Частота видеопамяти на что влияет
Влияние частоты памяти в видеокарте
Всем привет! Тема сегодняшней «лекции» — частота памяти видеокарты: на что влияет эта характеристика, что дает в практическом плане пользователю и важен ли этот параметр в играх и почему. О том, как определить тип памяти GPU, можно почитать здесь (скоро на блоге).
Как используется видеопамять
Все описанное ниже справедливо не только по отношению к видеоиграм, но и приложениям, прожорливым в плане потребления вычислительных мощностей компьютера, в частности, видеоадаптера — например, видеоредакторов, навороченных графических редакторов с множеством плагинов (привет, Фотошоп!) или программ для 3D моделирования.
Графический процессор обрабатывает изображение в многопоточном режиме. Промежуточные результаты этих вычислений хранятся в видеопамяти. Соответственно, если у одной видеокарты в 2 раза меньше ее объем, то и информации она меньше запоминает.
От скорости работы видеопамяти зависит, насколько быстро процессор запишет в нее все необходимые данные. В современных видеокартах используется видеопамять типа GDDR5 и GDDR6 (но есть, и по круче). Принцип работы у нее такой же, как у обычной RAM, однако скорость работы выше в несколько раз.
Эффективная частота и пропускная способность
Благодаря особенностям архитектуры видеоадаптера эффективная частота, которая измеряется в МГц, в четыре раза выше ее реальной скорости работы. И чем она будет больше, тем быстрее графический процессор сможет считать информацию, в которой возникла необходимость.
Однако это не ключевой критерий, так как параметры GPU, который рендерит всю графику, гораздо важнее, ибо влияет на производительность в целом.
В этой теме обязательно нужно упомянуть такую характеристику как ширина шины, то есть канала, по которому GDDR и графический чип обмениваются данными. Даже если у них весьма недурственные характеристики, при узком канале (например, 64 бита), нужные данные попросту не будут успевать поступать от памяти к GPU, хотя и будут быстро считываться.
В качестве примера приведу гипотетический завод по изготовлению кувалд. Например, в одном цеху сидит рабочий и надевает головки на рукоятки. Работает он проворно, успевая за минуту одеть 120 головок.
В другом цехе работает другой специалист, который красит рукоятки в желтый цвет. Работа более сложная и ответственная, поэтому он успевает покрасить только 60 рукоятей.
Между первым и вторым цехом курсирует ленивый стажер, в тачку которого помещается 30 изделий. Работать он не спешит, поэтому как раз за минуту доходит из одного цеха в другой.
И неважно, с какой скоростью будут работать упомянутые выше передовики, стараясь перевыполнить план — все зависит именно от стажера, который ну совсем не рвется в ударники труда.
Если в цифрах, то, например, видеоадаптер с частотой памяти 1333 МГц и 128-битной шиной будет работать быстрее, чем его аналог с память 1600 МГц, но 64-битным каналом.
А вообще, для современной видео платы этого мало: сейчас системные требования у игр таковы, что для комфортного времяпровождения надо шину хотя бы 192 бита, а лучше 256.
Все, чего я не упомянул здесь, выложил в посте « Что важнее в видеокарте — частота или объем памяти » (скоро на блоге). Расшарьте этот пост в социальных сетях, если хотите помочь продвижению моего блога. До завтра!
12 мифов о видеокартах, про которые пора забыть
В предыдущих статьях мы поговорили про мифы о процессорах, оперативной памяти и материнских платах, теперь же перейдем к видеокартам, которые уже давно стали обязательной частью любого компьютера.
Первый миф. Чем больше видеопамяти — тем быстрее видеокарта
Казалось бы, это логично — в более мощные видеокарты ставится больше памяти: так, GTX 1070 с 8 ГБ памяти быстрее, чем GTX 1060 с 6 ГБ, а GTX 1080 Ti с 11 ГБ быстрее GTX 1080 с 8 ГБ. Однако следует понимать, что видеопамять, конечно, важна, но зачастую различное ПО не использует всю имеющуюся у видеокарты память: так, в большинстве случаев GTX 1060 с 3 ГБ медленнее версии с 6 ГБ всего на 5-10%, и разница в основном идет из-за различного числа CUDA-ядер.
Но есть производители видеокарт, которые решили воспользоваться этим мифом в свою пользу: так, например, на рынке можно найти GT 740 с 4 ГБ GDDR5 памяти. Казалось бы — да у GTX 780 Ti, топовой видеокарты того поколения, всего 3 ГБ памяти — то есть GT 740, получается, лучше? Разумеется нет — на тех настройках графики, где используется столько памяти, эта видеокарта выдает слайд-шоу. Ну а если снизить уровень графики для повышения «играбельности», то окажется, что использовано от силы 1-2 ГБ памяти. Причем такие видеокарты встречаются и в текущих линейках — так, у AMD есть RX 550 с теми же 4 ГБ GDDR5 — с учетом того, что видеокарта выступает приблизительно на уровне GT 1030, очевидно, что использовать столько памяти она сможет в очень немногих задачах:
Так что не стоит судить о производительности видеокарты, опираясь только на объем видеопамяти.
Второй миф. Если видеокарте не хватит видеопамяти в игре, то обязательно будут фризы, вылеты и тому подобное
Опять же, это кажется логичным: если видеокарте памяти не хватило, взять ее больше неоткуда — значит, программы корректно работать не смогут. Однако на деле это, разумеется, не так — любая видеокарта имеет доступ к оперативной памяти, которой обычно куда больше, чем видеопамяти. Конечно, ОЗУ в разы медленнее, а время доступа к ней больше — это может вызвать проблемы с плавностью картинки, но только лишь в том случае, если собственной памяти видеокарте не хватает сильно: например, у нее 2-3 ГБ памяти, а игра требует 4-5 ГБ. Но если не хватает нескольких сотен мегабайт, то обычно это проблем не вызывает: GPU умеют динамически использовать доступные им ресурсы, и в ОЗУ они стараются хранить ту информацию, которая нужна редко или не требует мгновенного отклика.
Третий миф. От разгона видеокарты сгорают
При этом различные производители продают разогнанные с завода версии видеокарт. Разумеется, при разгоне видеокарта может повредиться — но только в том случае, если вы измените «физические» параметры, такие как напряжение. Изменение программных параметров, таких как частоты, никак на «железо» не влияет, так что максимум, что вы получите, это вылет видеодрайвера или BSOD от выставления слишком высокой частоты.
Четвертый миф. SLI/Crossfire увеличивают производительность и объем видеопамяти во столько раз, сколько видеокарт подключено
Насчет производительности это, скорее, не миф, а теоретический результат. Увы — на практике, хотя тому же SLI 20 лет, а Nvidia его использует больше 10 лет, в большинстве игр прирост или околонулевой, или вообще отрицательный. Лишь в единичных проектах можно получить прирост хотя бы 20-30% в сравнении с одной видеокартой, что, конечно, смешно, с учетом двукратного увеличения стоимости и серьезных требований к блоку питания. Что касается вычислительных задач, то тут все сложнее: так, профессиональный софт вполне может использовать несколько GPU эффективно, но это уже не домашнее применение.
Что касается видеопамяти, то тут все просто: при использовании DirectX 11 или ниже в видеопамять каждого используемого GPU записывается одинаковая информация, то есть у связки видеокарт будет по сути тот же объем памяти, что и у одиночной карты. А вот в API DirectX 12 есть возможность более эффективно использовать Split Frame Rendering, когда каждая видеокарта готовит свою часть кадра. В таком случае объемы видеопамяти суммируются — пусть и с оговорками.
Пятый миф. Профессиональные видеокарты лучше игровых
Миф идет от того, что профессиональные видеокарты (такие как Nvidia Quadro или AMD FirePro) стоят обычно сильно дороже пользовательских «игровых» видеокарт — а раз дороже, значит лучше. На практике вопрос только в том — в какой области лучше? С физической точки зрения большая часть профессиональных видеокарт имеют тот же GPU и тот же объем памяти, что и обычные игровые видеокарты, а разница идет только из-за других драйверов, которые больше заточены под профессиональное применение:
С учетом того, что эти драйвера под игры никто специально не адаптирует, то профессиональные видеокарты в играх зачастую будут несколько хуже аналогичных по производительности игровых GPU. С другой стороны, если мы будем сравнивать эти же видеокарты в различных CAD-ах или 3ds Max — перевес будет на стороне профессиональной графики, причем зачастую очень существенный. Так что ответ на миф таков: сравнивать эти видеокарты в лоб не имеет смысла, они «играют» и в разных ценовых сегментах, и в разных сценариях использования.
Шестой миф. Если видеокарта не раскрывается процессором — это плохо
Пожалуй, самый популярный миф, который гласит о том, что если видеокарта не занята на 100% — это плохо. С одной стороны, это кажется логичным: нагрузка ниже 100% означает, что видеокарта частично простаивает и вы недополучаете часть производительности. С другой стороны, многие забывают, что нагрузить GPU на 100% можно практически при любом процессоре. Как так? Очень просто: каждый процессор в каждой игре может подготовить для видеокарты лишь определенное количество кадров в секунду, и чем процессор мощнее — тем больше кадров он может подготовить. Соответственно, чтобы видеокарта была занята на 100%, она должна иметь возможность отрисовать меньше кадров в секунду, чем может дать ей процессор. Как это сделать? Да очень просто: поднять разрешение, поставить более высокие настройки графики, включить тяжелое сглаживание — и вуаля, GTX 1080 Ti в 5К на ультра-настройках графики «пыхтит», выдавая 15-20 кадров в секунду, а поставленный ей в пару двухядерный Intel Pentium едва ли нагружен на половину.
Легко можно получить и обратную ситуацию: взять ту же самую GTX 1080 Ti и запустить на ней игру в HD-разрешении с минимальными настройками графики — и тут даже Core i9-9900K не сможет подготовить для ней столько кадров в секунду, чтобы она была занята на 100%.
Так что тут можно сделать два вывода: во-первых, если видеокарта недогружена несильно, а итоговый fps вас устраивает — всегда можно еще немного увеличить настройки графики, чтобы получить 100% нагрузку на видеокарту с лучшей картинкой и при той же производительности. Во-вторых, собирайте сбалансированные сборки, дабы не было такого, что процессор занят на 100%, а fps в игре 20 кадров.
Седьмой миф. Чем уже шина памяти — тем ниже производительность видеокарты
Очень часто на различных форумах можно встретить посты типа «вот, 8 лет назад у GTX 480 шина памяти была 384 бита, а сейчас у GTX 1080 всего 256, Nvidia экономит». Опять кажется, что это логично — чем шире шина, тем больше данных по ней можно «гонять». Но тут следует помнить две вещи: во-первых, не шиной единой: частоты памяти с того времени выросли в разы, во-вторых — производители GPU постоянно улучшают алгоритмы передачи данных по шине, что позволяет использовать ее более эффективно. Все это приводит к тому, что ширину шины можно безболезненно урезать: так, MX150 (она же GT 1030), имея шину всего в 64 бита (как один канал ОЗУ), способна при этом выдавать производительность уровня GTX 950M со 128-битной шиной, которая еще пару-тройку лет назад считалась среднеуровневой мобильной игровой видеокартой:
Восьмой миф. Если видеокарта не перегревается, то она работает на максимально возможной для нее частоте в рамках ее теплопакета
Увы — аналогия с процессорами тут не работает: если те действительно удерживают максимальные частоты в рамках TDP вплоть до температуры, с которой начинается троттлинг из-за перегрева, то видеокарты работают хитрее: так, у Nvidia есть технология GPU Boost, которая, с одной стороны, является аналогом Turbo Boost для процессоров — позволяет поднимать частоту выше базовой — а с другой стороны имеет больше ограничений.
Возьмем, для примера, GTX 1080 Ti. Она имеет родную частоту в 1480 МГц, а Boost — 1580. Но стоит нагрузить видеокарту, как частота может подскочить до 1800-1850 МГц — то есть выше Boost: это и есть работа технологии GPU Boost. Дальше — интереснее: критические температуры у видеокарт поколения Pascal составляют порядка 95 градусов — но уже при 85 можно заметить, что частоты снижаются ближе к уровню Boost. Почему так? Потому что Nvidia ввела еще одну опорную температуру, которую называет целевой: при ее достижении видеокарта старается ее не превышать, а для этого сбрасывает частоты. Так что если у вас мощная видеокарта, да и еще с референсным турбинным охлаждением — внимательно следите за температурами, ибо от них в прямом смысле зависит производительность.
Девятый миф. Видеокарты без дополнительного питания хуже аналогов с ним
В продаже можно встретить видеокарты уровня GTX 1050, 1050 Ti и AMD RX 550 без дополнительного питания — то есть, как в старые добрые времена, достаточно поставить их в слот PCIe и они готовы к работе. При этом также есть версии 1050 и 1050 Ti с дополнительным питанием 6 pin, из-за чего некоторые пользователи делают вывод, что раз дополнительное питание есть — значит с ним видеокарты будут работать лучше.
На деле это не совсем так: слот PCIe способен дать видеокарте до 75 Вт, и этого вполне хватает, чтобы даже 1050 Ti работала на указанных на официальном сайте Nvidia частотах. Но если вы нацелены на разгон — да, тут питания от PCIe видеокарте может уже не хватить, так что дополнительные 6 pin от блока питания позволят достичь больших частот, однако разница в любом случае не превысит 10%.
Десятый миф. Не стоит ставить современные PCIe 3.0 видеокарты на старые платы со слотами PCIe 2.0 или 1.0
Все опять же логично — так, пропускная способность PCIe 2.0 x16 вдвое ниже, чем у 3.0 x16, а, значит, современные видеокарты через более старую шину PCIe будут работать медленнее. На деле это опять же не так — пропускная способность PCI Express 3.0 x16 даже для топовых современных видеокарт оказывается избыточной:
Хорошо видно, что разница между 3.0 x16 и 2.0 x16 составляет всего 1%, то есть погрешность, и даже если спуститься до PCIe 1.1 — то есть к материнским платам почти десятилетней давности — падение производительности оказывается всего лишь 6%. Так что вердикт тут прост — версия PCIe практически не влияет на производительность видеокарты, соответственно можно смело к Xeon с PCI Express 2.0 брать GTX 1080.
Одиннадцатый миф. Разгон видеопамяти не имеет смысла
Конечно, наибольший прирост дает разгон ядра видеокарты — тут прирост производительности близок к линейному (то есть увеличили частоту на 10% — получили прирост производительности на 10%). Однако не стоит сбрасывать со счетов видеопамять, особенно в слабых видеокартах: зачастую в них ставят те же чипы памяти, что и в более мощные решения, но при этом сильно снижают частоту. Это дает возможность ее достаточно сильно разогнать, зачастую на 20-40%, что может прибавить к общей производительности графики еще 10-15% — для слабых видеокарт это лишним, разумеется, не будет:
Двенадцатый миф. С выходом каждой новой линейки видеокарт производители урезают производительность старой
Достаточно популярный миф, основанный обычно на том, что на одних (обычно более старых) версиях драйверов видеокарта работает лучше, чем на других (обычно более новых). Разумеется, никакого реального основания он не имеет: если бы Nvidia и AMD на самом деле хотели заставить пользователей обновить видеокарты, они бы прекращали их поддержку как производители смартфонов на Android, через пару лет после выхода. Однако на деле даже решения 600-ой линейки от Nvidia, вышедшей более 6 лет назад, до сих пор получают новые драйвера наравне с более новыми видеокартами, причем со всеми программными «плюшками» типа DirectX 12.
Но почему тогда есть разница в производительности между драйверами? Потому что ничто в нашем мире не идеально, и какие-то драйвера, улучшая производительность в новых играх, могут испортить производительность в более старых или привести к различным ошибкам. Обычно через некоторые время выходят исправленные драйвера, и все возвращается на круги своя.
Если вы знаете еще какие-либо мифы — делитесь ими в комментариях.
Руководство покупателя игровой видеокарты
Последнее обновление от 28.09.2012
Основные характеристики видеокарт
Современные графические процессоры содержат множество функциональных блоков, от количества и характеристик которых зависит и итоговая скорость рендеринга, влияющая на комфортность игры. По сравнительному количеству этих блоков в разных видеочипах можно примерно оценить, насколько быстр тот или иной GPU. Характеристик у видеочипов довольно много, в этом разделе мы рассмотрим лишь самые важные из них.
Тактовая частота видеочипа
Рабочая частота GPU обычно измеряется в мегагерцах, т. е. миллионах тактов в секунду. Эта характеристика прямо влияет на производительность видеочипа — чем она выше, тем больший объем работы GPU может выполнить в единицу времени, обработать большее количество вершин и пикселей. Пример из реальной жизни: частота видеочипа, установленного на плате Radeon HD 6670 равна 840 МГц, а точно такой же чип в модели Radeon HD 6570 работает на частоте в 650 МГц. Соответственно будут отличаться и все основные характеристики производительности. Но далеко не только рабочая частота чипа определяет производительность, на его скорость сильно влияет и сама графическая архитектура: устройство и количество исполнительных блоков, их характеристики и т. п.
В некоторых случаях тактовая частота отдельных блоков GPU отличается от частоты работы остального чипа. То есть, разные части GPU работают на разных частотах, и сделано это для увеличения эффективности, ведь некоторые блоки способны работать на повышенных частотах, а другие — нет. Такими GPU комплектуется большинство видеокарт GeForce от NVIDIA. Из свежих примеров приведём видеочип в модели GTX 580, большая часть которого работает на частоте 772 МГц, а универсальные вычислительные блоки чипа имеют повышенную вдвое частоту — 1544 МГц.
Скорость заполнения (филлрейт)
Скорость заполнения показывает, с какой скоростью видеочип способен отрисовывать пиксели. Различают два типа филлрейта: пиксельный (pixel fill rate) и текстурный (texel rate). Пиксельная скорость заполнения показывает скорость отрисовки пикселей на экране и зависит от рабочей частоты и количества блоков ROP (блоков операций растеризации и блендинга), а текстурная — это скорость выборки текстурных данных, которая зависит от частоты работы и количества текстурных блоков.
Например, пиковый пиксельный филлрейт у GeForce GTX 560 Ti равен 822 (частота чипа) × 32 (количество блоков ROP) = 26304 мегапикселей в секунду, а текстурный — 822 × 64 (кол-во блоков текстурирования) = 52608 мегатекселей/с. Упрощённо дело обстоит так — чем больше первое число — тем быстрее видеокарта может отрисовывать готовые пиксели, а чем больше второе — тем быстрее производится выборка текстурных данных.
Хотя важность «чистого» филлрейта в последнее время заметно снизилась, уступив скорости вычислений, эти параметры всё ещё остаются весьма важными, особенно для игр с несложной геометрией и сравнительно простыми пиксельными и вершинными вычислениями. Так что оба параметра остаются важными и для современных игр, но они должны быть сбалансированы. Поэтому количество блоков ROP в современных видеочипах обычно меньше количества текстурных блоков.
Количество вычислительных (шейдерных) блоков или процессоров
Пожалуй, сейчас эти блоки — главные части видеочипа. Они выполняют специальные программы, известные как шейдеры. Причём, если раньше пиксельные шейдеры выполняли блоки пиксельных шейдеров, а вершинные — вершинные блоки, то с некоторого времени графические архитектуры были унифицированы, и эти универсальные вычислительные блоки стали заниматься различными расчётами: вершинными, пиксельными, геометрическими и даже универсальными вычислениями.
Впервые унифицированная архитектура была применена в видеочипе игровой консоли Microsoft Xbox 360, этот графический процессор был разработан компанией ATI (впоследствии купленной AMD). А в видеочипах для персональных компьютеров унифицированные шейдерные блоки появились ещё в плате NVIDIA GeForce 8800. И с тех пор все новые видеочипы основаны на унифицированной архитектуре, которая имеет универсальный код для разных шейдерных программ (вершинных, пиксельных, геометрических и пр.), и соответствующие унифицированные процессоры могут выполнить любые программы.
По числу вычислительных блоков и их частоте можно сравнивать математическую производительность разных видеокарт. Большая часть игр сейчас ограничена производительностью исполнения пиксельных шейдеров, поэтому количество этих блоков весьма важно. К примеру, если одна модель видеокарты основана на GPU с 384 вычислительными процессорами в его составе, а другая из той же линейки имеет GPU с 192 вычислительными блоками, то при равной частоте вторая будет вдвое медленнее обрабатывать любой тип шейдеров, и в целом будет настолько же производительнее.
Хотя, исключительно на основании одного лишь количества вычислительных блоков делать однозначные выводы о производительности нельзя, обязательно нужно учесть и тактовую частоту и разную архитектуру блоков разных поколений и производителей чипов. Только по этим цифрам можно сравнивать чипы только в пределах одной линейки одного производителя: AMD или NVIDIA. В других же случаях нужно обращать внимание на тесты производительности в интересующих играх или приложениях.
Блоки текстурирования (TMU)
Эти блоки GPU работают совместно с вычислительными процессорами, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных и прочих данных, необходимых для построения сцены и универсальных вычислений. Число текстурных блоков в видеочипе определяет текстурную производительность — то есть скорость выборки текселей из текстур.
Хотя в последнее время больший упор делается на математические расчеты, а часть текстур заменяется процедурными, нагрузка на блоки TMU и сейчас довольно велика, так как кроме основных текстур, выборки необходимо делать и из карт нормалей и смещений, а также внеэкранных буферов рендеринга render target.
С учётом упора многих игр в том числе и в производительность блоков текстурирования, можно сказать, что количество блоков TMU и соответствующая высокая текстурная производительность также являются одними из важнейших параметров для видеочипов. Особенное влияние этот параметр оказывает на скорость рендеринга картинки при использовании анизотропной фильтрации, требующие дополнительных текстурных выборок, а также при сложных алгоритмах мягких теней и новомодных алгоритмах вроде Screen Space Ambient Occlusion.
Блоки операций растеризации (ROP)
Блоки растеризации осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как мы уже отмечали выше, производительность блоков ROP влияет на филлрейт и это — одна из основных характеристик видеокарт всех времён. И хотя в последнее время её значение также несколько снизилось, всё ещё попадаются случаи, когда производительность приложений зависит от скорости и количества блоков ROP. Чаще всего это объясняется активным использованием фильтров постобработки и включенным антиалиасингом при высоких игровых настройках.
Ещё раз отметим, что современные видеочипы нельзя оценивать только числом разнообразных блоков и их частотой. Каждая серия GPU использует новую архитектуру, в которой исполнительные блоки сильно отличаются от старых, да и соотношение количества разных блоков может отличаться. Так, блоки ROP компании AMD в некоторых решениях могут выполнять за такт больше работы, чем блоки в решениях NVIDIA, и наоборот. То же самое касается и способностей текстурных блоков TMU — они разные в разных поколениях GPU разных производителей, и это нужно учитывать при сравнении.
Вплоть до последнего времени, количество блоков обработки геометрии было не особенно важным. Одного блока на GPU хватало для большинства задач, так как геометрия в играх была довольно простой и основным упором производительности были математические вычисления. Важность параллельной обработки геометрии и количества соответствующих блоков резко выросли при появлении в DirectX 11 поддержки тесселяции геометрии. Компания NVIDIA первой распараллелила обработку геометрических данных, когда в её чипах семейства GF1xx появилось по несколько соответстующих блоков. Затем, похожее решение выпустила и AMD (только в топовых решениях линейки Radeon HD 6700 на базе чипов Cayman).
В рамках этого материала мы не будем вдаваться в подробности, их можно прочитать в базовых материалах нашего сайта, посвященных DirectX 11-совместимым графическим процессорам. В данном случае для нас важно то, что количество блоков обработки геометрии очень сильно влияет на общую производительность в самых новых играх, использующих тесселяцию, вроде Metro 2033, HAWX 2 и Crysis 2 (с последними патчами). И при выборе современной игровой видеокарты очень важно обращать внимание и на геометрическую производительность.
Собственная память используется видеочипами для хранения необходимых данных: текстур, вершин, данных буферов и т. п. Казалось бы, что чем её больше — тем всегда лучше. Но не всё так просто, оценка мощности видеокарты по объему видеопамяти — это наиболее распространенная ошибка! Значение объёма видеопамяти неопытные пользователи переоценивают чаще всего, до сих пор используя именно его для сравнения разных моделей видеокарт. Оно и понятно — этот параметр указывается в списках характеристик готовых систем одним из первых, да и на коробках видеокарт его пишут крупным шрифтом. Поэтому неискушённому покупателю кажется, что раз памяти в два раза больше, то и скорость у такого решения должна быть в два раза выше. Реальность же от этого мифа отличается тем, что память бывает разных типов и характеристик, а рост производительности растёт лишь до определенного объёма, а после его достижения попросту останавливается.
Так, в каждой игре и при определённых настройках и игровых сценах есть некий объём видеопамяти, которого хватит для всех данных. И хоть ты 4 ГБ видеопамяти туда поставь — у неё не появится причин для ускорения рендеринга, скорость будут ограничивать исполнительные блоки, о которых речь шла выше, а памяти просто будет достаточно. Именно поэтому во многих случаях видеокарта с 1,5 ГБ видеопамяти работает с той же скоростью, что и карта с 3 ГБ (при прочих равных условиях).
Ситуации, когда больший объём памяти приводит к видимому увеличению производительности, существуют — это очень требовательные игры, особенно в сверхвысоких разрешениях и при максимальных настройках качества. Но такие случаи встречаются не всегда и объём памяти учитывать нужно, не забывая о том, что выше определённого объема производительность просто уже не вырастет. Есть у чипов памяти и более важные параметры, такие как ширина шины памяти и её рабочая частота. Эта тема настолько обширна, что подробнее о выборе объёма видеопамяти мы ещё остановимся в шестой части нашего материала.
Ширина шины памяти
Ширина шины памяти является важнейшей характеристикой, влияющей на пропускную способность памяти (ПСП). Большая ширина позволяет передавать большее количество информации из видеопамяти в GPU и обратно в единицу времени, что положительно влияет на производительность в большинстве случаев. Теоретически, по 256-битной шине можно передать в два раза больше данных за такт, чем по 128-битной. На практике разница в скорости рендеринга хоть и не достигает двух раз, но весьма близка к этому во многих случаях с упором в пропускную способность видеопамяти.
Современные игровые видеокарты используют разную ширину шины: от 64 до 384 бит (ранее были чипы и с 512-битной шиной), в зависимости от ценового диапазона и времени выпуска конкретной модели GPU. Для самых дешёвых видеокарт уровня low-end чаще всего используется 64 и реже 128 бит, для среднего уровня от 128 до 256 бит, ну а видеокарты из верхнего ценового диапазона используют шины от 256 до 384 бит шириной. Ширина шины уже не может расти чисто из-за физических ограничений — размер кристалла GPU недостаточен для разводки более чем 512-битной шины, и это обходится слишком дорого. Поэтому наращивание ПСП сейчас осуществляется при помощи использования новых типов памяти (см. далее).
Ещё одним параметром, влияющим на пропускную способность памяти, является её тактовая частота. А повышение ПСП часто напрямую влияет на производительность видеокарты в 3D-приложениях. Частота шины памяти на современных видеокартах бывает от 533(1066, с учётом удвоения) МГц до 1375(5500, с учётом учетверения) МГц, то есть, может отличаться более чем в пять раз! И так как ПСП зависит и от частоты памяти, и от ширины ее шины, то память с 256-битной шиной, работающая на частоте 800(3200) МГц, будет иметь бо́льшую пропускную способность по сравнению с памятью, работающей на 1000(4000) МГц со 128-битной шиной.
Особенное внимание на параметры ширины шины памяти, её типа и частоты работы следует уделять при покупке сравнительно недорогих видеокарт, на многие из которых ставят лишь 128-битные или даже 64-битные интерфейсы, что крайне негативно сказывается на их производительности. Вообще, покупка видеокарты с использованием 64-битной шины видеопамяти для игрового ПК нами не рекомендуется вовсе. Желательно отдать предпочтение хотя бы среднему уровню минимум со 128- или 192-битной шиной.
На современные видеокарты устанавливается сразу несколько различных типов памяти. Старую SDR-память с одинарной скоростью передачи уже нигде не встретишь, но и современные типы памяти DDR и GDDR имеют значительно отличающиеся характеристики. Различные типы DDR и GDDR позволяют передавать в два или четыре раза большее количество данных на той же тактовой частоте за единицу времени, и поэтому цифру рабочей частоты зачастую указывают удвоенной или учетверённой, умножая на 2 или 4. Так, если для DDR-памяти указана частота 1400 МГц, то эта память работает на физической частоте в 700 МГц, но указывают так называемую «эффективную» частоту, то есть ту, на которой должна работать SDR-память, чтобы обеспечить такую же пропускную способность. То же самое с GDDR5, но частоту тут даже учетверяют.
Основное преимущество новых типов памяти заключается в возможности работы на больших тактовых частотах, а соответственно — в увеличении пропускной способности по сравнению с предыдущими технологиями. Это достигается за счет увеличенных задержек, которые, впрочем, не так важны для видеокарт. Первой платой, использующей память DDR2, стала NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. С тех пор технологии графической памяти значительно продвинулись, был разработан стандарт GDDR3, который близок к спецификациям DDR2, с некоторыми изменениями специально для видеокарт.
GDDR3 — это специально предназначенная для видеокарт память, с теми же технологиями, что и DDR2, но с улучшенными характеристиками потребления и тепловыделения, что позволило создать микросхемы, работающие на более высоких тактовых частотах. Несмотря на то, что стандарт был разработан в компании ATI, первой видеокартой, её использующей, стала вторая модификация NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, а следующей стала GeForce 6800 Ultra.
GDDR4 — это дальнейшее развитие «графической» памяти, работающее почти в два раза быстрее, чем GDDR3. Основными отличиями GDDR4 от GDDR3, существенными для пользователей, являются в очередной раз повышенные рабочие частоты и сниженное энергопотребление. Технически, память GDDR4 не сильно отличается от GDDR3, это дальнейшее развитие тех же идей. Первыми видеокартами с чипами GDDR4 на борту стали ATI Radeon X1950 XTX, а у компании NVIDIA продукты на базе этого типа памяти не выходили вовсе. Преимущества новых микросхем памяти перед GDDR3 в том, что энергопотребление модулей может быть примерно на треть ниже. Это достигается за счет более низкого номинального напряжения для GDDR4.
Впрочем, GDDR4 не получила широкого распространения даже в решениях AMD. Начиная с GPU семейства RV7x0, контроллерами памяти видеокарт поддерживается новый тип памяти GDDR5, работающий на эффективной учетверённой частоте до 5,5 ГГц и выше (теоретически возможны частоты до 7 ГГц), что даёт пропускную способность до 176 ГБ/с с применением 256-битного интерфейса. Если для повышения ПСП у памяти GDDR3/GDDR4 приходилось использовать 512-битную шину, то переход на использование GDDR5 позволил увеличить производительность вдвое при меньших размерах кристаллов и меньшем потреблении энергии.
Видеопамять самых современных типов — это GDDR3 и GDDR5, она отличается от DDR некоторыми деталями и также работает с удвоенной/учетверённой передачей данных. В этих типах памяти применяются некоторые специальные технологии, позволяющие поднять частоту работы. Так, память GDDR2 обычно работает на более высоких частотах по сравнению с DDR, GDDR3 — на еще более высоких, а GDDR5 обеспечивает максимальную частоту и пропускную способность на данный момент. Но на недорогие модели до сих пор ставят «неграфическую» память DDR3 со значительно меньшей частотой, поэтому нужно выбирать видеокарту внимательнее.