经常有网友问“GPU都DDR6了为什么CPU还在用DDR4?”，如果简单的回答说你漏看了一个G字，似乎并不能令人满意。问题接踵而来，GDDR6比DDR4如何？6这个数字显然看起来比4牛了不少。如果我们用一个用于GPU，一个用于CPU来分野，也似乎十分苍白。DDR可以用于显卡。同一个GPU核心，往往低端显卡用DDR内存，高端用GDDR内存，再高端用HMB2内存；GDDR也可以用于主存。PS4和Xbox One用了同样的AMD CPU，但一个用了GDDR，另一个用了DDR。GDDR和DDR的应用场景模糊了起来，那么是什么原因，为什么电脑主存都是DDR，而显存大多是GDDR？
尽管GDDR6的6说明不了什么，但如果我们来观察市面上最新的内存产品：GDDR6和DDR4，就会发现GDDR6似乎占尽优势。脱胎于DDR3的GDDR5/GDDR5x和GDDR6以高带宽著称，同时功耗也相当低，更加省电：
来源：三星
（注：LP4是指LPDDR4）
似乎暗示我们GDDR才是未来的发展方向，是这样吗？答案是否定的。为了让大家知其然，也知其所以然，我将GDDR的冤家HBM2也放进来，来个一锅炖，综合介绍一下他们的区别。对技术不感兴趣的同学可以直接看结论部分。
我前面已经介绍了大量的DDR相关内容，篇幅所限，不再重复。没有看过的同学可以移步那里，它们是读懂本文的基础。我们重点放在GDDR和HMB的技术细节，以及和它们和DDR的比较。
GDDR5/GDDR5x/GDDR6GDDR3已DDR3为基础，慢慢发展到GDDR6，已立四代。名字里面的G字，表明了它是为了显示优化而来。它的内存颗粒区别于DDR的DRAM，叫做SGRAM (synchronous graphics random access memory)。
它的内存访问方式也和DDR（Double Data Rate）一样，在时钟上下沿各采样一次，对得起名字中的Double字样。DDR4也是如此，所以我们看传输率是时钟的两倍：
注意红框和篮框部分的比较
但我们看GDDR5的参数就会发现不同：
7Gpbs是1750MHz的4倍而不是2倍，这是怎么回事呢？秘密就隐藏在GDDR对DDR的改变上：引入了WCK/WCK#（word clock），它的速度是CK/CK#的两倍，而数据DQ的采样是在WCK而不是在CK的上升沿和下降沿采样。此改动将传输速度凭空提高了一倍，从而主要拉开了和DDR的差距。相比差不多的DDR4 1600MHz，只提供3200MT/s，而1750MHz的GDDR5，则提供7000MT/s的传输率。
GDDR5单颗颗粒提供x32的位宽，如上图篮框所示，提供：7G × 32bit / 8bit = 28GB/s的带宽。最高可以达到32GB/s。加上GDDR的控制器Channel往往比DDR多很多，整体传输率是十分大的。
GDDR5x在此基础上引入了QDR（quad data rate）：
又在此基础上再次翻倍，在WCK的周期采样四次！严格意义上已经不是DDR了。这让它的传输率可以高达14Gbps（保留上冲16Gps），单颗粒可以高达56GB/s。GDDR6再次提高，最高可以单颗粒提供72GB/s的超高带宽。
GDDR从LPDDR，也就是手机等低功耗设备的标准中吸取了不少内容。这有助于让显存相当省电，电压相对DDR来说更低。
HBM全称High Bandwidth Memory。一般一个HBM内存是由4个HBM的Die堆叠形成：
我们叫做一个Stack。Stack和Stack之间是独立的，各自有自己的地址空间。每个Die都有独立的两个128bit的Channel，4个Die就有8个Channel总共1024bit的位宽！
这样尽管HBM的频率并不高，一般只有500MHz，但也是DDR方式访问，所以带宽总共：
500 × 2 × 1024 / 8 = 128GB/s
一出现就已经超过了当时的GDDR5x，甚至最新的GDDR6都自叹不如。HBM2更将频率提高一倍，整体单Stack带宽高达256GB/s！更是从4层Die，变成了8层，容量可以更大：
来源：三星
像不像三星自己的开发大楼？:)
HBM还有个优势是封装相当小，同样容量比GDDR6小很多，这就是3D封装的好处：
注意GDDR5是小b,而HBM2是大B，容量是GDDR的4倍，但更小。小封装让GPU的显卡更小，一个典型的GPU对比：
HBM显然更加小巧。我们比较一下两者的带宽：
GDDR5：12 channel ×28GB/s = 336GB/s
HMB: 4 stack × 128 = 512GB/s
HMB相对GDDR来说，带宽高，更省电，封装更小，简直完美？那GDDR为啥还存在？
为什么DDR和GDDR还存在？HBM有啥弱点？
似乎DDR完全没有存在的必要，较GDDR带宽低功耗高：
而我们知道DDR不仅活着还在紧锣密鼓的张罗马上就要上市的DDR5，这是为什么呢？GDDR为了图像显示和渲染，带宽很大，更省电，但有四个重要的缺点：
1.延迟高。也就是CAS的Latency高，这让GDDR更适合图像处理这种高并发的，大块搬移内存的操作。而像CPU这种几乎完全随机的访问，延迟更加重要。
2.容量小。我们知道 X几对内存容量是十分重要的。GDDR一般X32甚至X64，不容易组成大容量内存。
3.价格贵。工艺要求高，时序复杂，更贵。
4. 不适合CPU cacheline。这个我就不展开讲了，大家可以参考我讲的为什么DDR4是8n prefech来考虑这个问题。
HBM的缺点呢？那就是更贵，贵的多。堆叠技术让传输速度快，信号质量好，更近更省电，但1024个bit的位宽是个大麻烦：
注意TSV，也叫做硅通道。它负责穿透堆叠的Die来传输数据和信号。别看示意图中就几个，实际上1024个bit的位宽这种通道可以达到超过4000个！制作工艺十分复杂。也很贵，这是HBM不能铺开的最主要原因。
结论东西虽好也怕贵啊，只有合适的才是最好的。HBM虽好，但是太贵了。DDR还是会存在相当长的一段时间。但如果Intel和AMD的CPU上HBM2，也应该只出现在高端和服务器CPU中。
如果引入HBM在内存系统中，加上DIMM类型的傲腾内存，我们就可能有三种内存共存的情况，每种内存都有自己的好处：HBM快，但是少；DDR内存多些，居中；傲腾内存最慢，但是容量大，而且内容不会丢失。三种内存可以形成互相cache的关系，也可以都报告给操作系统，让操作系统根据它们的特性和任务的特性，来主动选择具体存在哪里。如此，就形成了异构内存系统，这是内存发展的方向。
