DDR、LPDDR、GDDR、HBM 的差異:DRAM 的種類比較

這四種在種類上都是 DRAM,但各自針對不同目的進行了最佳化。DDR 是個人電腦與伺服器的標準主記憶體。LPDDR 是為智慧型手機與輕薄筆記型電腦而壓低耗電的版本。GDDR 是為顯示卡而提高每個腳位速度的版本。HBM 則將晶片堆疊起來,擁有非常寬的匯流排,可為 AI 加速器提供最高的頻寬,但成本也最高。

項目DDRLPDDRGDDRHBM
正式名稱Double Data Rate SDRAMLow Power DDRGraphics DDRHigh Bandwidth Memory
主要對象個人電腦、伺服器智慧型手機、平板電腦、輕薄筆記型電腦顯示卡、遊戲機AI 加速器、高效能運算
資料匯流排DIMM 每通道 64 位元(DDR5 分成各 32 位元的 2 個)窄通道(16 位元或 32 位元)每顆晶片 32 位元。在 GPU 周圍放置多顆晶片每個堆疊 1,024 位元(HBM3)。非常寬
每個腳位的速度中等(DDR5 約 4,800~8,000 MT/s)中等至偏高(LPDDR5X 為 8,533 MT/s 以上)非常高(GDDR6X 超過 20 Gb/s,GDDR7 約 30 Gb/s)每個腳位偏低。因為匯流排非常寬
頻寬每通道數十 GB/s每個元件或每個封裝數十 GB/s每顆晶片數十~100 GB/s,每張卡數百 GB/s~超過 1 TB/s每個堆疊數百 GB/s,每個加速器數 TB/s
耗電量中等每位元最小。具備低電壓與深度省電模式大每位元的效率佳,但堆疊的晶片不易散熱
封裝插入插槽的記憶體模組(DIMM),或直接焊接焊接,或堆疊在處理器的封裝上方(PoP)焊接在顯示卡電路板上 GPU 的周圍以 TSV 連接的堆疊晶片,放在矽中介層上處理器的旁邊
容量最大。每個模組數 GB 至數百 GB數 GB~數十 GB每顆晶片數 GB每個堆疊數十 GB
之後能否增設可以(DIMM 插槽)不行不行不行
每位元的成本最便宜比 DDR 高比 DDR 高最高。因為堆疊與先進封裝

數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

DDR
重視大容量、低成本與容易增設的通用主記憶體。
LPDDR
在電池驅動的設備上,每位元的能耗與小巧比容量更重要時。
GDDR
在圖形與遊戲等場合,需要以合理的價格取得高頻寬時。
HBM
在 AI 訓練與高效能運算等場合,頻寬是瓶頸,成本則是次要考量時。

常見問題

為什麼 GPU 使用 GDDR 或 HBM,而不是 DDR?

GPU 要搬移非常大量的資料,因此需要比 DDR 高得多的頻寬。GDDR 提高每個腳位的速度,HBM 則在緊鄰處理器的位置,使用每個堆疊 1,024 位元這樣非常寬的匯流排。

LPDDR 與 DDR 是相同的東西嗎?

基本技術相同,但 LPDDR 藉由較低的電壓與深度省電模式等,調整為低耗電。多半是焊接在處理器上,或堆疊在處理器上方,因此之後無法增設。

為什麼 HBM 這麼貴?

HBM 必須將以 TSV 連接的多顆 DRAM 晶片堆疊起來,放在處理器旁邊的矽中介層上。堆疊與先進封裝會增加成本,散熱也變得困難。

LPDDR、GDDR、HBM 的記憶體可以增設嗎?

不行。與 DDR 的模組(DIMM)不同,它們是焊接在電路板上,或是內建於封裝中。

相關名詞的解說

DDR SDRAM
在時脈的上升與下降兩個邊緣都傳輸資料的同步式 DRAM。歷經 DDR4、DDR5 等世代而不斷提高傳輸速度。是個人電腦與伺服器主記憶體的標準。
LPDDR
為 Low Power DDR 的縮寫。針對智慧型手機與筆記型電腦,強化低電源電壓與省電功能的 DRAM 規格。
HBM(高頻寬記憶體)
以TSV堆疊多個DRAM晶粒,藉由非常寬的匯流排寬度實現高頻寬的記憶體。
TSV(矽穿孔)
貫穿矽基板的電極。以很短的距離將堆疊的晶片上下互相連接。

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