滄海桑田話存貯 內存/顯存發展編年史

    GDDR5在GDDR3/4優秀特性的基礎上，還有諸多改進和新特性，下面就對它們進行詳細分析。

● 數據和地址總線轉位技術：信號質量高、功率消耗少

    在1Byte數據中的8個值中，如果超過一半的數值是0，那么GDDR5就會自動執行轉位傳輸，把0變成1、1變成0，通過1個附加的DBI(數據總線轉位值)來判定數據流是正位還是反位。GDDR5的這項技術是從GDDR4繼承發展而來的。

    DRAM在傳輸數據時，只有0會消耗電能，減少0的傳輸數量，既能保證信號質量，也能減少內部終結電阻和外部終結電路的功率消耗。GDDR5的地址總線也使用了類似的技術，通過額外的ABI通道來轉位數據流，從而較少信號噪聲，并降低功耗。

● 智能的可編程I/O控制接口：簡化PCB設計和成本

    GDDR5對I/O控制器做了很多改進，加入了全新的自動校準引擎，保證GDDR5顯存顆粒更好的適應GPU顯存控制器的需求，確保數據傳輸穩定可靠。

    自動校準引擎可以監控電壓和溫度變化，通過校驗數據輸出驅動器導通電阻與ODT終結電阻值來作出補償，數據、地址、指令終結電阻都可以被軟件或驅動控制。

GDDR5的針腳更多，但布線更簡潔

    此外GDDR5還能支持時間延遲和信號強度調整，靈活的協調數據同步，以往通過“蛇形走線”平衡延遲的方法徹底成為歷史，GDDR5沒有這種顧慮，因此能極大的簡化PCB布線和成本，并有利于沖擊更高頻率。

● 數據遮蓋技術：減輕數據總線壓力

    GDDR5的Burst Length（對相鄰存儲單元連續進行數據傳輸的周期數）是8bit，也就是說GDDR5顆粒一次至少要傳輸256bit數據，但很多時候并不是所有的數據都需要被改寫，導致無效的數據傳輸。

    為此，GDDR5使用了一項數據遮蓋技術，通過地址線傳輸保護信息，所有被保護的數據在傳輸過程中就不會被改寫，只有暴露的數據才會被寫入新的數據。如此以來，GDDR5的數據線壓力減輕不少，功耗發熱也得到進一步控制。

● 誤差補償技術：提高傳輸效率，避免災難性錯誤

    為了保證數據在高速傳輸過程中的有效性，GDDR5新增一項錯誤偵測與修正技術。GDDR5使用了成熟的CRC（循環冗余校驗），通過DQ和DBI總線，實時檢查錯誤，第一時間重新發送數據。

    這項技術對于高頻率傳輸數據尤為重要，它能有效的減少數據傳輸錯誤導致系統崩潰的概率，大幅減少了由超頻或高溫導致的一系列問題，而且能夠一定程度上提升數據傳輸效率。

● 折疊模式：32bit顆粒當作16bit用

    GDDR5作為高端顯卡專用的顯卡，只有32bit的顆粒。由于GDDR5擁有兩條并行的數據總線，這就使得GDDR5的工作模式變得更加靈活，它既可以工作在32bit模式下也可以工作在16bit模式下。這樣一個32bit顯存控制器就可以控制兩顆GDDR5顯存，顯存容量可以輕松翻倍。

    其實，GDDR3/4都可以通過這種方式擴充顯存容量，但原理則完全不同。此前必須GPU的顯存控制器在設計時支持雙Bank模式才能支持更多的顯存顆粒。而現在，8顆GDDR5顯存總計256bit可以直接被128bit的GPU使用，從而簡化了顯存控制器設計，HD4770就是很好的例子。