DDR4，GDDR5和GDDR6GDDR6X之間的差異

計算機記憶體主要有兩種型別：主記憶體（RAM）和圖形記憶體（VRAM）。

前者利用DDR4，而後者則利用GDDR5（和GDDR6）標準。但是兩者之間有什麼區別。

在這篇文章中，我們比較了DDR4和GDDR5（以及GDDR6），並研究了它們之間的異同。

DDR4與GDDR5 / GDDR6

DDR4的電壓低於GDDR5的

電壓，準確地說是1。2V。另一方面，GDDR5可以達到1。5v。這是因為後者基於DDR3記憶體標準，該標準也具有1。5v的備用電壓。

就記憶體頻率而言，

DDR4的執行速度與GDDR5X和GDDR6大致相同（1750

至1800MHz），但是圖形記憶體的工作方式意味著有效頻寬是原來的4倍（1750 x 4 = 7，000MHz）。

GDDR5X使電壓降至1。35v，同時將每個引腳的頻寬提高到16Gbit / s。

DDR4和DDR3均

在

每個通道上使用64位記憶體控制器，

這導致128位匯流排用於雙通道記憶體，而256位匯流排用於雙通道記憶體。四邊形-渠道。另一方面，GDDR5記憶體在每個通道上利用了一個微不足道的32位控制器。

雖然CPU記憶體配置具有更寬但更少的通道，但

GPU可以支援任意數量的32位記憶體通道

。這就是許多高階GPU（例如GeForce RTX 2080 Ti和RTX 2080）分別具有384位和256位匯流排寬度的原因。

兩種RTX 20系列卡均透過8個（用於2080年）和12個（用於Ti）32位記憶體控制器或通道連線到1GB記憶體晶片。GDDR5和GDDR6也可以在所謂的翻蓋模式下工作，在該模式下，每個通道而不是連線到一個儲存晶片上，而是分成兩個通道。這還使製造商能夠將儲存容量增加一倍，並使混合儲存配置（例如具有192位匯流排寬度的GTX 660）成為可能。

GTX 670在八個通道中具有四個512 MB晶片

GTX 660 Ti具有六個記憶體堆疊，頂部是翻蓋模式（每個堆疊包裝兩個晶片）。這樣可以將匯流排寬度減小到192位而不是256位

GTX 660 PCB

DDR4和GDDR5 / 6記憶體之間的另一個核心區別是I / O週期

。就像SATA硬碟，DDR4只能在一個週期內執行一項操作（讀或寫）。GDDR5和GDDR6可以在同一週期內處理輸入（讀取）和輸出（寫入），實質上使匯流排寬度加倍。

還有突發長度（每次傳輸傳輸的資料）和預取的問題。

DDR4的BL為8，GDDR5的BL8也為8n

（每個讀或寫32個位元組）。但是，GDDR5X和GDDR6將其增加到16。

所有這些可能會使DDR4記憶體陷入困境，但此配置實際上適合兩種設定。CPU本質上是順序的，而GPU執行數千個並行核心。前者受益於低延遲和更纖細的通道，而GPU需要更高的頻寬和寬鬆的時序。

GDDR5與GDDR5X與GDDR6

GDDR6之前是GDDR5X，它更像是半代升級。

GDDR5X每引腳的傳輸速率高達14GBit / s，是GDDR5的兩倍，

同時電壓也從1。5v降低到1。35v。

這是透過使用較高的預取來實現的。與GDDR5不同，

GDDR5X具有16n的預取架構（與G5上的8n相比）。

這樣，它就可以在每個週期（每個通道）中獲取64位元組（512位）的資料，而GDDR5被限制為32位元組（256位）。同樣，GDDR5X還具有更高的突發長度16（

與DDR5一樣

），這使記憶體每次傳輸最多可獲取64B快取記憶體行。GDDR5和DDR4的突發長度限制為8（或每個週期32B x 2）和8n的預取。

要了解突發長度的含義，您需要知道如何訪問記憶體。當CPU或快取記憶體請求新資料時，該地址將傳送到記憶體模組和所需的行，然後在該行之後定位該列（如果不存在，則載入新行）。請記住，每步操作都會有延遲。然後整列以突發方式透過記憶體匯流排傳送。對於DDR4和GDDR5，每個突發為8（或16B）。使用DDR5（和GDDR5X / 6）時，它已增加到多達32個（最大為64B）。每個時鐘有兩個脈衝串，它們以有效資料速率發生。

與GDDR5X一樣，GDDR6的預取時間為16n，但它分為兩個通道。因此，與GDDR5X一樣，GDDR6每個通道提取32個位元組，總共64個位元組，是GDDR5的兩倍。儘管這並不能提高GDDR5X的記憶體傳輸速度，但可以提供更多的通用性。突發長度也與16（64B）時的GDDR5X相同。

GDDR6可以在兩個獨立的通道中獲取與GDDR5X相同數量的資料，從而使它可以像兩個較小的晶片一樣工作，而不是一個更寬的晶片。

除此之外，GDDR6還將密度提高到16Gb（與GDDR5X相比提高了2倍，JEDEC最大為32Gb），並且透過將基本時鐘從12Gbps增加到高達14Gbps（最大16Gbps）來顯著提高了頻寬。

GDDR6和GDDR6X

NVIDIA是首家在其RTX 30系列GPU中（至少是高階GPU）選擇GDDR6X記憶體的供應商。它將每引腳頻寬從14Gbps增加到21Gbps，並將總頻寬增加到1008GB / s，甚至超過了3072位寬的HBM2堆疊。

GDDR6X記憶體背後的秘密是PAM4編碼。簡而言之，與使用NRZ或二進位制編碼的GDDR6相比，它使每個時鐘的資料傳輸量增加了一倍。

使用NRZ，您只有兩個狀態，0和1。PAM4將其翻倍為四個，00、01、10和11。使用這四個狀態，您可以在每個週期傳送四個資料位（每個邊沿兩個）。PAM4的缺點是價格昂貴，尤其是在GDD6X的較高頻率下。這就是為什麼以前沒有人嘗試在使用者記憶體中實現它的原因。

這是一個缺點。儘管GDDR6的突發長度為16位元組（BL16），但GDDR6X限於BL8或8位元組，但是由於PAM4信令，其每個16位通道也將在每次操作中提供32個位元組。因此，頻寬的大部分改善都來自GDDR6X上更高的工作頻率。

請記住，GDDR6X不是JEDEC標準，而是Micron的專有解決方案。

高頻寬記憶體（HBM）

高頻寬記憶體或HBM首先由AMD的Fiji顯示卡普及，它是具有寬匯流排的低功耗記憶體標準。與GDDR5相比，HBM可獲得更高的頻寬，而尺寸卻小得多。

HBM採用低至500 MHz的時鐘來滿足低TDP目標，並透過大量匯流排（通常為4096位）來彌補頻寬的損失。AMD的Radeon RX Vega卡是在消費類硬體中實施HBM2的最佳示例。HBM2解決了HBM1的4GB限制，但是產量有限以及記憶體不足使AMD無法利用消費者GPU方面的優勢。

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