Банки в видеокарте что это
Возможно некоторые из вас глядя на свою видеокарту, задумывались как она работает. Сейчас попробуем разобраться!
Для начала нужно узнать из чего она состоит:
- Графический процессор
- Видеопамять
- Видеоконтроллер
- Цифро-аналоговый преобразователь
- Постоянное запоминающее устройство
- Интерфейсы подключения
- Система охлаждения
Звучит сложно, но сейчас разберём всё отдельно.
Видеопамять
Видеопамять используется для хранения изображений, команд и промежуточных, невидимых на экране элементов, она бывает разных типов, которые отличаются скоростью по скорости и частоте.
Популярный тип памяти сейчас - GDDR5, но уже потихоньку стандартом становиться GDDR6, есть ещё HBM, но она больше для рабочих машин, а не для среднестатистических пользователей.
Стоит отметить, что при нехватке видеопамяти, видеокарта будет обращаться к оперативной памяти, которая медленнее памяти видеокарты, из-за этого в играх появляются фризы (резкое и быстрое замирание картинки).
Частота
GDDR5 использует две тактовые частоты, CK и WCK , последняя в два раза больше первой. Команды передаются в режиме SDR (стандартная тактовая частота) на частоте CK ; адресная информация передаётся в режиме DDR на частоте CK ; а данные передаются в режиме DDR на частоте WCK . Интерфейс GDDR5 передает два информационных слова шириной 32 бита за тактовый цикл ( WCK ) через выводы микросхемы памяти. Соответствуя 8n предварительной выборке, единичный доступ для чтения или записи состоит из двух передач данных шириной 256 бит за тактовый цикл ( CK ) внутри ядра памяти и восьми с оответствующих половинных передач данных шириной 32 бита за тактовый цикл ( WCK ) на выводах микросхемы памяти.
Например, для GDDR5 со скоростью передачи данных 5 Гб/с ( Gbps ) на вывод CK подается тактовая частота 1,25 ГГц , а WCK c частотой 2,5 ГГц . Также часто употребляется эффективная частота ( QDR ), поскольку, как написано выше, данные передаются на частоте WCK в режиме DDR . В приведенном примере эта частота составляет 5 GHz .
В связи с наличием двух частот ( CK, WCK ) производители изделий использующих GDDR5 могут указывать разные частоты для памяти, хотя скорость передачи данных может не отличаться. Nvidia указывает частоту WCK , AMD — частоту CK .
Интерфейсы подключения
Видеокарты имеют в среднем 4 выхода, которые вы видите на картинке:
- VGA - единственный аналоговый интерфейс подключения мониторов, ещё применяемый в настоящее время, но уже морально устарел, передаёт только изображение, звук придётся передавать по другим каналам.
- DVI - подразумевает только цифровое подключение, поэтому не может использоваться с видеокартами, имеющими только аналоговый выход, как и VGA в современных видеокартах данный интерфейс подключения уже отсутствует.
- HDMI адаптация DVI для бытовой аппаратуры, дополненная цифровым интерфейсом для передачи многоканального звука.
- Display Port - принципиально новый тип цифрового интерфейса для связи видеокарт с устройствами отображения, предназначен для замены как интерфейса DVI.
Что будет с этим типом памяти?
Вероятнее всего с конца 2020 - начала 2021 года, эта память будет использоваться только в бюджетных или возможно средних видеокартах до 4 гб, ради решений быстрого видеоадаптера, но бюджетного варианта.
Здравствуйте, дорогие любители компьютерного «железа». В сегодняшнем посте я расскажу, что такое GDDR5 на видеокарте и что означает такая аббревиатура. Какой еще применяется тип памяти в графических адаптерах, у каких лучше характеристики и почему.
Почему не GDDR3? Шина памяти
Память типа GDDR5 обеспечивает вдвое большую пропускную способность по сравнению с GDDR3 . Для повышения пропускной способности у памяти GDDR3 приходилось использовать 512 -битную шину, это приводило к тому, что увеличивается и чип , и его упаковка . Это увеличивало себестоимость , да и сами карты становились больше и сложнее, потребляя больше энергии. Переход на использование GDDR5 позволяет увеличить производительность (при 128/256 -битной шине) в 2—3 раза при даже меньших размерах чипов и меньшем потреблении энергии. Новый дизайн интерфейса памяти вызывает значительное увеличение эффективности использования полосы пропускания.
Несмотря на то, что чипы памяти GDDR5 стали дороже, чем GDDR3 , особенно в начале её широкого применения, узкая ширина шины памяти позволяет упростить дизайн ПП , что дает преимущество, так что это перспективное решение.
Сколько у меня VRAM?
Узнать, сколько у вас VRAM, очень просто. Если у вас есть дискретный (выделенный) графический процессор, просто загрузите GPU-Z и откройте его. Там вы найдете окно «Размер памяти», в котором отображается общий объем выделенной видеопамяти. У вас все еще есть половина вашей системной памяти, зарезервированной как общая память графического процессора. Но поскольку заполнение буфера VRAM вашей видеокарты приводит к значительному падению производительности, просто не обращайте внимания на общую память GPU при вычислении размера вашей VRAM.
Если у вас есть встроенный графический процессор, максимальный объем вашей VRAM составляет половину вашей системной памяти. Это динамическое число, потому что система будет использовать разный объем оперативной памяти для целей видеопамяти в зависимости от ситуации. Если вы используете браузер или Microsoft Word, ваш графический процессор большую часть времени простаивает, поэтому в качестве видеопамяти система использует всего пару сотен мегабайт вашей оперативной памяти. Но если вы играете в игру, эта сумма возрастет, до половины вашей общей системной памяти.
Если вы хотите узнать точный объем вашей VRAM в случае, если у вас есть iGPU и вы используете Windows 10, откройте Настройки, затем перейдите в «Система» -> «Дисплей» -> прокрутите вниз до «Расширенные настройки дисплея», а затем откройте «Свойства адаптера дисплея для дисплея 1», посмотрите на общий объем доступной графической памяти, который у вас есть, это размер вашей видеопамяти. Не обращайте внимания на выделенную видеопамять, поскольку как мы уже говорили, у iGPU нет выделенной видеопамяти.
Могу ли я увеличить размер видеопамяти?
На практике нет, нельзя. Хотя некоторые пользователи утверждают, что вы можете увеличить объем VRAM и повысить производительность, если у вас есть iGPU, эти методы могут привести только к потенциальному снижению производительности. Видите ли, как интегрированные графические процессоры Intel, так и AMD резервируют очень низкие объемы ОЗУ в режиме ожидания, но при нагрузке у них не будет проблем с использованием большего объема ОЗУ в зависимости от типа приложения, до половины вашего общего объема ОЗУ.
Другими словами, пока iGPU простаивает, почти вся ваша системная память свободна. iGPU будет использовать системную память только при необходимости, например при игре в видеоигры. Но если вы войдете в BIOS и настроите параметры DVMT Pre-Allocated (Intel chipsets) или UMA Frame Buffer Size (AMD chipsets), чтобы ваш iGPU по умолчанию резервировал больше системной RAM, iGPU будет резервировать эту RAM даже в режиме ожидания. Вы только уменьшите объем доступной системной памяти, когда iGPU простаивает, что может привести к падению производительности в некоторых приложениях.
Например, если у вас 8 ГБ общей оперативной памяти и зарезервировано 2 ГБ системной памяти для iGPU в BIOS, эти два гигабайта оперативной памяти станут недоступны в качестве системной памяти. Вы упадете с 8 гигабайт оперативной памяти до шести. Но если вы не измените вышеупомянутые настройки BIOS, предварительно выделенный размер iGPU будет намного меньше (128 МБ по умолчанию для большинства iGPU), и вы сможете использовать всю свою оперативную память, если iGPU не понадобится. А поскольку большинство операционных систем отлично справляются с автоматическим управлением памятью, разница в производительности между, скажем, 128 МБ и 2 ГБ предварительно выделенной памяти будет равна нулю.
Вам следует увеличивать размер предварительно выделенной памяти только в том случае, если вы запускаете определенную игру или приложение, которое категорически отказывается запускаться. Некоторые игры плохо работают с iGPU, поэтому они не могут распознать максимальный объем разделяемой памяти графического процессора, а только тот, который используется в настоящее время. Итак, если вы столкнулись с этим, зайдите в BIOS и увеличьте зарезервированную память до максимума. Только не забудьте переключиться обратно после того, как закончите указанную игру.
А если у вас есть выделенный графический процессор, возможно, вы думаете об уменьшении объема общей памяти графического процессора. Ну просто не надо. Эта оперативная память не зарезервирована, и система не будет ее использовать, пока буфер VRAM не заполнится. И вы не получите улучшения производительности, уменьшив значение параметра. Единственное, что вы можете получить, - это сбой некоторых игр и приложений, как только они заполнят ваш выделенный буфер VRAM, если вы уменьшили общую память графического процессора до нуля или почти до нуля.
Ну для начала давайте прочтем термин и разберемся, что такое видеопамять и о ее некоторых отличиях от ОЗУ , а также её разновидностях.
Это внутренняя оперативная память, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.
При этом в видеопамяти может содержаться как непосредственно растровый образ изображения (экранный кадр), так и отдельные фрагменты как в растровой (текстуры), так и в векторной (многоугольники, в частности треугольники) формах.
Как правило, чипы оперативной памяти современной видеокарты припаяны прямо к текстолиту печатной платы, в отличие от съёмных модулей системной памяти, которые вставляются в стандартизированные разъёмы ранних видеоадаптеров.
При изготовлении видеокарт уже достаточно давно используется память GDDR3 . На смену ей пришла GDDR4 , которая имеет более высокую пропускную способность, чем GDDR3 ; однако GDDR4 не получила широкого распространения вследствие плохого соотношения «Цена-производительность» и ограниченно использовалась лишь в некоторых видеокартах верхнего ценового сегмента (например Radeon X1950XTX, HD 2900 XT, HD3870 ). Далее появилась память GDDR5 , которая по состоянию на 2012 год является наиболее массовой, GDDR3 используется в бюджетном сегменте. В 2018 году в топовых видеокартах устанавливается память типа HBM и HBM2 , GDDR5X и GDDR6 .
Также видеопамять отличается от «обычной» системной ОЗУ более жёсткими требованиями к ширине шины.
Графическая шина данных — это магистраль, связывающая графический процессор и память видеокарт.
Имеет значение соотношение количества памяти, её типа и ширины шины данных: 512 МБ DDR2 , при ширине шины данных в 128 бит , будет работать медленнее и гораздо менее эффективно, чем 256 МБ GDDR3 при ширине шины в 128 бит и т. п. По понятным причинам, 256 МБ GDDR3 с шириной шины 256 бит лучше, чем 256 МБ GDDR3 с шириной шины в 128 бит и т. п.
Также стоит учитывать, что из-за относительно невысокой стоимости видеопамяти многие производители видеокарт устанавливают избыточное количество видеопамяти ( 4, 6 и 8 Гбайт ) на слабые видеокарты с целью повышения их маркетинговой привлекательности .
Перспективы, которые длятся более 10 лет для GDDR5
С момента выхода первого графического ускорителя, использующего память GDDR5 ( ATI Radeon HD 4870 , июнь 2008 ) прошло более десяти лет — больше, чем продержались другие типы графической памяти. Но расти далее уже особо и некуда — из возможностей GDDR «выжато» почти все. В стандарте GDDR5 нынешний тип памяти достиг своего предела, и хотя небольшие возможности для роста ПСП ещё есть, но они требуют слишком больших усилий и не изменят ситуацию кардинально. Но самое главное — вопрос высокого энергопотребления не решился до сих пор (при этом энергоэффективность — главный параметр для любого современного чипа) — даже текущие поколения GDDR5 -памяти уже потребляют слишком много энергии из-за сложных механизмов тактования и работы на очень высокой частоте, а любые улучшения её производительности связаны с дальнейшим повышением частоты и сложности чипов, а значит, и энергопотребления.
Также чипы GDDR5 занимают слишком много места на плате видеокарты и требуют применения нескольких каналов памяти, что усложняет сам графический процессор (особенно если говорить о топовых GPU с 384/512 -битной шиной памяти).
Для решения этих и других проблем был анонсирован (компаниями AMD и Hynix в 2011 г.) а впоследствии разработан и внедрен новый стандарт памяти — High Bandwidth Memory (HBM).
Какие типы памяти еще применяются в видеокартах
Не буду углубляться в историю и расписывать все поколения видеопамяти, которые сменяли друг друга. Если вас интересует сборка компьютера, ориентируйтесь именно на GDDR5. «Винтажные» типы памяти всерьез рассматривать не советую — вряд ли вы на их основе соберете мощный комп, который будет соответствовать системным требованиям современных игр класса ААА.
Еще один тип видеопамяти, на который стоит обратить внимание — GDDR5x. Это модификация «Пятерки», скорость которой увеличена до 14 Гбит/с. Используется она в высокопроизводительных графических адаптерах, например GTX 1080 Ti.
GDDR6 — «инновация и нанотехнология», которая пока стоит дорого, чтобы внедрять ее массово. Пропускная способность канала тут уже 72Гбит/с, а скорость передачи информации увеличили до 16 Гбит/с. Производят такие компоненты только Samsung, Hynix и Micron.
Правда, это давно не экспериментальные разработки: в серийное производство видеоадаптеры с такой памятью уже запущенны, и в магазинах они также представлены.
В топовых видеокартах сегодня используется видеопамять типа HBM (High Bandwidth Memory), что расшифровывается как «Память с высокой пропускной способностью». В ней применяется многослойная компоновка кристаллов. Актуальным считается второе поколение этого типа памяти.
Ускорение влияет на работу графического адаптера в целом. Видеокарты с таким типом видеопамяти можно использовать для технологий виртуальной реальности или для игр дополненной реальности. Это такие мощные девайсы как видеокарты серий Tesla, Quadro, Vega, Titan.
Ожидалось, что в 2020 году стартует массовый выпуск видеокарт на базе памяти следующего поколения — HBM3. Однако пандемия коронавируса, остановившая китайские заводы (а кто же нам еще таких девайсов наделает, как не китайцы?), а также новый глобальный экономический кризис, связанный с падением цен на нефть, могут внести свои коррективы в планы разработчиков.
В общем, кто переживет эпидемию, тот сможет оценить возможности, которые дает новый тип памяти. И на этой оптимистичной ноте, пожалуй, откланиваюсь. Напоминаю о том, что не лишним было бы поделиться этим постом в социальных сетях — буду весьма признателен. До скорой встречи!
Система охлаждения видеокарты
Как известно, процессор и графическая карта являются самыми горячими комплектующими компьютера, поэтому для них необходимо охлаждение.
Если в случае с ЦП кулер устанавливается отдельно, то все производители видеокарт устанавливают радиатор и несколько вентиляторов, что позволяет сохранить относительно низкую температуру при сильных нагрузках.
В редких случаях на видеокарту устанавливают систему жидкостного охлаждения, но повторюсь, таких карт немного.
Руководство покупателя игровой видеокарты
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
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.
VRAM или видеопамять используются для хранения данных изображения, данных, необходимых для отображения изображения на вашем мониторе. Если у вас дискретный графический процессор, у вас есть определенное количество быстрой VRAM на печатной плате вашей видеокарты.
Это предпочтительный способ хранения данных изображения, потому что, хотя VRAM и системная RAM используют одну и ту же технологию памяти, VRAM намного быстрее, чем RAM. Между ними есть и другие различия.
Если буфер памяти вашей видеокарты заполнится, игра или приложение начнут сохранять избыточные данные изображения в вашей системной оперативной памяти. Это сильно снижает производительность. Это потому, что вы смешиваете очень быструю и очень медленную память (относительно скорости VRAM вашей видеокарты).
Таким образом, хотя операционная система всегда может использовать до половины вашего общего объема ОЗУ в случае заполнения буфера видеопамяти (это называется общей памятью графического процессора), снижение производительности при использовании ОЗУ вместо видеопамяти настолько велико, что вам не следует считать зарезервированную RAM как VRAM. Другими словами, если у вас есть выделенная видеокарта, ваша общая VRAM - это только объем памяти, найденный на видеокарте.
Если у вас есть встроенный графический процессор, он не имеет выделенной видеопамяти. Поскольку на кристалле ЦП размещаются и ЦП, и iGPU, нет места для размещения выделенной видеопамяти. Таким образом, каждый iGPU должен использовать системную RAM в качестве VRAM. Другими словами, встроенные графические процессоры могут использовать только общую память графического процессора.
Это означает меньшую пропускную способность памяти, чем практически у всех современных видеокарт. Это потому, что даже самые быстрые карты памяти DDR4 (текущий стандарт) все еще далеко отстают даже от стандарта GDDR5 VRAM. А память GDDR5 использовалась на видеокартах два поколения назад.
Хотя вся видеопамять на текущих видеокартах основана на технологии DRAM (динамическая память с произвольным доступом) (GDDR5, GDDR6, GDDR6X), некоторые карты используют улучшенную версию технологии, называемую HBM или памятью с высокой пропускной способностью. Чипы HBM расположены вертикально (или трехмерно), что позволяет им потреблять меньше энергии, но при этом они имеют гораздо более высокую пропускную способность памяти, чем чипы GDDR DRAM. Стандарт HBM имеет множество положительных моментов, но он все еще слишком дорог, чтобы стать мейнстримом.
Графический процессор
От графического процесора (его часто называют GPU) зависит скорость обработки команд, связанных с графикой, также GPU берёт на себя некоторые процессы центрального процессора (CPU или ЦП), что освобождает его ресурсы.
Современные графические процессоры превосходят центральный процессор по мощности из-за большего кол-ва вычислительных блоков
GDDR5 более подробно
GDDR5 — 5-е поколение памяти DDR SDRAM, спроектированной для приложений, требующих более высокой рабочей частоты. Как и её предшественник (GDDR4), GDDR5 основана на памяти DDR3, которая имеет удвоенные, по сравнению с DDR2, DQ (Digital Quest) каналы связи, но у GDDR5 также есть буферы предварительной выборки шириной 8 битов, как у GDDR4.
Производство
Первые чипы, поддерживающие напряжение 1,5 В (в отличие от 2,0 В для GDDR3 ) и имеющие плотность 0.5—2 Гбит , предлагали скорость передачи до 1000*4=4,0 ГГц . В дальнейшем этот параметр увеличился до 7 ГГц .
В ноябре 2009 г. компания Elpida Memory представила микросхему памяти GDDR5 плотностью 1 Гб , обеспечивающую передачу данных со скоростью 6 Гб/с ; в июне 2010 она представила микросхему памяти GDDR5 плотностью 2 Гб , изготовленной по нормам 50 нм с применением медных внутренних соединений.
В начале 2015 г . компания Samsung Electronics объявила о начале серийного выпуска первых в мире микросхем памяти GDDR5 плотностью 8 Гб ( предназначена для графических карт , используемых в ПК и суперкомпьютерах , для игровых консолей и ноутбуков ); память выпускается по 20-нм технологии. Компания Samsung Electronics , являющаяся крупнейшим поставщиком микросхем памяти, осенью 2010 объявила о расширении инициативы « Green Memory » («Зеленая память», с пониженным энергопотреблением) и на графическую память для ПК ; теперь инициативы, наряду с памятью DRAM и твердотельными накопителями ( SSD ), распространяется также и на память Samsung LPDDR2 и GDDR5.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
ПЗУ сохраняет в себе нужные экранные элементы, информацию с BIOS'а и некоторые системные таблицы, видеоконтроллер с ПЗУ никак не задействуется, обращается к нему только ЦП.
Именно из-за ПЗУ видеокарта функционирует ещё до полной загрузки операционной системы.
Цифро-аналоговый преобразователь
Видеоконтроллер формирует изображение, но его нужно выдать на дисплей с передачей цветов. Этим занимается цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, если короче).
Он построен в виде четырех блоков, три из которых отвечают за преобразование цвета RGB (красный, зеленый и синий цвет), а последний блок хранит в себе информацию о предстоящей коррекции яркости и гаммы.
Один канал работает на 256 уровнях яркости для отдельных цветов, а в сумме ЦАП отображает 16,7 миллионов цветов.
Расшифровка GDDR5: что это значит?
GDDR — аббревиатура от английского Graphics Double Data Rate. Расшифровка: графическая с удвоенной скоростью передачи данных. Пятерка же означает, что это уже пятое поколение видеопамяти DDR SDRAM. Спроектирована эта модификация специально для приложений, которые требуют более высокой рабочей частоты.
Подобно предшественнице, четвертому поколению, GDDR5 спроектирована на основе ОЗУ DDR3 с удвоенными каналами связи (по сравнению с ДДР2). Отличается от предыдущих поколений более высокой скоростью обмена данными (до 9 Гбит/с).
С GDDR3 разница существенная: там скорость, как и у GDDR4, гораздо меньше. Это же касается и частоты: отличия есть, и по всем параметрам ГДДР5 лучше предшественниц.
Вопреки сложившемуся у некоторых пользователей стереотипу, продвижение такого стандарта — не маркетинговый ход с целью втюхать непонятно что, но подороже. Сегодня та же ГДДР3 применяется только в бюджетных графических чипах, как и четвертое поколение. В мощных видеокартах, которые должны тянуть современные игры, давным-давно используется GDDR5 или даже что-то лучше.
Интересный факт: первый графический адаптер с такой видеопамятью выпущен еще в 2008 году. Это была ATI Radeon HD 4870 — на тот момент очень неплохая видеокарта. Прошло уже 12 лет, но ГДДР5 до сих пор применяется, так как альтернатива не слишком дорогая, чтобы делать видеокарты на их основе доступными для широкой аудитории.
Видеоконтроллер
Видеоконтроллер отвечает за генерацию изображения из видеопамяти, посылает команды на цифро-аналоговый преобразователь и проводит обработку команд ЦП.
В современных картах встроено несколько компонентов: контроллер видеопамяти, внутренней и внешней шины данных, они работают независимо друг от друга, позволяя осуществлять одновременное управление экранами дисплеев.
Кто принял участие в разработке и как долго она длилась?
В разработке стандарта, вместе со всеми основными производителями памяти ( Hynix , Qimonda и Samsung ) и JEDEC , активно участвовала и компания AMD . Разработка этого типа памяти заняла около трёх лет от начала разработок, до окончательной спецификации, а в AMD — ещё больше.
Читайте также: