Объем видеопамяти

Объем видеопамяти – суммарная емкость памяти видеокарты, которая хранит изображение для вывода на монитор. Не всегда большой объем видеокарты говорит о ее высокой производительности. Это лишь маркетинговый ход, поэтому нужно обращать внимание и на другие важные характеристики (тип памяти, разрядность шины и тд) при выборе видеокарты.

Функция видеопамять не отличается от «обычной» памяти, которую использует ваш ПК. Она встроен в видеокарту и использует более быстрые типы оперативной памяти, такие как GDDR5, GDDR5X, HBM2 и GDDR6.

Сколько нужно видеопамяти

Это зависит от того, как вы будете использовать компьютер. Рассмотрим на примере игровых ПК и узнаем, сколько потребляют современные игры видеопамяти.

Каждая настройка в игре будет занимать определенное количество видеопамяти, но наиболее требовательными являются:

Сегодня рендеринг под большие разрешения монитора является наиболее прожорливым параметром. Раньше текстуры и дальность прорисовки тоже были проблемой, но с увеличением объемов — это уже не то, на что стоит обращать внимание. То же самое можно сказать и про сглаживании, поскольку оно становится менее актуальным из-за все более высоких разрешений игровых мониторов.

Или на примере игры The Division 2, выпущенной в 2019 году. Тестирование проводил сайт guru3d.com. Настройки качества изображения — ультра, для 3-х разрешений экрана.

Игра заполняла видеопамять насколько это было возможно, с небольшим запасом. В зависимости от видеокарты этот объем был от 6 ГБ до 11 ГБ, т.е. использовался максимально доступный VRAM. С заполненной графической памятью вы не заметите лагов. Но… Посмотрим на график производительности:

Какую видеокарту с каким объемом памяти выбрать

Как было написано выше, разрешение является основным фактором при выборе видиокарты.

В продаже популярные следующие модели:

Для современных игр (2020 года, на момент написания) необходимые следующий объем памяти видеокарты:

Указанный объем для современных игр с настройками качества «Ультра». К онечно, вы можете играть на 4K с видеокартой на 4 ГБ видеопамяти, но имейте в виду: игровая индустрия не стоит на месте. То, чего хватает сегодня, не хватит завтра, поэтому планируйте на будущее.

В итоге

Любая видеокарта с 4 ГБ видеопамяти подойдет для современных игр в любом разрешении, но не с максимальными настройками. Без предварительных тестов нельзя утверждать, что такая видеокарта сможет на максималках тянуть любую игру.

Мы рекомендуем отдавать предпочтение видеокартам с большей емкостью VRAM, то есть с 6 ГБ и более, так сказать, с перспективой на будущее.

Старые тесты

Тест проверялся на разных играх при самых высоких значениях качества графики:

В итоге были получены такие значения:

Использование видеопамяти в различных играх, Мбайт

Самой требовательной как всегда остается игра Crysis Warhead, а также Napoleon Total War, игра обошла даже Crysis.

На что влияет объем памяти видеокарты

Это не сложно проверить на одинаковых моделях видеокартах, но с разным объемом видеопамяти.

В тесте использовались одинаковые видеокарты, одного производителя, но с разным объемом памяти. Только в случае с Radeon HD 4870, наблюдается прирост производительности.

Источник

Руководство покупателя игровой видеокарты

Последнее обновление от 28.09.2012

Выбор объёма видеопамяти

Производительность видеокарты определяется не только мощностью самого GPU. Любому чипу нужен большой объём выделенной памяти с высокой пропускной способностью при записи и чтении различных данных: текстур, вершин, содержимого буферов и т. п. Даже самый мощный видеочип можно «придушить» слишком малым объёмом видеопамяти, да ещё с медленным доступом, поэтому характеристики устанавливаемых микросхем памяти также являются одними из важнейших параметров современных видеокарт.

Микросхемы памяти, количество которых на некоторых моделях видеокарт достигает 24 штук, обычно располагаются на печатной плате вокруг видеочипа, на одной или обеих сторонах. В некоторых случаях для них не используется даже пассивное охлаждение, но часто применяется общий кулер, охлаждающий и GPU и память, а иногда и отдельные радиаторы. Вот так микросхемы памяти выглядят на GeForce GTX 590 со снятым устройством охлаждения:

Современные видеокарты оснащаются различным объемом локальной видеопамяти, но обычно он начинается от 512 МБ и может достигать 3 ГБ на один GPU (с удвоением объёма на двухчиповых видеокартах). Чаще всего на видеокарты low-end и mid-end сейчас ставят 1 ГБ памяти, а на high-end — 1,5-3 гигабайта на чип, но есть и исключения. Так, карты самого низкого уровня могут иметь и 512 МБ более быстрой памяти GDDR5, и 1-2 ГБ медленной DDR3.

Чем больше выделенной памяти установлено на видеокарте, тем больше данных (тех же текстур, вершин и буферов) можно хранить в ней, не используя медленный доступ к ОЗУ компьютера. Причем, больше всего места занимают текстуры и различные буферы, а вот собственно геометрические данные обычно не слишком объёмны. Рассмотрим скриншоты из довольно старой игры Call of Duty 2 с разными установками качества текстур:

В этой игре, как и во многих других, автоматически настраивается качество текстур под имеющийся объём текстурной памяти. В данном случае режим Extra автоматически выставляется на видеокартах с 320-1024 МБ памяти, High или Normal — на 256 МБ, в зависимости от настроек разрешения и уровня антиалиасинга, а Low — на самых слабых GPU с 128 МБ. И даже если вы выставите максимальные настройки вручную, то на видеокарте с недостаточным объёмом видеопамяти для хранения ресурсов будет использоваться часть системной памяти, что приведет к серьёзным «тормозам» и отсутствию комфорта и плавности в игре.

В последнее время рост требований к объёму видеопамяти сильно замедлился, и виновато в этом засилие мультиплатформенных игр. Современные игровые консоли имеют лишь по 512 МБ памяти и поэтому разработчики игр ориентируются именно на этот уровень. Конечно, в ПК-версиях игр зачастую предусмотрены как текстуры большего разрешения, так и высокое разрешение рендеринга, что требует куда большего объёма видеопамяти. Но всё равно, объём памяти в 1 ГБ до сих пор вполне приемлем в подавляющем большинстве случаев. Кроме экстремальных настроек сглаживания и разрешения, вроде MSAA 8x и 2560×1600, соответственно.

Но даже уже устаревшим мультиплатформенным играм не хватает 512 МБ, они довольно требовательны к объёму видеопамяти, занимая до 600-700 МБ. И всё же, на данный момент минимальным необходимым объёмом локальной памяти для игровых видеокарт мы считаем 1 ГБ. Он же является и оптимальным для большинства моделей. Кроме видеокарт NVIDIA, имеющих 320- и 384-битную шины памяти — у них объём видеопамяти ещё более подходящий — 1280-1536 МБ. Но для топовых моделей уже востребован и больший объём, порядка 2 ГБ, что предлагают видеокарты серии Radeon HD 6900, и 3 ГБ, ставящиеся на некоторые модификации GeForce GTX 580. Тем более, что видеокарту всегда лучше подбирать с небольшим запасом.

К слову, в случае интегрированных видеоядер и устаревших дискретных видеокарт бывает так, что указанное на коробке количество видеопамяти не равно объему установленных на плату микросхем. Такое было ранее в случае видеоплат low-end, работающих с частью системной памяти при помощи технологий TurboCache (NVIDIA) и HyperMemory (ATI):

В характеристиках видеокарт с поддержкой этих технологий в маркетинговых целях указывался объём памяти (в т. ч. и часть ОЗУ), который может использоваться видеочипом, равный 128 МБ, в то время как в реальности на них установлен меньший объем — 16-32 МБ. Поэтому всегда нужно внимательно читать материалы нашего сайта, чтобы не попадаться на подобные ухищрения в будущем. Но пока что можно жить спокойно, ведь сейчас в таких видеокартах уже нет никакого смысла, их нишу прочно заняли интегрированные чипсеты.

С имеющимися разновидностями видеокарт по объёму локальной памяти мы разобрались, но ведь объём памяти для видеокарт — это еще не всё, и даже зачастую не главное! Очень часто бывает так, что на дешёвые видеокарты ставят очень большое количество памяти, чтобы нарисовать красивые цифры на их коробках и в описаниях готовых систем (поэтому их так любят сборщики — вспомните слоганы вроде «4 ядра, 4 гига»), с расчетом на то, чтобы они лучше продавались. Но для слабых видеокарт в повышенном объёме памяти никакого смысла нет, они ведь всё равно не смогут выдавать приемлемую частоту кадров на высоких настройках, в которых и используется большие объёмы текстур и геометрии.

Продавцы часто используют объём видеопамяти в качестве основной характеристики видеокарт, и это вводит в заблуждение простых покупателей, плохо знакомых с реальным положением дел. Сравним производительность решений с разным количеством видеопамяти на примере двух одинаковых видеокарт Radeon HD 6950, имеющих единственное отличие — на первой из них установлено 1 ГБ видеопамяти, а на второй — 2 ГБ. Любой менеджер по продажам скажет вам, что вторая видеокарта значительно лучше первой, кроме случаев, когда в магазине есть модели только с 1 ГБ памяти и редчайших случаев честных и компетентных продавцов. А что получается на самом деле? Есть ли великая разница? Посмотрим на цифры, полученные в игре Metro 2033, являющейся одной из наиболее требовательных:

Как видите, в большинстве игровых режимов объём видеопамяти влияет на производительность не слишком значительно — разница не превышает 5-6%. То же самое получается и в других играх, даже современных и ПК-эксклюзивных (что сейчас большая редкость). Лишь в сверхвысоком разрешении и с максимальными настройками качества появляется значимая разница, когда модель с 1 ГБ заметно отстаёт от более дорогой карты с 2 ГБ памяти — на 27%.

Казалось бы — вот оно, ради чего нужно платить деньги! Но посмотрите на цифры кадров в секунду при разрешении 2560×1600 — разве 18,9 FPS можно назвать комфортной скоростью? Нет. Что 14,9 FPS, что 18,9 FPS — эти цифры одинаково не имеют практического смысла, никто не будет играть с настолько дёрганой частотой смены кадров. Поэтому, с некоторым допущением, можно считать, что разница в объёме видеопамяти между 1 ГБ и 2 ГБ сейчас незначительно сказывается на скорости рендеринга, и сравнивать даже топовые видеокарты по количеству памяти не нужно.

Но речь шла только об объёмах памяти выше 1 ГБ. Да и 512 МБ для плат нижнего ценового диапазона сейчас вполне достаточны. В этих случаях, примеры, когда объём памяти начинает сказываться на производительности, весьма редки. Разработчики игровых приложений рассчитывают используемые в играх ресурсы и графические настройки так, чтобы все данные входили в локальную видеопамять наиболее распространённых на рынке видеокарт. То есть, сейчас это уровни 512 МБ (для low-end) и от 1 ГБ для всех остальных видеокарт, включая и высокие разрешения и максимальные настройки качества. А если видеопамяти меньше, то современные игры или будут тормозить или даже не дадут выставить максимальные настройки.

Но этот расчётный объем видеопамяти у игровых разработчиков растет, даже несмотря на засилие консолей и мультиплатформы. Ещё пару лет назад было вполне достаточно 512-640 МБ, а теперь появились проекты, в которых этот объёма недостаточно. Но даже среди самых последних игр таких проектов пока мало, но они уже появляются. Поэтому, в случае не слишком большой разницы в цене между видеокартами с разными объёмами памяти при прочих равных условиях (частота и ширина шины), следует покупать модель с большим объёмом. Но без погони за цифрами — никакой low-end карте не поможет пара гигабайт медленной DDR3-памяти. Такой объём ей на данный момент просто не нужен. Зато важен другой параметр, о котором мы поговорим далее.

Подробнее о пропускной способности памяти

Ещё одна важная характеристика, о которой мы уже писали — это пропускная способность памяти (ПСП), которая зависит как от частоты работы памяти, так и от ширины шины. Этот параметр определяет количество данных, которые теоретически можно передать в память или из памяти за единицу времени. Другими словами, это скорость, с которой графическое ядро может записывать и считывать различные данные в локальную видеопамять. Соответственно, чем быстрее считываются текстурные, геометрические и прочие данные, и чем быстрее записываются в буфер рассчитанные пиксели, тем выше будет общая производительность.

Пиковая пропускная способность памяти рассчитывается довольно просто — это произведение «эффективной» частоты памяти на количество данных, передаваемых за такт (ширина шины памяти). Например, для GeForce GTX 580 с шиной 384 бит и частотой видеопамяти 1002(4008) МГц, ПСП будет равна:

1002 МГц × 4 (передача данных с учетверённым темпом) × 48 (384/8 байт за такт) ≈ 192,4 ГБ/с

Если с эффективной частотой памяти всё понятно, её обычно везде пишут, и на коробках, и в характеристиках прописывают прямо, то с шиной всё несколько сложнее, ведь она далеко не всегда явно указывается производителем, поэтому на неё нужно обращать особое внимание. Большинство современных видеокарт используют 128-битную или 256-битную шину памяти на один GPU, топовые модели могут иметь до 384 бит, а некоторые недорогие платы оснащаются лишь 64-битной шиной.

Естественно, что последнее нигде широко не афишируется. Для производителя узкая шина и дешевле в производстве, и позволяет удобнее масштабировать производительность решений линейки. И две одинаковые видеокарты с одинаковыми частотами, но с разной шириной шины памяти, будут сильно отличаться по производительности. Та, у которой ПСП больше, может обрабатывать большее количество данных, по сравнению с картой с меньшей разрядностью шины, хотя сами GPU у них совершенно одинаковые.

Рассмотрим очень жизненный пример — модель GeForce GTS 450 с двумя разными типами памяти, GDDR5 на более дорогой модели и DDR3 на дешёвой. Во время выхода на эту видеокарту ставили исключительно быструю GDDR5-память с приличной пропускной способностью. Но когда её время прошло и она спустилась в нижний ценовой диапазон, производители начали экономить, выпуская варианты с DDR3-памятью, которая гораздо дешевле. Результат подобной экономии можно пронаблюдать на следующей диаграмме:

Как видите, всё очень печально для DDR3-варианта — даже в далеко не самой новой игре разница в различных разрешениях экрана составляет от 50 до 70%! То есть, мощность GPU во всех протестированных условиях ограничена медленной видеопамятью. Модель с DDR3 просто не может считывать и записывать данные с теоретически возможной скоростью. Таким образом производители вместе с компанией NVIDIA снизили себестоимость модели, спустив её ещё ниже в бюджетный сегмент.

Поэтому при выборе между видеокартой с бо́льшим и меньшим объёмом видеопамяти нужно всегда смотреть на тактовые частоты, ширину шины и цены! Так, при большой разнице в ценах между двумя решениями среднего и низшего уровней с 1 ГБ и 2 ГБ памяти нет смысла гнаться за дорогим вариантом — видеокарта такого уровня просто не получит большой прибавки в производительности от увеличенного объёма. Но если приходится выбирать между видеокартами с разным объёмом памяти и разной ПСП, то тут выбор уже не так однозначен, и нужно его совершать исходя из того, какого уровня видеокарта и насколько разнятся их частоты. Не забывая и про цену, естественно.

Например, при выборе между топовой видеокартой с 1,5 ГБ памяти и более высокими тактовыми частотами против такой же карты но с 3 ГБ памяти со стандартными частотами и более высокой ценой на данный момент выгоднее будет первая видеокарта, так как она обеспечит даже бо́льшую производительность почти во всех режимах и условиях, кроме самых высоких разрешений. То же касается, к примеру, GeForce GTS 450 с 1 ГБ GDDR5-памяти против GTS 450 с 2 ГБ DDR3 — первый вариант точно будет быстрее. В большинстве режимов видеокарты бо́льшая частота и ширина шины играет значительно более важную роль, чем бо́льший объём видеопамяти, и только в высоких разрешениях увеличенный объем может серьёзно сказаться на скорости рендеринга.

Источник

Чем отличаются поколения видеопамяти

Содержание

Содержание

Память, будь то оперативная память или видеопамять, является неотъемлемой частью современного компьютера. Сегодня вкратце узнаем, как все начиналось, как работает, почему диагностические программы показывают неверные частоты, в чем измеряется производительность памяти, как рассчитывается пропускная способность памяти и почему «МГц» для памяти — некорректное выражение.

До 2000-ых годов использовалась оперативная память стандарта SDR.

Потом ей на смену пришел новый стандарт памяти — DDR, который имел удвоенную пропускную способность памяти за счет передачи данных как по восходящим, так и по нисходящим фронтам тактового сигнала. Первоначально память такого типа, как и SDR, применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка со стороны чипсетов.

DDR (Double Data Rate) расшифровывается как «удвоенная скорость передачи данных».

Таким образом, за один такт передается вдвое больше информации. Увеличилось количество передаваемой информации, реальная частота памяти осталась неизменной. Вместе с этим появилось такие понятия как эффективная частота, которая стала в два раза больше реальной.

Именно с приходом стандарта DDR появилась путаница с реальной и эффективной частотой работы памяти.

Реальная частота — частота шины модуля памяти. Эффективная частота — удвоенная частота шины модуля.

Как можно видеть, реальная частота памяти составляет 1900 МГц, в то время как эффективная в 2 раза больше — 3800 МГц, потому что за один такт теперь поступает вдвое больше данных.

Для того чтобы информация передавалась с удвоенной скоростью, она должна поступать из массива памяти вдвое быстрее. Реализовали это с помощью удвоения внутренней ширины модуля памяти. Благодаря чему за одну команду чтения мы стали получать сразу 2n единицы данных. Для стандарта DDR n = 1. Такая архитектура была названа n-prefetch (предвыборка). У памяти стандарта DDR, одной командой, при чтении, передается от ядра к буферу ввода-вывода две единицы данных.

Вместе с ростом производительности уменьшилось рабочее напряжение с 3.3V у SDR до 2.5V у DDR. Это позволило снизить энергопотребление и температуру, что дало возможность повысить рабочие частоты. На самом деле, потребление и, как следствие, нагрев, — это одна из самых больших проблем оперативной памяти того времени. При полном чтении всего модуля объемом 2 Гбайта память потребляет до 25 Ватт.

Оперативная память стандарта DDR2 пришла на смену стандарту DDR в 2003 году, правда, поддерживающие ее чипсеты появились годом позже. Основное отличие DDR2 от DDR заключается в увеличенной вдвое частоте работы внутренней шины, по которой данные поступают в буфер «ввод-вывод». Передача на внутреннюю шину теперь осуществляется по технологии (4n-Prefetch), одной командой из массива памяти к буферу поступает 4 единицы данных.

Таким способом удалось поднять пропускную способность в два раза, не увеличивая частоту работы чипов памяти. Это выгодно с точки зрения энергоэффективности, да и количество годных чипов, способных работать на меньшей частоте, всегда больше. Однако у данного способа увеличения производительности есть и минусы: при одинаковой частоте работы DDR2 и DDR временные задержки у DDR2 будут значительно выше, компенсировать которые можно только на более высоких частотах работы.

Рабочее напряжение понизилось почти на 30% до 1.8V.

На основе стандарта DDR для видеокарт в 2000 году был разработан новый стандарт памяти GDDR.

Технически GDDR и DDR похожи, только GDDR разработан для видеокарт и предназначен для передачи очень больших объемов данных.

GDDR (Graphics Double Data Rate) расшифровывается как двойная скорость передачи графических данных.

Несмотря на то, что они используются в разных устройствах, принципы работы и технологии для них очень похожи.

Главным отличием GDDR от DDR является более высокая пропускная способность, а также другие требования к рабочему напряжению.

Разработкой стандарта видеопамяти GDDR2 занималась компания NVIDIA. Впервые она была опробована на видеокарте GeForce FX 5800 Ultra.

GDDR2 это что-то среднее между DDR и DDR2. Память GDDR2 работает при напряжении 2.5V, как и DDR, однако обладает более высокими частотами, что вызывает достаточно сильный нагрев. Это и стало настоящей проблемой GDDR2. Долго данный стандарт на рынке не задержался.

Буквально чуть позже компания ATI представила GDDR3, в которой использовались все наработки DDR2. В GDDR3, как и DDR2, реализована технология 4n-Prefetch при операции записи данных. Память работала при напряжении 2V, что позволило решить проблему перегрева, и обладала примерно на 50% большей пропускной способностью, чем GDDR2. Несмотря на то, что разработкой стандарта занималась ATI, впервые его применила NVIDIA на обновленной видеокарте GeForce FX 5700 Ultra. Это дало возможность уменьшить общее энергопотребление видеокарты примерно на 15% по сравнению с GeForce FX 5700 Ultra с использованием памяти GDDR2.

Современные типы видеопамяти

На сегодняшний день наиболее распространенными типами видеопамяти являются GDDR5 и GDDR6, однако до сих пор в бюджетных решениях можно встретить память типа GDDR3-GDDR4 и даже DDR3.

GDDR3

GDDR4

Стандарт GDDR5 появился в 2008 году и пришел на смену стандарту GDDR4, который просуществовал совсем недолго, так и не получив широкое распространение вследствие не лучшего соотношения цена/производительность.

GDDR5 спроектирована с использованием наработок памяти DDR3, в ней используется 8-битовый Prefetch. Учитывая архитектурные особенности (используются две тактовые частоты CK и WCK), эффективная частота теперь в четыре раза выше реальной, а не в два, как было раньше. Таким способом удалось повысить эффективную частоту до 8 ГГц, а вместе с ней и пропускную способность в два раза. Рабочее напряжение составило 1.5V.

GDDR5X — улучшенная версия GDDR5, которая обеспечивает на 50% большую скорость передачи данных. Это было достигнуто за счет использования более высокой предварительной выборки. В отличие от GDDR5, GDDR5X использует архитектуру 16n Prefetch.

GDDR5X способна функционировать на эффективной частоте до 11 ГГц. Данная память использовалась только для топовых решений NVIDIA 10 серии GTX1080 и GTX1080Ti.

Память стандарт GDDR6 появился в 2018 году. GDDR6, как и GDDR5X, имеет архитектуру 16n Prefetch, но она разделена на два канала. Хотя это не улучшает скорость передачи данных по сравнению GDDR5X, оно позволяет обеспечить большую универсальность.

Сейчас данная память активно используется обоими производителями видеокарт в новой линейке NVIDIA серий GeForce 20 и 16 (кроме некоторых решений: GTX 1660 и GTX 1650, так как в них используется память GDDR5). При покупке нужно внимательно изучить характеристики видеокарты, потому как разница в производительности от типа памяти в данном случаи достигает от 5 до 15%. В то время как разница в цене совершенно несущественна.

GDDR5

GDDR6

Также тип памяти GDDR6 активно используется компанией AMD в видеокартах RX 5000 серии.

На начальном этапе GDDR6 способна функционировать с эффективной частотой 14 ГГц. Это позволяет удвоить пропускную способность относительно GDDR5. В дальнейшем эффективная частота будет увеличена, как это происходило с другими типами памяти.

Источник