关于内存与显存
关于内存和显存的入门级知识，推荐
- 内存
- Memory
- DRAM-Dynamic Random Access Memory
- 基本原理
- 利用电容内存储的电荷多寡代表0与1
- 每个bit只用到一个晶体管加一个电容
- 但电容会漏电，因此内存需要周期性刷新
- 同时电容充放电需要过程，因此刷新频率不可能无限提升
- 因此DRAM频率很容易达到上限，即便工艺先进也收效甚微
- 内存的三种频率
- 核心/IO/等效
- 通常所说的DDR3-1600并非真正频率，而是等效频率
- 内存三种频率指标
- 核心频率、时钟频率、有效数据传输频率
- 核心频率：内存Cell阵列的刷新频率，是内存的真实运行频率
- 时钟频率：I/O Buffer的传输频率
- 有效传输频率：数据传送的频率，即等效频率
- 从上图可以看出，虽然内存的频率在成倍增长，但核心频率就在133MHz-200MHz之间徘徊
- 等效频率就是I/O频率的两倍，因为时钟上下沿都会代表数据
- 为什么核心频率不变的情况下，I/O频率可以增加呢，就是采用了数据预取位技术
- DDR1/2/3的预取位就是2/4/8bit，将数据预先取出，放在I/O缓存区内
- SDRAM
- Synchronous DRAM
- 同步动态随机存储器
- 在一个时钟周期内只读写一次，只在时钟上升时读写数据
- DDR
- Double Data Rate SDRAM
- 双倍速率同步动态随机存储器
- 在一个时钟周期内传输两次数据
- 数据预取位2bit
- DDR2
- DDR 2 SDRAM
- 数据预取位4bit
- 此时上下行同时传输数据已经不够，因此I/O控制器频率必须加倍
- DDR3
- DDR 3 SDRAM
- 数据预取位8bit
- 相对于DDR3，I/O控制器频率加倍
- 内存名词
- 内存位宽
- 内存模组的设计取决于内存控制器（集成在北桥或在CPU内部）
- 理论位宽可以无线提升，但高位宽会使芯片组变得更复杂，对主板布线提出严格要求，因此一直保持64bit不变
- 同时，显卡就没有太多顾忌，因此可以重新设计GPU内部的显存控制器
- 焊更多的显存颗粒上去，可以实现512bit位宽，并没有太大难度
- 多通道内存
- 让两条内存并行传输数据，同样可以让位宽翻倍
- 服务器芯片组可以支持四通道内存
- 但双通道目前最稳定
- 内存颗粒位宽：4/8/16/32bit
- 理论上可以直接造出64bit芯片，但良品率低
- 因此一般用16bit*4,8bit*8,4bit*16来组芯片
- 显卡对位宽要求很高，容量反而退居其次，因此显存颗粒位宽普遍比内存颗粒打
- 内存位宽
- 内存不能满足显存
- GPU需要比CPU更高的带宽
- GPU更多接触突发性的数据流，而CPU依靠大容量的二三级缓存提升速度
- 显卡需要高位宽的显存
- 显卡PCB空间有限，高位宽可以减少布线复杂度
- 显卡可以让显存达到更高的频率
- 显存颗粒和GPU配套使用，一般经过专门的设计优化，不像内存有太多顾忌
- 显卡PCB可以随意进行优化
- 内存收到内存PCB、主板走线、北桥CPU等限制很难冲击高频率
- 综上所述，显存与内存就会区分出来
- 于是诞生了GDDR-Graphics Double Data Rate DRAM
- GDDR发展：
- 显存脱离了内存的发展规律，并不断追求更高的位宽
- GPU需要比CPU更高的带宽
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