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剪不断理还乱!DDR1-3和GDDR1-5全解析

    GDDR5在GDDR3/4优秀特性的基础上,还有诸多改进和新特性,下面就对它们进行详细分析。

  • 数据和地址总线转位技术:信号质量高、功率消耗少

    在1Byte数据中的8个值中,如果超过一半的数值是0,那么GDDR5就会自动执行转位传输,把0变成1、1变成0,通过1个附加的DBI(数据总线转位值)来判定数据流是正位还是反位。GDDR5的这项技术是从GDDR4继承发展而来的。

    DRAM在传输数据时,只有0会消耗电能,减少0的传输数量,既能保证信号质量,也能减少内部终结电阻和外部终结电路的功率消耗。GDDR5的地址总线也使用了类似的技术,通过额外的ABI通道来转位数据流,从而较少信号噪声,并降低功耗。

  • 智能的可编程I/O控制接口:简化PCB设计和成本

    GDDR5对I/O控制器做了很多改进,加入了全新的自动校准引擎,保证GDDR5显存颗粒更好的适应GPU显存控制器的需求,确保数据传输稳定可靠。

    自动校准引擎可以监控电压和温度变化,通过校验数据输出驱动器导通电阻与ODT终结电阻值来作出补偿,数据、地址、指令终结电阻都可以被软件或驱动控制。


GDDR5的针脚更多,但布线更简洁

    此外GDDR5还能支持时间延迟和信号强度调整,灵活的协调数据同步,以往通过“蛇形走线”平衡延迟的方法彻底成为历史,GDDR5没有这种顾虑,因此能极大的简化PCB布线和成本,并有利于冲击更高频率。

  • 数据遮盖技术:减轻数据总线压力

    GDDR5的Burst Length(对相邻存储单元连续进行数据传输的周期数)是8bit,也就是说GDDR5颗粒一次至少要传输256bit数据,但很多时候并不是所有的数据都需要被改写,导致无效的数据传输。

    为此,GDDR5使用了一项数据遮盖技术,通过地址线传输保护信息,所有被保护的数据在传输过程中就不会被改写,只有暴露的数据才会被写入新的数据。如此以来,GDDR5的数据线压力减轻不少,功耗发热也得到进一步控制。

  • 误差补偿技术:提高传输效率,避免灾难性错误

    为了保证数据在高速传输过程中的有效性,GDDR5新增一项错误侦测与修正技术。GDDR5使用了成熟的CRC(循环冗余校验),通过DQ和DBI总线,实时检查错误,第一时间重新发送数据。

    这项技术对于高频率传输数据尤为重要,它能有效的减少数据传输错误导致系统崩溃的概率,大幅减少了由超频或高温导致的一系列问题,而且能够一定程度上提升数据传输效率。

  • 折叠模式:32bit颗粒当作16bit用

    GDDR5作为高端显卡专用的显卡,只有32bit的颗粒。由于GDDR5拥有两条并行的数据总线,这就使得GDDR5的工作模式变得更加灵活,它既可以工作在32bit模式下也可以工作在16bit模式下。这样一个32bit显存控制器就可以控制两颗GDDR5显存,显存容量可以轻松翻倍。

    其实,GDDR3/4都可以通过这种方式扩充显存容量,但原理则完全不同。此前必须GPU的显存控制器在设计时支持双Bank模式才能支持更多的显存颗粒。而现在,8颗GDDR5显存总计256bit可以直接被128bit的GPU使用,从而简化了显存控制器设计,HD4770就是很好的例子。

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