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恩怨的延续——XDR2与DDR3

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在内存这一重要的领域中,我们很久以前曾体会到一种竞争,虽然没过多久就迅速平息了,但种种迹象表明,在不久的将来这种对抗还会再次上演,它们就是JEDEC(Joint Electronic Devices Engineering Council,电子设备与工程联合委员会)主导的DDR SDRAM标准与Ra...

作者:存储时代——赵效民 2005年8月8日

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在本页阅读全文(共10页)

XDR2小结:未来显卡解决方案的有力竞争者

XDR2的应用领域虽然很广,但Rambus仍把首要目标瞄准了显卡市场。目前,NVIDIA与ATI的高端显卡均配备了GDDR3显存。XDR2在这一领域中的主要竞争对手就是GDDR3,那么与GDDR3相比,XDR2的优势怎么样呢?

先看看颗粒度的情况,GDDR3的位宽均为32bit,其基于DDR2架构设计,预取4bit,因此列访问颗粒度与XDR2一样,同为16字节。也就是说在访问尺寸相当的三角形时,XDR2与GDDR3的效率是一样的。所以,XDR2在这个方面并不占优势,但是我们不要忘了两者的带宽。单颗芯片来比较的话,现在最高速度的GDDR3的带宽为6.4GB/s,而XDR2则达到了16GB/s,这样一来,在保持相同访问效率的同时,XDR2性能至少是GDDR3的2.5倍,单就这一点来说,就有了很大的优势。下面我们再来比较一下寻址效率。

在这里我们进行最常见的寻址访问的比较,即先行寻址再列寻址,从上表中我们可以看出,读取时XDR2的延迟是GDDR3的80%,而在写入时只有GDDR3R 51.4%,显然效率更高。即使加上预充电的操作,XDR2仍然占优(XDR2-500预充电用时10ns,GDDR3-800用时12.5ns)。就这点来说,XDR2已经摆脱了Rambus的内存长久以来在随机访问方面的劣势(第一代XDR相对于DDR2仍有微弱的差距),当然这也与DDR的架构频率越高所需延迟周期越多有关。

在耗电方面,虽然GDDR3的标准设计是1.8V,但最高速的GDDR3-800则为2.0V,而XDR2-500则仍保持在1.8V,与第一代XDR内存相同。

未来可能的XDR2系统设计,可以预见的肯定会有64bit的显卡接口规格,此时的XDR2系统的带宽将达到64GB/s,相对于现有的256bit GDDR3架构的51.2GB/s而言,提高了1.25倍,但位宽只有后者的一半,再加上XDR2芯片的引脚为108pin,而GDDR3-800则为136pin,这对于PCB布线设计来说显然会轻松很多。

总之,XDR2的设计有着明显的优势,当并行传输方式在高频率下的劣势越来越明显时,XDR的串行传输方面的优势也将得以显露。因此,我们有理由相信,XDR2在未来某个时间点会进入主流显卡领域,以满足未来GPU对高带宽的强烈需求。

 小提示:GDDR2与GDDR3的区别

很多人都认为GDDR2是显存版的DDR2,而GDDR3是显存版的DDR3,但事实上并非如此。第一代的GDDR是基于DDR SDRAM架构有显存,区别在于针对更高的工作频率进行了设计优化,并提供了高位宽的设计。事实上,GDDR在某种角度上说,就是一个高位宽与高频率版的DDR内存。

到了DDR2时代,也就基于它发展出了GDDR2显存,4bit预取、片外驱动调校(OCD,Off-Chip Driver)、片内终结(ODT,On-Die Termination)设计都是明显的DDR2特征,只不过GDDR2为了达到更高的速度与位宽(32bit)而进行了相关的设计优化。

到了GDDR3,其架构与GDDR2基本一样,但有两点不同。一个就是数据选择脉冲(DQS)不再是单一双向的,而分为读与写两个独立的DQS,这样做的好处是,在读取之后如果马上进行写入时,不用再等DQS的方向转变,通过独立的写入DQS信号可以实现快速度的读写切换,比GDDR2要节省一个时钟周期。

GDDR3与GDDR2的一大区别就是将双向DQS变成了读/写两个单独的DQS

另一个不同点在于,GDDR3将GDDR2的推挽式(Push Pull)接收器设计改为伪漏极开路方式(Pseudo Open Drain),在保证信号质量的前提下,获得了更小的ODT能耗。

GDDR3在接收器/驱动器端的设计差异

除了以上两点,GDDR3与GDDR2并没有本质的不同,因此不要再把GDDR3认为是DDR3的显存版了。

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