Пропускная способность памяти видеокарты на что влияет
Пропускная способность памяти видеокарты и ее зависимость от «битности»
Мы продолжаем серию статей по разбору основных характеристик видеокарты, и на очереди у нас: пропускная способность памяти, а также прямо влияющий на неё показатель – ширина шины памяти видеокарты.
Ширина шины или сколько бит «нужно»
Теперь, давайте рассмотрим несколько популярных классов «битности» шин памяти:
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.
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.
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!
Все про пропускную способность видеокарты
Здравствуйте, дорогие читатели моего блога! Тема сегодняшнего поста — пропускная способность видеокарты: что это такое, на что влияет, в чем измеряется, от чего зависит, какая должна быть оптимальная у хорошего графического адаптера, есть ли формула для рассчета, чтобы определить этот показатель, как посмотреть параметры своего девайса.
О том, как проверить производительность видеокарты, можно почитать тут.
Что такое шина данных
Как вы, вероятно, уже знаете, основные компоненты, которыми определяется производительность видеоадаптера — графический чип и видеопамять. Соединяются между собой они специальным каналом, который называется шиной данных.
Пропускная способность, или же битность — «ширина» этого канала, которая измеряется в битах. Она определяет количество информации, которой могут обменяться графический процессор и память видеокарты за единицу времени. Логично, что чем больше эта цифра, тем лучше.
Для игр это особенно актуально: в современных видеоиграх, требовательных к вычислительной мощности, часто ширина канала помимо прочих характеристик определяет, будет игра лагать или нет.
Если же включены сглаживание и анизотропная фильтрация, добавляющие красоты эффектам и игровым объектам, графическая плата с малой битностью попросту захлебнется от такого потока данных.
Оптимальная и максимальная пропускная способность
Благодаря унификации значений не слишком много. Сегодня в продаже можно найти устройства с такой битностью:
64 бита — довольно распространенные бюджетные графические адаптеры. Мощности хватит для работы, а также запуска простеньких игр — например, какой-нибудь браузерки или казуальной «Веселой фермы». Для игр ААА класса не подходят.
128 бит — средний ценовой сегмент. Такие видеокарты идеально подходят для домашнего мультимедийного центра. Можно запускать «тяжелые» программы типа Photoshop или 3D Max. Рендеринг видео тоже возможен, но времени на это уйдет много. Требовательные игры будут работать, но на средних настройках качества графики.
256 или 384 бита — топовый сегмент. Мощные графические ускорители, «заточенные» под видеоигры. Как правило, остальные параметры, а именно частоты процессора и памяти, не отстают от битности. Стоят дорого, зато и современные игры «летают» на максимальных и ультра настройках.
Хочу добавить, что эта классификация скорее условная, так как по одной лишь пропускной способности некорректно судить о возможностях графического адаптера.
По результатам тестов, лучше видеоадаптер с большими частотами памяти и чипа, но меньшей битностью, чем наоборот. Если стоит выбор, то при прочих равных условиях лучше взять девайс с большей пропускной способностью.
Как посчитать пропускную способность памяти
Иногда требуется знать не только битность видеокарты, что сделать несложно (характеристики указаны на сайте производителя), но и битность самой памяти. Как узнать это параметр? Для расчетов нужно частоту памяти умножить на ширину шины в байтах.
Например, 384 бита ֫— это 48 байт. Соответственно, девайс с частотой памяти 6000 МГц будет иметь пропускную способность памяти 288 Гбайт/с. Впрочем, такие расчеты уже лишние. ПСП можно посмотреть с помощью специальной диагностической утилиты — например, той же GPU-Z.
Также советую ознакомиться с публикациями «Что такое GDDR5 на видеокарте» и «Что такое ОС в видеокартах». Буду признателен, если вы поделитесь этой статьей в социальных сетях, чтобы помочь в продвижении моего блога. До скорой встречи!
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.
На что влияет частота памяти видеокарты
Видеопамять — одна из самых главных характеристик видеокарты. Она имеет очень сильное влияние на общую производительность, качество выдаваемой картинки, её разрешение, и главным образом на пропускную способность видеокарты, о которой вы узнаете, прочитав данную статью.
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.
Ширина шины памяти
Тактовая частота видеопамяти и её влияние на производительность видеокарты в целом находится в прямой зависимости от другого, не менее важного компонента графических адаптеров — ширины шины памяти и её частоты. Из этого следует, что при выборе графического чипа для вашего компьютера необходимо обращать внимание и на эти показатели, чтобы не разочароваться в общем уровне производительности своей рабочей или игровой компьютерной станции. При невнимательном подходе легко попасть на удочку маркетологов, установивших в новый продукт своей компании 4 ГБ видеопамяти и 64-битную шину, которая будет очень медленно и неэффективно пропускать через себя такой огромный поток видеоданных.
Необходимо соблюдение баланса между частотой видеопамяти и шириной её шины. Современный стандарт GDDR5 позволяет сделать эффективную частоту видеопамяти в 4 раза большей от её реальной частоты. Можете не переживать, что вам постоянно придётся осуществлять подсчёты эффективной производительности видеокарты в голове и держать эту простую формулу умножения на четыре в уме — производитель изначально указывает умноженную, то есть настоящую частоту памяти видеокарты.
В обычных, не предназначенных для специальных вычислений и научной деятельности графических адаптерах используются шины памяти от 64 до 256 бит шириной. Также в топовых игровых решениях может встретиться шина шириной в 352 бита, но одна только цена подобной видеокарты может составлять стоимость полноценного ПК средне-высокого уровня производительности.
Если вам нужна «затычка» под слот для видеокарты на материнской плате для работы в офисе и решения исключительно офисных задач по типу написания отчёта в Word, создания таблицы в Excel (ведь даже просмотр видео с такими характеристиками будет затруднителен), то вы можете с уверенностью приобретать решение с 64-битной шиной.
В любых других случаях необходимо обращать внимание на 128-битную шину или 192, а лучшим и самым производительным решением будет шина памяти в 256 бит. Такие видеокарты в большинстве своём имеют достаточный запас видеопамяти с высокой её частотой, но бывают и недорогие исключения с 1 ГБ памяти, чего для сегодняшнего геймера уже недостаточно и надо иметь как минимум 2 ГБ карточку для комфортной игры или работы в 3D-приложении, но тут уж можно смело следовать принципу «чем больше, тем лучше».
Расчёт ПСП
К примеру, если у вас есть видеокарта оснащённая памятью GDDR5 с эффективной тактовой частотой памяти 1333 МГц (чтобы узнать реальную частоту памяти GDDR5, необходимо эффективную поделить на 4) и с 256-битной шиной памяти, то она будет быстрее видеокарты с эффективной частотой памяти 1600 Мгц, но с шиной в 128 бит.
Чтобы рассчитать пропускную способность памяти и затем узнать, насколько производительный у вас видеочип, необходимо прибегнуть к данной формуле: ширину шины памяти умножаем на частоту памяти и полученное число делим на 8, ведь именно столько бит в байте. Полученное число и будет нужным нам значением.
Вернёмся к нашим двум видеокартам из примера выше и рассчитаем их пропускную способность: у первой, лучшей видеокарты, но с меньшим показателем тактовой частоты видеопамяти она будет следующей — (256*1333)/8 = 42,7 ГБ в секунду, а у второй видеокарты всего лишь 25,6 ГБ в секунду.
Вы также можете установить программу TechPowerUp GPU-Z, которая способна выводить развёрнутую информацию об установленном в ваш компьютер графическом чипе, в том числе и объём видеопамяти, её частоту, битность шины и пропускную способность.
Вывод
Исходя из информации выше, можно понять, что частота видеопамяти и её влияние на эффективность работы находится в прямой зависимости от ещё одного фактора — ширины памяти, вместе с которой они создают значение пропускной способности памяти. Она и влияет на скорость и количество передаваемых данных в видеокарте. Надеемся, что эта статья помогла вам узнать что-то новое о строении и работе графического чипа и дала ответы на интересующие вопросы.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12538 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.