剪不斷理還亂!DDR1-3和GDDR1-5全解析

    GDDR3采用了DDR2的4bit預取技術，所以采用DDR3 8bit預取技術的顯存只能按順序命名為GDDR4。GDDR4是在GDDR3的基礎上發展而來的，它繼承了GDDR3的兩大技術特性，但內核改用DDR3的8bit預取技術，并加入了一些新的技術來提升頻率。

● GDDR4的技術特性：

• 使用DDR3的8bit預取技術，以較低的核心頻率達到更高帶寬，但延遲增加；
• 采用數據總線轉位技術（DBI，Data Bus Inversion，下文做詳細介紹），提高數據精度，降低功耗；
• 地址線只有GDDR3的一半，多余線用于電源和接地，有利于提升頻率，但導致延遲增加；
• 采用多重同步碼（Multi-Preamble）技術，解決了GDDR3存在的爆發限制（Burst Limitation），從連續地址讀取少量數據時的性能大幅提升；
• 電壓從1.8V降至1.5V；
• 同頻功耗下降75%，2400MHz的GDDR4功耗只有2000MHz GDDR3的一半；
• 采用136Ball FBGA封裝，單顆32Bit，向下兼容GDDR3；

GDDR4的確更好超，但性能提升有限

    由于采用了8bit預取技術，因此在相同頻率下GDDR4的核心頻率（即電容刷新頻率）只有GDDR3的一半，理論上來講GDDR4最高頻率可達GDDR3的兩倍。但值得注意的是，雖然核心頻率通過8bit預取技術減半，但GDDR4與GDDR3的I/O頻率是完全相同的，因此GDDR4頻率提升的瓶頸在于I/O頻率而不是核心頻率。

    由于制造工藝和技術水平的限制，雖然三星官方宣稱早已生產出3GHz以上的GDDR4，但實際出貨的GDDR4只有2GHz-2.5GHz，此后改進工藝的GDDR3也追平了這一頻率。在相同頻率下，GDDR4比起GDDR3雖然功耗發熱低，但延遲大性能稍弱，再加上成本高產量小，GDDR4遭受冷落并不意外。

● 導致GDDR4失敗的非技術方面原因

    GDDR3是NVIDIA和ATI參與JEDEC組織后共同制定的顯存標準，而GDDR4在標準制定過程中雙方產生了較大的分歧。NVIDIA較為保守，認為應該保持DDR2 4bit預取技術不變，繼續改進I/O控制器來提升頻率；而ATI則比較激進，準備直接使用DDR3 8bit預取技術。

    雙方爭執的結果就是在JEDEC組織中德高望重的ATI獲勝（據稱ATI有位高層在JEDEC身居要職），而NVIDIA則明確表示不支持GDDR4。因此GDDR4其實就是ATI一手策劃的，但得不到NVIDIA支持的話，GDDR4立馬就失去了6成以上的市場，由此導致DRAM廠不敢貿然投產。

    最終只有三星一家生產了少量的GDDR4顯存，其他家都在觀望。當然其他DRAM廠商都沒閑著，它們把精力都投在了深挖GDDR3的潛力當中，于是我們看到了GDDR3的頻率節節攀升，GDDR4在沒有成本優勢的情況下，也沒有頻率優勢，恰好當時的幾代A卡更沒有性能優勢，GDDR4自然只有死路一條。

    只有ATI生產過搭載GDDR4的顯卡，數量雖然不多但橫跨了三代產品：X1950XTX、HD2600XT和HD3870(也包括對應的專業卡)——與當年NVIDIA使用GDDR2的顯卡數量相等。NVIDIA在遭遇滑鐵盧后果斷放棄了GDDR2，而ATI對于GDDR4則是難以割舍，三年時間三代產品都有使用，但一直都是非主流。

    GDDR4的失敗并不是技術原因，和當年的GDDR2相比它要成熟很多，沒推起來的原因主要是對手太強：ATI的對手NVIDIA很強大，另外GDDR4的對手GDDR3生命力太頑強了。