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每次有新显卡发布,A饭、N饭们激烈争论的内容都非常细致,除了显卡的游戏性能、功耗、温度等关键指标之外,显存位宽也是争议点之一,高端显卡用384bit位宽甚至512bit位宽没什么问题,再次一点的显卡用256bit位宽也没什么问题,不过千元以上的显卡如果使用128bit位宽往往就要被吐槽 。今天我们就来谈谈显卡的显存带宽以及显存带宽如何计算的问题 。
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如果说内存带宽是处理器与内存交换数据的关键,那么显存带宽同样也是如此——GPU核心负责运算,显存负责数据存储,二者之间需要频繁交换数据,这就要依赖显存带宽了,更高的带宽可以让显卡在处理高分辨率、高画质时更加得心应手 。
对显存带宽的作用,我们可以这么理解——好比顺丰镖局的物流运输,顺丰要想赚更多的钱,接单、派件的过程就要缩短 。顺丰那端相当于GPU核心,收货/发货的买家/卖家相当于显存(反过来说也可以),顺丰要想提高效率要么就是让快递员速度更快(频率更高),要么同时派出大量快递员去收件或者派件(位宽更大),最好的情况下当然是两种方式同时运作,物流运输效率才能最大化 。
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提高运输速度,可以提高车辆速度甚至改用飞机,还可以多路进行
显存带宽的决定性因素:显存类型
显存带宽从大的方面来说是显存频率及显存位宽来决定的,不过实际带宽就要看具体情况了,目前主流显卡的位宽多是128bit、256bi、384bit及512bit,更能决定带宽的还是显存类型,它们决定了显存带宽的极限 。目前最主流的显存当然是GDDR5,之前还有过昙花一现的GDDR4,现在低端市场上还有gDDR3显存残存,而AMD最近在R9 Fury系列显卡上使用了HBM显存,相比GDDR5显存更强大,带宽大幅提升,明年的HBM2带宽还会继续翻倍 。
这里单独说下GDDR5显存与HBM显存,在此前的Fury X相关的解析与评测中实际上我们谈了很多HBM的优势,目前GDDR5显存频率已经达到了7Gbps甚至8Gbps,再往上提升频率会带来很多副作用,所以AMD、SK Hynix等公司推倒重来,不再追求频率转而提高显存内部位宽来提升总带宽 。
HBM显存与GDDR5显存的不同
就这二者来说,GDDR5内部I/O带宽是32bit,目前的NVIDIA显卡的GDDR5显存频率可以达到1750MHz(A卡多在1500MHz内),它是4倍速率机制,数据频率是7Gbps,单个芯片的带宽是28GB/s 。目前的HBM显存的频率只有500MHz,2倍数率机制,数据频率是1Gbps,不过它的I/O带宽极高,弥补了频率不足 。
具体来说,目前的HBM显存都是堆栈(stack)设计的,每个堆栈有8个通道,每个通道提供128bit位宽,因此总的I/O位宽是128bit*8=1024bit 。这还是单一堆栈的,Fury X显卡目前是4个堆栈,所以等效位宽就是四倍的4096bit了,NVIDIA明年的Pascal架构GPU也会使用4-Hi堆栈,不过那时应该是HBM2显存了,频率更高 。
总之,将之前、现在以及日后的显存简单归纳起来就是如下所示:
不同显存的主要规格及特点
说了这么多,其实目前gDDR3显存基本上是NVIDIA及AMD部分低端显卡在用,这种显存可以说是卖场JS最爱了,如果是600元内的显卡,JS用4GB超大显存来吸引你,那你可就要小心了 。

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文章插图
GDDR5没什么可说的了,这是目前的绝对主流,单颗芯片的容量逐渐从之前的2Gb提高到4Gb,美光前不久还量产出货了8Gb(1GB)颗粒的,高端显卡也只要4-8颗芯片即可实现4-8GB容量显存,这将进一步推动大容量显卡的出现 。