На что влияет разрядность шины памяти видеокарты
Разрядность шины или битность: что это и на что влияет в видеокарте?
Приветствую, дорогие друзья! А вы уже читали публикацию о том, из чего состоит современная видеокарта для ПК? Если еще нет, советую незамедлительно ознакомиться для более глубокого понимания сегодняшней темы.
Вероятно, вы уже слышали о таком параметре, как разрядность шины памяти на видеокарте, что это такое, на что влияет, как узнать или посмотреть и можно ли ее как-нибудь изменить, вы узнаете из этой статьи.
Ширина шины или сколько бит «нужно»
Теперь, давайте рассмотрим несколько популярных классов «битности» шин памяти:
64 бита — довольно популярный класс видеокарт бюджетного сегмента рынка. Видеокарты с такой шиной позиционируются для «облагораживания» бюджетных систем (но и то, там зачастую царят интегрированные решения), а также домашних ПК с нетребовательными задачами к графической производительности системы. Особенно смешно смотрятся такие видеокарты с большим объёмом видеопамяти на борту.
128 бит – средний класс. Изредка, можно увидеть в бюджетных видеокартах, и очень часто в видеокартах middle-сегмента. Зачастую, такие видеокарты пригодны для полноценных домашних систем, с довольно широкими игровыми задачами, но часть игр всё равно будет «неподъёмной» для данного класса.
256 и 384 бит – топовый класс. Зачастую, «идёт» в сочетании с отменными частотными показателями, как памяти, так и ядра, безусловно, – это максимальная игровая производительность для всего и сразу.
Но, хотелось бы подчеркнуть, что данная классификация является очень и очень условной, потому что нельзя оценивать видеокарту по одной лишь ширине шины памяти. К тому же, сама по себе «битность», влияет на производительность лишь с жёсткой зависимостью от частоты видеопамяти. Эти два параметра рассчитывают пропускную способность памяти видеокарты (ПСП).
Поэтому, чтобы уверенно говорить относительно оптимальной величины шины, нужно рассматривать всё в комплексе, то есть, саму ПСП. Чем мы сейчас и займёмся.
Основные типы видеокарт
Перед тем как выбрать подходящее решение, следует знать, что на сегодняшний день существует три типа видеокарт:
Выводы раздела:
Если Вы не собираетесь играть в современные видеоигры и ПК Вам нужен в основном для офисных задач, серфинга в интернете, просмотра видео на Youtube и, порой, для простых игр, то Вам вполне будет достаточно встроенной графики. Если Вы предъявляете к ПК более высокие требования: любительская обработка видео, не громоздкие 3D-приложения и игра в World of Tanks по вечерам, то можно присмотреться к APU-решениям. Если же Вы — хардкорный ПК-геймер, дизайнер или Ваша работа связаны с 3D-графикой, то Вам однозначно нужна мощная дискретная видеокарта высокого уровня.
Пропускная способность памяти
Как уже говорилось выше, данный показатель зависит от двух параметров: частоты памяти и ширины шины. С помощью нехитрой формулы можно найти пропускную способность памяти, к примеру, какой-нибудь из видюшек на чипе Radeon HD 7970. Возьмем модель с эффективной частотой памяти 6000 МГц и шириной шины 384 бита (48 байт если перевести). ПСП= эффективная частота памяти х ширину шины памяти = 6000 х 48 = 288 Гбайт/с. Величину ПСП также можно посмотреть с помощью специальных программ, к примеру, GPU-z.
Также, предлагаю ознакомиться с довольно интересной шкалой актуальности ПСП современных видеокарт. Конечно, тут тоже всё очень неоднозначно — ведь «не одной лишь ПСП живём», но всё же, вполне логичную зависимость можно отследить:
Какая же ширина шины оптимальна? Ответ на данный вопрос для каждого случая будет отличаться. Во-первых, нужно отталкиваться от задач, которые будут выполняться с помощью будущей системки. Во-вторых, необходимо помнить про баланс в параметрах видеокарты. Поэтому для определенной конфигурации, должна быть подобрана видеокарта с определенной шириной шины и другими показателями. И зависят они от задач и только от них.
Поэтому, как итог, можно еще раз смело напомнить: баланс и еще раз баланс!
Система охлаждения
Как и процессор, видеокарта нагревается во время работы, и требует принудительного охлаждения. Некоторые устаревшие и неигровые ускорители охлаждаются пассивно, но такая система практически не встречается. Обычно над рабочей платой установлено от одного до трех вентиляторов, которые отводят лишнее тепло. В режиме бездействия кулеры отключаются.
Популярность набирает водяное охлаждение. Но даже бюджетные системы стоят от 5-7 тысяч рублей.
Чтобы охлаждение работало эффективно, перед вентиляторами должно быть свободное пространство в 5-10 см.
Разрядность шины или битность: что это и на что влияет в видеокарте?
Приветствую, дорогие друзья! А вы уже читали публикацию о том, из чего состоит современная видеокарта для ПК? Если еще нет, советую незамедлительно ознакомиться для более глубокого понимания сегодняшней темы.
Вероятно, вы уже слышали о таком параметре, как разрядность шины памяти на видеокарте, что это такое, на что влияет, как узнать или посмотреть и можно ли ее как-нибудь изменить, вы узнаете из этой статьи.
Понятие разрядности
Вероятно, вы уже знаете, как устроена видеокарта, поэтому сильно углубляться в эту тематику я не буду. Графический процессор и видеопамять – отдельные блоки, каждый из которых выполняет свою задачу. Для обмена данных они связаны между собой специальной шиной. Естественно, как любая электроника, у этого компонента есть определенные ограничения.
В этом случае производительность видеокарты в целом, ограничена пропускной способностью канала, или битностью. Чаще всего в продаже можно найти графические ускорители со следующей производительностью:
От разрядности, как и от некоторых прочих показателей, зависит конечная стоимость видеокарты. При прочих равных параметрах модель с большей битностью обойдется дороже, однако и производительность ее будут выше.
Можно компенсировать недостаток пропускной способности повышением частоты ядра и видеопамяти, для чего придется использовать более качественные компоненты. В итоге цена будет все равно выше.
Такое решение впервые применила компания AMD в линейке Radeon HD 5xxx (вероятно, вы о них слышали и раньше), которые на момент выпуска, продемонстрировали очень неплохие результаты.
Как себя ведет видеокарта в нештатных ситуациях
Параметры перечисленных выше компонентов косвенно связаны, так как инженеры AMD или Nvidia учитывают их при создании новой модели. Замечен за ними «грешок», когда в силу непонятных мне причин при неплохих GPU и GDDR используется слишком узкая шина данных.
Реализовать свой потенциал деталь толком не может, так как компоненты не успевают обменяться данными. При прочих равных параметрах берите видеоадаптер с шиной большей битности.
Хочу акцентировать ваше внимание, что игровая локация и все ее содержимое, а конкретнее объекты, хранится в оперативной памяти компа, но не видеопамяти. GDDR хранит более примитивные базовые объекты — например, текстуры. Грубо говоря, «краску», которой обработаны прозрачные 3D модели.
Графический чип каждый раз заново рендерит игровой мир, который окружает вашего персонажа. За пределами поля видимости ничего нет.
Если запустить требовательную игру на компе со слабым видеоадаптером, можно заметить, что текстуры построек или НПС не успевают загрузиться из памяти, поэтому с задержкой рисуются графическим адаптером. Процесс загрузки вызывает микро фризы, то есть небольшие рывки. Фактически, не хватает скорости заново «собрать мир», детали для которого хранятся в памяти.
Как узнать разрядность
Этот параметр указан в спецификации на видеокарту, которую всегда можно найти на сайте производителя. Кроме того, характеристику указывают в интернет-магазинах, да и на ценнике в оффлайновом магазине обычно тоже.
Если же вы хотите узнать разрядность, которая уже используется на вашем компьютере, самый простой способ – установить бесплатную утилиту GPU‑Z. Интересующую характеристику можно найти во вкладке «Видеокарта», напротив пункта «Ширина шины».
Учитывайте, что программа не предназначена для разгона или проведения тестов – она только определяет заводские характеристики устройства.
Можно ли повысить эту характеристику
Увы, нет. Ширина шины – фиксированная величина, которая зависит от конструкции графического ускорителя. Но это совсем не означает, что нельзя разогнать по другим параметрам – многие модели поддерживают повышение частоты ядра и видеопамяти.
Для чего это делать? Рано или поздно наступает момент, когда видеокарта, которая прекрасно запускала любимые игры и необходимые программы, не вытягивает очередную новинку игропрома.
Вот, собственно, и все на эту тему. Теперь вы знаете, что значит понятие разрядности шины и за что отвечает эта характеристика. Тем, кто всерьез заинтересовался видеокартами. Также советую почитать статьи моего блога «Техпроцесс: его влияние и что это такое» и «Дискретная карта в ПК и что это такое».
А тем, кто уже направляется в магазин, с целью приобретения нового девайса, советую обратить внимание на Asus PCI-Ex GeForce GTX 1060 Dual 3GB (DUAL-GTX1060-O3G), с помощью которой можно комфортно поиграть во все современные игры.
Спасибо за внимание и до следующих встреч, друзья! Не забудьте поделиться этой публикацией в социальных сетях и подписаться на новостную рассылку.
История появления графических процессоров
Пожалуй, это был один из самых сложных и тернистых путей компьютерного прогресса, и начинался он, как могли подумать многие, не с вывода примитивной 2D или 3D графики, а с вывода самого простого текста на монохромный экран монитора.
Стоит обозначить, что мы не будет разбирать всю хронологию графических адаптеров, а обозначим только самые значимые и переломные моменты истории.
Итак, давайте начнём по порядку.
Самым первым графическим адаптером стал MDA (Monochrome Display Adapter), разработанный в 1981 году. MDA был основан на чипе Motorola 6845 и оснащен 4 КБ видеопамяти. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью используемого монитора.
Однако настоящим прародителем современных видеокарт принято считать CGA (Color Graphics Adapter), выпущенный компанией IBM в 1981 году. CGA мог работать как в текстовом режиме с разрешениями 80×25, так и в графическом с разрешениями до 640×200 точек и с возможностью отрисовки 16 цветов.
С момента появления первого цветного графического адаптера CGA в 1981 и вплоть до 1991 никаких революционных инноваций не происходило от слова «совсем». В основном разработчики и конструкторы аппаратных плат представляли небольшое увеличение разрешения, цветности изображения и т. д.
И только в 1991 году появилось такое понятие, как SVGA (Super VGA) — расширение VGA с добавлением новых режимов и дополнительного сервиса, например, возможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременно отображаемых цветов увеличивается до 65 536 (High Color, 16 бит) и 16 777 216 (True Color, 24 бита), появляются дополнительные как текстовые, так и визуальные режимы отображения информации. SVGA является фактическим стандартом видеоадаптеров где-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA) версии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA были несовместимы между собой.
Ну что, не устали еще? Если нет, предлагаю продолжить и перейти к разбору того, что из себя представляют интегрированные и дискретные видеокарты.
Шина памяти – оптимальное значение? Разрядность шины памяти видеокарты
Почитал Вашу переписку с «нуждающимися» и позавидовал Вашему терпению и самообладанию. Надеюсь, и меня вытерпите. Моему компьютеру, как и любому смертному, пришла пора уходить на покой. Менять комплектующие всё сразу не получается, начать хочу с видеокарты, под будущую покупку материнки с процессором и памятью (если БП потребуется). Три дня лажу по Яндекс Маркету, смотрю разные видеокарты, оцениваю характеристики и чем дальше, тем голова квадратнее.
Позвонил другу, посоветоваться с ним, шарит вроде в компьютерах, но толком ничего сказать не может. У него видеокарта 9600GT 512Mb шина памяти 256bit. Залез я на сайт Nvidia, сравнил характеристики его видеоадаптера с теми, что глядел на Яндексе и ужаснулся! Разрядность шины памяти у него 256bit, а у кучи видеокарт, которые сейчас в продаже, шина памяти как и у меня – 128bit!
А ведь у него видеокарта тоже, мягко говоря, не новая! Я-то думал, прогресс вперед идет, а получается что разрядность шины видеопамяти у многих новых видеокарт такие же, как и у моей 4-х летней? Это производитель нас дурит немного, получается? Повышая одни параметры, другие оставляет на прежнем уровне? Понятно, что есть и с 256-битной шиной памяти видеоадаптеры и с 320-битной. Но они и стоят подороже. Вот и сломал я голову уже. Что ж выбрать — шину памяти, частоту, или объём памяти может в 2048 mb?
Вот пример — видеокарта Sparkle GeForce GTX 550 Ti 900Mhz, разрядность шины памяти 192bit, стоит примерно 4000 рублей. MSI GeForce GTS 450 783Mhz, ZOTAC GeForce GTS 450 875Mhz при 128bit стоят примерно столько же. ASUS GeForce GTS 450 594Mhz немногим дешевле и тоже шина памяти 128bit.
В чем подвох? В производителе? А есть карта Leadtek GeForce 9800 GT 550Mhz, вообще разрядность шины видеопамяти на 256bit и тоже с 1Гб памяти, так может она лучше, хоть и древняя? Вот и хочу я узнать – имеет смысл выбор видеоадаптера по шине памяти, либо какой параметр при выборе видеокарты все-таки определяющий (кроме денег конечно), и какую видеокарту лучше купить примерно за 4000 рублей.
Тут всех интересует, не будет ли процессор «мешать» видеокарте, а я взять в толк не могу, как в описанных мной видеокартах 128bit шина памяти уживается с частотой под 900Mhz, если у 9800 GT при частоте 550 разрядность шины памяти 256bit? Прошу прощения за длиннющее письмо. Но вот давит меня жаба 6-7 тыс. за видеокарту отдавать, да и жена не поймет.
Домашний компьютер: Материнка: GA-M56S-S3 socket AM2 Процессор: Athlon 64 x2 5200+ Видеокарта: GeForce 8600GTS 256Mb шина 128bit Память – 2 GB DDR2 800 Винты – 2 шт. на 250 и 320Gb
Denker:
Серьезный вопрос, по этой теме, думаю, можно защищать диссертацию, НО. Назло инженерам компаний мы не будем залазить в дебри научного прогресса, а поищем ответ на поверхности. Для тех, кто использует шину как медицинский термин, поясню — что такое шина памяти видеокарты, а там уж глядишь выйдем на понимание термина разрядность шины памяти, с чем едят и сколько нужно 384bit, 256bit или 128bit хватит. Итак.
Шина памяти видеокарты – это магистраль, связывающая графический процессор и память видеокарт. Шиной памяти обеспечивается транспортировка данных (двухсторонний обмен) между GPU и памятью. Объем передаваемой информации за один такт называется пропускной способностью шины или разрядностью шины памяти видеокарты.
Программные особенности и проблемы
Прежде чем перейти к программным особенностям и проблемам с их решениями, хотелось бы обратить внимание на один важный момент: на странице загрузки драйверов на видеокарты есть специальный раздел Release Notes, в котором указано, что добавлено в новых драйверах, какие проблемы решены, а также известные проблемы, исправление которых ожидается в последующих драйверах.
Например, в драйвере 20.3.1 написано следующее:
Данные проблемы, в зависимости от видеокарты, могут отсутствовать, либо присутствовать у всех. Например, 5 пункт полностью устранить не получится, но минимизировать время прохождения статтера (фриза) возможно, об этом будет сказано немного ниже.
AMD Radeon Software не сохраняет настройки напряжений, частот, скорости вращения кулеров после перезагрузки
Данная проблема встречается не у всех, но мимо неё проходить нельзя. Как правило, AMD Radeon Software конфликтует с другими аналогичными программами, например, MSI Afterburner.
Решений есть несколько:
Теперь данные настройки для вашей видеокарты станут по умолчанию, вне зависимости установлено ли у вас какое-либо программное обеспечение или нет.
Сброс настроек глубины цветопередачи на некоторых пользовательских разрешениях или частотах обновления экрана.
Предположим, мы добавляем пользовательское разрешение и частоту экрана через Radeon Software, всё у нас применяется, но глубина цветопередачи падает с 8 bpc на 6 bpc.
Чтобы это исправить скачиваем Custom Resolution Utility Custom Resolution Utility, запускаем программу:
Нажимаем Add… Появляется окно:
В нём мы изменяем разрешение и выставляем необходимую частоту экрана.
К примеру, ставим 1920×1080 и 75 Hz; нажимаем «OK».
В итоге в последней строчке появляется необходимое разрешение и частота обновления:
Нажимаем ОК в программе и перезагружаем ПК.
Далее в Windows 10 переходим в «Параметры экрана» – «Дополнительные параметры дисплея» – «Свойства видеоадаптера для дисплея 1», нажимаем вкладку «Монитор» и из списка «Частота обновления экрана» выбираем 75 Hz, после чего нажимаем «Применить, Сохранить изменения и OK». Теперь везде будут использоваться 8 bpc при данном разрешении и частоте обновления экрана.
Не сбрасывается частота видеопамяти в простое
И такое тоже бывает. Решение – использование Custom Resolution Utility.
Находим пункт «Detailed resolutions», нажимаем «Add», в выпадающем списке «Timing» выбираем «Automatic — CRT standard», в поле «Frequency» вписываем свою частоту, после этого нажимаем OK. Поднимаем созданное разрешение стрелочкой вверх над старым, снова нажимаем OK и перезагружаемся.
Должно получиться следующее:
Низкая производительность или постоянные статтеры (фризы) в играх DX9-DX11
Данная проблема в большей степени встречается в старых или не оптимизированных, или «плохо написанных» играх.
В данном случае есть несколько решений:
IF «%STR%» == «0» ( ECHO Disabling ULPS reg keys REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0000» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 0 REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0001» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 0 REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0002» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 0 )
IF «%STR%» == «1» ( ECHO Enabling ULPS reg keys REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0000» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 1 REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0001» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 1 REG ADD «HKLM\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\<4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318>\0002» /v EnableUlps /t REG_DWORD /d 1 )
Если и в этот раз статтеры (фризы) останутся, то вспоминаем запись об известных проблемах в драйвере AMD и ожидаем исправлений.
«Скачущие» частоты GPU и видеопамяти
Достаточно глобальная проблема, и она очень часто перекликается с проблемой описанной выше, поэтому часть решений приведенных выше справедливо и для решения данной проблемы.
Для начала рассмотрим, почему же частоты видеокарты «скачут». В современных видеокартах присутствует несколько частотных режимов, которые изменяются в зависимости от нагрузки на процессор или видеокарту. Например, у нас есть какая-либо нетребовательная к видеокарте игра (которыми являются большинство онлайн MMORPG проектов) — видеокарта будет выбирать ту частоту, которая соответствует текущей нагрузке. Кроме этого процессор и видеокарта могут выбирать энергосберегающие режимы, если нагрузка достаточно низкая. Хотелось бы сказать, что проблемы, как таковой, и нет в связи с тем, что на видеокартах Nvidia всё происходит аналогично; частоты тоже изменяются в зависимости от нагрузки, только используются немного другие алгоритмы, но есть некоторые решения для пользователей процессоров AMD (исходя из анализа проблем, наибольшее количество проблем у данных пользователей).
Если использование общих рекомендаций, которые описаны в начале статьи не помогают, то начинаем использование профиля питания AMD Ryzen Balanced или AMD Ryzen High Perfomance, а также включаем использование «Минимального состояния процессора на уровне 99 %» (Все параметры — Дополнительные параметры питания – Настройка схемы электропитания – Изменить дополнительные параметры питания — Управление питанием процессора – Минимальное состояние процессора).
Ширина шины или сколько бит «нужно»
Теперь, давайте рассмотрим несколько популярных классов «битности» шин памяти:
64 бита — довольно популярный класс видеокарт бюджетного сегмента рынка. Видеокарты с такой шиной позиционируются для «облагораживания» бюджетных систем (но и то, там зачастую царят интегрированные решения), а также домашних ПК с нетребовательными задачами к графической производительности системы. Особенно смешно смотрятся такие видеокарты с большим объёмом видеопамяти на борту.
128 бит – средний класс. Изредка, можно увидеть в бюджетных видеокартах, и очень часто в видеокартах middle-сегмента. Зачастую, такие видеокарты пригодны для полноценных домашних систем, с довольно широкими игровыми задачами, но часть игр всё равно будет «неподъёмной» для данного класса.
256 и 384 бит – топовый класс. Зачастую, «идёт» в сочетании с отменными частотными показателями, как памяти, так и ядра, безусловно, – это максимальная игровая производительность для всего и сразу.
Но, хотелось бы подчеркнуть, что данная классификация является очень и очень условной, потому что нельзя оценивать видеокарту по одной лишь ширине шины памяти. К тому же, сама по себе «битность», влияет на производительность лишь с жёсткой зависимостью от частоты видеопамяти. Эти два параметра рассчитывают пропускную способность памяти видеокарты (ПСП).
Поэтому, чтобы уверенно говорить относительно оптимальной величины шины, нужно рассматривать всё в комплексе, то есть, саму ПСП. Чем мы сейчас и займёмся.
Совместимость с блоком питания
Большинство статей расписывают совместимость видеокарты с процессором, оперативной памятью и материнской платой. Для неискушенного пользователя эти параметры не критичны, потому что видеокарта будет работать практически с любым «железом». Но есть важный нюанс.
Если вы поставите топовую MSI GeForce RTX 2080 Ti 2021 года на устаревший процессор Intel Core 2 Duo E8400 2008 года, то процессор не будет успевать нагружать видеокарту, и она будет использовать примерно 10% от возможной мощности.
Важный параметр, без которого видеокарта может не запуститься —– это блок питания. К нему подключается видеокарта с помощью коннекторов. Перед покупкой посмотрите на панели с разъемами, какие коннекторы нужно подключить к блоку питания или найдите в инструкции графу «Требование к БП (Вт)».
Видеокарты с небольшим энергопотреблением могут обходиться без коннекторов и питаться напрямую от материнской платы. А мощным видеочипам нужно много питания, поэтому часто они используют два разъема сразу: 6+6 pin или 6+8 pin.
Пропускная способность памяти
Как уже говорилось выше, данный показатель зависит от двух параметров: частоты памяти и ширины шины. С помощью нехитрой формулы можно найти пропускную способность памяти, к примеру, какой-нибудь из видюшек на чипе Radeon HD 7970. Возьмем модель с эффективной частотой памяти 6000 МГц и шириной шины 384 бита (48 байт если перевести). ПСП= эффективная частота памяти х ширину шины памяти = 6000 х 48 = 288 Гбайт/с. Величину ПСП также можно посмотреть с помощью специальных программ, к примеру, GPU-z.
Также, предлагаю ознакомиться с довольно интересной шкалой актуальности ПСП современных видеокарт. Конечно, тут тоже всё очень неоднозначно — ведь «не одной лишь ПСП живём», но всё же, вполне логичную зависимость можно отследить:
Какая же ширина шины оптимальна? Ответ на данный вопрос для каждого случая будет отличаться. Во-первых, нужно отталкиваться от задач, которые будут выполняться с помощью будущей системки. Во-вторых, необходимо помнить про баланс в параметрах видеокарты. Поэтому для определенной конфигурации, должна быть подобрана видеокарта с определенной шириной шины и другими показателями. И зависят они от задач и только от них.
Поэтому, как итог, можно еще раз смело напомнить: баланс и еще раз баланс!
Разрядность шины
В общем-то, эти самые биты определяют разрядность шины данных и действительно порой существенно определяют скорость работы видеокарты. Шина видеопамяти определяет, насколько больше или меньше информации может пропустить видеокарта от графического процессора к блоку памяти устройства. Можно сравнить разрядность шины с толщиной водопроводной трубы: чем труба толще (больше разрядность), тем больше информации передается от видеочипа к памяти. Соответственно, это способствует увеличению производительности.
Однако сегодня это один из самых известных и популярных при торговле видеокартами параметров, которым умело манипулируют продавцы, «забывая» о прочих характеристиках, влияющих на пропускную способность видеокарты.
Параметры графического адаптера и взаимосвязь его элементов
Среди людей, которые с компьютером «на Вы», одним из предметом сравнительной фаллометрии является объем видеопамяти на компьютере. Не хочу некого обидеть, но подход это совершенно ламерский.
Гарантирую, что GTX 1060 с 3 Гб видеопамяти намного лучше тянет игры, чем GTX 1050 Ti с 4 Гб. Все дело в характеристиках, в которых начинающий пользвоатель не считает нужным разобраться.
Итак, из чего состоят видеоадаптер:
Его мощность, то есть частота, а также количество ядер CUDA, определяет, насколько быстро он будет рендерить графику и, в конечном итоге, какими будут FPS и качество прорисовок в играх. Самый важный компонент, вокруг которого «танцуют» инженеры, подбирая прочие компоненты при проектировании новой модели.
Хранит все промежуточные данные, которые обрабатывает GPU. От ее скорости зависит, насколько быстро информация будет записана и прочитана графическим процессором. Объем определяет, сколько данных поместится одновременно.
Канал, по которому память и графический чип обмениваются информацией. От его ширины, или так называемой разрядности, в целом зависит эффективность работы компонентов. При прочих неплохих характеристиках, но узком канале, графика будет ненавязчиво лагать.
Прочие компоненты, такие как внешнее питание и система охлаждения, упоминать не буду, так как к рассматриваемой теме они не относятся.
Чистая математика
Казалось бы, чем больше бит, тем лучше. И видеокарта с шиной 256 бит однозначно лучше аналогичной на 128 бит. На первый взгляд это так. Однако, если вернуться к аналогии с водопроводом, можно вспомнить, что вода сама собой в трубы не поступает, ее качает специальный насос. В качестве такого насоса выступает графический процессор и частота самой видеопамяти. Если быстродействие процессора, выражаемое в МГц, достаточно велико, будет обеспечен и хороший «напор» в информационной трубе — шине.
Существует специальная формула, по которой можно рассчитать реальную пропускную способность любой дискретной или интегрированной видеокарты. Нужно разрядность шины помножить на частоту видеопамяти и поделить результат на 8. Получается пропускная способность, выраженная в Мб/с.
Например, видеокарта 256 бит с частотой памяти 900 МГц будет иметь пропускную способность 28,8 Гб/с. А карточка при 128 бит и 2400 МГц – уже 38,4 Гб/с. А это даже выше, чем при 256 битах. Выводы напрашиваются сами собой: не стоит слепо гнаться за вышеупомянутыми битами, нужно также уделить внимание:
Влияние частоты видеопамяти
Специальная встроенная в видеокарту оперативная память называется видеопамятью и в своей аббревиатуре вдобавок к DDR (удвоенная передача данных) содержит букву G в начале. Это даёт понять, что речь идёт именно о GDDR (графическая удвоенная передача данных), а не о каком-то другом типе оперативной памяти. Данный подтип ОЗУ обладает более высокими частотами по сравнению с обычной оперативной памятью, установленной в любой современный компьютер, и обеспечивает достаточное быстродействие графического чипа в целом, давая ему возможность работать с большими объёмами данных, которые нужно обработать и вывести на экран пользователя.
Пропускная способность памяти
Тактовая частота видеопамяти непосредственно влияет на её пропускную способность (ПСП). В свою очередь, высокие значения ПСП часто помогают добиться лучших результатов в производительности большинства программ, где необходимо участие или работа с 3D-графикой — компьютерные игры и программы для моделирования и создания трёхмерных объектов являются подтверждением данному тезису.
Объем памяти
Объем памяти видеокарты может составлять от 512 до 4 Гб. Если вы любите проходить компьютерные игры, то для вас лучшим выбором будет видеокарта с как можно большим количеством памяти, однако имейте ввиду, что аппараты с 3-4 Гб памяти стоят очень дорого, не каждый ПК пользователь сможет себе их позволить. На данный момент оптимальным решением являются видеоадаптеры с 1-2 Гб памяти.
Знайте, что некоторые производители видеокарт оснащают свою продукцию большим объемом памяти (например, 2 и более Гб), при этом изделие стоит не очень дорого. Не купитесь на эту уловку, — такие видеокарты очень слабы и не потянут даже на средних настройках большинство современных игр.
Производители, желая продать свою продукцию, комплектуют некоторые свои изделия излишне большим объемом памяти, который им совсем не нужен. Говоря проще, на видеокарту действительно будет установлено 2 и более Гб памяти, однако большая часть объема использоваться не будет из-за малой пропускной способности (битности) аппарата. Заметили в магазине видеокарту с большим количеством гигабайт, а цена удивительно мала? Не спешите покупать!
Влияние майнинга на работоспособность памяти видеокарт
Многие майнеры, занимающиеся добыванием криптовалют с помощью ригов на видеокартах, со временем неизбежно сталкиваются с тем, что память уже не может работать на тех частотах, которые она раньше с легкостью брала.
Из-за этого подвисают программы-майнеры, работа ригов становиться нестабильной. Для устранения проблем приходиться занижать частоту памяти/уменьшать ее разгон, что уменьшает хешрейт и прибыль.
Рассмотрим подробнее, отчего со временем портятся полупроводниковые кристаллы в памяти видеокарт и как можно увеличить продолжительность и качество ее работы.
Почему портится память видеокарт при майнинге?
Эксплуатация полупроводниковых элементов в вычислительных устройствах (особенно при повышенной температуре) со временем приводит к сбоям и поломкам, причину которых подчас трудно найти.
Основными причинами неисправностей в работе чипов памяти являются:
Наибольшее влияние на чипы памяти при майнинге оказывают перегрев и диффузный эффект электромиграции.
Иллюстрация возникновения эффекта электромиграции в полупроводниках:
Эффект электромиграции также влияет на процессор/ядро видеокарт, но в этих случаях электромиграция проявляется намного меньше, так как частота CPU и ядра GPU в разы меньше эффективной частоты работы памяти.
Этот эффект связан с переносом вещества в металле/полупроводнике при прохождении тока высокой плотности. Вследствие этого в чипах постепенно происходит диффузионное перемещение ионов, которое ускоряется при высоких плотностях тока и температурах. Если на полупроводниковый элемент одновременно прикладывается высокий ток и возникает его перегрев, то эффект проявляется в сотни и тысячи раз сильнее, что может привести к мгновенному выходу чипа из строя.
Согласно расчетам производителей, при работе в штатных условиях чипы памяти должны отработать около 100 тысяч часов.
При повышенном вольтаже и высокой температуре (такой считается диапазон от 75 до 125°C) на чипах значительно увеличивается влияние эффекта электромиграции и кардинально ускоряется их деградация.
Формула расчета времени наработки на отказ полупроводников (Mean Time To Failure, MTTF): где: A = константа, показывающая зависимость связей между частицами вещества;j = плотность тока;n = константа масштабируемости (обычно = 2)Ea = энергия электромиграции (eV);k = константа Больцмана (8.617 eV.K-1);T = температура в Кельвинах(K)
Каждое повышение температуры с шагом в 10 градусов уменьшает срок службы полупроводниковых элементов в два раза.
Похожая деградация происходит и с электролитическими конденсаторами, особенно с теми, в которых используется полужидкий электролит (подробнее об этом можно прочитать в статье «Об износе электролитических конденсаторов блоков питания во время майнинга»).
Электромиграция отдельных микрочастиц внутри полупроводниковых кристаллов особенно сильно проявляется во время переходных процессов, связанных с включением/выключением питания, при которых происходят скачки напряжения. При этом возникают случайные микропробои/замыкания внутри кристаллов чипов, постепенно уменьшается количество работоспособных элементов и нарушается их нормальный порядок работы.
Эффект электромиграции действует постоянно, но особенно сильно проявляется при большом нагреве чипов в условиях воздействия сильного электрического поля. При этом в полупроводниках происходит интенсивный нежелательный перенос (дрейф) веществ вместе с ионами. Он проявляется тем сильнее, чем меньший техпроцесс использовался при производстве полупроводников.
Это явление имеет накопительный эффект, так как на возникающие в результате электромиграции маленькие островки со временем осаждается все больше микрочастиц. Поначалу эти микроучастки слабо влияют на работу чипов, хотя их рабочие характеристики (возможность разгона) постепенно падают из-за возникновения паразитных емкостей и нежелательных соединений. Постепенно они увеличиваются, возникают большие бугорки (очаги) с повышенной плотностью тока и нагревом, которые постепенно приводят к частичному или полному разрушению полупроводникового элемента.
Возникновение бугорков(Hillock) и пустот (Void) в полупроводниковом элементе в результате электромиграции:
Появление пустот приводит к пропаданию полезных контактов, а возникновение бугорков – к появлению нежелательных контактов и коротких замыканий.
Особенно сильно эффект электромиграции проявляется у алюминия, который широко применяется при изготовлении микросхем. Для борьбы с этим эффектом в радиодеталях используют добавки меди (добавление 2-4% меди уменьшает эффект электромиграции в 50 раз). Если в качестве проводника используется чистая медь, то допустимая плотность тока возрастает в разы, что также увеличивает надежность элементов. Поэтому в вопросах долговечности и надежности работы памяти немаловажную роль играет качество изготовления. Если в проводящих элементах больше меди, то они могут выдержать большую плотность тока и меньше нагреваются, что увеличивает их долговечность.
Вследствие деградации полупроводников постепенно увеличиваются задержки сигнала и падает их быстродействие. Чипы еще могут работать, но для этого нужно снижать частоту и корректировать рабочее напряжение в сторону уменьшения. Из-за этого эффекта видеокарты даже с качественной памятью GDDR5 фирмы Самсунг, которая держала разгон до 2100 МГц, через 1-2 года майнинга устойчиво держат частоты порядка 1900 МГц, а память Elpida, итак с трудом работавшая на частотах до 1950 МГц, скатывается до уровня 1800 МГц.
У памяти GDDR6, изготовленной по более компактной технологии, чем GDDR5, эффект деградации проявляется быстрее. По опыту автора, чипы производства фирмы Micron, державшие разгон в +800 МГц через 6-8 месяцев эксплуатации при температурах порядка 59 градусов уже не могут держать стабильный разгон более +500 МГц. Естественно, это привело к падению хешрейта при майнинге на алгоритме Ethash с 31,5 до 29,5 mh/s.