VRAM：它是什么以及它有什么用途？

最后更新： 1月22，2024
作者： 海梅·埃雷拉
显存显存

La VRAM 或视频 RAM 内存 对于用于图形任务的计算机来说，它是最重要的元素之一。GPU 的性能很大程度上取决于它。因此，我们将用这篇文章来探索这块内存的秘密及其本质。

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说到显卡，正如你们所知道的，它本身几乎就像一块主板，带有一个中央处理器，在这种情况下是专用于图形的 GPU，它还有一个 RAM，在这种情况下，我们将在本文中更详细地看到 VRAM、固件或 BIOS、PCB 本身，这些制造商在主板方面也有经验，例如华硕、技嘉、华擎、MSI 等。

如果是 iGPU 或集成 GPU在这种情况下，它将共享一部分为 GPU 保留的 RAM，其余部分将由 CPU 使用。因此，这部分主内存可以被视为 iGPU 的 VRAM，即使它的特性与 GDDR 并不完全相同。

VRAM 与 RAM

La VRAM 是一种类似于 RAM 的物理内存在某些情况下，RAM 也用于图形处理，例如在 iGPU 中，RAM 与 CPU 共享。然而，GPU 和 CPU 的需求有所不同。由于 GPU 管理的内核数量以及处理海量数据所需的并行性（例如使用 SIMD 流进行图形处理的情况），GPU 需要更高的延迟、带宽和速度。在这些情况下，一部分主内存会被保留供 GPU 专用，这可能会限制 CPU 的功能。

为了满足 GPU 的需求，它被开发出来 专门针对 GPU 优化的 RAM 版本，简称 GDDR。虽然基于传统的 DDR RAM，但 GDDR 在总线和速度方面有显著改进，以满足 GPU 对带宽、速度和延迟的需求。

在某些系统中，例如移动设备、现代游戏机和 Apple M 系列处理器，会使用一种称为“统一内存”的统一内存系统。在这些系统中，CPU 和 GPU 共享相同的 RAM 地址空间，这意味着 CPU 和 GPU 无需拥有完全相同的数据集副本。尽管 RAM 它并未针对 GPU 的带宽和速度需求进行优化，因此某些系统直接使用 GDDR5 而不是统一 RAM，就像索尼 PlayStation XNUMX 中的 AMD APU 一样。这允许专门针对 GPU 进行内存优化。

GDDR 和 DDR 之间的差异

虽然 DDR 由 CPU 使用，并且在某些情况下由 iGPU 使用（正如我之前提到的），但 GDDR 是专为 GPU 设计的内存：

  • DDR（双倍数据速率）： 它是一种 SDRAM（同步动态随机存取存储器），用于存储 CPU 必须执行的程序的所有数据和指令。对于 iGPU，它还会将一部分内存保留给 GPU；在某些架构中，CPU 无法访问它，而在其他架构中，它则是统一的内存，例如 HSA 系统。此外，主存储器（CPU 的 RAM）可以实现在模块中，例如 DIMM，也可以焊接到 PCB 上。
  • GDDR（图形 DDR）：这些内存芯片也带有 SDRAM 单元，甚至基于 DDR 规格。它们通常由相同的制造商生产，例如 SK Hynix、Micron、Samsung 等。然而，在这种情况下，它只能由 GPU 访问，并且与 DDR 有所不同，以满足 GPU 的需求。GPU 是一个比 CPU 具有更高并行度的处理单元。另一方面，在这种情况下，它始终会焊接在 PCB 上。

简而言之， 主要区别 两种内存类型之间的区别在于：

规格sDDRGDDR
带宽低高
能源消耗高低
加热更高降低
性能低高
容量低高
时钟频率低高
考斯特减更多

什么是 VRAM 内存？

显存

在继续讨论所需容量之前，您必须了解什么是 VRAM 以及它在系统中的功能。 VRAM（视频 RAM） 它是一种随机存取存储器，类似于 CPU 的 RAM，但专供 GPU 使用。该存储器存储在显示器上渲染像素、纹理、网格和其他帧缓冲区元素所需的数据。需要注意的是，在许多系统上，VRAM 无法像传统 RAM 那样访问，因为它没有被映射，对程序员也不可见。

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必须记住的是，GPU 也需要 从CPU接收信息，例如物体的位置和用于图形处理的物理数据。因此，这些必要的数据（而不仅仅是结果）也存储在 VRAM 中。

VRAM 的历史

弗雷德里克·迪尔、丹尼尔·林和理查德·马蒂克 他们在 IBM 研究中心工作期间发明了 VRAM。然而，当时它直到五年后才获得专利。直到 5 年，它才首次应用于商用 PC，具体来说是 IBM PC RT 的图形适配器。

这款PC发布后，双端口VRAM内存的生产成本下降，使得其他制造商得以将其用于图形加速产品或显卡。这标志着 拐点 在图形领域，速度和质量如今已不断提高。然而，有人尝试用 HBM，但这种内存价格更昂贵，容量也更有限，这意味着它在 PC 领域并没有取得成功……

VRAM 的类型

纵观历史， 开发了多种不同类型的 VRAM， 尽管今天许多人只记得最新版本，例如 GDDR4、GDDR5 或 GDDR6。

  • 索尼克： SAM 内存是一种线性寄存器，用于一些较旧的显卡，以存储连接到仅具有模拟端口的较旧显示器所需的数模信号转换所需的数据。
  • CDRAM（缓存DRAM）：这是一种兼具 SRAM 静态内存和 DRAM 动态内存特性的显存，用作图形加速的缓存。然而，这种显存价格昂贵，容量有限。
  • MDRAM 或多组 DRAM：是由 MoSys Inc. 开发的一种高速 RAM。这种内存被划分为 32KB 的 DRAM 存储体，每个存储体都允许单独访问。虽然这种内存如今已不再使用，但它曾被用于一些设备，例如配备 128MB MDRAM 的 Hercules Dynamite 4。
  • Rambus 显存：Rambus公司还申请了一种新总线的专利，以加速VRAM和帧缓冲区之间的数据流。
  • 3D内存三菱公司制造了这款显卡，其中包含额外的逻辑，例如ALU（算术逻辑单元），用于执行Z-Buffer测试的计算。这些显卡用于基于UltraSPARC处理器的Sun Microsystems工作站。
  • SGRAM（同步图形RAM）：它基本上是一种基于 SDRAM 单元的 VRAM 存储器，生产价格相对较低，但只有一个访问端口，但它可以通过同时打开两个内存页面充当双端口内存。
  • WRAM（Windows RAM）： 它与操作系统无关；它只是另一种具有两个端口和高带宽的高性能 VRAM。例如，它曾用于 Number Nine Revolution 3D 或 Matrox MGA Millennium 等显卡。
  • 扩展或共享 RAM共享内存：正如我之前提到的，当 GPU 集成时，会使用共享内存。它本身并非专用的 VRAM，而是一块 DDR 卡，GPU 可以与 CPU 一起使用。在许多情况下，可以通过 BIOS/UEFI 修改为 GPU 预留的空间大小。
  • HBM（高带宽内存）HBM 是 AMD Radeon Fury 显卡中采用的高速内存。虽然它的性能比 GDDR 更好，但价格更高且容量有限。由于这些缺点，AMD 最终选择转向 GDDR，尽管 HBM 仍在高性能计算 (HPC) 领域使用。
  • GDDR（图形 DDR）GDDR（图形双倍数据速率）是一种专为显卡设计的 DDR SDRAM，与传统 DDR 不同，它具有更短的访问时间和更高的时钟频率。随着时间的推移，GDDR 已经发展出几代，例如 GDDR3、GDDR4、GDDR5、GDDR6 等，每一代的速度和容量都有所提升。
  • 图形内存控制器一个例子是NVIDIA在其最新显卡中使用的GDDR6X。这是GDDR6的改进版本，旨在提升性能，并与美光公司联合开发。其最显著的特点之一是，它的数据总线采用PAM4编码，而不是像传统的GDDR6那样采用NRZ编码。
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现在您对 VRAM 是什么、它与 RAM 的区别等有了更多的了解。让我们继续探索一些有趣的相关主题……

如何知道我有多少 VRAM

GPU

如果你想知道 多少VRAM内存 您的显卡上有，您可以按照下面我针对不同操作系统解释的步骤进行操作：

  • 微软Windows 以下10:
    1. 打开设置。
    2. 在窗口内进入系统。
    3. 前往屏幕。
    4. 然后进入高级显示。
    5. 在适配器属性中，您将看到一行带有专用视频内存的内容。
  • GNU/Linux（Ubuntu）:
    1. 转到您的发行版的系统偏好设置。
    2. 单击“关于本系统”。
    3. 然后查看硬件部分中的信息，您将能够看到内存量。
  • 苹果macOS:
    1. 点击左上角的苹果图标。
    2. 然后在下拉菜单中选择“关于本机”。
    3. 检查图形部分。如果是 Apple M 系列，请记住它将与其他 SoC 统一共享。

另外，使用 第三方工具 了解计算机上 VRAM 内存的详细信息和容量。例如，我建议使用 TechPowerUp 的 GPU-Z 适用于 Microsoft Windows。下载应用程序后，运行它并查看“显卡”选项卡中的“内存大小”部分。

VRAM 可以增加吗？

VRAM 类型

回答这个问题并不那么简单， 每个具体案例都必须具体分析例如，您可以遵循以下几点：

  • 你有一个 配备独立显卡的 PC 或 dGPU：
    • 如果是台式机，则需要将显卡升级到更高端的显卡以扩展 VRAM。
    • 如果笔记本电脑配备独立显卡，您也无法更改 VRAM 容量，因为芯片会被焊接到主板上。有些笔记本电脑配备的是 MXM 类型的模块，在这种情况下，您还需要将显卡模块更换为更高质量的模块，尽管通常情况下可供选择的选项并不多。
  • 如果你有一个 带有 iGPU 的 PC 或笔记本电脑 如果您使用的是 Intel 或 AMD APU，或者任何其他集成 iGPU（例如某些 ARM SoC 中的 iGPU），那么您可以在某些情况下更改与 GPU 共享的 RAM 大小。为此，您可以使用以下几种方法：
    • 某些系统支持从 BIOS/UEFI 修改分配给 GPU 的共享 RAM 容量:
      1. 访问设置菜单。
      2. 然后在“高级功能”或“芯片组”或类似的选项卡中，取决于固件品牌。
      3. 在图形配置或视频配置或类似配置中。
      4. 然后，找到“VGA 内存大小”或“VRAM 大小”等选项进行修改。具体大小取决于您安装的 RAM 大小。例如，如果 RAM 为 4 GB，则可以使用 512 MB；如果 RAM 为 8 GB，则可以使用 1 GB；如果 RAM 为 16 GB，则可以使用 2 GB 用于图形处理，等等。
    • 您也可以从 Windows 注册表进行修改。请按照以下步骤操作：
      1. 按 Windows + R。
      2. 键入 regedit 并按 ENTER。
      3. 查找条目 HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Intel 或 AMD（取决于您的情况）。
      4. 右键单击 Intel 或 AMD。
      5. 选择新建。
      6. 然后是 Key。
      7. 将其命名为 GMM。
      8. 您需要使用 DedicatedSegmentSize 并为其分配一个十进制值。这指定了您想要专用的内存量。
      9. 最后，重新启动系统。
  • 如果你有一个 配备专用 GPU 的 Mac：
    • 如果是 AMD 或 NVIDIA（旧型号），您可以随时将显卡换成具有更多 VRAM 的受支持型号（如果有）。
    • 如果是配备专用 GPU 的 MacBook，则无法更换，因为它焊接在主板上，就像其他笔记本电脑一样。
  • 如果你有一个 配备 iGPU 的 Mac
    • 如果是Intel iGPU，则无法增加分配给显卡的内存。
    • 如果您有 Apple M 系列，您也无法更改它，因为它具有统一内存，并且是您购买的 SoC 型号的内存。
  • 您还可以使用 外置 GPU，因为一些笔记本电脑系统支持，并且这个 eGPU 具有更高的 VRAM，就像那些通过 Thunderbolt 连接的一样。
  • 对于台式电脑，可以使用 多 GPU 配置，如果您有可用的 PCIe x16 插槽，则可以添加第二张显卡并让它们协同工作。
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如何根据分辨率计算所需的内存？

屏幕分辨率：它们是什么以及您需要哪一个

您可能知道 VRAM 内存容量 每个屏幕分辨率都需要多少帧缓冲区，但你知道它是如何计算的吗？一个常见的例子是计算 1920x1080 像素和 32 位色的全高清分辨率所需的帧缓冲区大小：

  • 1920×1080 = 屏幕总像素数 2073600
  • 2073600 x 32 位 = 66355200 位
  • 66355200 / 8 = 8294400 字节
  • 8294400 / 1024 = 8100 KB
  • 8100/1024=7,9MB

的确， 8MB显存 单幅图像可以以全高清分辨率显示，但这不足以满足现实世界中动态图形的需求。由于需要存储许多其他值和渲染纹理的副本，因此需要更大的容量。此外，两倍或三倍的数据副本也可能需要更大的容量。因此，当前的 VRAM 容量对于确保最佳图形性能和流畅的游戏体验至关重要。GPU 还可以存储渲染纹理的内部副本和转换副本，以避免重复从 CPU 发出纹理请求。

您的显卡上的 VRAM 内存容量是 对于在视频游戏和图形应用程序中实现良好性能至关重要这是因为可用内存的大小决定了图像质量、加载时间和可处理的分辨率。如果显卡没有足够的显存，它会很快被填满，导致性能显著下降。许多人声称 4GB 显存足以运行 1080p 的 8A 游戏，而 XNUMXGB 显存则需要超高清分辨率。然而，事实证明，这种说法如今已不再成立。

那么：我需要多少 VRAM？

一般来说，您应该遵循以下准则来确定游戏和个人使用所需的 VRAM 大小：

  • 对于以 2p 运行的标题，需要 720 GB。
  • 以 4p 分辨率运行的标题需要 1080 GB。
  • 6GB 适用于 1440p 游戏。
  • 8p 或 12K 需要 2160 – 4 GB。

如果您想要一张用于专业工作的显卡，例如渲染、编辑等，那么建议的容量是：

  • 8GB 适用于 720p 至 1080p。
  • 16K 需要 4 GB。
  • 32K 为 64 – 8 GB，用于商业用途。

这些是确切的数字吗？

显存显存

您可能知道，在新一代显卡中，我们决定加入 至少 8GB VRAM 然而，在某些情况下，这引起了一些在线用户的轰动，他们抱怨说，即使在 1080p 或全高清分辨率下，也不足以在高图形设置下播放当前的 AAA 游戏。

之所以存在这些担忧，以及为什么 8GB 的​​最低要求是一个令人困惑的数字，是因为所需的容量 这不仅取决于分辨率 正如你所想。其他因素也会影响，例如

  • 电子游戏类型：每个 AAA 游戏可能需要更多或更少的 VRAM 容量，具体取决于其优化、图形真实感等因素。
  • 图形设置：因为根据用户选择的配置或质量，使用的 VRAM 量可能会增加或减少。
  • 图形引擎或游戏引擎：随着游戏越来越先进，画面也越来越逼真，对显存 (VRAM) 的需求也随之增加。例如，著名的虚幻引擎 5，就需要略大于 8 GB 的显存才能流畅运行。

目前，12GB 可以说是新的 8GB。所以，最好至少购买 12GB 的显卡。

未来， 视频游戏开发商 如果想要用只有 8 GB VRAM 的显卡吸引更广泛的受众，游戏开发商将面临巨大的挑战，因为新游戏在这些显卡上运行会越来越困难，即使它们已经过优化。这是因为当前的图形质量和新的图形技术要求在 VRAM 中存储越来越多的数据，这会增加 VRAM 的空间占用。VRAM 不仅存储纹理，还存储网格、着色器、帧缓冲区以及渲染场景所需的其他数据，例如对象、着色器值和光照信息。

我希望现在您对 VRAM 是什么、它的用途是什么以及您应该拥有多少 VRAM 有了更清晰的了解......

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