記憶體與顯示記憶體
一場速度與頻寬的對決
兩者都是暫存數據的關鍵組件，但它們為了服務架構截然不同的處理器 (CPU 與 GPU)，走上了完全不同的發展道路。本篇將帶您深入了解它們的核心差異。
記憶體 (RAM)
為 CPU 服務，處理運算所需的數據與結果。
顯示記憶體 (VRAM)
為 GPU 服務，處理圖形運算所需的數據與結果。
根本差異：處理模式
CPU 擅長序列處理，像是一位按部就班的工匠；GPU 則是並行處理大師，如同一個龐大的施工團隊。這個根本差異決定了它們對記憶體的不同需求。
CPU: 序列處理
CPU 從記憶體中一個一個讀取像素、進行運算、再寫回。這個過程就像一趟一趟地搬運數據，往返延遲的影響會被累積。
GPU: 並行處理
GPU 的數千個核心同時從顯示記憶體讀取各自的像素、同時運算、再同時寫回。這就像一次性將所有數據搬運過來，極度要求頻寬。
VRAM 的天職：追求極致頻寬
為了滿足 GPU 大規模並行工作的需求，顯示記憶體最重要的性能指標就是頻寬 (Bandwidth)。頻寬由「位元寬度」和「傳輸速率」共同決定。
A. 擴增位元寬度 (公路數量)
VRAM 的位元寬度遠超 RAM，如同擁有更多車道的高速公路，能同時傳輸更多數據。
B. 提升傳輸速率 (填滿車流空隙)
| 技術世代 | 單一時脈週期有效傳輸次數 | 關鍵技術 / 描述 |
|---|---|---|
| DDR | 2 次 | 雙倍資料率 (DDR) 基礎結構；同步 DRAM |
| GDDR5 | 4 次 | 「Quad Data Rate」來自 2 個內部時脈 (WCK) 與 DDR 技術的組合 |
| GDDR6 | 8 次 | 引入兩條獨立的 WCK，並在每條上以 DDR 方式傳輸 |
| GDDR6X | 16 次 (理論) | PAM4 信號一次傳送 2 bit，位元密度再 ×2 |
RAM 的核心：控制延遲 vs. VRAM 的權衡
對於 CPU 的序列型任務，低延遲是關鍵。然而，VRAM 為了達成極致頻寬，在設計上做出了不同的取捨，使其延遲遠高於系統 RAM。
延遲時間比較 (示意值)
以 RTX 3090 為例，其存取 VRAM 的延遲約為 250-300ns。相比之下，系統 RAM 的延遲要低得多，這也是 VRAM 設計上「頻寬優先」的直接體現。
VRAM 延遲的特性
VRAM 的設計重點在於高頻寬而非低延遲，用以支援高解析度渲染與大量並行的圖形計算任務。
效能影響
當 VRAM 容量不足時，系統會動用速度慢很多且延遲更低的系統記憶體來彌補，但資料交換過程會導致明顯的效能下降（卡頓）。
應用與選購：VRAM 的現實影響
了解架構差異後，我們來探討 VRAM 在遊戲與專業應用中的實際角色，以及這如何影響您的硬體選購決策。
VRAM 的主要任務
影像緩衝區 (Frame Buffer)
儲存 GPU 已渲染完成的畫面，準備傳輸到螢幕上顯示。解析度越高，此緩衝區所需空間越大。
遊戲材質 (Textures) 與資源
存放遊戲場景中的所有視覺元素，如角色模型、物件貼圖、環境細節等。遊戲畫質設定越高，材質越精細，佔用 VRAM 也越多。
關鍵概念：VRAM 是「瓶頸」而非「引擎」
VRAM 的重要性在於「不能不夠用」。一旦遊戲或應用所需的材質大小超過 VRAM 容量，系統就必須從較慢的系統 RAM 甚至硬碟中調用資料，導致效能急遽下降。但如果 VRAM 容量充足，再增加容量也不會帶來明顯的效能提升，此時瓶頸會轉移到 GPU 核心的運算能力上。
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AI 技術：緩解 VRAM 壓力的未來
現代 GPU 透過強大的 AI 升頻與畫格生成技術，能在不犧牲過多畫質的前提下，有效降低 VRAM 消耗並大幅提升流暢度。
AI 升頻技術 (Upscaling)
以較低解析度渲染畫面，再透過 AI 演算法放大至目標解析度。代表技術有 NVIDIA 的 、AMD 的 與 Intel 的 XeSS。
畫格生成 (Frame Generation)
在兩個真實渲染的畫格之間，透過 AI 運算插入一個全新的預測畫格，使畫面更流暢。NVIDIA 的 是此技術的代表。
2025 年及未來選購建議
原則 1：GPU 運算力優先
在預算相近時，應優先選擇擁有更強大 GPU 核心的顯示卡，而非僅僅是 VRAM 容量較大的型號。強大的核心是高效能的基礎。
原則 2：VRAM 容量是門檻
對於追求高畫質遊戲的玩家，VRAM 容量是必須跨過的門檻。展望未來 2-3 年，12GB VRAM 應視為暢玩 4K Ultra 設定遊戲的最低建議。
總結比較：為何走向不同道路
一個追求低延遲，一個追求高頻寬。不同的使命，造就了截然不同的技術演化路徑。
| 特性 | 記憶體 (RAM) | 顯示記憶體 (VRAM) |
|---|---|---|
| 服務對象 | CPU | GPU |
| 核心需求 | 低延遲 (快速隨機存取) | 高頻寬 (大量平行傳輸) |
| 工作模式 | 配合序列、複雜邏輯運算 | 配合大規模並行運算 (以吞吐量掩蓋延遲) |
| 位元寬度 | 記憶體通道較窄 (單通道 64-bit，雙通道 128-bit) | 整體介面極寬 (GDDR: 128-512-bit, HBM: 單堆疊可達 1024-bit) |
| 傳輸技術 | DDRx 標準，注重穩定與相容性 | 更激進的 I/O 與封裝技術 (如 PAM4 [GDDR6X], HBM 堆疊) |
| 延遲時間 | 相對較低 (絕對延遲約 10-30 ns) | 相對較高 (例如 GDDR6X 約 250-300 ns) |