05d2951190b84e17aaf6b983c57524e6 系統記憶體與顯示卡記憶體的需求有何差別?DDR與GDDR系列彼此相依相生的關係又是什麼?本篇要從規格與歷史角度來探討記憶體的發展與運作原理,讓你了解系統DDR、DDR2、DDR3記憶體與顯示卡使用的GDDR、GDDR2、GDDR3、GDDR4、GDDR5記憶體的前世今生。

章節目錄

第一章:記憶體動態特性與充放電機制

第二章:DRAM結構性瓶頸、I/O突破與預取技術

第三章:SDR與DDR技術與規格演進,SDR、DDR、DDR2差異性

第四章:主流老將DDR3,說好要來的DDR4在哪裡

第五章:因應GPU需求誕生的GDDR顆粒

第六章:初代GDDR2與兄弟gDDR2,稱霸市場的GDDR3

第七章:短命的GDDR4與高時脈霸主GDDR5

備註:本文章節有連貫性,建議依序閱讀。

傳輸效率是進步的動力

雖然CPU、GPU每年都會更換一次規格,但是記憶體規格一但制定可就長命的多,因為記憶體產業牽扯較廣,一般而言不會輕易更動規格。但也因為CPU與GPU發展過快,資料傳遞量與速度隨之提升,為了避免記憶體成為資料傳遞上的瓶頸,廠商還是會想盡辦法增加記憶體與系統之間的傳輸效率。舉凡來說,像是近幾年Intel與AMD都將記憶體控制器(Memory Controller)整合進CPU內,為的就是避免資料繞道晶片組造成效能減損。

此外,像是推行許久的雙通道技術、X58支援的三通道、X79支援的四通道記憶體技術,都是為了提升頻寬,或者說是傳輸效率而生。顯示卡方面,AMD與NVIDIA也增加記憶體控制器的介面頻寬(Interface Width),像是AMD的R9 290X就是使用512 bit記憶體控制器,而NVIDIA現在頂級卡GTX 780 Ti用的則是384 bit,多年前GTX 285則曾用過512 bit的記憶體控制器。為什麼廠商要這麼大費周章從CPU或GPU端提升效率,而不從記憶體著手呢?因為記憶體牽扯多項產業,加上發展速度較慢無法說改就改。

▲多通道技術就是為了提升效能,圖為支援四通道的Intel X79主機板。

▲未來CPU除記憶體控制器外,像是AMD Kabini連南北橋都整合了。

動態存取就像漏水的水桶

不論是系統或是顯示卡使用的記憶體英文皆為Memory,全名為Dynamic Random Access Memory動態隨機存取記憶體,簡稱為DRAM。記憶體運作時與硬碟使用磁性技術不同,是使用電容內儲存的電荷多寡,來代表每個位元(bit)代表為1或是0。雖然理論上是如此,實作上還是會有電容還是會有漏電現象,除非電容周期性地充放電,否則記憶體內的資料(電荷)會在幾毫秒內漏光。

舉個例子來說,記憶體就像是個水桶,但這水桶底端會漏水(漏電現象)。當水桶滿水時,代表該位元為1,反之若水位不足則代表0。水桶底端會漏水,為了避免水位過低從1變成0,於是上方的水龍頭必須定時加水(充電)讓水位維持住,這就是記憶體的運作方式。在現實狀況中,加水(充電)的動作每秒得進行幾千次。

「靜態」隨機存取記憶體?

當然有動態相對來說就有「靜態」的SRAM(Static Random-Access Memory),只要通電就能保存資料,但斷電後資料依然會消失。至於斷電後能儲存資料的ROM(Read-Only Memory,唯讀記憶體)與Flash Memory(快閃記憶體)又是不同的種類。

下一章:DRAM結構性瓶頸、I/O突破與預取技術

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tandee
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4.  tandee (發表於 2014年3月07日 11:31)
※ 引述《PCABC》的留言:
> 看完了
> 不夠過癮啊

可惡,看樣子要加碼特別篇了(倒)
Grz
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6.  Grz (發表於 2014年3月07日 14:05)
※ 引述《tandee》的留言:
> ※ 引述《PCABC》的留言:
> > 看完了
> > 不夠過癮啊
>
> 可惡,看樣子要加碼特別篇了(倒)

說好了就不反悔呀
tandee
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7.  tandee (發表於 2014年3月07日 14:36)
※ 引述《Grz》的留言:
> ※ 引述《tandee》的留言:
> > ※ 引述《PCABC》的留言:
> > > 看完了
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> > 可惡,看樣子要加碼特別篇了(倒)
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> 說好了就不反悔呀

目前在寫Tegra K1架構設計,記憶體續戰篇待有空再來處理(逃)
Roy Hu
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8.  Roy Hu (發表於 2014年3月07日 17:18)
※ 引述《tandee》的留言:
> ※ 引述《Grz》的留言:
> > ※ 引述《tandee》的留言:
> > > ※ 引述《PCABC》的留言:
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> > > 可惡,看樣子要加碼特別篇了(倒)
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> 目前在寫Tegra K1架構設計,記憶體續戰篇待有空再來處理(逃)

我要RAMBUS!(敲碗)
KoGaSenRx
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9.  KoGaSenRx (發表於 2014年3月07日 22:48)
好久沒看到這種解釋文...

不過能不能寫一下顯示卡上頭的DDR3 跟 GDDR3 的恩怨

很多消費者還分不清這兩者是同一個還是不同東西

又會跟系統記憶體的DDR3 扯在一塊...
tandee
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10.  tandee (發表於 2014年3月08日 09:19)
※ 引述《KoGaSenRx》的留言:
> 好久沒看到這種解釋文...
>
> 不過能不能寫一下顯示卡上頭的DDR3 跟 GDDR3 的恩怨
>
> 很多消費者還分不清這兩者是同一個還是不同東西
>
> 又會跟系統記憶體的DDR3 扯在一塊...

原來我寫了gDDR2跟GDDR2,卻漏了gDDR3跟GDDR3,找個時間來補上,謝謝你的建議
t7
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12.  t7 (發表於 2014年3月10日 00:41)
是否可以新增單頁全文閱讀的模式讓讀者選擇,要換頁真的麻煩
tandee
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14.  tandee (發表於 2014年3月10日 12:45)
※ 引述《t7》的留言:
> 是否可以新增單頁全文閱讀的模式讓讀者選擇,要換頁真的麻煩

你好,這點我們會建議技術部門,看能否增加全頁閱讀的模式,謝謝你的建議

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