显卡知识

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普及知识，显卡DDR-DDR3显存技术详解

显存频率是指默认情况下，该显存在显卡上工作时的频率，以MHz（兆赫兹）为单位。

显存频率一定程度上反应着该显存的速度。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同，

SDRAM显存一般都工作在较低的频率上，一般就是133MHz和166MHz，此种频率早已无法满

足现在显卡的需求。DDRSDRAM显存则能提供较高的显存频率，主要在中低端显卡上使用，

DDR2显存由于成本高并且性能一般，因此使用量不大。DDR3显存是目前高端显卡采用最为

广泛的显存类型。不同显存能提供的显存频率也差异很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、

650MHz等，高端产品中还有800MHz、1200MHz、1600MHz，甚至更高。

显存频率与显存时钟周期是相关的，二者成倒数关系，也就是显存频率＝1/显存时钟

周期。如果是SDRAM显存，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz。而

对于DDRSDRAM或者DDR2、DDR3，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166MHz，

但要了解的是这是DDRSDRAM的实际频率，而不是我们平时所说的DDR显存频率。因为DDR

在时钟上升期和下降期都进行数据传输，其一个周期传输两次数据，相当于SDRAM频率的二

倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率，是在其实际工作频率上乘以2，就得到了等效频

率。因此6ns的DDR显存，其显存频率为1/6ns*2=333MHz。具体情况可以看下边关于各种

显存的介绍。

但要明白的是显卡制造时，厂商设定了显存实际工作频率，而实际工作频率不一定等

于显存最大频率。此类情况现在较为常见，如显存最大能工作在650MHz，而制造时显卡工

作频率被设定为550MHz，此时显存就存在一定的超频空间。这也就是目前厂商惯用的方法，

显卡以超频为卖点。此外，用于显卡的显存，虽然和主板用的内存同样叫DDR、DDR2甚至

DDR3，但是由于规范参数差异较大，不能通用，因此也可以称显存为GDDR、GDDR2、GDDR3。

DDR显存分为两种，一种是大家习惯上的DDR内存，严格的说DDR应该叫DDRSDRAM。另外

一种则是DDRSGRAM，此类显存应用较少、不多见。

DDRSDRAM

人们习惯称DDRSDRAM为DDR。DDRSDRAM是DoubleDataRateSDRAM的缩写，是双倍

速率同步动态随机存储器的意思。DDRSDRAM是在SDRAM基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM

生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR

内存的生产，可有效的降低成本。

SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR

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内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数

据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达

到更高的数据传输率。

与SDRAM相比：DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步

骤既独立执行，又保持与CPU完全同步；DDR使用了DLL(DelayLockedLoop，延时锁定回路

提供一个数据滤波信号)技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确

定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDL本质上不需要

提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，

因而其速度是标准SDRA的两倍。DDRSDRAM是目前应用最为广泛的显存类型，90%以上的显

卡都采用此类显存。

DDRSGRAM

DDRSGRAM是从SGRAM发展而来，同样也是在一个时钟周期内传输两次次数据，它能够

在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。可以在不增加频率的情况下把数据传输率提高一

倍。DDRSGRAM在性能上要强于DDRSDRAM，但其仍旧在成本上要高于DDRSDRAM，只在较少

的产品上得到应用。而且其超频能力较弱，因其结构问题超频容易损坏。

DDR2显存

DDR2显存可以看作是DDR显存的一种升级和扩展，DDR2显存把DDR显存的

“2bitPrefetch(2位预取)”技术升级为“4bitPrefetch(4位预取)”机制，在相同的核心

频率下其有效频率比DDR显存整整提高了一倍，在相同显存位宽的情况下，把显存带宽也整

整提高了一倍，这对显卡的性能提升是非常有益的。从技术上讲，DDR2显存的DRAM核心可

并行存取，在每次存取中处理4个数据而非DDR显存的2个数据，这样DDR2显存便实现了

在每个时钟周期处理4bit数据，比传统DDR显存处理的2bit数据提高了一倍。相比DDR

显存，DDR2显存的另一个改进之处在于它采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式替代了传

统的TSOP方式，工作电压也由2.5V降为1.8V。

由于DDR2显存提供了更高频率，性能相应得以提升，但也带来了高发热量的弊端。加

之结构限制无法采用廉价的TSOP封装，不得不采用成本更高的BGA封装(DDR2的初期产能

不足，成本问题更甚)。发热量高、价格昂贵成为采用DDR2显存显卡的通病，如率先采用

DDR2显存的的GeForceFX5800/5800Ultra系列显卡就是比较失败的产品。基于以上原因，

DDR2并未在主流显卡上广泛应用。

DDR3显存

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DDR3显存可以看作是DDR2的改进版，二者有很多相同之处，例如采用1.8V标准电压、

主要采用144Pin球形针脚的FBGA封装方式。不过DDR3核心有所改进：DDR3显存采用0.11

微米生产工艺，耗电量较DDR2明显降低。此外，DDR3显存采用了“PudoOpenDrain”接

口技术，只要电压合适，显示芯片可直接支持DDR3显存。当然，显存颗粒较长的延迟时间

(CASlatency)一直是高频率显存的一大通病，DDR3也不例外，DDR3的CASlatency为

5/6/7/8，相比之下DDR2为3/4/5。客观地说，DDR3相对于DDR2在技术上并无突飞猛进的

进步，但DDR3的性能优势仍比较明显：

(1)功耗和发热量较小：吸取了DDR2的教训，在控制成本的基础上减小了能耗和发热量，

使得DDR3更易于被用户和厂家接受。

(2)工作频率更高：由于能耗降低，DDR3可实现更高的工作频率，在一定程度弥补了延

迟时间较长的缺点，同时还可作为显卡的卖点之一，这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表

现。

(3)降低显卡整体成本：DDR2显存颗粒规格多为4MX32bit，搭配中高端显卡常用的

128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8MX32bit，单颗颗粒容量较大，4颗即可构成

128MB显存。如此一来，显卡PCB面积可减小，成本得以有效控制，此外，颗粒数减少后，

显存功耗也能进一步降低。

(4)通用性好：相对于DDR变更到DDR2，DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装

等关键特性不变，搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存，这

对厂商降低成本大有好处。

目前，DDR3显存在新出的大多数中高端显卡上得到了广泛的应用。