顯存頻率及SDRAM,DDR,DDR2,DDR3顯存介紹
2020-10-26 22:23:11
供稿：網(wǎng)友
顯存頻率是指默認(rèn)情況下，該顯存在顯卡上工作時(shí)的頻率，以MHz（兆赫茲）為單位。顯存頻率一定程度上反應(yīng)著該顯存的速度。顯存頻率隨著顯存的類型、性能的不同而不同，SDRAM顯存一般都工作在較低的頻率上，一般就是133MHz和166MHz，此種頻率早已無(wú)法滿足現(xiàn)在顯卡的需求。DDR SDRAM顯存則能提供較高的顯存頻率，主要在中低端顯卡上使用，DDR2顯存由于成本高并且性能一般，因此使用量不大。DDR3顯存是目前高端顯卡采用最為廣泛的顯存類型。不同顯存能提供的顯存頻率也差異很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端產(chǎn)品中還有800MHz、1200MHz、1600MHz，甚至更高。
顯存頻率與顯存時(shí)鐘周期是相關(guān)的，二者成倒數(shù)關(guān)系，也就是顯存頻率＝1/顯存時(shí)鐘周期。如果是SDRAM顯存，其時(shí)鐘周期為6ns，那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz。而對(duì)于DDR SDRAM或者DDR2、DDR3，其時(shí)鐘周期為6ns，那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz，但要了解的是這是DDR SDRAM的實(shí)際頻率，而不是我們平時(shí)所說(shuō)的DDR顯存頻率。因?yàn)镈DR在時(shí)鐘上升期和下降期都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其一個(gè)周期傳輸兩次數(shù)據(jù)，相當(dāng)于SDRAM頻率的二倍。習(xí)慣上稱呼的DDR頻率是其等效頻率，是在其實(shí)際工作頻率上乘以2，就得到了等效頻率。因此6ns的DDR顯存，其顯存頻率為1/6ns*2=333 MHz。具體情況可以看下邊關(guān)于各種顯存的介紹。
但要明白的是顯卡制造時(shí)，廠商設(shè)定了顯存實(shí)際工作頻率，而實(shí)際工作頻率不一定等于顯存最大頻率。此類情況現(xiàn)在較為常見，如顯存最大能工作在650 MHz，而制造時(shí)顯卡工作頻率被設(shè)定為550 MHz，此時(shí)顯存就存在一定的超頻空間。這也就是目前廠商慣用的方法，顯卡以超頻為賣點(diǎn)。此外，用于顯卡的顯存，雖然和主板用的內(nèi)存同樣叫DDR、DDR2甚至DDR3，但是由于規(guī)范參數(shù)差異較大，不能通用，因此也可以稱顯存為GDDR、GDDR2、GDDR3。
什么叫SDRAM顯存
SDRAM，即Synchronous DRAM（同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），曾經(jīng)是PC電腦上最為廣泛應(yīng)用的一種內(nèi)存類型，即便在今天SDRAM仍舊還在市場(chǎng)占有一席之地。既然是“同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器”，那就代表著它的工作速度是與系統(tǒng)總線速度同步的。SDRAM內(nèi)存又分為PC66、PC100、PC133等不同規(guī)格，而規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內(nèi)存最大所能正常工作系統(tǒng)總線速度，比如PC100，那就說(shuō)明此內(nèi)存可以在系統(tǒng)總線為100MHz的電腦中同步工作。
與系統(tǒng)總線速度同步，也就是與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，這樣就避免了不必要的等待周期，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間。同步還使存儲(chǔ)控制器知道在哪一個(gè)時(shí)鐘脈沖期由數(shù)據(jù)請(qǐng)求使用，因此數(shù)據(jù)可在脈沖上升期便開始傳輸。SDRAM采用3.3伏工作電壓，168Pin的DIMM接口，帶寬為64位。SDRAM不僅應(yīng)用在內(nèi)存上，在顯存上也較為常見。
SDRAM可以與CPU同步工作，無(wú)等待周期，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉，曾在中低端顯卡上得到了廣泛的應(yīng)用。SDRAM在DDR SDRAM成為主流之后，就風(fēng)光不再，目前則只能在最低端的產(chǎn)品或舊貨市場(chǎng)才能看到此類顯存的產(chǎn)品了。
什么叫DDR顯存
DDR顯存分為兩種，一種是大家習(xí)慣上的DDR內(nèi)存，嚴(yán)格的說(shuō)DDR應(yīng)該叫DDR SDRAM。另外一種則是DDR SGRAM，此類顯存應(yīng)用較少、不多見。
DDR SDRAM
人們習(xí)慣稱DDR SDRAM為DDR。DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的縮寫，是雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的意思。DDR SDRAM是在SDRAM基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系，因此對(duì)于內(nèi)存廠商而言，只需對(duì)制造普通SDRAM的設(shè)備稍加改進(jìn)，即可實(shí)現(xiàn)DDR內(nèi)存的生產(chǎn)，可有效的降低成本。
SDRAM在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時(shí)鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而DDR內(nèi)存則是一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)，因此稱為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。DDR內(nèi)存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。
與SDRAM相比：DDR運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路，使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨(dú)立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了DLL(Delay Locked Loop，延時(shí)鎖定回路提供一個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào))技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時(shí)，存儲(chǔ)控制器可使用這個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào)來(lái)精確定位數(shù)據(jù)，每16次輸出一次，并重新同步來(lái)自不同存儲(chǔ)器模塊的數(shù)據(jù)。DDL本質(zhì)上不需要提高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù)，因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRA的兩倍。DDR SDRAM是目前應(yīng)用最為廣泛的顯存類型，90%以上的顯卡都采用此類顯存。
DDR SGRAM
DDR SGRAM是從SGRAM發(fā)展而來(lái)，同樣也是在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)，它能夠在時(shí)鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。可以在不增加頻率的情況下把數(shù)據(jù)傳輸率提高一倍。DDR SGRAM在性能上要強(qiáng)于DDR SDRAM，但其仍舊在成本上要高于DDR SDRAM，只在較少的產(chǎn)品上得到應(yīng)用。而且其超頻能力較弱，因其結(jié)構(gòu)問(wèn)題超頻容易損壞。
什么叫DDR2顯存
DDR2顯存可以看作是DDR顯存的一種升級(jí)和擴(kuò)展，DDR2顯存把DDR顯存的“2bit Prefetch(2位預(yù)取)”技術(shù)升級(jí)為“4 bit Prefetch(4位預(yù)取)”機(jī)制，在相同的核心頻率下其有效頻率比DDR顯存整整提高了一倍，在相同顯存位寬的情況下，把顯存帶寬也整整提高了一倍，這對(duì)顯卡的性能提升是非常有益的。從技術(shù)上講，DDR2顯存的DRAM核心可并行存取，在每次存取中處理4個(gè)數(shù)據(jù)而非DDR顯存的2個(gè)數(shù)據(jù)，這樣DDR2顯存便實(shí)現(xiàn)了在每個(gè)時(shí)鐘周期處理4bit數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)DDR顯存處理的2bit數(shù)據(jù)提高了一倍。相比DDR顯存，DDR2顯存的另一個(gè)改進(jìn)之處在于它采用144Pin球形針腳的FBGA封裝方式替代了傳統(tǒng)的TSOP方式，工作電壓也由2.5V降為1.8V。
由于DDR2顯存提供了更高頻率，性能相應(yīng)得以提升，但也帶來(lái)了高發(fā)熱量的弊端。加之結(jié)構(gòu)限制無(wú)法采用廉價(jià)的TSOP封裝，不得不采用成本更高的BGA封裝(DDR2的初期產(chǎn)能不足，成本問(wèn)題更甚)。發(fā)熱量高、價(jià)格昂貴成為采用DDR2顯存顯卡的通病，如率先采用DDR2顯存的的GeForce FX 5800/5800Ultra系列顯卡就是比較失敗的產(chǎn)品。基于以上原因，DDR2并未在主流顯卡上廣泛應(yīng)用。
什么叫DDR3顯存
DDR3顯存可以看作是DDR2的改進(jìn)版，二者有很多相同之處，例如采用1.8V標(biāo)準(zhǔn)電壓、主要采用144Pin球形針腳的FBGA封裝方式。不過(guò)DDR3核心有所改進(jìn)：DDR3顯存采用0.11微米生產(chǎn)工藝，耗電量較DDR2明顯降低。此外，DDR3顯存采用了“Pseudo Open Drain”接口技術(shù)，只要電壓合適，顯示芯片可直接支持DDR3顯存。當(dāng)然，顯存顆粒較長(zhǎng)的延遲時(shí)間(CAS latency)一直是高頻率顯存的一大通病，DDR3也不例外，DDR3的CAS latency為5/6/7/8，相比之下DDR2為3/4/5。客觀地說(shuō)，DDR3相對(duì)于DDR2在技術(shù)上并無(wú)突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，但DDR3的性能優(yōu)勢(shì)仍比較明顯：
(1)功耗和發(fā)熱量較小：吸取了DDR2的教訓(xùn)，在控制成本的基礎(chǔ)上減小了能耗和發(fā)熱量，使得DDR3更易于被用戶和廠家接受。
(2)工作頻率更高：由于能耗降低，DDR3可實(shí)現(xiàn)更高的工作頻率，在一定程度彌補(bǔ)了延遲時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，同時(shí)還可作為顯卡的賣點(diǎn)之一，這在搭配DDR3顯存的顯卡上已有所表現(xiàn)。
(3)降低顯卡整體成本：DDR2顯存顆粒規(guī)格多為4M X 32bit，搭配中高端顯卡常用的128MB顯存便需8顆。而DDR3顯存規(guī)格多為8M X 32bit，單顆顆粒容量較大，4顆即可構(gòu)成128MB顯存。如此一來(lái)，顯卡PCB面積可減小，成本得以有效控制，此外，顆粒數(shù)減少后，顯存功耗也能進(jìn)一步降低。
(4)通用性好：相對(duì)于DDR變更到DDR2，DDR3對(duì)DDR2的兼容性更好。由于針腳、封裝等關(guān)鍵特性不變，搭配DDR2的顯示核心和公版設(shè)計(jì)的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存，這對(duì)廠商降低成本大有好處。
目前，DDR3顯存在新出的大多數(shù)中高端顯卡上得到了廣泛的應(yīng)用。
