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滄海桑田話存貯 內(nèi)存/顯存發(fā)展編年史

    GDDR5在GDDR3/4優(yōu)秀特性的基礎(chǔ)上，還有諸多改進(jìn)和新特性，下面就對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)分析。

● 數(shù)據(jù)和地址總線轉(zhuǎn)位技術(shù)：信號(hào)質(zhì)量高、功率消耗少

    在1Byte數(shù)據(jù)中的8個(gè)值中，如果超過一半的數(shù)值是0，那么GDDR5就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行轉(zhuǎn)位傳輸，把0變成1、1變成0，通過1個(gè)附加的DBI(數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)位值)來判定數(shù)據(jù)流是正位還是反位。GDDR5的這項(xiàng)技術(shù)是從GDDR4繼承發(fā)展而來的。

    DRAM在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，只有0會(huì)消耗電能，減少0的傳輸數(shù)量，既能保證信號(hào)質(zhì)量，也能減少內(nèi)部終結(jié)電阻和外部終結(jié)電路的功率消耗。GDDR5的地址總線也使用了類似的技術(shù)，通過額外的ABI通道來轉(zhuǎn)位數(shù)據(jù)流，從而較少信號(hào)噪聲，并降低功耗。

● 智能的可編程I/O控制接口：簡化PCB設(shè)計(jì)和成本

    GDDR5對(duì)I/O控制器做了很多改進(jìn)，加入了全新的自動(dòng)校準(zhǔn)引擎，保證GDDR5顯存顆粒更好的適應(yīng)GPU顯存控制器的需求，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。

    自動(dòng)校準(zhǔn)引擎可以監(jiān)控電壓和溫度變化，通過校驗(yàn)數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通電阻與ODT終結(jié)電阻值來作出補(bǔ)償，數(shù)據(jù)、地址、指令終結(jié)電阻都可以被軟件或驅(qū)動(dòng)控制。

GDDR5的針腳更多，但布線更簡潔

    此外GDDR5還能支持時(shí)間延遲和信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整，靈活的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)同步，以往通過“蛇形走線”平衡延遲的方法徹底成為歷史，GDDR5沒有這種顧慮，因此能極大的簡化PCB布線和成本，并有利于沖擊更高頻率。

● 數(shù)據(jù)遮蓋技術(shù)：減輕數(shù)據(jù)總線壓力

    GDDR5的Burst Length（對(duì)相鄰存儲(chǔ)單元連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹芷跀?shù)）是8bit，也就是說GDDR5顆粒一次至少要傳輸256bit數(shù)據(jù)，但很多時(shí)候并不是所有的數(shù)據(jù)都需要被改寫，導(dǎo)致無效的數(shù)據(jù)傳輸。

    為此，GDDR5使用了一項(xiàng)數(shù)據(jù)遮蓋技術(shù)，通過地址線傳輸保護(hù)信息，所有被保護(hù)的數(shù)據(jù)在傳輸過程中就不會(huì)被改寫，只有暴露的數(shù)據(jù)才會(huì)被寫入新的數(shù)據(jù)。如此以來，GDDR5的數(shù)據(jù)線壓力減輕不少，功耗發(fā)熱也得到進(jìn)一步控制。

● 誤差補(bǔ)償技術(shù)：提高傳輸效率，避免災(zāi)難性錯(cuò)誤

    為了保證數(shù)據(jù)在高速傳輸過程中的有效性，GDDR5新增一項(xiàng)錯(cuò)誤偵測(cè)與修正技術(shù)。GDDR5使用了成熟的CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)），通過DQ和DBI總線，實(shí)時(shí)檢查錯(cuò)誤，第一時(shí)間重新發(fā)送數(shù)據(jù)。

    這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于高頻率傳輸數(shù)據(jù)尤為重要，它能有效的減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的概率，大幅減少了由超頻或高溫導(dǎo)致的一系列問題，而且能夠一定程度上提升數(shù)據(jù)傳輸效率。

● 折疊模式：32bit顆粒當(dāng)作16bit用

    GDDR5作為高端顯卡專用的顯卡，只有32bit的顆粒。由于GDDR5擁有兩條并行的數(shù)據(jù)總線，這就使得GDDR5的工作模式變得更加靈活，它既可以工作在32bit模式下也可以工作在16bit模式下。這樣一個(gè)32bit顯存控制器就可以控制兩顆GDDR5顯存，顯存容量可以輕松翻倍。

    其實(shí)，GDDR3/4都可以通過這種方式擴(kuò)充顯存容量，但原理則完全不同。此前必須GPU的顯存控制器在設(shè)計(jì)時(shí)支持雙Bank模式才能支持更多的顯存顆粒。而現(xiàn)在，8顆GDDR5顯存總計(jì)256bit可以直接被128bit的GPU使用，從而簡化了顯存控制器設(shè)計(jì)，HD4770就是很好的例子。