先前有關於GTX 970顯卡只能使用3.5GB記憶體的問題，NVIDIA對此也作出了解釋，說這是設計使然。但官方回答並沒有詳細解釋為什麼要這麼做，現在這個問題的內幕被深挖出來了，NVIDIA在GTX 970顯卡的規格上存在錯誤，其ROP單元及L2並非當初所說，而是做了精簡。
Anandtech網站對GTX 970顯卡的3.5GB記憶體問題做了深入研究，在跟NVIDIA探討之後澄清了一些目前存在的問題。
GTX 970規格修正：ROP及L2有精簡
首先要搞清的一個問題是，NVIDIA此前在官方文檔中介紹的GTX 970規格是有錯誤的，它跟GTX 980一樣使用了GM204核心，之前NVIDIA只說其SMM單元屏蔽了三組以降低功耗，7GHz GDDR5、256bit及64 ROP單元保留，但實際上有些規格是錯誤的。
GTX 970記憶體異常的背後必然有規格上的差異，現在NVIDIA已經承認了當初的GTX 970規格說明是有錯誤的，4個ROP/記憶體控制分區中實際上有1個被禁用了，所以它的實際ROP單元只有56個，L2也不是當初說的2MB而是1.75MB，少了1/8，不過記憶體控制器沒有變化，確實是256bit 4GB。部分禁用ROP/記憶體主控的功能是Maxwell架構上才有的新功能。
GTX 970禁用三組SMM單元，同時部分單元功能也受影響了
當初NVIDIA文檔上介紹的GTX 970規格
至於為什麼會出現這樣的錯誤，NVIDIA的解釋稱這是偶然的，這些文檔資料都是NVIDIA的技術銷售團隊做的。NVIDIA解釋說技術銷售團隊在製作評測指南時並沒有意識到Maxwell架構具備上面提及的“部分禁止”功能，他們知道GTX 970是有256bit，但不知道可以獨立禁止ROP單元及2MB L2，所以他們製作的文檔中的錯誤就在NVIDIA各部門流傳開了，並通過媒體傳播開了。
這個問題在過去的4個月中都沒有被發現，直到本月初NVIDIA開始調查GTX 970記憶體尋址的問題時才被注意到。NVIDIA現在做的無疑是危機公關，Anandtech表示考慮到NVIDIA幾乎不是第一家在危機公關時撒謊的公司，應該相信他們嗎？
這些問題其實之前也暴露出了一些蛛絲馬跡，比如NVIDIA的CUDA DeviceQuery工具之前已經報告GTX 970顯卡的L2是1.75MB，而GTX 980是2MB。
深度解析：Maxwell架構的顯存交叉及ROP分區
出問題的是GTX 970，因為在Maxwell架構NVIDIA才開始禁用部分ROP/記憶體主控分區，之前的Kepler及更早的架構都沒有這個能力。而GTX 970禁用了部分分區，所以它的行為跟GTX 980或者理論上的Maxwell架構有所不同。
NVIDIA之前的解釋也提到了這一點，禁用部分單元導致GTX 970的ROP/記憶體主控分區不平衡，所以NVIDIA設計了記憶體分區，3.5GB的這部分是高性能分區，0.5GB那部分包含了剩餘的記憶體，性能略低。
為了更好地理解上面的差異，首先我們要先了解Maxwell架構的內存交叉（ memory crossbar），看看他們是如何工作的。
GTX 970顯卡的內存交叉問題
NVIDIA在上圖中闡述了Maxwell架構的記憶體交叉佈局，特別是GTX 970如何配置的。Crossbar上面是16組SMM單元，下面則是4組ROP/主控分區，每個分區都被分配到特定的ROP/L2單元及記憶體主控中。需要注意的是，GTX 970屏蔽的三組SMM單元並不是1/3/5組這麼簡單，L2也不是屏蔽了最後一組，不過這裡是示意圖，我們不需要考慮到底是那些單元被屏蔽了。
上面的示意圖顯示了SMM單元及ROP/主控分區是如何通過Crossbar連接的，記憶體分區主要是跟ROP/主控分區有關，而SMM單元實際上在GTX 970顯卡的記憶體分配無關——Crossbar將他們聯繫在一起，而Croosbar只跟ROP/主控分區有關。
在GTX 970顯卡上的情況是Maxwell架構首次使用這種部分禁用的新功能，NVIDIA禁用了1組ROP/L2單元，去掉了8個ROP單元（或者說是1組8pixel/clock的單元）以及256KB L2，這就是GTX 970為什麼只有56個ROP單元、175MB L2。
Kepler與Maxwell架構的區別
與此同時，這還有一個新功能，但它只有在禁用部分分區時才會啟用，這就是第一、第二個ROP分區之間的Link。通常每個ROP/L2單元都需要1個接口連接到Crossbar，同時需要1個Link連接到它自己的32位記憶體控制器通道中。不過GTX 970禁用了1組ROP/L2單元，所以臨近的Link（buddy link）開始發揮作用，這是Maxwell架構能夠禁用部分分區的關鍵，它能讓第二個只有一半的記憶體主控保持啟用狀態。
這個Link只有在ROP/L2單元被禁用時才會需要被啟用，NVIDIA確認它跟正常的ROP/L2單元到MC主控的link一樣都是全帶寬的，每週期可以執行4個32bytes要求（2讀2寫）。總之，這個Link是保證禁用部分分區功能的關鍵，它也使得在缺少了1組ROP/L2單元之後還能使用完整256bit頻寬成為了可能。
與GPU執行每個操作類似，記憶體讀取也會支持並行操作以提高吞吐量。在GTX 980這樣完整的顯卡上，這些操作是以1KB的步幅匹配於所有記憶體控制器的。為了實現這個設計，每個32bit記憶體通道都需要通過自己的ROP/L2單元用一個直接的Link連接Crossbar。在GTX 970上，它有7個Crossbar接口和8個記憶體通道。
最後，由於Crossbar和記憶體主控的設計，1個Crossbar接口不能承載2個記憶體通道的完全負載，Crossbar和它自己的ROP/L2單元可以同時連接兩個記憶體通道，分裂4個算法，不過同時只有1個讀取返回總線，因此實際情況中它只能讀取1個記憶體通道。
（以下是比較白話的解釋）
正因為此，NVIDIA才將GTX 970顯卡的記憶體分為兩個分區，正常的3.5GB和另外的500MB分區，前面的3.5GB部分，其功能跟正常的GTX 980顯卡是一樣的，以1KB步進匹配7個Crossbar接口，因此有7個DRAM模塊。第八個DRAM模組包含500MB分區，需要自己的Crossbar。
這就是為什麼GTX 970顯卡的224GB/s頻寬在技術上正確的，但3.5GB部分的頻寬是196GB/s（7GHz*7port*32bit），而500MB那部分讀取速度是28GB/s，但這二者不是同時讀取的，這實際上是一個XOR（亦或）的情況。進一步來講，由於500MB記憶體那部分不能跟3.5GB那部分同時讀取，這又進一步導致顯卡的頻寬過低，使用的500MB部分記憶體越多，3.5GB部分的等效頻寬就會越低。
最終的結果就是GTX 970擁有獨一無二的記憶體佈局，需要操作系統及NVIDIA的驅動優化，因為3.5GB部分的記憶體相比另外的500MB部分更大，更快，更好。這500MB部分的邏輯上來看相當於VRAM與系統記憶體之間的快取，它的速度比3.5GB部分更慢，不過依然是PCI-E總線到記憶體頻寬的2倍。
GTX 970是NVIDIA首次使用ROP/MC主控分區的產品，不過這並不是NVIDIA首次次用分區記憶體或者非對稱配置了。從GTX 500系列NVIDIA就開始應用非對稱/異構記憶體配置了，特別是在GTX 660及GTX 660 Ti上了。這些顯卡上使用了192bit，但搭配了2GB，這也意味著有些記憶體主控會比其他主控連著更多VRAM。
GTX 660 Ti 上使用過類似的異構記憶體
最終的結果也是類似的，不過NVIDIA從來沒有深度解釋這些顯卡的記憶體尋址，看起來跟GTX 970的情況很類似。與其說NVIDIA有過多次這樣的經驗，不如說這是NVIDIA首次在GTX 970這樣的高端顯卡上使用這種方式。
往大的方面說，取決於你如何定義GTX 970的記憶體容量，它可以說是3.5GB，也可以說是4GB，其中只有前面的3.5GB是全速的。不過512MB那部分分區也是有意義的，雖然性能比3.5GB部分低，但它依然比PCI-E到主記憶體的頻寬高，GTX 970依然可以使用完整的4GB。
來源：
http://anandtech.com/show/8935/geforce-gtx-970-correcting-the-specs-exploring-memory-allocation
http://www.expreview.com/38545-all.html
Anandtech網站對GTX 970顯卡的3.5GB記憶體問題做了深入研究，在跟NVIDIA探討之後澄清了一些目前存在的問題。
GTX 970規格修正：ROP及L2有精簡
首先要搞清的一個問題是，NVIDIA此前在官方文檔中介紹的GTX 970規格是有錯誤的，它跟GTX 980一樣使用了GM204核心，之前NVIDIA只說其SMM單元屏蔽了三組以降低功耗，7GHz GDDR5、256bit及64 ROP單元保留，但實際上有些規格是錯誤的。
GTX 970記憶體異常的背後必然有規格上的差異，現在NVIDIA已經承認了當初的GTX 970規格說明是有錯誤的，4個ROP/記憶體控制分區中實際上有1個被禁用了，所以它的實際ROP單元只有56個，L2也不是當初說的2MB而是1.75MB，少了1/8，不過記憶體控制器沒有變化，確實是256bit 4GB。部分禁用ROP/記憶體主控的功能是Maxwell架構上才有的新功能。
GTX 970禁用三組SMM單元，同時部分單元功能也受影響了
當初NVIDIA文檔上介紹的GTX 970規格
至於為什麼會出現這樣的錯誤，NVIDIA的解釋稱這是偶然的，這些文檔資料都是NVIDIA的技術銷售團隊做的。NVIDIA解釋說技術銷售團隊在製作評測指南時並沒有意識到Maxwell架構具備上面提及的“部分禁止”功能，他們知道GTX 970是有256bit，但不知道可以獨立禁止ROP單元及2MB L2，所以他們製作的文檔中的錯誤就在NVIDIA各部門流傳開了，並通過媒體傳播開了。
這個問題在過去的4個月中都沒有被發現，直到本月初NVIDIA開始調查GTX 970記憶體尋址的問題時才被注意到。NVIDIA現在做的無疑是危機公關，Anandtech表示考慮到NVIDIA幾乎不是第一家在危機公關時撒謊的公司，應該相信他們嗎？
這些問題其實之前也暴露出了一些蛛絲馬跡，比如NVIDIA的CUDA DeviceQuery工具之前已經報告GTX 970顯卡的L2是1.75MB，而GTX 980是2MB。
深度解析：Maxwell架構的顯存交叉及ROP分區
出問題的是GTX 970，因為在Maxwell架構NVIDIA才開始禁用部分ROP/記憶體主控分區，之前的Kepler及更早的架構都沒有這個能力。而GTX 970禁用了部分分區，所以它的行為跟GTX 980或者理論上的Maxwell架構有所不同。
NVIDIA之前的解釋也提到了這一點，禁用部分單元導致GTX 970的ROP/記憶體主控分區不平衡，所以NVIDIA設計了記憶體分區，3.5GB的這部分是高性能分區，0.5GB那部分包含了剩餘的記憶體，性能略低。
為了更好地理解上面的差異，首先我們要先了解Maxwell架構的內存交叉（ memory crossbar），看看他們是如何工作的。
GTX 970顯卡的內存交叉問題
NVIDIA在上圖中闡述了Maxwell架構的記憶體交叉佈局，特別是GTX 970如何配置的。Crossbar上面是16組SMM單元，下面則是4組ROP/主控分區，每個分區都被分配到特定的ROP/L2單元及記憶體主控中。需要注意的是，GTX 970屏蔽的三組SMM單元並不是1/3/5組這麼簡單，L2也不是屏蔽了最後一組，不過這裡是示意圖，我們不需要考慮到底是那些單元被屏蔽了。
上面的示意圖顯示了SMM單元及ROP/主控分區是如何通過Crossbar連接的，記憶體分區主要是跟ROP/主控分區有關，而SMM單元實際上在GTX 970顯卡的記憶體分配無關——Crossbar將他們聯繫在一起，而Croosbar只跟ROP/主控分區有關。
在GTX 970顯卡上的情況是Maxwell架構首次使用這種部分禁用的新功能，NVIDIA禁用了1組ROP/L2單元，去掉了8個ROP單元（或者說是1組8pixel/clock的單元）以及256KB L2，這就是GTX 970為什麼只有56個ROP單元、175MB L2。
Kepler與Maxwell架構的區別
與此同時，這還有一個新功能，但它只有在禁用部分分區時才會啟用，這就是第一、第二個ROP分區之間的Link。通常每個ROP/L2單元都需要1個接口連接到Crossbar，同時需要1個Link連接到它自己的32位記憶體控制器通道中。不過GTX 970禁用了1組ROP/L2單元，所以臨近的Link（buddy link）開始發揮作用，這是Maxwell架構能夠禁用部分分區的關鍵，它能讓第二個只有一半的記憶體主控保持啟用狀態。
這個Link只有在ROP/L2單元被禁用時才會需要被啟用，NVIDIA確認它跟正常的ROP/L2單元到MC主控的link一樣都是全帶寬的，每週期可以執行4個32bytes要求（2讀2寫）。總之，這個Link是保證禁用部分分區功能的關鍵，它也使得在缺少了1組ROP/L2單元之後還能使用完整256bit頻寬成為了可能。
與GPU執行每個操作類似，記憶體讀取也會支持並行操作以提高吞吐量。在GTX 980這樣完整的顯卡上，這些操作是以1KB的步幅匹配於所有記憶體控制器的。為了實現這個設計，每個32bit記憶體通道都需要通過自己的ROP/L2單元用一個直接的Link連接Crossbar。在GTX 970上，它有7個Crossbar接口和8個記憶體通道。
最後，由於Crossbar和記憶體主控的設計，1個Crossbar接口不能承載2個記憶體通道的完全負載，Crossbar和它自己的ROP/L2單元可以同時連接兩個記憶體通道，分裂4個算法，不過同時只有1個讀取返回總線，因此實際情況中它只能讀取1個記憶體通道。
（以下是比較白話的解釋）
正因為此，NVIDIA才將GTX 970顯卡的記憶體分為兩個分區，正常的3.5GB和另外的500MB分區，前面的3.5GB部分，其功能跟正常的GTX 980顯卡是一樣的，以1KB步進匹配7個Crossbar接口，因此有7個DRAM模塊。第八個DRAM模組包含500MB分區，需要自己的Crossbar。
這就是為什麼GTX 970顯卡的224GB/s頻寬在技術上正確的，但3.5GB部分的頻寬是196GB/s（7GHz*7port*32bit），而500MB那部分讀取速度是28GB/s，但這二者不是同時讀取的，這實際上是一個XOR（亦或）的情況。進一步來講，由於500MB記憶體那部分不能跟3.5GB那部分同時讀取，這又進一步導致顯卡的頻寬過低，使用的500MB部分記憶體越多，3.5GB部分的等效頻寬就會越低。
最終的結果就是GTX 970擁有獨一無二的記憶體佈局，需要操作系統及NVIDIA的驅動優化，因為3.5GB部分的記憶體相比另外的500MB部分更大，更快，更好。這500MB部分的邏輯上來看相當於VRAM與系統記憶體之間的快取，它的速度比3.5GB部分更慢，不過依然是PCI-E總線到記憶體頻寬的2倍。
GTX 970是NVIDIA首次使用ROP/MC主控分區的產品，不過這並不是NVIDIA首次次用分區記憶體或者非對稱配置了。從GTX 500系列NVIDIA就開始應用非對稱/異構記憶體配置了，特別是在GTX 660及GTX 660 Ti上了。這些顯卡上使用了192bit，但搭配了2GB，這也意味著有些記憶體主控會比其他主控連著更多VRAM。
GTX 660 Ti 上使用過類似的異構記憶體
最終的結果也是類似的，不過NVIDIA從來沒有深度解釋這些顯卡的記憶體尋址，看起來跟GTX 970的情況很類似。與其說NVIDIA有過多次這樣的經驗，不如說這是NVIDIA首次在GTX 970這樣的高端顯卡上使用這種方式。
往大的方面說，取決於你如何定義GTX 970的記憶體容量，它可以說是3.5GB，也可以說是4GB，其中只有前面的3.5GB是全速的。不過512MB那部分分區也是有意義的，雖然性能比3.5GB部分低，但它依然比PCI-E到主記憶體的頻寬高，GTX 970依然可以使用完整的4GB。
來源：
http://anandtech.com/show/8935/geforce-gtx-970-correcting-the-specs-exploring-memory-allocation
http://www.expreview.com/38545-all.html
