拒绝瓶颈 华硕GDDR5至强游戏装备军团降临

    显卡界近期新技术不断，除了40nm普及、AMD的DirectX 11 Radeon HD 5000系列发布外，还有一个与显卡性能息息相关的技术迅速普及，那就是GDDR5显存颗粒。从第一款采用GDDR5显存的Radeon HD 4770开始，GDDR5显存就成为了AMD高端显卡的标配，如今，AMD中端Radeon HD 5700/4700系列也开始采用GDDR5显存，NVIDIA方面最新的GeForce GT 240也搭上了GDDR5显存的快车！由此可见，GDDR5显存时代将迅速来临，用来取代服役已久的GDDR3显存颗粒。

　　华硕作为全球为数不多同时兼AIC/AIB为一身的公司，对GDDR5显存的支持自然不遗余力，走在业界的前列，如今GDDR5大军全面来袭！包括：华硕EAH5870/2DIS/1GD5、华硕EAH5850/2DIS/1GD5、华硕EAH5770/2DIS/1GD5、华硕EAH5750/2DIS/1GD5、华硕EAH4750 F1/DI/512MD5、华硕ENGT240/DI/512MD5等多款产品。那么GDDR5显存颗粒到底有什么优势，能够取代称霸显存颗粒多年的GDDR3显存颗粒，下面我们将会大家揭开谜团？

　　上面这张图清楚的反应了带宽与显存频率位宽之间的关系！假设有一批货物（数据）要从仓库（显存）运到工厂（GPU）处理，怎么样才能更快的完成这件工作？我们有两种方式：第一，在只有驴车运输的情况下，可行的方法拓宽工厂与仓库之间的车道数，这样一次可以跑更多的驴车，也就是增加显存位宽，第二种就是在道路不变下，把驴车换成汽车，这样同样可以更快的完成任务。

　　其实近几年来，显卡的发展一直都是两种方式同步进行，显卡从几年前的64Bit已经发展到了512Bit，显存速度也从原来的500MHz发展到GDDR3显存最高的2600MHz（GDDR5出现以前），但是增加显存位宽这条路径已经出现了瓶颈，512Bit已经是目前GPU位宽设计的极限，且不论失败的Radeon HD 2900 XT，即使是看起来风光无限的GT200系列，由于显存控制器占据了大量的晶体管，芯片设计太过复杂，导致GT200系列无论功耗还是发热量都不尽人意， 因此NVIDIA已经决定在GT300中采用384Bit位宽，而AMD早就在Radeon HD 3870就已经恢复到了256Bit位宽，可见想增加带宽，采用拓宽道路数已经不太现实，那么就只有将驴车换成法拉利跑车了！

　　将驴车换成法拉利跑车需要几步？答：三步！

　　最早的驴车可以视为GDDR显存，最早的频率为400MHz，到后期随着工艺的发展到了900MHz，之后出现了GDDR2显存颗粒，这应该算是第一步，尽管最初的GDDR2显存由于工艺和电压问题，并不成功。

　　第二步是GDDR3显存颗粒，这也是近几年显卡采用最普遍的显存颗粒，在这期间GDDR2显存颗粒才由于制程提升且电压由2.5V降低到1.8V才开始普遍采用在低端显卡上，GDDR3显存最初只有1000MHz，到现在发展到了最快的0.77ns的2600MHz，此时可以视为将驴车换成了宝马，速度提升了非常明显，但是这看要和谁比！因为和GDDR5相比，GDDR3能够达到最高频率还不及GDDR5的起跳频率。

　　第三步就是GDDR5显存颗粒，当然也许有的玩家会说第三步不是GDDR4显存颗粒吗？这是要说的是，GDDR4确实也是非常优秀的产品，不过其致命点是虽然频率够高，最高可达3000MHz，但是延迟也同样过高，同频率下性能无法抗衡GDDR3显存颗粒，目前GDDR4显存颗粒大部分徘徊在2400MHz左右，实际上性能与2000MHz的GDDR3显存性能相差无几，尽管功耗等方面仍有优势，但是没有得到NVIDIA的支持，且生产成本与GDDR3相比过高，于是并没有大面积普及。而GDDR5显存颗粒就不同了，他不但得到了AMD与NVIDIA的全力支持，且最低起跳频率为3600MHz，目前最高默认频率达到了4800MHz，通过超频甚至已经达到6000MHz的超高频率。

　　那么GDDR5是如何实现法拉利的速度的？

　　在这个话题之前我们要先明白显存的的三个频率：核心频率、I/O频率、等效频率。核心频率是内部电容的刷新频率，它是内存的真实运行频率；时钟频率即I/O（输入/输出缓冲）的传输频率；而有效数据传输频率就是指数据传送的频率（即等效频率）。其中显存的核心频率现在很少被人提起，大家提到最多的是I/O传输频率（也就是官方标称的频率）及等效频率，等效频率就是我们谈论显卡时所说的频率，举个例子，比如我们说Radeon HD 5870的频率是4800MHz，官方则称其为1200MHz，其中4800MHz就是等效频率，1200MHz为I/O频率，而实际显存的核心频率仅为150MH。那么这150MHz是如何得来的呢？

　　其实这个问题并不复杂，首先我们要了解一个名字——数据预取技术，顾名思义就是预先/提前存取数据，GDDR/GDDR2/GDDR3/GDDR4/GDDR5分别采用了2Bit/4Bit/4Bit/8bit/8it数据预取技术，也就是说I/O控制器在发出请求之前，它们会分别准备好2Bit/4Bit/4Bit/8bit/8it数据。

　　那么我们可以得出一个结论，那就是如果核心频率同为200MHz的话，那么GDDR/GDDR2/GDDR3/GDDR4/GDDR5的I/O频率分别是400Mz/800MHz/800MHz/1600MHz/1600MHz，等效频率是800MHz/1600MHz/1600MHz/3200MHz/3200MHz，其中I/O频率五种显存都是正确的，而等效频率只有GDDR/GDDR2/GDDR3/GDDR4是正确的，因为GDDR5的等效频率并不是3200MHz，而是6400MHz。这又是为什么呢？

　　因为GDDR/GDDR2/GDDR3/GDDR4的数据总线都是DDR技术(通过差分时钟在上升沿和下降沿各传输一次数据)，I/O频率X2就是等效频率，而GDDR5两条并行的DQ总线，从而实现双倍的接口带宽，相当于Rambus的QDR技术，所以I/O频率X4才是等效频率，说到这里相信大家都可以理解为什么GDDR5显存可以拥有那么高的速度了吧！

　　同时我们也注意到，上文我们提到GDDR5中达到4800MHz频率也只需要150MHz的核心频率，所以GDDR5显存的电压可以更低，仅有1.5V，比GDDR3可节省17%的电量，更低的电压意味着更低的功耗和发热量，对于显卡工作的稳定至关重要。

　　有了GDDR5显存颗粒的帮助，上述华硕显卡自然会在性能上更具优势，根据显存带宽＝显存位宽×显存工作频率/8的公式，即使是只有128Bit的华硕EAH5770/2DIS/1GD5，通过4800MHz的频率也可以达到4800MHz×128bit/8=76.8GB/s，而采用256Bit的GeForce GTS 250的带宽也仅为2200MHz×256Bit/8=70.4GB/s。又例如同一芯片GeForce GT 240如果分别采用GDDR3和GDDR5显存颗粒，他们性能会相差10%以上，足见GDDR5在性能上可提供更大的发挥空间！