引爆显卡:DDR5显存技术解析

对于游戏玩家而言，买一块高端显卡可带来更流畅的运行速度，然而时下的主流显卡都采用了DDR3显存颗粒，尽管性能可满足绝大多数用户需求，但由于DDR3显存技术的自身缺陷，使得其频率和带宽相对较低，难以让PCI-E2.0界面发挥性能优势，为此厂商推出了新一代ddr5显存颗粒，由于拥有更高的带宽速度、更低的功耗以及新的优化技术，DDR5显存成为显卡的最佳搭配，下一代显卡采用DDR5显存已经成为新的趋势。

一、高速带宽：提升显卡性能

对于显卡而言，GPU性能固然重要，但要发挥GPU的性能优势，必须有更合适的显存颗粒来搭配，目前显卡上搭配的DDR3显存颗粒，其每引脚数据传输率仅为1.6GB/s，单个显存颗粒只能提供6.4GB/s带宽速度，尽管可让大部分GPU得到性能发挥，但对于高端GPU或下一代主流GPU，DDR3显存颗粒显然无法满足需求，更何况，PCI-E X16 2.0单向带宽达到了8GB/s，如果只搭配带宽为6.4GB/s的DDR3显存颗粒，显然浪费了PCI-E X16 2.0的带宽资源，这种情况下，DDR5显存颗粒就是一个很好的补充(如图1)。

根据数据显示，目前已经推出的DDR5显存颗粒，其每引脚数据传输率最低为5Gbps，有的DDR5显存颗粒可达到6Gbps甚至7Gbps（如图2），为此单个显存颗粒可以提供20GB/s带宽，这让DDR5显存拥有更高的频率。因而，如果显卡搭配同数量、同显存位宽的显存颗粒，DDR5显存颗粒提供的总带宽是DDR3的3倍以上，理论上性能可实现三倍提升，此举不仅可大大提升显卡性能，同时也降低了显卡制造成本，毕竟提升显存颗粒的速度，远比提升显存位宽更容易的多，因而显存位宽的提升必须增加显存颗粒数，不仅增加了成本，也增加了功耗。

二、新的封装：降低显卡功耗

游戏玩家、影像编辑用户需要高性能显卡，然而显卡性能在提升之后，其功耗也随之增加，更高的发热量增加了散热设计难度，同时也会带来无聊的风扇噪音，在功耗表现方面，DDR3显存颗粒的工作电压为1.8V，而DDR5显存颗粒的工作电压为1.5V，更低的工作电压不仅降低了功耗，也让散热设计变得更加容易，此外，由于DDR5显存颗粒采用了先进的电源管理技术，比如能自动降低空闲显存的频率，可以很好的控制功耗和发热量，为此DDR5显存颗粒比DDR3显存颗粒省电20G以上，这无疑进一步降低了显卡功耗。

在制程技术上，DDR3显存颗粒采用的是110nm工艺制程，而DDR4显存颗粒也只采用了80nm或90nm工艺制程，但DDR5显存颗粒则采用了66nm或55nm工艺制程，更新的制程技术不仅可提升综合性能能力，同时也让显存颗粒的功耗更低。此外，DDR5显存颗粒采用了采用170 FBGA封装方式（如图3），它是一种在底部有焊球的面阵引脚结构，使封装所需的安装面积接近于芯片尺寸，通常被应用于手持装置上（譬如智能手机、数码相机），而170 FBGA封装方式被应用显卡上后，从而大大减小了芯片体积，进一步降低了显卡的发热量。

三、优化技术：保障显卡稳定

从现有显存技术应用来看，高性能、低功耗是DDR5显存颗粒的优势，但对于显卡而言，除了GPU和显存外，PCB电路设计也一样重要，为了制造一块高品质显卡，不得不让显卡厂商付出诸多电路设计、PCB选材上的额外成本，如果显存颗粒没有内置对应的“优化”技术，显然会增加显卡制造难度，相对DDR3和DDR4显存颗粒而言，DDR5显存颗粒还可提高显卡电路设计的稳定性，譬如DDR5显存颗粒内置了错误纠正技术（如图4），它可以检测显存在读取和写入数据的错误，并实现同步检测并修正，以确保显卡能够更加稳定运行。

此外，DDR5显存颗粒还内置了适应性界面计时技术，它可以根据系统的实际需要，自动调节显存可伸缩的每比特或字节，让数据传输更加高效，不仅增加了显卡运行时的稳定性，还起到了节能效果，这项技术无疑也降低了显卡PCB设计成本，使得DDR5显卡更具性价比。与此同时，DDR5显存颗粒还内置了Deo数据眼优化技术，它支持时间延迟调整，允许显卡厂商自行设定延迟，让厂商根据用户需求推出不同等级定位的产品，这项技术还能对界面驱动、工作电压等进行优化和调节，让显卡更加高效稳定运行。

四、发展趋势：DDR5显卡普及

纵观目前的显卡市场，DDR3显存颗粒是主流显卡上的主要搭配，而DDR4显存颗粒由于各种问题，并没有得到厂商的支持，为了让下一代显卡变得更加出色，显卡厂商则直接从DDR3转向了DDR5显存颗粒的应用，毕竟DDR5显存颗粒拥有高性能、低功耗、低成本等优势，毫无疑问，在显卡技术领域，DDR5显存颗粒成为新的应用趋势，目前已经有部分厂商推出了DDR5显卡（如图5），而上游厂商更是积极主动推广DDR5显存颗粒，预计2009年第三季度开始，DDR5显存颗粒将会大规模在显卡上采用，届时显卡将开始迈进DDR5时代。

在显存颗粒生产上，上游厂商早就在努力优化DDR5显存颗粒，其显存容量从512MB起步，主流容量在1GB～4GB不等，譬如现代推出了1GB的GDDR5显存颗粒，带宽可达5Gbps，每秒可通过32bit的I/O通道处理高达20GB/s的数据，这将是2009年显卡的主流规格，而海力士计划2009年上半年生产带宽高达7Gbps的1GB DDR5显存颗粒，主要定位于高端显卡市场。而Qimonda、三星、奇梦达等厂商都推出了DDR5显存颗粒，从发展趋势来看，DDR5显卡在2009将占据20G的市场份额，并预计在2010年成为市场主流（如图6）。

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