Memoria più veloce
Per molto tempo, Nvidia è stata precursore per quanto riguarda le tecnologie della memoria. Dopo le DDR, usate per la prima serie GeForce nel 2000, l'azienda di Santa Clara è stata la prima ad adottare le GDDR2 con la serie GeForce FX, poi le GDDR3 con la GeForce 5700. Da questo momento in poi, ATI ha fatto un balzo in avanti, adottando per prima le GDDR4 per la Radeon X1950XT, e ora, due anni dopo, è la prima a offrire le GDDR5 con la Radeon HD 4870.
Non ci sono segreti quando si tratta di incrementare il bandwidth della memoria. Le soluzioni sono due: la prima consiste nell'ampliare il bus dati, mentre la seconda nel far operare la memoria a velocità superiore. Il primo metodo si scontra direttamente con molti ostacoli. Un bus più ampio necessita di piste sul PCB più numerose e complesse, e richiede anche più pin sul package. Tutti questi pin devono poi essere connessi al chip, che necessita quindi di più pads (le interconnessioni attorno alla periferia del chip). Quindi, un bus più ampio richiede anche un die di una certa dimensione - motivo per cui le GPU entry-level sono state limitate a un bus di 128-bit per molto tempo, mentre le schede di fascia alta equivalenti usavano bus a 256 e 384 bit. Un altro svantaggio riguarda il maggior consumo energetico.
Senza sorprese, questo approccio è sempre stato usato in maniera molto parsimoniosa. Infatti, il bus a 128 bit è stato usato per molto tempo in abbinamento alle GPU high-end, dalle Riva-128 alla Matrox Parhelia e, quattro anni dopo, per l'ATI Radeon 9700. Allo stesso modo, il bus a 256 bit non è stato ampliato fino all'arrivo della Nvidia GeForce 8800 nel 2006. Tuttavia, la necessità di un elevato bandwidth è sempre in crescita, nonostante l'uso di tecnologie per risparmiare bandwidth, perfezionate ad ogni generazione.
Quindi, la soluzione migliore è l'uso di memoria più veloce. Tuttavia, anche questo caso non è esente da problemi, poiché con ogni circuito, c'è un limite della frequenza di clock a cui i chip di memoria possono operare. Per ovviare alle limitazioni, i produttori hanno usato vari trucchi. La memoria DDR permette di trasferire i dati su entrambi i fronti del segnale (in salita e discesa), duplicando il data rate. Per farlo, la memoria DDR usa quello che viene chiamato "two-bit prefetch - a ogni accesso della memoria, anziché trasferire un bit dal buffer prefetch, la memoria DDR trasferisce due bit. Sviluppi successivi della tecnologia DDR sono consistiti nel muovere sempre più dati alla stessa frequenza, incrementando la dimensione del prefetch. Le DDR2, e anche le DDR3, usavano un prefetch a 4-bit. Le GDDR4 introducevano un prefetch a 8 bit.