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顯存頻率及SDRAM,DDR,DDR2,DDR3顯存介紹

來源:番茄系統(tǒng)家園瀏覽:時間:2021-12-28 19:34:15

  顯存頻率是指默認(rèn)情況下,該顯存在顯卡上工作時的頻率,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/顯存時鐘周期。如果是SDRAM顯存,其時鐘周期為6ns,那么它的顯存頻率就為1/6ns=166 MHz。而對于DDR SDRAM或者DDR2、DDR3,其時鐘周期為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的實際頻率,而不是我們平時所說的DDR顯存頻率。因為DDR在時鐘上升期和下降期都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,其一個周期傳輸兩次數(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,廠商設(shè)定了顯存實際工作頻率,而實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,而制造時顯卡工作頻率被設(shè)定為550 MHz,此時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。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(同步動態(tài)隨機存儲器),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仍舊還在市場占有一席之地。既然是“同步動態(tài)隨機存儲器”,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)存儲時間。同步還使存儲控制器知道在哪一個時鐘脈沖期由數(shù)據(jù)請求使用,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,無等待周期,減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。優(yōu)點:價格低廉,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,是雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器的意思。DDR SDRAM是在SDRAM基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,仍然沿用SDRAM生產(chǎn)體系,因此對于內(nèi)存廠商而言,只需對制造普通SDRAM的設(shè)備稍加改進(jìn),即可實現(xiàn)DDR內(nèi)存的生產(chǎn),可有效的降低成本。

  SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù),它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),它能夠在時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態(tài)隨機存儲器。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立執(zhí)行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延時鎖定回路提供一個數(shù)據(jù)濾波信號)技術(shù),當(dāng)數(shù)據(jù)有效時,存儲控制器可使用這個數(shù)據(jù)濾波信號來精確定位數(shù)據(jù),每16次輸出一次,并重新同步來自不同存儲器模塊的數(shù)據(jù)。DDL本質(zhì)上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時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,同樣也是在一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)??梢栽诓辉黾宇l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顯存的一種升級和擴展,DDR2顯存把DDR顯存的“2bit Prefetch(2位預(yù)取)”技術(shù)升級為“4 bit Prefetch(4位預(yù)取)”機制,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個數(shù)據(jù)而非DDR顯存的2個數(shù)據(jù),這樣DDR2顯存便實現(xiàn)了在每個時鐘周期處理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,但也帶來了高發(fā)熱量的弊端。加之結(jié)構(gòu)限制無法采用廉價的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,成本問題更甚)。發(fā)熱量高、價格昂貴成為采用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?;谝陨显?,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,顯存顆粒較長的延遲時間(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??陀^地說,DDR3相對于DDR2在技術(shù)上并無突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,但DDR3的性能優(yōu)勢仍比較明顯:


  (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可實現(xiàn)更高的工作頻率,在一定程度彌補了延遲時間較長的缺點,同時還可作為顯卡的賣點之一,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,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:相對于DDR變更到DDR2,DDR3對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)計的顯卡稍加修改便能采用DDR3顯存,這對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。

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