VRAM: Ano ito at para saan ito ginagamit?

Gabay sa Hardware » Mga Tutorial » VRAM: Ano ito at para saan ito ginagamit?

La VRAM o Video RAM memory Ito ay isa sa mga pinakamahalagang elemento pagdating sa isang computer na gagamitin para sa mga gawain sa graphics. Ang pagganap na maaaring makuha mula sa GPU ay higit na nakasalalay dito. Para sa kadahilanang ito, ilalaan namin ang artikulong ito sa pagtuklas sa mga lihim na taglay ng memorya na ito at sa kalikasan nito.

Maaari ka ring maging interesado sa pagbabasa:

• Mga Arkitektura ng GPU: Ang Mga Pagkakaiba sa Pagitan ng Intel, AMD, at NVIDIA
• GPU Virtualization: Ano Ito

GPU: isang "CPU" para sa mga graphics

Pagdating sa isang graphics card, tulad ng alam mo, ito ay halos tulad ng isang motherboard sa sarili nito, na may isang sentral na yunit ng pagproseso, sa kasong ito ang isang GPU na nakatuon sa mga graphics, mayroon din itong isang Memory RAM, sa kasong ito ang VRAM na makikita natin nang mas detalyado sa artikulong ito, isang firmware o BIOS, ang PCB mismo na ginawa ng mga tagagawa na mayroon ding karanasan sa mga motherboard tulad ng ASUS, Gigabyte, ASRock, MSI, atbp.

Sa kaso ng pagiging a iGPU o pinagsamang GPUSa kasong ito, ibabahagi nito ang isang bahagi ng RAM na nakalaan para sa GPU, at ang iba ay gagamitin ng CPU. Samakatuwid, ang bahaging ito ng pangunahing memorya ay maaaring ituring na VRAM para sa mga iGPU, kahit na wala itong eksaktong parehong mga katangian tulad ng GDDR.

VRAM kumpara sa RAM

La Ang VRAM ay isang uri ng pisikal na memorya na katulad ng RAMSa ilang mga kaso, ginagamit din ang RAM para sa mga layunin ng graphics, tulad ng sa mga iGPU, kung saan ito ay ibinabahagi sa CPU. Gayunpaman, magkaiba ang mga pangangailangan ng GPU at CPU. Ang GPU ay nangangailangan ng mas mataas na latency, bandwidth, at bilis dahil sa bilang ng mga core na pinamamahalaan nito at ang parallelism na kinakailangan upang maproseso ang napakalaking dami ng data, tulad ng kaso sa pagpoproseso ng mga graphics na may mga stream ng SIMD. Sa mga kasong ito, ang isang bahagi ng pangunahing memorya ay nakalaan para sa eksklusibong paggamit ng GPU, na maaaring limitahan ang mga kakayahan ng CPU.

Upang matugunan ang mga pangangailangan ng GPU, ito ay binuo isang bersyon ng RAM na espesyal na na-optimize para sa mga GPU, tinatawag na GDDR. Bagama't nakabatay sa kumbensyonal na DDR RAM, ang GDDR ay may makabuluhang mga pagpapahusay sa bus at bilis upang matugunan ang mga hinihingi ng bandwidth, bilis, at latency ng GPU.

Sa ilang system, gaya ng mga mobile device, modernong game console, at Apple M-Series processor, ginagamit ang pinag-isang sistema ng memorya na tinatawag na Unified Memory. Sa mga system na ito, ang CPU at GPU ay nagbabahagi ng parehong espasyo ng address ng RAM, ibig sabihin ay hindi na kailangang magkaroon ng magkaparehong kopya ng mga set ng data para sa CPU at GPU. Bagama't ang Memory RAM Hindi ito na-optimize upang matugunan ang mga pangangailangan ng bandwidth at bilis ng GPU, kaya ang ilang mga system ay gumagamit ng GDDR5 nang direkta sa halip na pinag-isang RAM, tulad ng kaso sa AMD APU sa Sony PlayStation XNUMX. Nagbibigay-daan ito para sa memorya na partikular na na-optimize para sa GPU.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng GDDR at DDR

Habang ang DDR ay ginagamit ng CPU, at sa ilang mga kaso ng iGPU gaya ng nabanggit ko kanina, ang GDDR ay isang memorya na partikular na idinisenyo para sa GPU:

• DDR (Dual na Rate ng Data): Ito ay isang uri ng SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) na ginagamit upang iimbak ang lahat ng data at mga tagubilin para sa mga program na dapat isagawa ng CPU. Sa kaso ng isang iGPU, magkakaroon din ito ng bahagi ng memoryang ito na nakalaan para sa GPU; sa ilang mga arkitektura ito ay hindi naa-access sa CPU, habang sa iba ito ay isang pinag-isang memorya, tulad ng sa mga sistema ng HSA. Higit pa rito, ang pangunahing memorya, o RAM para sa CPU, ay maaaring ipatupad sa mga module, tulad ng mga DIMM, o ihinang din sa mismong PCB.
• GDDR (Graphics DDR): Ito rin ay mga memory chip na may mga SDRAM cell, at nakabatay pa sa mga detalye ng DDR. Karaniwan ding ginagawa ang mga ito ng parehong mga manufacturer gaya ng SK Hynix, Micron, Samsung, atbp. Gayunpaman, sa kasong ito, maa-access lang ito ng GPU, at magkakaroon ng ilang pagkakaiba sa DDR para mapahusay ang mga pangangailangan ng GPU, na isang processing unit na may mas mataas na antas ng parallelism kumpara sa CPU. Sa kabilang banda, sa kasong ito, ito ay palaging ibebenta sa PCB.

Sa maikling salita, pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang uri ng memorya ay:

Mga pagtutukoys	DDR	Gddr
Ancho de banda	Bajo	Mataas
Pagkonsumo ng enerhiya	Mataas	Mababa
Pagpainit	Mas mataas	ibaba
Pagganap	Mababa	Mataas
Kapasidad	Mababa	Mataas
Kadalasan ng orasan	Mababa	Mataas
Gastos	kulang	pa

Ano ang memorya ng VRAM?

Bago magpatuloy sa pag-uusap tungkol sa kinakailangang kapasidad, mahalagang maunawaan mo kung ano ang VRAM at ang function nito sa system. VRAM (Video RAM) Isa itong random-access memory, katulad ng CPU RAM, ngunit partikular na nakatuon sa GPU. Iniimbak ng memorya na ito ang data na kailangan para mag-render ng mga pixel, texture, meshes, at iba pang elemento ng framebuffer sa monitor. Mahalagang banggitin na, sa maraming mga sistema, ang VRAM ay hindi ma-access sa parehong paraan tulad ng karaniwang RAM, dahil hindi ito nakamapa o nakikita ng programmer.

Mahalagang tandaan na kailangan din ng GPU makatanggap ng impormasyon mula sa CPU, gaya ng posisyon ng mga bagay at data ng pisika para sa pagproseso ng mga graphics. Samakatuwid, ang kinakailangang data na ito ay nakaimbak din sa VRAM, hindi lamang ang mga resulta.

Kasaysayan ng VRAM

Frederick Dill, Daniel Ling at Richard Matick Sila ang mag-imbento ng VRAM habang nagtatrabaho sa IBM research center. Gayunpaman, hindi ito na-patent noong panahong iyon, hanggang limang taon na ang lumipas. At hanggang 5 lang ito ginamit sa unang pagkakataon sa isang komersyal na PC, partikular para sa graphics adapter ng IBM PC RT.

Matapos ilabas ang PC na ito, nabawasan ang mga gastos sa produksyon ng dual-port na VRAM memory, na nagpapahintulot sa iba pang mga tagagawa na gamitin ito sa kanilang mga graphics acceleration na produkto o graphics card. Ang katotohanang ito ay nagmarka ng a punto ng pagpapalaki sa mundo ng mga graphics, dahil ang bilis at kalidad ay bumuti hanggang ngayon. Gayunpaman, may ilang mga pagtatangka na palitan ito ng HBM, ngunit mas mahal ang memorya na ito at mas limitado ang kapasidad nito, na nangangahulugang hindi ito naging tagumpay sa mundo ng PC...

Mga uri ng VRAM

Sa buong kasaysayan, nagkaroon bumuo ng maraming iba't ibang uri ng VRAM, Bagama't maraming tao ngayon ang naaalala lang ang mga pinakabagong bersyon gaya ng GDDR4, GDDR5 o GDDR6.

• SONIC: Ang memorya ng SAM ay isang uri ng linear na rehistro na ginagamit sa ilang mas lumang mga graphics card upang mag-imbak ng data na kailangan para sa digital-to-analog na conversion ng signal na kinakailangan para sa koneksyon sa mas lumang mga monitor na mayroon lamang mga analog port.
• CDRAM (Cache DRAM): Ito ay isang graphics memory na pinagsasama ang mga tampok ng SRAM static memory at DRAM dynamic na memory, at ginagamit bilang isang cache upang mapabilis ang mga graphics. Gayunpaman, ang memorya na ito ay mahal at ang kapasidad nito ay limitado.
• MDRAM o Multibank DRAM: ay isang uri ng high-speed RAM na nilikha ng MoSys Inc. Ang memorya na ito ay nahahati sa 32KB DRAM na mga bangko, na nagbibigay-daan sa indibidwal na access sa bawat bangko. Bagama't hindi na ginagamit ang memorya na ito ngayon, ginamit ito minsan sa ilang device gaya ng Hercules Dynamite 128, na mayroong 4MB ng MDRAM.
• Rambus VRAM: Nag-patent din ang kumpanya ng Rambus ng bagong bus para mapabilis ang daloy ng data sa pagitan ng VRAM at ng frame buffer.
• 3D RAMNilikha ng Mitsubishi ang graphics card na ito, na may kasamang karagdagang lohika, tulad ng isang ALU, na nagpapahintulot sa mga kalkulasyon na maisagawa para sa pagsubok ng Z-Buffer. Ginamit ang mga graphics card na ito para sa mga workstation ng Sun Microsystems batay sa mga processor ng UltraSPARC.
• SGRAM (Synchronous Graphics RAM): Ito ay karaniwang isang memorya ng VRAM batay sa mga selula ng SDRAM na may relatibong mababang presyo ng produksyon, ngunit may isang access port lamang, bagaman maaari itong kumilos bilang isang dual-port na memorya sa pamamagitan ng pagbubukas ng dalawang pahina ng memorya sa parehong oras.
• WRAM (Windows RAM): Wala itong kinalaman sa operating system; isa lang itong high-performance na VRAM na may dalawang port at mataas na bandwidth. Ginamit ito, halimbawa, sa mga graphics card tulad ng Number Nine Revolution 3D, o ang Matrox MGA Millennium.
• Pinalawak o nakabahaging RAMNakabahaging memorya: Ginagamit ang nakabahaging memorya kapag isinama ang GPU, gaya ng nabanggit ko kanina. Hindi ito dedikadong VRAM per se, ngunit sa halip ay isang DDR card na magagamit din ng GPU, kasama ang CPU. Sa maraming kaso, ang laki ng espasyong nakalaan para sa GPU ay maaaring baguhin mula sa BIOS/UEFI.
• HBM (Mataas na Bandwidth Memory)Ang HBM ay isang high-speed memory na ipinatupad sa AMD Radeon Fury graphics card. Bagama't nag-aalok ito ng mas mahusay na pagganap kaysa sa GDDR, ito ay mas mahal at may limitadong kapasidad. Dahil sa mga kawalan na ito, sa kalaunan ay pinili ng AMD na lumipat sa GDDR, bagama't ginagamit pa rin ang HBM sa sektor ng high-performance computing (HPC).
• GDDR (Graphics DDR)Ang GDDR (Graphics Double Data Rate) ay isang uri ng DDR SDRAM na partikular na idinisenyo para sa mga graphics card, na naiiba sa karaniwang DDR dahil mayroon itong mas maikling oras ng pag-access at mas mataas na frequency ng orasan. Sa paglipas ng panahon, ilang henerasyon ng GDDR ang lumitaw, tulad ng GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR6, at iba pa, bawat isa ay may mga pagpapahusay sa bilis at kapasidad.
• GDDRXAng isang halimbawa ay ang GDDR6X na ginagamit ng NVIDIA para sa mga pinakabagong graphics card nito. Ito ay isang pinahusay na bersyon ng GDDR6 upang makakuha ng higit na pagganap at binuo kasama ng Micron. Isa sa mga pinaka-kapansin-pansing feature ay ang paggamit nito ng PAM4 encoding para sa data bus sa halip na NRZ tulad ng conventional GDDR6.

Ngayon ay mayroon ka nang kaunti pang pag-unawa sa kung ano ang VRAM, ang mga pagkakaiba sa RAM, atbp. Ipagpatuloy natin ang paggalugad ng ilang mga interesanteng nauugnay na paksa...

Paano malalaman kung magkano ang VRAM ko

Kung gusto mong malaman magkano ang memory ng VRAM mayroon ka sa iyong graphics card, maaari mong sundin ang mga hakbang sa ibaba na ipinapaliwanag ko para sa iba't ibang mga operating system:

• Microsoft Windows 10 paitaas:
  1. Buksan ang settings.
  2. Sa loob ng window pumunta sa System.
  3. Pumunta sa Screen.
  4. Pagkatapos ay sa Advanced na Display.
  5. Sa mga katangian ng adaptor makikita mo ang isang linya na may nakalaang memorya ng video.
• GNU/Linux (Ubuntu):
  1. Pumunta sa System Preferences ng iyong distro.
  2. I-click ang Tungkol sa system na ito.
  3. Pagkatapos ay tingnan ang impormasyon sa seksyong Hardware, at doon mo makikita ang dami ng memorya.
• apple macOS:
  1. Mag-click sa icon ng mansanas sa kaliwang tuktok.
  2. Pagkatapos ay sa About This Mac sa drop-down na menu.
  3. Suriin ang seksyong Graphics. Kung ito ay isang Apple M-Series, tandaan na ito ay pag-iisa at ibabahagi sa iba pang mga SoC.

Gayundin, gamitin mga tool sa ikatlong partido upang malaman ang mga detalye at ang dami ng VRAM memory na mayroon ka sa iyong computer. Halimbawa, inirerekumenda ko ang paggamit GPU-Z ng TechPowerUp Magagamit para sa Microsoft Windows. Kapag na-download mo na ang app, patakbuhin ito at tingnan ang seksyong Laki ng Memorya ng tab na Graphics Card.

Maaari bang madagdagan ang VRAM?

Ang pagsagot sa tanong na ito ay hindi gaanong simple, ang bawat partikular na kaso ay kailangang suriinHalimbawa, maaari kang magabayan ng mga puntong ito:

• Mayroon kang a PC na may nakalaang graphics card o dGPU:
  • Kung ito ay isang desktop, kakailanganin mong i-upgrade ang iyong graphics card sa isang mas mataas na dulo upang palawakin ang VRAM.
  • Kung ito ay isang laptop na may nakalaang graphics, hindi mo rin mababago ang kapasidad ng VRAM, dahil ang mga chip ay ibebenta sa motherboard. Ang ilang mga laptop ay may MXM-type na mga module, kung saan, kailangan mo ring palitan ang module ng card ng mas mataas na kalidad, bagama't kadalasan ay walang maraming pagpipiliang mapagpipilian.
• Kung mayroon kang isang PC o laptop na may iGPU Kung gumagamit ka ng Intel o AMD APU, o anumang iba pang pinagsamang iGPU, gaya ng mga makikita sa ilang ARM SoC, atbp., maaari mong baguhin ang dami ng RAM na ibinahagi sa GPU sa ilang mga kaso. Upang gawin ito, maaari kang gumamit ng ilang mga pamamaraan:
  • Sinusuportahan ng ilang system ang pagbabago sa nakabahaging kapasidad ng RAM na inilaan sa GPU mula sa BIOS/UEFI:
    1. Pag-access sa Setup menu.
    2. Pagkatapos ay sa mga tab tulad ng Advanced na Mga Tampok o Chipset o katulad nito, depende sa brand ng firmware.
    3. Sa loob ng Graphics Configuration o Video Configuration o katulad nito.
    4. At doon, maghanap ng mga opsyon tulad ng laki ng memorya ng VGA o laki ng VRAM upang baguhin ang mga ito. Ito ay depende sa dami ng RAM na iyong na-install. Halimbawa, sa 4 GB ng RAM maaari kang gumamit ng 512 MB, sa 8 GB maaari mong gamitin ang 1 GB, sa 16 GB maaari mong gamitin ang 2 GB para sa mga graphics, atbp.
  • Maaari rin itong baguhin mula sa Windows Registry. Upang gawin ito, sundin ang mga hakbang na ito:
    1. Pindutin ang Windows + R.
    2. I-type ang regedit at pindutin ang ENTER.
    3. Hanapin ang entry na HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Intel o AMD (depende sa iyong kaso).
    4. Mag-right click sa Intel o AMD.
    5. Piliin ang Bago.
    6. Tapos Key.
    7. Pangalanan itong GMM.
    8. Kailangan mong gumamit ng DedicatedSegmentSize at magtalaga dito ng Decimal value. Tinutukoy nito ang dami ng memorya na gusto mong ilaan.
    9. Panghuli, i-reboot ang system.
• Kung mayroon kang isang Mac na may dedikadong GPU:
  • Kung ito ay AMD o NVIDIA (sa mga mas lumang modelo), maaari mong palitan ang graphics card anumang oras para sa isang sinusuportahang modelo na may mas maraming VRAM, kung available.
  • Kung ito ay isang MacBook na may nakalaang GPU, hindi ito maaaring palitan dahil naka-solder ito sa motherboard, tulad ng kaso sa ibang mga laptop.
• Kung mayroon kang isang Mac na may iGPU
  • Kung ito ay isang Intel iGPU, ang memorya na inilalaan sa mga graphics ay hindi maaaring tumaas.
  • Kung mayroon kang Apple M-Series, hindi mo rin ito mapapalitan, dahil mayroon itong pinag-isang memorya at ito ang para sa modelong SoC na binili mo.
• Maaari mo ring gamitin ang a Panlabas na GPU, gaya ng sinusuportahan ng ilang laptop system, at ang eGPU na ito ay may mas mataas na VRAM, tulad ng mga kumokonekta sa pamamagitan ng Thunderbolt.
• Para sa mga desktop computer, mayroong alternatibong paggamit ng a pagsasaayos ng multi-GPU, kung mayroon kang PCIe x16 slot na magagamit upang magdagdag ng pangalawang graphics card at hayaan silang gumana nang magkasama.

Paano kinakalkula ang kinakailangang memorya batay sa resolusyon?

Maaaring alam mo ang dami ng VRAM memory kinakailangan para sa bawat resolution ng screen, ngunit alam mo ba kung paano ito kinakalkula? Ang isang karaniwang halimbawa ay ang pagkalkula ng laki ng framebuffer na kinakailangan para sa isang FullHD na resolution na 1920x1080 pixels at 32-bit na kulay:

• 1920×1080 = 2073600 kabuuang pixel sa screen
• 2073600 x 32-bit = 66355200 bits
• 66355200 / 8 = 8294400 Bytes
• 8294400 / 1024 = 8100 KB
• 8100 / 1024 = 7,9 MB

Ito ay totoo na sa 8MB VRAM Maaaring ipakita ang isang larawan sa Full HD resolution, ngunit hindi iyon sapat para sa mga dynamic na graphics sa totoong mundo. Ang mas malalaking kapasidad ay kailangan dahil maraming iba pang mga halaga at mga kopya ng mga rendering texture ang dapat na nakaimbak. Higit pa rito, ang doble o triple na kopya ng data ay maaari ding mangailangan ng higit na kapasidad. Samakatuwid, ang mga kasalukuyang kapasidad ng VRAM ay kinakailangan upang matiyak ang pinakamainam na pagganap ng graphics at isang maayos na karanasan sa paglalaro. Ang GPU ay maaari ding mag-imbak ng mga panloob at binagong kopya ng mga texture sa pag-render upang maiwasan ang paulit-ulit na mga pagpapadala ng texture mula sa CPU.

Ang dami ng VRAM memory na mayroon ka sa iyong graphics card ay mahalaga upang makamit ang mahusay na pagganap sa mga video game at graphics applicationIto ay dahil ang dami ng magagamit na memorya ay tumutukoy sa kalidad ng imahe, mga oras ng paglo-load, at mga resolusyon na maaaring pangasiwaan. Kung ang graphics card ay walang sapat na VRAM, mabilis itong mapupuno, na magdudulot ng makabuluhang pagbaba sa pagganap. Sinasabi ng marami na sapat na ang 4GB ng VRAM upang magpatakbo ng mga laro ng AAA sa 1080p, habang kinakailangan ang 8GB para sa mga resolusyon ng UHD. Gayunpaman, ang pahayag na ito ay napatunayang hindi gaanong totoo sa mga araw na ito.

Kaya: gaano karaming VRAM ang kailangan ko?

Sa pangkalahatan, dapat mong sundin ang mga alituntuning ito para sa kung gaano karaming VRAM ang kailangan mo para sa paglalaro at personal na paggamit:

• 2 GB para sa mga pamagat na tumatakbo sa 720p.
• 4 GB para sa mga pamagat na tumatakbo sa 1080p na resolusyon.
• 6GB para sa 1440p gaming.
• 8 – 12 GB para sa 2160p o 4K.

Kung gusto mo ng graphics card para sa propesyonal na trabaho, tulad ng pag-render, pag-edit, atbp., kung gayon ang mga inirerekomendang kapasidad ay:

• 8GB para sa 720p hanggang 1080p.
• 16 GB para sa 4K.
• 32 – 64 GB para sa 8K, para sa komersyal na paggamit.

Ito ba ay eksaktong mga numero?

Tulad ng alam mo, sa mga bagong henerasyon ng mga graphics card, napagpasyahan na maglagay ng isang minimum na 8GB ng VRAM Sa ilang mga kaso, gayunpaman, nagdudulot ito ng kaguluhan sa ilang online na user na nagrereklamo na hindi sapat na i-play ang mga kasalukuyang pamagat ng AAA sa mga setting ng mataas na graphics, kahit na sa 1080p o Full HD na mga resolution.

Ang dahilan para sa mga alalahanin na ito at kung bakit ang 8GB na minimum ay isang nakalilitong numero ay ang kapasidad na kailangan Hindi lamang ito magdedepende sa resolusyon gaya ng naisip mo. Ang iba pang mga aspeto ay nakakaimpluwensya rin, tulad ng

• Uri ng video game: Ang bawat pamagat ng AAA ay maaaring mangailangan ng mas marami o mas kaunting kapasidad ng VRAM depende sa mga kadahilanan tulad ng pag-optimize nito, ang pagiging totoo ng mga graphics nito, atbp.
• Pag-configure ng grapiko: dahil depende sa configuration o kalidad na pinili ng user, ang halaga ng VRAM na ginamit ay maaaring tumaas o bumaba.
• Mga graphics engine o Game Engine: Habang nagiging mas advanced ang mga laro at nag-aalok ng mas makatotohanang mga graphics, pinapataas ng mga ito ang dami ng kinakailangang VRAM. Ang isang halimbawa nito ay ang sikat na Unreal Engine 5, na nangangailangan ng bahagyang higit sa 8 GB upang tumakbo nang maayos.

Sa kasalukuyan, ang 12GB ay maaaring ang bagong 8GB. Kaya, pinakamahusay na kumuha ng graphics card na may hindi bababa sa 12GB.

Sa hinaharap, ang mga developer ng video game haharapin ang isang malaking hamon kung gusto nilang maabot ang mas malawak na audience gamit ang mga graphics card na may lamang 8 GB ng VRAM, dahil lalong magiging mahirap para sa mga bagong pamagat na tumakbo sa mga card na ito, kahit na na-optimize ang mga ito. Ito ay dahil ang kasalukuyang kalidad ng graphics at mga bagong teknolohiya ng graphics ay nangangailangan ng higit at higit pang data na nakaimbak sa VRAM, na nagpapataas ng pagkonsumo ng espasyo nito. Ang VRAM ay hindi lamang nag-iimbak ng mga texture, kundi pati na rin ang mga meshes, shader, framebuffer, at iba pang data na kinakailangan upang i-render ang eksena, tulad ng mga bagay, mga halaga ng shader, at impormasyon sa pag-iilaw.

Sana ay mas malinaw na sa iyo ngayon kung ano ang VRAM, para saan ito ginagamit, at kung magkano ang dapat mong magkaroon...