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GPU 内存带宽和速度有什么区别？

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GPU 内存带宽和速度有什么区别？

我查看了 Nvidia 10 系列显卡的规格，发现它们指定了内存速度和内存带宽。内存速度以 Gbps 表示，内存带宽以 GB/秒表示。对我来说，内存速度除以 8 应该等于内存带宽，因为 8 位组成一个字节，其他所有单位都相同，但事实并非如此。

我想知道是否有人可以向我解释一下，什么实际上表示实际的数据传输速率。如果有 2 个 GPU，一个具有更高的内存速度（Gbps），另一个具有更高的内存带宽（GB/秒），哪一个可以在某个固定的时间范围内传输更多数据（或者这是不可能的，并且这两个事情以某种方式相关联）？

我是不是漏掉了什么？我似乎在任何地方都找不到好的答案……这里真正重要的是什么？为什么两个测量值都用几乎相同的单位表示（因为一个字节是 8 位，如果将一个测量值转换为位或字节，则一个测量值应该等于另一个测量值）？

证据这里和这里（单击“规格”部分中的“查看完整规格”）。

答案1

这里指定了两个不同的内容。我从您链接的页面复制了 Nvidia 规范，以便更好地显示它。

在此处输入图片描述

一个是内存芯片数据线接口速度为 8gbps，这是 GDDR5 规格的一部分，接下来是总内存速度 256GB/s。

GDDR5 内存通常为 32 位宽，因此计算结果（对于 1070）如下：

  • 每条线路 8 gbps
  • 每芯片 32 行
  • 卡上有 8 个存储芯片

将其乘以，我们得到内存速度为 2048gbps，将其除以 8，我们得到内存带宽为 256GB/s。

每块芯片 32 位的 8 块芯片也与 256 位的内存接口宽度相匹配，因此您可以轻松地计算出 (8gbps * 256 位)/8 位/字节（整齐地取消为简单的“256”）并得出相同的数字。

对于 1080：10gbps * 256b / 8 = 320GB/s
对于 1050：7gbps * 128b / 8 = 112GB/s

如果您有两台设备具有相同的 gbps 但不同的 GB/s，则说明内存组中的芯片数量不同。通常，您希望选择更高的总内存带宽（GB/s），因为这通常是实际的有用内存带宽。

一个每针 10gbps 但只有 4 个芯片的设备的总带宽将为 160GB/s（（10 * 32 * 4）除以 8），这将低于我上面展示的 1070 的 8 个芯片上的 8gbps（256GB/s）。

答案2

GeForce 10 的内存带宽范围为 64 位至 384 位。

这是 GeForce 1030 2GB GDDR5：

在此处输入图片描述

有 2 个 RAM 芯片

在此处输入图片描述

美光将其 GDDR5 芯片的规格定为 4GB 或 8GB。这是基于使用 8 个 32 位芯片，因此默认为 256 位，而“8GB”实际上是 8 x 1GB。

就 1030 而言，可以看出它们只有 2 个内存芯片。

对于这款 GTX 1080 Ti 11GB

在此处输入图片描述

那么就可以看到有 11 个内存芯片，其中一个在 GPU 本身的右侧明显缺失。

GTX 1080 Ti 基于 Titan X，后者是一款较早的显卡，拥有完整的 12GB 内存。然而，尽管缺少内存芯片，但 1080 Ti 的速度略快一些，提供 352 位而不是 384 位。这要归功于使用更快的内存芯片。

因此，在 1000 个系列中我们看到（https://en.wikipedia.org/wiki/GeForce_10_series)：

  • 2、3、4、5、6、8、11 或 12 个内存芯片，可实现 64、96、128、160、192、256、352 或 384 位的内存总线宽度
  • 5、6、7、8 或 9 Gbps GDDR5 速度
  • GeForce 1030 DDR4 上的 2.1 Gbps DDR4
  • 8、9、10 或 11.4 Gbps GDDR5x

之前的 900 系列（不包括任何超低价卡）有 4、6、7+1、8 或 12 个芯片，速度为 5-7 Gbps GDDR5，而 700 系列有 1、2、4、8 或 12 个 GDDR5，速度为 5-7 Gbps，或 2 或 4 个 DDR3 芯片，速度为 1.8 Gbps。在此之前，600 系列有 2、4 或 6 个 DDR3 芯片，速度为 1.8 Gbps，以及 4、6 或 8 个 GDDR5 芯片，速度为 3.2 - 6 Gbps。在此之前，500 系列有 6、8、10 或 12 个 GDDR5 芯片，速度为 3.4 - 4.1 Gbps，或 2 或 4 个 DDR3 芯片，速度为 1.8 Gbps。

Nvidia 1600 和 2000 系列产品包括：

  • 4 x 1GB 8 Gbps GDDR5 芯片（GTX 1650 GDDR5）
  • 4 个 1GB 12 Gbps GDDR6 芯片（GTX 1650 GDDR6 和 GTX 1650 Super）
  • 6 x 1GB 8 Gbps GDDR5 芯片（GTX 1660）
  • 6 个 1GB 14 Gbps GDDR6 芯片（GTX 1660 Super 和 RTX 2060）
  • 6 x 1GB 12 Gbps GDDR6 芯片（GTX 1660 Ti）
  • 8 x 1GB 14 Gbps GDDR6 芯片（RTX 2060 Super、2070、2070 Super、2080）
  • 8 x 1GB 15.5 Gbps GDDR6 芯片（RTX 2080 Super）
  • 11 x 1GB 14 Gbps GDDR6 芯片（RTX 2080 Ti）
  • 12 个 2GB 14 Gbps GDDR6 (Titan RTX)

对于 3000 系列：

  • 6 x 2GB 15 Gbps GDDR6 (RTX 3060)
  • 8 x 1GB 14 Gbps GDDR6（RTX 3060 Ti、RTX 3070）
  • 8 x 1GB 19 Gbps GDDR6x (RTX 3070 Ti)
  • 10 x 1GB 19 Gbps GDDR6x (RTX 3080)
  • 12 个 1GB 19 Gbps GDDR6x (RTX 3080 Ti)
  • 12 个 2GB 19.5 Gbps GDDR6x (RTX 3090)

（值得注意的是，GDDR6x 采用的是 PAM4，也就是说它不再使用 0 和 1，而是有 4 种不同的状态，即 00、01、10 或 11，而不是 0 或 1。因此实际内存时钟速度低于 GDDR6）

需要注意的是，内存性能并不是显卡性能的唯一因素，例如，1650 GDDR6 比 GDDR5 版本慢约 10%，尽管内存速度提高了 50%，部分原因是由于该卡的功率限制导致核心时钟速度略低，该卡设计用于无需外部电源连接器。但总体而言，可以看出：

  • “总线宽度”是 32 的倍数，等于卡上的内存芯片数量
  • 对于 GDDR5（已过时），比特率可以是 5 到 9 Gbps 之间的任何值
  • 对于 GDDR5x（已过时），比特率跃升至 8-11 Gbps
  • 对于 GDDR6，通常达到 12-14 Gbps
  • 适用于 GDDR6x 19-19.5 Gbps
  • DDR3 和 DDR4 仅为 2 Gbps 左右

因此，内存带宽从根本上来说：

  • 总内存总线宽度（从 1 个内存芯片的 32 位到 12 个芯片的 384 位）x 内存比特率（即 2 - 19.5 Gbps）/ 8（每字节的位数）

我们可以将其重新排列如下：

  • 内存芯片数量 x 内存比特率 x 4（内存芯片中的字节数）

或者我们可以举例来说，GTX 3060 是 12GB，而 GTX 3070 是 8GB，并且注意到 3060 显然是 6 x 2GB 芯片，而 3070 是 8 x 1GB，速度更快（尽管 (较新的) 3060 从 14 Gbps 提升到 15 Gbps GDDR6 这一事实并不直观）。

答案3

我以为你已经有答案了，但我还是想从平庸的角度分享一个简单的答案。

假设我们关注的是 RAM：

  1. 内存带宽是指传输数据时的下载/上传速度。单位是（Gbps），即千兆位

  2. 内存速度是指读取/写入速度。单位是（GB/秒），即千兆字节

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