下一代内存技术发展趋势面面观

[i=s] 本帖最后由 haibian 于 2009-5-12 15:33 编辑 [/i]

******************************************************************
来源：《个人电脑》 作者：张岩
发布日期:2008-03-14
声明：本文转载自 网站----个人电脑，此处不涉及商业用途******************************************************************
如果没有高速内存的配合，CPU或GPU运算能力再强也无济于事。在计算工业中，芯片性能的提升往往体现为两个方面：其一是芯片自身运算能力的提升，其二就是获取数据能力的增强，也就是拥有更高的内存带宽。那么，接下来就必须得到内存技术的配合，倘若内存工业未理睬CPU/GPU的技术跃进，那么CPU和图形厂商只能在那里干瞪眼！

基于应用需求的不同，涉及大量图形数据处理的GPU需要更快的内存支持，GPU自身也因此具有惊人的内存位宽----譬如目前GeForce 8和Radeon HD 3000所流行的512bit位宽，这相当于PC双通道内存的4倍！另一方面，GPU必须与频率更高的显存芯片配合，由于高速显存总是颇为昂贵，顶级显卡也因此价格不菲。而与CPU交互的主内存对容量敏感，在高昂的价格面前，主内存不得不牺牲速度----如你所见，PC主内存的速度总是比显存慢得多，但容量却高出数倍。


在不考虑成本的前提下，无论是显存还是主内存，速度都是越快越好、容量越大越好，内存工业朝着这个共同的方向前进----现在，我们将看到DDR3技术进入主流，而JEDEC（美国的电子工业会EIA旗下组织，掌握DRAM标准的制定工作）也开始了下一代DDR4及其后续技术的制定，而尘封多时的Rambus XDR在PS3游戏机中重获新生，差分信号技术与串行内存重新出现在日程上----在CPU和图形工业开始朝着多核迈进的同时，内存工业也在酝酿同样的技术革命。

摩尔定律最初所指的只是存储器件而非CPU，直到今天，摩尔定律依然在DRAM存储器领域发挥效用。我们可以看过，DRAM存储器每隔2-3年，容量就会增加一倍，DRAM的带宽大约每隔三年增加一倍，这个步伐也与CPU和GPU的发展水平相适应。

在主内存领域，虽然AMD仍然坚守DDR2阵营，AMD希望延长DDR2的生命，为此向JEDEC推荐DDR2-1066规格，虽然未获得积极的回应，但已经有不少内存厂商推出DDR2-1066规格的内存产品。而英特尔则继续扮演技术领导者的角色，义无反顾投入DDR3体系的推广，现行的“3”系列芯片组开始提供DDR3规格的支持，而新一代“4”系列芯片组则一步到位支持到顶级的DDR3-1333，这意味着DDR3内存将在2008年进入主流。与AMD类似，英特尔现在计划将DDR3规范提高到2133MHz的速度，以进一步增强自身平台的性能优势，但现在同样未获得JEDEC的认可。JEDEC现在的重点在于下一代DDR4的开发以及未来内存技术的发展方向----按照JEDEC的规划，DDR4将在2010年后进入市场，而届时四核心处理器将进入桌面主流，超多核架构的产品也开始入市，更强大的运算力无疑意味着更高的数据渴求，高带宽的DDR4可以充分满足这一需求。
[attach]14112[/attach]

内存技术发展趋势，每隔2-3年频率提升一倍。

图形技术领域则有两种选择：一是GDDR3和GDDR4，另一个就是Rambus的XDR技术。GDDR3目前仍是显卡的主流选择之一，但它在技术上其实仍然隶属于DDR2体系----GDDR3的基本架构与GDDR2相同，但有两点差异：GDDR3的数据选择脉冲（DQS）采用点对点设计，数据读取的DQS与写入的DQS彼此独立，这样做的好处在于，在读取之后如果马上进行写入时，不必再等DQS的方向转变，由此实现读写操作的快速切换----相比GDDR2，GDDR3的读写切换动作可以少一个时钟周期。GDDR3的另一个特点在于，它不再沿用GDDR2的“推式（Push Pull）”接收器，而将其改为伪漏极开路方式（Pseudo Open Drain），这样做的好处在于可以获得更小的ODT能耗。除了这两点之外，GDDR3与GDDR2没有本质性的差异，两者都采用4bit预取机制，技术上属于典型的DDR2体系。GDDR3的最高频率可达到1.8GHz，这种规格的显存曾在nVIDIA与ATI的高端显卡中出现，但由于GDDR3性能潜力到此为止，内存与图形厂商在此后都将重点放在GDDR4。

GDDR4显存在中高端显卡中较为常见。与GDDR3不同，GDDR4基于DDR3架构开发，它采用8bit预取机制，数据传输频率可达到核心频率的八倍，加上GDDR4显存通过使用Cutting-edge最尖端的Data Bus Inversion（数据总线转位）及Multi-Preamble（多重前同步码）技术，使其在理论上相对GDDR3的运行效率提升了56%，GDDR4显存因此能达到更高的工作频率和更强的性能。尽管目前商用化的GDDR4显存频率在1-1.4GHz级别（对应数据传输率为2-2.8Gbps，每引脚每秒传输2-2.8Gbit数据），但2GHz频率的产品早已出现，它所对应的数据传输率达到4Gbps，以顶级的512bit位宽计算，GDDR4系统总计可以提供260.50GBps的惊人带宽，这足以轻松满足新一代旗舰显卡的高要求。当然，高频GDDR4也必须面对高功耗、高发热的问题，制造成本也颇为高昂，这也是当前GDDR4显存停留在1-1.4GHz速度的主要原因。

【注】：更多内存技术信息请参考以下链接下一代内存技术发展趋势面面观