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分析:为何内存芯片速度比显存慢许多

中关村在线西安站·三秦IT网 作者:ZOL 编辑:赵刚 04-09
  目前,中高端显卡都已经开始应用上了GDDR3或GDDR4显存芯片,甚至不少高档显卡已经开始采用更先进的GDDR5显存芯片,其运行频率甚至超过了3.6GHz(0.8 ns)。另一方面,市面上主流内存芯片规格仍为DDR2-800,DDR3内存因为价格昂贵和支持主板较少,截止目前仍没有得到有效普及。此外,即便是目前内存的全球最高超频记录,频率也仅仅只有2.6GHz,与显存频率相差甚远。


OCZ登上内存之巅  DDR3-2000谁与争锋
达到DDR3-2000规格的内存寥寥无几

  其实,内存芯片和显存芯片从生产原理和制造过程都是非常相似的,具有很高的“通融性”,这就是为什么很多晶圆厂商都同时生产内存芯片和显存芯片,而且可以互相转换生产线的原因。从功能上而言,它们都是用于存储临时数据,属于动态随机记忆体,但为什么显存芯片的速度要远高于内存芯片呢?为什么内存不使用频率更快的芯片呢?

  显存被称为帧缓存芯片,主要作用就是缓冲GPU显示图形核心用到的或是产生的临时数据,除了存储功能外,显存还要与显示核心速度相匹配,以便于数据传输,减少响应等待时间,因此整体要求比较高。

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Qimonda GDDR5显存芯片

  由于显存芯片和内存芯片的结构非常相似,因此显存最初就是从内存芯片直接发展而来的,如:SDRAM、DDR、DDR2,两者频率也相差不远,但近年来显存发展似乎与内存芯片越走越远,向高频、高速方向发展。与内存有所不同的是,显存芯片往往以ns来表示速度快慢,数值越低,频率越高,以1.4ns GDDR4显存为例,其频率约为2.8GHz;而最高规格DDR3内存的频率仅能达到2GHz。

  显存芯片技术飞速发展的结果,是在当前的内存系统中所不敢想象的。之所以晶圆厂商加快新型显存芯片的研发速度,主要是因为GPU性能飞速提升,对显存带宽的要求也是水涨船高!显存带宽决定了显卡可以支持更高的分辨率、更大的色深和合理的刷新率,此外也不能拖累了显示核心的后腿。

分析:为何内存芯片速度比显存慢许多
内存频率发展缓慢受CPU总线频率制约

  话又说回来,内存频率的发展落后于显存也由上游支配产品所决定的——CPU或者北桥。由于内存只能受内存控制器所支配,而内存控制器往往集成在CPU内部(AMD)或者北桥芯片里(英特尔),因此其运行频率就与CPU总线(AMD为HT总线,英特尔为前端总线)频率相关联。例如:英特尔目前CPU前端总线频率最高达1333MHz,双通道DDR2-667就足以应付,双通道DDR2-800甚至都已经成为浪费。因此,正是处理器总线频率发展缓慢限制了内存芯片速度,并相对显存芯片频率要慢越多。
 
  编辑总结:从理论上讲,内存芯片频率也能做到显存那么快,但前文已经分析出造成内存频率发展缓慢的真正原因是CPU的总线频率过低。因此,位于产业链下游的内存厂商即便做出频率超过3GHz的产品也没有用武之地。

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