VRAM : qu'est-ce que c'est et à quoi sert-elle ?

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La Mémoire VRAM ou RAM vidéo C'est l'un des éléments les plus importants d'un ordinateur destiné aux tâches graphiques. Les performances du GPU en dépendent largement. C'est pourquoi nous allons consacrer cet article à explorer les secrets de cette mémoire et sa nature.

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En ce qui concerne une carte graphique, comme vous le savez peut-être, c'est presque comme une carte mère en soi, avec une unité centrale de traitement, dans ce cas un GPU dédié aux graphiques, elle dispose également d'un RAM, dans ce cas la VRAM que nous verrons plus en détail dans cet article, un firmware ou BIOS, le PCB lui-même fabriqué par des fabricants qui ont également de l'expérience dans les cartes mères telles que ASUS, Gigabyte, ASRock, MSI, etc.

En cas d'être un iGPU ou GPU intégréDans ce cas, une partie de la RAM réservée au GPU sera partagée, tandis que le reste sera utilisé par le CPU. Par conséquent, cette partie de la mémoire principale pourrait être considérée comme de la VRAM pour les iGPU, même si elle ne présente pas exactement les mêmes caractéristiques que la GDDR.

VRAM vs RAM

La La VRAM est un type de mémoire physique similaire à la RAMDans certains cas, la RAM est également utilisée à des fins graphiques, comme dans les iGPU, où elle est partagée avec le CPU. Cependant, les besoins du GPU et du CPU sont différents. Le GPU nécessite une latence, une bande passante et une vitesse plus élevées en raison du nombre de cœurs qu'il gère et du parallélisme requis pour traiter d'énormes volumes de données, comme c'est le cas pour le traitement graphique avec des flux SIMD. Dans ce cas, une partie de la mémoire principale est réservée à l'usage exclusif du GPU, ce qui peut limiter les capacités du CPU.

Pour répondre aux besoins du GPU, il a été développé une version de RAM spécialement optimisée pour les GPU, appelée GDDR. Bien que basée sur la RAM DDR conventionnelle, la GDDR présente des améliorations significatives en termes de bus et de vitesse pour répondre aux exigences de bande passante, de vitesse et de latence du GPU.

Dans certains systèmes, tels que les appareils mobiles, les consoles de jeux modernes et les processeurs Apple série M, un système de mémoire unifiée, appelé « mémoire unifiée », est utilisé. Dans ces systèmes, le processeur et le processeur graphique partagent le même espace d'adressage RAM, ce qui évite d'avoir des copies identiques des jeux de données pour le processeur et le processeur graphique. RAM Il n'est pas optimisé pour répondre aux besoins de bande passante et de vitesse du GPU, donc certains systèmes utilisent directement la GDDR5 au lieu de la RAM unifiée, comme c'est le cas avec l'APU AMD de la Sony PlayStation XNUMX. Cela permet une mémoire optimisée spécifiquement pour le GPU.

Différences entre GDDR et DDR

Alors que la DDR est utilisée par le CPU, et dans certains cas par l'iGPU comme je l'ai mentionné précédemment, la GDDR est une mémoire spécifiquement conçue pour le GPU :

DDR (double débit de données) : Il s'agit d'un type de mémoire SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) utilisé pour stocker toutes les données et instructions des programmes exécutés par le processeur. Dans le cas d'un iGPU, une partie de cette mémoire est réservée au processeur graphique ; dans certaines architectures, elle est inaccessible au processeur, tandis que dans d'autres, il s'agit d'une mémoire unifiée, comme dans les systèmes HSA. De plus, la mémoire principale, ou RAM, du processeur peut être intégrée dans des modules, tels que des DIMM, ou soudée sur le circuit imprimé.
GDDR (DDR graphique)Il s'agit également de puces mémoire avec cellules SDRAM, basées sur les spécifications DDR. Elles sont généralement fabriquées par les mêmes fabricants, tels que SK Hynix, Micron, Samsung, etc. Cependant, dans ce cas, elles ne seront accessibles que par le GPU et présenteront quelques différences avec la DDR pour répondre aux besoins du GPU, qui est une unité de traitement avec un degré de parallélisme supérieur à celui du CPU. En revanche, dans ce cas, elles seront toujours soudées sur le circuit imprimé.

En bref, principales différences entre les deux types de mémoire sont :

Caractéristiquess	DDR	GDDR
Bande passante	Faible	Alto
Consommation d'énergie	Haute	Low
Chauffage	Meilleure performance du béton	Coût en adjuvantation plus élevé.
Performance	Low	Haute
Capacité	Low	Haute
Fréquence d'horloge	Low	Haute
Cotes	Moins	Autres

Qu'est-ce que la mémoire VRAM ?

Avant de continuer à parler de la capacité requise, il est essentiel que vous compreniez ce qu'est la VRAM et sa fonction dans le système. VRAM (RAM vidéo) Il s'agit d'une mémoire vive (VRAM), similaire à la RAM du processeur, mais spécifiquement dédiée au GPU. Cette mémoire stocke les données nécessaires au rendu des pixels, textures, maillages et autres éléments du framebuffer sur l'écran. Il est important de noter que, sur de nombreux systèmes, la VRAM n'est pas accessible de la même manière que la RAM classique, car elle n'est ni mappée ni visible par le programmeur.

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Il est essentiel de garder à l’esprit que le GPU a également besoin recevoir des informations du CPU, telles que la position des objets et les données physiques pour le traitement graphique. Par conséquent, ces données nécessaires sont également stockées dans la VRAM, et pas seulement les résultats.

Histoire de la VRAM

Frederick Dill, Daniel Ling et Richard Matick Ce sont eux qui ont inventé la VRAM alors qu'ils travaillaient au centre de recherche IBM. Cependant, elle n'a été brevetée que cinq ans plus tard. Ce n'est qu'en 5 qu'elle a été utilisée pour la première fois sur un PC commercial, notamment pour la carte graphique de l'IBM PC RT.

Après la sortie de ce PC, les coûts de production de la mémoire VRAM à double port ont diminué, permettant à d'autres fabricants de l'utiliser dans leurs produits d'accélération graphique ou leurs cartes graphiques. Cet événement a marqué un tournant. point d'inflexion Dans le monde du graphisme, la vitesse et la qualité ont progressé. Cependant, certaines tentatives ont été faites pour le remplacer par HBM, mais cette mémoire est plus chère et sa capacité est plus limitée, ce qui fait qu'elle n'a pas eu de succès dans le monde du PC...

Types de VRAM

Tout au long de l’histoire, il y a eu développé une multitude de types différents de VRAM, Bien que de nombreuses personnes ne se souviennent aujourd’hui que des versions les plus récentes telles que GDDR4, GDDR5 ou GDDR6.

SONIQUE: La mémoire SAM était un type de registre linéaire utilisé dans certaines anciennes cartes graphiques pour stocker les données nécessaires à la conversion du signal numérique-analogique requise pour la connexion à des moniteurs plus anciens qui n'avaient que des ports analogiques.
CDRAM (Cache DRAM)Il s'agit d'une mémoire graphique combinant les caractéristiques de la mémoire statique SRAM et de la mémoire dynamique DRAM, et utilisée comme cache pour accélérer les performances graphiques. Cependant, cette mémoire était coûteuse et sa capacité limitée.
MDRAM ou DRAM multibancaire: est un type de RAM haute vitesse créé par MoSys Inc. Cette mémoire est divisée en banques DRAM de 32 Ko, permettant un accès individuel à chaque banque. Bien que cette mémoire ne soit plus utilisée aujourd'hui, elle était autrefois utilisée dans certains appareils comme le Hercules Dynamite 128, doté de 4 Mo de MDRAM.
RAM Rambus VRAM:La société Rambus a également breveté un nouveau bus pour accélérer le flux de données entre la VRAM et le tampon de trame.
RAM 3DMitsubishi a créé cette carte graphique, qui incluait une logique supplémentaire, telle qu'une ALU, permettant d'effectuer des calculs pour les tests Z-Buffer. Ces cartes graphiques étaient utilisées pour les stations de travail Sun Microsystems basées sur les processeurs UltraSPARC.
SGRAM (RAM graphique synchrone):Il s'agit essentiellement d'une mémoire VRAM basée sur des cellules SDRAM avec un prix de production relativement bas, mais avec un seul port d'accès, bien qu'elle puisse agir comme une mémoire à double port en ouvrant deux pages mémoire en même temps.
WRAM (RAM Windows) : Cela n'a rien à voir avec le système d'exploitation ; il s'agit simplement d'une autre VRAM hautes performances dotée de deux ports et d'une bande passante élevée. Elle était utilisée, par exemple, dans des cartes graphiques comme la Number Nine Revolution 3D ou la Matrox MGA Millennium.
RAM étendue ou partagéeMémoire partagée : La mémoire partagée est utilisée lorsque le GPU est intégré, comme mentionné précédemment. Il ne s'agit pas de VRAM dédiée à proprement parler, mais plutôt d'une carte DDR que le GPU peut également utiliser, en plus du CPU. Dans de nombreux cas, la taille de l'espace réservé au GPU peut être modifiée depuis le BIOS/UEFI.
HBM (mémoire à large bande passante)La mémoire HBM est une mémoire haute vitesse intégrée aux cartes graphiques AMD Radeon Fury. Bien qu'elle offrait de meilleures performances que la GDDR, elle était plus coûteuse et sa capacité était limitée. Face à ces inconvénients, AMD a finalement opté pour la GDDR, bien que la mémoire HBM soit toujours utilisée dans le secteur du calcul haute performance (HPC).
GDDR (DDR graphique)La GDDR (Graphics Double Data Rate) est un type de mémoire SDRAM DDR spécialement conçu pour les cartes graphiques. Elle se distingue de la DDR classique par des temps d'accès plus courts et des fréquences d'horloge plus élevées. Au fil du temps, plusieurs générations de GDDR ont émergé, telles que les GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR6, entre autres, chacune offrant des améliorations en termes de vitesse et de capacité.
GDDRXLa GDDR6X, par exemple, utilisée par NVIDIA pour ses dernières cartes graphiques, est une version améliorée de la GDDR6, développée conjointement avec Micron, pour des performances accrues. L'une de ses caractéristiques les plus remarquables est l'utilisation du codage PAM4 pour le bus de données, au lieu du codage NRZ comme la GDDR6 classique.

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Vous avez maintenant une meilleure compréhension de ce qu'est la VRAM, des différences avec la RAM, etc. Continuons à explorer quelques sujets connexes intéressants...

Comment savoir combien de VRAM j'ai

Si tu veux savoir combien de mémoire VRAM vous avez sur votre carte graphique, vous pouvez suivre les étapes ci-dessous que j'explique pour les différents systèmes d'exploitation :

Microsoft Windows Ci-après 10:
1. Ouvrez Paramètres.
2. À l'intérieur de la fenêtre, accédez à Système.
3. Aller à l'écran.
4. Ensuite, passez à l'affichage avancé.
5. Dans les propriétés de l'adaptateur, vous verrez une ligne avec la mémoire vidéo dédiée.
GNU/Linux (Ubuntu):
1. Accédez aux Préférences Système de votre distribution.
2. Cliquez sur À propos de ce système.
3. Regardez ensuite les informations dans la section Matériel, et vous pourrez y voir la quantité de mémoire.
Apple MacOS:
1. Cliquez sur l'icône pomme en haut à gauche.
2. Ensuite, dans À propos de ce Mac dans le menu déroulant.
3. Consultez la section Graphiques. S'il s'agit d'un processeur Apple de la série M, sachez qu'il sera unifié et partagé avec les autres SoC.

Utilisez également outils tiers pour connaître les détails et la quantité de mémoire VRAM dont dispose votre ordinateur. Par exemple, je recommande d'utiliser GPU-Z par TechPowerUp Disponible pour Microsoft Windows. Une fois l'application téléchargée, exécutez-la et consultez la section « Taille mémoire » de l'onglet « Carte graphique ».

La VRAM peut-elle être augmentée ?

Répondre à cette question n’est pas si simple, Chaque cas particulier devra être analyséPar exemple, vous pouvez vous laisser guider par ces points :

Tu as un PC avec une carte graphique dédiée ou dGPU :
- S'il s'agit d'un ordinateur de bureau, vous devrez mettre à niveau votre carte graphique vers une carte haut de gamme pour étendre la VRAM.
- S'il s'agit d'un ordinateur portable avec carte graphique dédiée, vous ne pourrez pas non plus modifier la capacité de la VRAM, car les puces seront soudées à la carte mère. Certains ordinateurs portables sont équipés de modules de type MXM ; dans ce cas, vous devrez également remplacer le module de la carte par un module de meilleure qualité, bien que le choix soit généralement limité.
Si vous avez un PC ou ordinateur portable avec un iGPU Si vous utilisez un APU Intel ou AMD, ou tout autre iGPU intégré, comme ceux présents dans certains SoC ARM, vous pouvez modifier la quantité de RAM partagée avec le GPU. Pour ce faire, plusieurs méthodes s'offrent à vous :
- Certains systèmes prennent en charge la modification de la capacité de RAM partagée allouée au GPU à partir du BIOS/UEFI:
  1. Accéder au menu Configuration.
  2. Ensuite, dans des onglets tels que Fonctionnalités avancées ou Chipset ou similaire, selon la marque du firmware.
  3. Dans la configuration graphique ou la configuration vidéo ou similaire.
  4. Ensuite, recherchez des options comme la taille de la mémoire VGA ou de la VRAM pour les modifier. Cela dépend de la quantité de RAM installée. Par exemple, avec 4 Go de RAM, vous pouvez utiliser 512 Mo, avec 8 Go, 1 Go, avec 16 Go, 2 Go pour les graphiques, etc.
- Il est également possible de le modifier depuis le Registre Windows. Pour ce faire, suivez ces étapes :
  1. Appuyez sur Windows + R.
  2. Tapez regedit et appuyez sur ENTRÉE.
  3. Recherchez l'entrée HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Intel ou AMD (selon votre cas).
  4. Faites un clic droit sur Intel ou AMD.
  5. Sélectionnez Nouveau.
  6. Alors la clé.
  7. Appelez-le GMM.
  8. Vous devez utiliser DedicatedSegmentSize et lui attribuer une valeur décimale. Cela spécifie la quantité de mémoire à dédier.
  9. Enfin, redémarrez le système.
Si vous avez un Mac avec GPU dédié :
- S'il s'agit d'une carte graphique AMD ou NVIDIA (sur les modèles plus anciens), vous pouvez toujours échanger la carte graphique contre un modèle pris en charge qui dispose de plus de VRAM, si disponible.
- S'il s'agit d'un MacBook avec un GPU dédié, il ne peut pas être remplacé car il est soudé sur la carte mère, comme c'est le cas avec d'autres ordinateurs portables.
Si vous avez un Mac avec iGPU
- S'il s'agit d'un iGPU Intel, la mémoire allouée aux graphiques ne peut pas être augmentée.
- Si vous possédez un Apple M-Series, vous ne pourrez pas non plus le changer, car il dispose d'une mémoire unifiée et correspond au modèle SoC que vous avez acheté.
Vous pouvez également utiliser un GPU externe, comme le prennent en charge certains systèmes portables, et que cet eGPU dispose d'une VRAM plus élevée, comme ceux qui se connectent via Thunderbolt.
Pour les ordinateurs de bureau, il existe l’alternative d’utiliser un configuration multi-GPU, si vous disposez d'un emplacement PCIe x16 disponible pour ajouter une deuxième carte graphique et les faire fonctionner ensemble.

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Comment la mémoire requise est-elle calculée en fonction de la résolution ?

Résolutions d'écran : de quoi s'agit-il et de laquelle avez-vous besoin ?

Vous êtes peut-être au courant de la quantité de mémoire VRAM La taille requise pour chaque résolution d'écran est-elle connue ? Mais savez-vous comment elle est calculée ? Un exemple courant est le calcul de la taille du tampon d'image requis pour une résolution Full HD de 1920 x 1080 pixels et des couleurs 32 bits :

1920×1080 = 2073600 pixels au total sur l'écran
2073600 x 32 bits = 66355200 bits
66355200 / 8 = 8294400 octets
8294400 / 1024 = 8100 Ko
8100 1024 7,9 / XNUMX XNUMX XNUMX = XNUMX Mo

C'est vrai qu'avec 8 Mo de mémoire vidéo Une seule image peut être affichée en résolution Full HD, mais cela ne suffit pas pour des graphismes dynamiques en conditions réelles. Des capacités plus importantes sont nécessaires car de nombreuses autres valeurs et copies de textures de rendu doivent être stockées. De plus, des copies doubles ou triples de données peuvent nécessiter une capacité encore plus importante. Par conséquent, les capacités actuelles de VRAM sont nécessaires pour garantir des performances graphiques optimales et une expérience de jeu fluide. Le GPU peut également stocker des copies internes et transformées des textures de rendu afin d'éviter les envois répétés de textures par le CPU.

La quantité de mémoire VRAM dont vous disposez sur votre carte graphique est essentiel pour obtenir de bonnes performances dans les jeux vidéo et les applications graphiquesEn effet, la quantité de mémoire disponible détermine la qualité d'image, les temps de chargement et les résolutions supportées. Si la carte graphique ne dispose pas de suffisamment de VRAM, elle se remplira rapidement, entraînant une baisse significative des performances. Nombreux sont ceux qui affirment que 4 Go de VRAM suffisent pour faire tourner des jeux AAA en 1080p, tandis que 8 Go sont nécessaires pour les résolutions UHD. Cependant, cette affirmation s'avère moins vraie aujourd'hui.

Alors : de combien de VRAM ai-je besoin ?

En règle générale, vous devez suivre ces directives concernant la quantité de VRAM dont vous avez besoin pour les jeux et l’utilisation personnelle :

2 Go pour les titres fonctionnant en 720p.
4 Go pour les titres fonctionnant en résolution 1080p.
6 Go pour les jeux 1440p.
8 à 12 Go pour 2160p ou 4K.

Si vous souhaitez une carte graphique pour un travail professionnel, comme le rendu, l'édition, etc., alors les capacités recommandées sont :

8 Go pour 720p à 1080p.
16 Go pour la 4K.
32 – 64 Go pour 8K, pour un usage commercial.

S'agit-il de chiffres exacts ?

Comme vous le savez peut-être, dans les nouvelles générations de cartes graphiques, il a été décidé de mettre un au moins 8 Go de VRAM Dans certains cas, cependant, cela provoque un tollé parmi certains utilisateurs en ligne qui se plaignent qu'il ne suffit pas de jouer aux titres AAA actuels avec des paramètres graphiques élevés, même avec des résolutions 1080p ou Full HD.

La raison de ces inquiétudes et pourquoi le minimum de 8 Go est un nombre déroutant est que la capacité nécessaire Cela ne dépendra pas seulement de la résolution comme vous le pensiez. D'autres aspects influencent également, comme

Type de jeu vidéo:Chaque titre AAA peut nécessiter plus ou moins de capacité VRAM en fonction de facteurs tels que son optimisation, le réalisme de ses graphismes, etc.
Paramètres graphiques:car selon la configuration ou la qualité choisie par l'utilisateur, la quantité de VRAM utilisée peut augmenter ou diminuer.
Moteurs graphiques ou moteurs de jeuÀ mesure que les jeux deviennent plus performants et offrent des graphismes toujours plus réalistes, la quantité de VRAM requise augmente. Le célèbre moteur Unreal Engine 5 en est un exemple : il nécessite un peu plus de 8 Go pour fonctionner correctement.

Actuellement, 12 Go sont sans doute devenus les nouveaux 8 Go. Il est donc préférable d'opter pour une carte graphique d'au moins 12 Go.

À l’avenir, le développeurs de jeux vidéo Les développeurs devront relever un défi majeur s'ils souhaitent toucher un public plus large avec des cartes graphiques dotées de seulement 8 Go de VRAM. En effet, il sera de plus en plus difficile de faire tourner de nouveaux titres sur ces cartes, même optimisées. En effet, la qualité graphique actuelle et les nouvelles technologies graphiques nécessitent de plus en plus de données stockées en VRAM, ce qui accroît sa consommation d'espace. La VRAM stocke non seulement les textures, mais aussi les maillages, les shaders, les tampons d'images et d'autres données nécessaires au rendu de la scène, telles que les objets, les valeurs de shaders et les informations d'éclairage.

J'espère que vous comprenez désormais un peu mieux ce qu'est la VRAM, à quoi elle sert et quelle quantité vous devriez en avoir...