)單端探頭。

4).A[20:0]：地址輸入信號(hào)，讀寫(xiě)通道復(fù)用，分別在時(shí)鐘K/K#的上升沿采樣；

5).WPS#：寫(xiě)端口選擇輸入信號(hào)，在時(shí)鐘信號(hào)K的上升沿有效，當(dāng)WPS#無(wú)效時(shí)，寫(xiě)端口信號(hào)被忽略；

6).BWS[3:0]#：比特寫(xiě)入選擇信號(hào)，用于選擇將拿個(gè)Byte寫(xiě)入到QDR鐘，對(duì)于9位數(shù)據(jù)位寬的QDR，用BWS0#控制，對(duì)于18位數(shù)據(jù)位寬的QDR，由BWS0#控制低9位，BWS1#控制高9位，其他以此類(lèi)推；

7).NWS[0:1]#：4字節(jié)寫(xiě)入選擇信號(hào)(此管腳只在8位QDR器件上才有)，用來(lái)控制當(dāng)前寫(xiě)端口的哪4位字節(jié)被寫(xiě)入，NWS0#控制D[3:0]，NWS1#控制D[7:4]。

8).RPS#：寫(xiě)端口地址選擇輸入信號(hào)，時(shí)鐘K上升沿有效，當(dāng)RPS#信號(hào)無(wú)效時(shí)，讀端口信號(hào)被忽略；

9).D[18:0]：寫(xiě)操作數(shù)據(jù)輸入通道，在時(shí)鐘K和K#的上升沿有效；

10).Q[18:0]：讀操作數(shù)據(jù)輸出通道，單時(shí)鐘模式下，在在時(shí)鐘K和K#的上升沿有效，多時(shí)鐘模式下，在時(shí)鐘C和C#的上升沿有效；

11).ZQ：輸出阻抗控制信號(hào)。用于控制QDR的輸出端口的CQ/CQ#以及Q[18:0]等信號(hào)的輸出阻抗。當(dāng)ZQ和GND間的電阻為RQ時(shí)，則CQ/CQ#和Q[18:0]的輸出阻抗被設(shè)置為0.2RQ。當(dāng)ZQ直接連接到VDD時(shí)，輸出信號(hào)有最小的輸出阻抗，ZQ不能懸空或直接接地；

12).DOFF#：DLL使能輸入信號(hào)，當(dāng)該管腳接地時(shí)，將會(huì)關(guān)掉QDR內(nèi)置的DLL；

13).144M/288M：144M/288M地址擴(kuò)展引腳，在72M器件上，這些管腳必須拉低。

QDR SRAM的I/O端口采用的是HSTL電平。HSTL即High SpeedTransceiver Logic，是一種基于EIA/JESD8-6標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口電路邏輯，其輸出為一差分放大器(如果只使用一端的話(huà)，另一端需要與內(nèi)部參考電壓相連)，QDR具有單獨(dú)的輸出端口電源Vddq，QDR1為2.5V、QDR2為1.8V、QDR3為1.2V。

QDR有三對(duì)參考時(shí)鐘，其中，只有K/K#時(shí)鐘是必須的，它是寫(xiě)數(shù)據(jù)和地址信號(hào)的采樣時(shí)鐘。C/C#和CQ/CQ#這兩對(duì)時(shí)鐘可選，QDR有四種時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案，分別如下：

1).僅使用K/K#時(shí)鐘。K/K#既是寫(xiě)參考時(shí)鐘，也是讀參考時(shí)鐘；

2).用K/K#時(shí)鐘和C/C#時(shí)鐘，不使用CQ/CQ#時(shí)鐘；

3).用K/K#時(shí)鐘和C/C#時(shí)鐘的換回環(huán)，不用CQ/CQ#時(shí)鐘；

4).用K/K#時(shí)鐘和CQ/CQ#時(shí)鐘。

由于K/K#時(shí)鐘和CQ/CQ#時(shí)鐘分別是由QDR控制器和QDR本身提供的，這樣，在讀寫(xiě)時(shí)都有源同步時(shí)鐘做參考，所以，在高速設(shè)計(jì)中，基本上都是使用第四種時(shí)鐘方案。

使用單時(shí)鐘模式時(shí)，C/C#時(shí)鐘必須從外部上拉到高電平(CQ/CQ#是輸出時(shí)鐘，無(wú)需處理)，在使用第二種時(shí)鐘模式時(shí)，C/C#的時(shí)鐘的PCB走線(xiàn)必需要比K/K#時(shí)鐘長(zhǎng)，QDR2 SRAM有一個(gè)參數(shù)tKHCH(即K/K#時(shí)鐘和C/C#時(shí)鐘的skew)，規(guī)范中要求此參數(shù)必須大于0，因?yàn)镼DR的同時(shí)讀寫(xiě)特點(diǎn)，假設(shè)在同一時(shí)鐘周期內(nèi)，要對(duì)同一個(gè)地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀操作和寫(xiě)操作，規(guī)范要求是，要先進(jìn)行寫(xiě)操作，后進(jìn)行讀操作，也就是寫(xiě)參考時(shí)鐘K/K#需要比讀參考時(shí)鐘C/C#先到達(dá)。但是，規(guī)范中同時(shí)規(guī)定，C/C#時(shí)鐘與K/K#時(shí)鐘之間的skew必須小于三分之一時(shí)鐘周期。

如果將多片QDR2 SRAM器件并聯(lián)使用的話(huà)，需要注意C/C#時(shí)鐘的PCB走線(xiàn)方式，即C/C#時(shí)鐘須先到達(dá)最遠(yuǎn)端的QDR器件(即第三種時(shí)鐘方案)，最后到達(dá)最近處的QDR器件，這樣，參考時(shí)鐘信號(hào)的延遲正好可以抵消數(shù)據(jù)信號(hào)的延遲，確保幾個(gè)器件上的數(shù)據(jù)保持同步，如下圖所示。

使用QDR器件時(shí)，須注意一下幾點(diǎn)：

1).QDR2有最低頻率要求，最低工作頻率不能低于120MHz；

2).QDR上電期間，要保證DOFF#管腳一直處于低電平，因?yàn)镈OFF#的作用是使能器件內(nèi)部的DLL，在剛上電的這段時(shí)間，時(shí)鐘信號(hào)本身是不穩(wěn)定的，為了讓內(nèi)部DLL正確的鎖住時(shí)鐘，需要停止時(shí)鐘信號(hào)至少30ns來(lái)復(fù)位內(nèi)部DLL，然后等外部時(shí)鐘穩(wěn)定后在使能DLL去鎖定穩(wěn)定的時(shí)鐘；

3).VDD要先于VDDQ上電，VDDQ要先于VREF或與之同時(shí)上電。

Q:

GDDR是什么

A:

GDDR是Graphics Double Data Rate的縮寫(xiě)，為顯存的一種，GDDR是為了設(shè)計(jì)高端顯卡而特別設(shè)計(jì)的高性能DDR存儲(chǔ)器規(guī)格，其有專(zhuān)屬的工作頻率、時(shí)鐘頻率、電壓，因此與市面上標(biāo)準(zhǔn)的DDR存儲(chǔ)器有所差異，與普通DDR內(nèi)存不同且不能共用。一般它比主內(nèi)存中使用的普通DDR存儲(chǔ)器時(shí)鐘頻率更高，發(fā)熱量更小，所以更適合搭配高端顯示芯片。

當(dāng)應(yīng)用程序越來(lái)越多要進(jìn)行3D顯示及演算時(shí)，頻繁地讀取在顯卡中的SDRAM或SGRAM保存的連續(xù)畫(huà)面圖像數(shù)據(jù)的速度開(kāi)始不能滿(mǎn)足需求，人們研發(fā)了GDDR，它是為了代替舊式顯存的不足而出現(xiàn)。開(kāi)始時(shí)第一代GDDR只是普通DDR的稍微改進(jìn)版，但也比舊式顯存要快的多。

進(jìn)入GDDR時(shí)代的顯存家族一共有五兄弟，分別是GDDR、GDDR2、GDDR3、GDDR4和GDDR5。GDDR顯存已在市場(chǎng)被淘汰，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的顯存主要有GDDR2、GDDR3、GDDR4、GDDR5幾種類(lèi)型的產(chǎn)品。

GDDR2顯存，目前多被低端顯卡產(chǎn)品采用，采用BGA(Ball Grid ArrayPackage)封裝，顯存的速度從3.7ns到2ns不等，最高默認(rèn)頻率從500MHz～1000MHz，但明顯不如GDDR3顯存。其單顆顆粒位寬為16bit，組成128bit的規(guī)格需要8顆。

GDDR3顯存是專(zhuān)門(mén)為圖形處理開(kāi)發(fā)的一種新型內(nèi)存，同樣采用BGA封裝技術(shù)，其單顆顆粒位寬為32bit，8顆顆粒即可組成256bit/512MB的顯存位寬及容量。顯存速度在2.5ns(800MHz)～0.8ns(2500MHz)間。相比GDDR2，GDDR3具備低功耗、高頻率和單顆容量大三大優(yōu)點(diǎn)，使得GDDR3目前為主流顯卡產(chǎn)品廣泛采用。

GDDR4和GDDR3基本技術(shù)一樣，GDDR4單顆顯存顆粒可實(shí)現(xiàn)64bit位寬64MB容量，也就是說(shuō)只需4顆顯存芯片就能夠?qū)崿F(xiàn)256bit位寬和256MB容量，8顆更可輕松實(shí)現(xiàn)512bit位寬512MB容量。目前GDDR4顯存顆粒的速度集中在0.7ns～0.9ns之間，但GDDR4顯存時(shí)序過(guò)長(zhǎng)，同頻率的GDDR3顯存在性能上要領(lǐng)先于采用GDDR4顯存的產(chǎn)品，并且GDDR4顯存并沒(méi)有因?yàn)殡妷焊投鉀Q高功耗、高發(fā)熱的問(wèn)題，這導(dǎo)致GDDR4對(duì)GDDR3缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸被淘汰了。

相對(duì)于GDDR3、GDDR4而言，GDDR5顯存擁有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還具備更高的帶寬、更低的功耗、更高的性能。如果搭配同數(shù)量、同顯存位寬的顯存顆粒，GDDR5顯存顆粒提供的總帶寬是GDDR3的3倍以上。由于GDDR5顯存可實(shí)現(xiàn)比目前主流的128bit或256bit顯存更高的位寬，也就意味著采用GDDR5顯存的顯卡會(huì)有更大的靈活性，性能亦會(huì)有較大幅度的提升。所以目前主流的高端顯卡都無(wú)一例外地采用了GDDR5顯存。

DDR的帶寬發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上GDDR

因此顯存與內(nèi)存分道揚(yáng)鑣是基于技術(shù)需求上的考慮，畢竟術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，GDDR顯存的推出就是更好地滿(mǎn)足GPU胃口，達(dá)到更好的性能。

但是后期由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速進(jìn)步，加上人們對(duì)于顯卡性能日益增長(zhǎng)的需求，普通的GDDR/GDDR2顯存已經(jīng)不能滿(mǎn)足顯卡GPU高速交互數(shù)據(jù)需求，畢竟GPU沒(méi)有像CPU那樣設(shè)計(jì)有大容量L1、L2、L3緩存，而且GPU與顯存之間的數(shù)據(jù)交換非常頻繁，還是那種大容量的紋理貼圖數(shù)據(jù)，需要更高的顯存帶寬；其二是顯存可以直接集成于顯卡PCB上，不必像內(nèi)存那樣做成獨(dú)立部件，又要考慮走線(xiàn)、信號(hào)傳輸延遲，可以專(zhuān)門(mén)做定向優(yōu)化，同時(shí)提高顯存位寬有利于減少顯存顆粒，在顯卡上實(shí)現(xiàn)更高容量的顯存集成。

GDDR（Graphics Double Date Rate SDRAM，雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）

和DDR一樣都是采用2bit預(yù)取，同時(shí)可以在一個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿和下降沿分別傳輸一次數(shù)據(jù)，這樣就實(shí)現(xiàn)單時(shí)間周期兩倍的傳輸速率。但此時(shí)GDDR頻率并不比DDR要高出多少，但是GDDR為了追求更高的頻率，在延遲要求上有所放寬。

GDDR顆粒為了追求大位寬，因此容量會(huì)特別小，那時(shí)候都是8×16Bit的規(guī)格，也就是一顆GDDR顯存才16MB大小，而同期的DDR內(nèi)存顆?？梢宰龅?2甚至64MB大小。

如果你浸淫在PC DIY界多年，你可能會(huì)記得以前DDR、GDDR顯存顆粒都是這種多腳的TSOP封裝，而且GDDR顯存顆粒體積也很大。

▲DDR內(nèi)存

后期由于光刻工藝升級(jí)以及追求更加的封裝面積，存儲(chǔ)廠商在GDDR上實(shí)現(xiàn)了BGA封裝技術(shù)，也就是針腳不外露，全部藏在底部。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了32bit的顯存位寬，并且一直延續(xù)至今。

GDDR2

技術(shù)細(xì)節(jié)同樣來(lái)自于DDR2，和DDR2一樣GDDR 2bit的預(yù)取升級(jí)到4bit，相比DDR1代可以將頻率翻倍。不過(guò)由于GDDR2跑得比DDR2還快，誕生時(shí)間早，工藝上可能稍微欠缺了一點(diǎn)，工作電壓高達(dá)2.5V，盡管等效工作頻率高達(dá)1GHz，但巨大的發(fā)熱量甚至媲美GPU核心，需要專(zhuān)門(mén)的散熱片輔助散熱。

▲DDR2內(nèi)存

因此采用GDDR2顯存的顯卡都是曇花一現(xiàn)，只有NVIDIA的FX5800 /5600 Ultra、ATI9800Pro用過(guò)，很快就消息了，可以說(shuō)GDDR2是個(gè)失敗的產(chǎn)品。

▲ATI9800Pro

GDDR3

被GDDR2坑過(guò)后，大家都認(rèn)為存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)制定方JEDEC跑得實(shí)在是太慢了，GDDR、GDDR2標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重不符合顯卡GPU發(fā)展需求，NVIDIA、AMD開(kāi)始聯(lián)手對(duì)GDDR3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施深入的指導(dǎo)，因此GDDR3可以說(shuō)真正地與DDR3分道揚(yáng)鑣，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得到大幅度提升。

▲DDR3內(nèi)存

深刻地認(rèn)識(shí)到GDDR、DDR應(yīng)用場(chǎng)景完全不同，因此設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮到這個(gè)問(wèn)題，考慮到高速讀寫(xiě)需求，GDDR3設(shè)計(jì)有兩條獨(dú)立的數(shù)據(jù)選擇脈沖DQS，一條用于讀取，另一條用于寫(xiě)入，這樣互不干擾，因此GDDR3讀寫(xiě)數(shù)據(jù)速度要比GDDR2快多了，畢竟GPU存取數(shù)據(jù)頻繁程度高，GDDR3的新設(shè)計(jì)可以讓顯存效率大幅度提升。

盡管GDDR3保留GDDR2的4bit預(yù)取，但對(duì)GDDR3也修改I/O控制電路，新的電路設(shè)計(jì)可以最大程度降低電流，工作電壓也隨之下降到1.8V，間接地控制住功耗和發(fā)熱量，一舉解決GDDR2存在的弊端。

都說(shuō)工藝是提升性能、頻率的良方，GDDR3憑借制程工藝紅利，從1GHz不斷攀升，一直走到了2.5GHz，因此其生命線(xiàn)長(zhǎng)達(dá)五年才落幕。

▲奇夢(mèng)達(dá)的GDDR3

▲三星的GDDR3

GDDR4

可能是GDDR3跑得太快，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于往后幾代GPU來(lái)說(shuō)還算是夠用，加上NVIDIA與ATI之間競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈，就GDDR4標(biāo)準(zhǔn)制定分歧嚴(yán)重，最后NVIDIA明確表示不支持GDDR4，顯卡產(chǎn)品也并沒(méi)有采用，最終標(biāo)準(zhǔn)GDDR4由ATI一手操辦，但缺乏NVIDIA的支持，存儲(chǔ)廠商只有小規(guī)模試產(chǎn)，AMD也只有三款非主流產(chǎn)品采用了GDDR4顯存，因此GDDR4起不了什么浪花。

▲DDR4內(nèi)存，已經(jīng)和GDDR4顯存沒(méi)有瓜葛了

事實(shí)上，GDDR4技術(shù)是有巨大進(jìn)步，使用DDR3的8bit預(yù)取技術(shù)，這個(gè)也是NVIDA與ATI矛盾發(fā)展的開(kāi)端。然后采用了Data Bus Inversion技術(shù)，提高數(shù)據(jù)精度、降低工作電壓至1.5V，繼續(xù)降低功耗。

而GDDR4頻率起步就是2GHz水平，其后雖然有更高頻率顆粒出現(xiàn)，但是由于NVIDIA的不支持，市場(chǎng)太小導(dǎo)致生產(chǎn)成本高漲，加上AMD顯卡性能不如同期N卡，GDDR4很快就被歷史所遺忘。

▲AMD Radeon HD2600XT用的就是GDDR4

GDDR5

GDDR顯存的命運(yùn)總是那么跌宕起伏，奇數(shù)代的顯存總是存活得更久，2012年GDDR5顯存終于登上舞臺(tái)，在繼承GDDR4的8bit預(yù)取，加上QDR雙數(shù)據(jù)總線(xiàn)、4路bank設(shè)計(jì)讓GDDR5顯存頻率突飛猛進(jìn)，一路高歌，一并沖上8Gbps。

盡管GDDR5只有32bit的顆粒，但是它擁有兩條并行的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，那么他的工作模式就相當(dāng)靈活，可以自由在32bit、16bit一下工作，同時(shí)一個(gè)32bit顯存控制器也能控制兩個(gè)GDDR5顯存，實(shí)現(xiàn)了顯存容量翻倍。

根據(jù)當(dāng)時(shí)NVIDIA 200系列顯卡上市情況來(lái)看，即便是采用相同GPU核心，使用GDDR5顯存會(huì)比GDDR3顯存，綜合性能提升20%以上，這個(gè)提升幅度相當(dāng)驚人。也因此GDDR5能夠經(jīng)久不衰，一直到1000系列還在用，而且頻率不斷在進(jìn)步，達(dá)到8Gbps的巔峰。

▲三星GDDR5

GDDR5X

嗯？怎么突然冒出個(gè)GDDR5X，GDDR6哪里去了？這可不得怪JEDEC標(biāo)準(zhǔn)定制得太慢，NVIDIA已經(jīng)忍不住了，聯(lián)合美光推出了這樣一個(gè)半代產(chǎn)品GDDR5X，還是高端NVIDIA顯卡獨(dú)占。

GDDR5X可以視為GDDR6的先行版，它繼續(xù)將預(yù)取從8bit提升至16bit，使用了改進(jìn)版的QDR 4倍數(shù)據(jù)倍率技術(shù)，也就是說(shuō)每個(gè)時(shí)鐘可以傳輸4bit數(shù)據(jù)！GDDR5X的電壓下降到1.35V。最終我們見(jiàn)到首批使用GDDR5X顯存頻率可以高達(dá)10Gbps，據(jù)說(shuō)后續(xù)還會(huì)有14Gbps的版本面世。

▲美光GDDR5X

GDDR6

GDDR6標(biāo)準(zhǔn)終于姍姍來(lái)遲，即將到來(lái)的NVIDIA 11系列顯卡肯定是要用上它的。和GDDR5X一樣采用了16bit預(yù)取，這已經(jīng)是被證實(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸速度最為有效的方法。其次就是GDDR6終于一改以往GDDR1/2/3/4/5/5X只有一個(gè)讀寫(xiě)通道問(wèn)題，使用雙通道，雖然位寬變小了，但是實(shí)際上效率更高以后，會(huì)帶來(lái)明顯的性能提升。

其次就是顯存容量的進(jìn)步，原本GDDR5最常見(jiàn)的都是8Gb單顆粒，而GDDR6標(biāo)準(zhǔn)下最高可以達(dá)到32Gb，換算過(guò)來(lái)單顆粒就是4GB，好處顯而易見(jiàn)，那就是低端顯卡單顆粒就搞定了，還要什么HBM2？高端3顆也就滿(mǎn)足12GB，推算頂級(jí)顯卡384bit顯存位寬計(jì)算，搭載12顆就能達(dá)到48GB，難怪NVIDIA絲毫沒(méi)有在消費(fèi)級(jí)游戲卡上用HBM2顯存的意思。

▲GDDR6帶寬可以達(dá)到896GB/s，這是美光提供的數(shù)據(jù)

此外GDDR6修改了封裝方式，減少了底部接口數(shù)目，從190 ball減少至180ball，尺寸更小，這樣應(yīng)用場(chǎng)景更為寬闊。

▲GDDR6優(yōu)勢(shì)——針腳少、尺寸更小、效能更高

目前全球三大存儲(chǔ)芯片廠商三星、海力士和美光都推出了自己的GDDR6計(jì)劃，不過(guò)由于技術(shù)實(shí)力差異和產(chǎn)品研發(fā)路線(xiàn)不同等因素，這三家的產(chǎn)品還存在一定的區(qū)別。

三星

期初三星在GDDR6上也是雷聲大雨點(diǎn)小，推出GDDR6的時(shí)機(jī)也要晚于其余兩家，但三星厚積薄發(fā)，一推出的GDDR6顯存規(guī)格就是最高的，1Y nm工藝（10-16nm），單顆粒2GB，速度最高可達(dá)18Gbps，超過(guò)了JEDEC規(guī)范。

海力士

首批采用21nm工藝，單顆粒1GB容量，速度有10/12/14Gbps，也超過(guò)GDDR5X現(xiàn)時(shí)的極限，比較有趣的是，GDDR6電壓應(yīng)該是1.35V，海力士研發(fā)出1.25V低電壓版的GDDR6顯存，估計(jì)是為筆記本設(shè)備研發(fā)的。

美光

美光是最早、也是最積極推進(jìn)GDDR6顯存的存儲(chǔ)廠商，將會(huì)采用16nm工藝制造，也是單顆粒8Gb，速度10-14Gbps不等，而且也有對(duì)應(yīng)多款1.25V低電壓版GDDR6顯存。

如今GDDR6顯存依靠高頻率、高容量和低功耗特性，將會(huì)在未來(lái)新一代游戲顯卡上大方異彩，為新架構(gòu)顯卡帶來(lái)更強(qiáng)大的綜合性能，而且對(duì)比成本居高不下、封裝難度高的HBM 2顯存來(lái)講，GDDR6顯然更加實(shí)惠，更易于往中低端顯卡推廣。