Что делает технологии видеопамяти и оперативной памяти такими похожими и в то же время такими разными? Могут ли они использоваться взаимозаменяемо? Это одно и то же с разными названиями?
В этой статье я собираюсь подробно ответить на все вопросы, которые могут у вас возникнуть об ОЗУ и видеопамяти, и к концу вы должны знать всё, что вам нужно, чтобы различать и идентифицировать их.
Что такое ОЗУ
Оперативная память или RAM – это динамическая память, используемая вашим главным процессором или центральным процессором (ЦП).
Оперативная память является неотъемлемой частью многих функций ПК, смарт-устройства, игровой консоли и т.д. Она отвечает за хранение баз данных приложений в памяти для быстрого доступа к ним со стороны ЦП и других компонентов.
Помимо приложений, это также важно для хранения больших файлов для повышения производительности, хотя есть некоторое пересечение с VRAM, когда речь идёт о специфике того, как это применяется.
По большому счету, RAM и VRAM – это отдельные технологии. Но давайте поговорим о том, что такое VRAM на самом деле.
Что такое VRAM
VRAM или видеопамять с произвольным доступом – это динамическая память, используемая конкретно вашим графическим процессором (GPU) или интегрированной графикой (на SoC [система на чипе] или APU).
VRAM не используется для общих вычислительных целей – как следует из названия, она привязана к конкретным задачам, связанным с видео.
В играх VRAM управляет необработанными данными, необходимыми для загрузки сцены.
Объём используемой видеопамяти может напрямую зависеть от таких настроек, как разрешение и качество текстур, хотя для игр также довольно часто требуется столько видеопамяти, сколько они могут получить, даже если это не приводит к улучшению производительности.
Для чего-то вроде профессионального 3D-рендеринга или редактирования видео VRAM работает аналогично, но не так произвольно.
Объём видеопамяти в профессиональном программном обеспечении напрямую зависит от размера и сложности проектов, которыми вы можете управлять.
Обычная старая оперативная память также может использоваться в этих сценариях, но в большинстве сценариев она намного медленнее, чем VRAM, что приводит к замедлению и узким местам.
Одна важная причина, по которой движки рендеринга GPU значительно замедляются при использовании ОЗУ вместо видеопамяти (читай: когда 3D-сцена становится слишком большой, чтобы полностью поместиться в одну только видеопамять), заключается в том, что физически ОЗУ (на материнской плате) находится намного дальше, чем видеопамять, которая припаяна прямо на печатную плату видеокарты рядом с ядром графического процессора. Чем ближе память, тем меньше задержка, тем выше производительность.
Типы оперативной памяти
RAM DDR
Оперативная память DDR или ОЗУ с двойной скоростью передачи данных – это то, что используется ПК и смарт-устройствами в качестве системной памяти.
Он называется «с двойной скоростью передачи данных», потому что её скорость фактически удваивается всякий раз, когда вы используете два или более модуля, и это действительно необходимо для достижения номинальной частоты, указанной на коробке.
Например, вы не сможете запустить 3600 МГц ОЗУ на частоте 3600 МГц, если у вас нет двух планок ОЗУ, в противном случае ваша единственная планка ОЗУ будет работать на половине объявленной частоты.
Существует несколько поколений оперативной памяти DDR, но на данный момент наиболее распространенными вариантами на рынке являются DDR4 и недавно представленная DDR5.
DDR3 сегодня, в основном, предназначена для старых ПК, тогда как DDR4 совместима с большинством ПК, даже с рядом платформ текущего поколения, которые могут поддерживать DDR5.
Пока цены на память DDR5 не упадут, я рекомендую использовать платы, совместимые с DDR4.
Чтобы получить представление о том, как стандарт DDR RAM развивался с течением времени, я перечислю каждый стандарт и его спецификации ниже.
Скачки поколений в памяти DDR поколений
- Оперативная память DDR – стартовала с 200 МГц, достигает пиковой частоты 400 МГц.
- Оперативная память DDR2 – стартовала с 400 МГц, достигает пиковой частоты 1066 МГц.
- Оперативная память DDR3 – стартовала с 800 МГц, достигает пика на 2133 МГц.
- Оперативная память DDR4 – начальная частота 1600 МГц*, максимальная частота 3600 МГц.**
- Оперативная память DDR5 – начальная частота 3200 МГц, максимальная частота 6400 МГц.***
* Большая часть оперативной памяти DDR4 начинает продаваться с частотой 2133 МГц или выше, что является более очевидным улучшением по сравнению с DDR3.
** Это не самая высокая скорость, достижимая с оперативной памятью DDR4. В настоящее время на рынке доступна оперативная память до DDR4-5333 от G.Skill.
*** Поскольку на момент написания статьи DDR5 является новым стандартом, это ограничение может со временем увеличиться.
Однако, для достижения этих гораздо высоких скоростей ОЗУ вам потребуется настроить XMP или эквивалентные параметры вашего BIOS, иначе модули памяти не будут работать на номинальных скоростях в вашей системе.
Обязательно тщательно изучите выбор материнской платы и процессора, прежде чем приобретать высокопроизводительную оперативную память!
Типы видеопамяти
GDDR VRAM
GDDR RAM или Graphics Double Data RAM, является основным типом памяти, используемым большинством видеокарт.
Некоторые видеокарты также могут использовать HBM VRAM или, в особо тяжелых случаях, DDR RAM.
Интересно, что бывают ситуации, когда DDR VRAM не так уж и плоха. Подробнее об этом в соответствующем разделе ниже.
Как и для DDR RAM, существует множество поколений GDDR VRAM.
Однако, в отличие от комплектов DDR, GDDR не продаётся отдельно и не имеет разных скоростей в конкретном поколении.
Вы не можете добавить или обновить VRAM, поскольку она припаяны к печатной плате видеокарты. Любое улучшение GDDR выполняется либо на стороне пользователя посредством разгона, либо на уровне производства посредством надлежащего обновления поколения.
С учетом сказанного, вот поколения оперативной памяти GDDR:
- Оперативная память GDDR – первоначально называлась DDR SGRAM.
- Оперативная память GDDR2 – тактовая частота памяти 500 МГц со скоростью передачи 16 ГБ/с. По сути, это первый «настоящий» стандарт GDDR.
- Оперативная память GDDR3 – тактовая частота памяти 625 МГц со скоростью передачи 19,9 ГБ/с.
- Оперативная память GDDR4 – тактовая частота памяти 275 МГц со скоростью передачи 17,6 ГБ/с. Хотя эти цифры ниже, чем у GDDR3, GDDR4 намного быстрее благодаря архитектурным улучшениям.
- Оперативная память GDDR5 – тактовая частота памяти 625-1000 МГц со скоростью передачи до 64 ГБ/с. Именно здесь у VRAM начинают появляться мускулы для современных игр.
- Оперативная память GDDR5X – тактовая частота памяти 625-875 МГц со скоростью передачи до 112 ГБ/с. Это улучшение поколения GDDR5, но по-прежнему используется та же базовая архитектура. Вне сценариев с ограниченной пропускной способностью реальные улучшения производительности будут ограничены по сравнению с GDDR5.
- Оперативная память GDDR6 – тактовая частота памяти 875-1000 МГц со скоростью передачи до 128 ГБ/с. Предлагает значительное улучшение производительности по сравнению с GDDR5X из-за архитектурных улучшений, помимо небольшого увеличения скорости передачи данных.
- Оперативная память GDDR6X – на момент написания статьи ещё не стандартизирована. Ожидается улучшение поколения по сравнению с GDDR6 со значительным улучшением температуры и энергопотребления.
HBM VRAM
HBM, или VRAM с высокой пропускной способностью, в основном используется графическими картами AMD Vega и графическими процессорами для центров обработки данных/серверов.
HBM довольно уникален и дорог в производстве, поэтому HBM вообще не очень часто встречается в потребительском графическом оборудовании.
Кажется, что даже карты AMD текущего поколения используют вместо этого GDDR6, но это может измениться, когда HBM3 стандартизируется.
- HBM VRAM – максимальная пропускная способность до 16 ГБ/с. Хотя это звучит ограниченно по сравнению с GDDR, эта версия HBM превосходила конкурирующий стандарт GDDR4, когда он был запущен в 2015 году.
- HBM2 VRAM – максимальная пропускная способность до 32 ГБ/с. Значительное улучшение по сравнению с HBM, именно здесь HBM становится довольно привлекательным вариантом, предлагая более высокие скорости, чем GDDR5.
- HBM2E VRAM – максимальная пропускная способность до 38,3 ГБ/с. Улучшение поколения по сравнению с HBM2, которое делает его более конкурентоспособным с GDDR5X и GDDR6.
- HBM3 VRAM – на момент написания статьи ещё не стандартизировано. Ожидается, что он предложит значительные улучшения по сравнению с 2E в соответствии с предыдущими обновлениями HBM и будет использоваться для графических процессоров центров обработки данных.
DDR VRAM
И наконец, у нас есть DDR VRAM.
К сожалению, это наихудший сценарий, когда стандартная оперативная память DDR для настольных ПК используется в качестве видеопамяти, а поскольку оперативная память для настольных ПК намного медленнее по сравнению с видеопамятью, это может быть довольно серьёзным препятствием.
Во всяком случае, это относится к графическим картам, которые поставляются с ОЗУ DDR – есть немного лучший сценарий для использования DDR в качестве VRAM.
Это когда вы используете AMD APU или процессор Intel со встроенным графическим процессором.
По сути, вы можете получить гораздо большую производительность от этих маленьких встроенных графических чипов, если вы используете DDR4 или новее и скорости с рейтингом XMP, такие как 3600 МГц.
Это единственный случай в области настольных ПК, где приемлема DDR VRAM; если вы покупаете дискретную графическую карту, обязательно должны быть надлежащие GDDR или HBM.
Как используется оперативная память
Что ж, оперативная память одновременно используется практически для всего на вашем ПК, но также влияет на производительность в большинстве приложений, особенно с современными стандартами DDR, которые хорошо подходят для типичных рабочих нагрузок вашего ПК.
Процессору нужна память для обработки задач любого типа. У него есть собственные кэши (L1, L2, L3 и т.д.), которые очень быстры и близки к ядрам ЦП, но эти кэши очень маленькие. Процессорные кэши быстро заполняются, а затем перетекают в оперативную память вашей системы, которая установлена рядом с процессором на материнской плате.
Из других компонентов вашего ПК оперативная память наиболее тесно связана с вашим процессором и материнской платой.
Чипсет материнской платы будет определять максимальную скорость и тайминги, которых вы можете достичь с вашим конкретным комплектом оперативной памяти DDR.
Между тем, производительность процессора повышается всякий раз, когда память работает в двухканальной конфигурации или лучше.
Особенно, если вы хотите разогнать или использовать высокопроизводительный процессор, важно выбрать высококачественную оперативную память.
Только в редких случаях обновление оперативной памяти – само по себе – значительно повлияет на производительность вашей рабочей нагрузки:
- Увеличение объёма ОЗУ может повысить производительность, если ваши рабочие нагрузки ранее переносились на кэш диска (файл подкачки)
- Обновление с одного модуля ОЗУ до двух модулей удвоит частоту и потенциальную пропускную способность, если ваши рабочие нагрузки могут использовать это
- Использование четырёх или даже восьми каналов на поддерживаемых материнских платах увеличит пропускную способность, которую могут использовать некоторые рабочие нагрузки
- Обновление низкочастотной оперативной памяти с высокой задержкой до высокочастотной оперативной памяти с малой задержкой может повысить производительность в некоторых рабочих нагрузках
Однако, в большинстве рабочих нагрузок обновление оперативной памяти даст вам лишь незначительное повышение производительности по сравнению с обновлением процессора или видеокарты.
Как используется видеопамять
VRAM используется только для графического оборудования. Это означает, что вы найдёте её только на видеокартах, ноутбуках, игровых консолях и других высокопроизводительных ПК или смарт-устройствах.
В приложениях для повышения производительности, основанных на рендеринге, VRAM используется для хранения таких вещей, как 3D-сцены, текстуры или деревья трассировки лучей, в быстрой, активной памяти, непосредственно доступной для GPU.
VRAM относится к графическому процессору так же, как ОЗУ к центральному процессору; она служит жизненно важным кэшем для управления большим количеством информации в режиме реального времени.
Для таких рабочих нагрузок наличие большого количества видеопамяти и вычислительной мощности не только сокращает время рендеринга, но и увеличивает масштаб того, что можно сделать с проектом, не рискуя сбоями и узкими местами.
Когда RAM используется как VRAM
Как обсуждалось выше, ОЗУ, используемое в качестве видеопамяти, обычно является большим красным предупреждающим знаком потенциальной плохой производительности, особенно на дискретной видеокарте.
Тем не менее, выбор правильной оперативной памяти при сборке ПК со встроенной графикой или APU может значительно улучшить вашу работу, а графические архитектуры встроенные в процессор лучше работают с оперативной памятью DDR, чем архитектура дискретной видеокарты.
Когда VRAM используется как RAM
VRAM обычно не используется в качестве оперативной памяти общего назначения.
Когда это так, это на самом деле довольно быстро, но вы реально увидите, что производители делают это только в игровом оборудовании, таком как последние консоли PlayStation и Xbox.
Довольно неэффективно использовать VRAM в качестве обычной RAM из-за более высокой стоимости, но в случае выделенных игровых машин с фиксированной архитектурой, таких как эти консоли, гибридный подход имеет смысл.
Кроме того, поскольку всё находится на одном SoC (система на чипе), проблемы с пропускной способностью, которые обычно возникают при разделении ЦП и ГП на материнской плате, здесь не играют роли.
К сожалению, вы не можете использовать видеопамять вашей видеокарты в качестве стандартной оперативной памяти на вашем ПК .
Часто задаваемые вопросы о памяти ПК
Сколько оперативной памяти мне нужно?
Объём оперативной памяти, который вам нужен, действительно зависит от вашей рабочей нагрузки.
Если вы используете свой компьютер только для просмотра веб-страниц и других несложных задач, что-то вроде 8 ГБ ОЗУ должно быть достаточно.
Это также работает для игровых сборок начального уровня, но некоторые игры начинают требовать более 8 ГБ системной оперативной памяти.
Для высокопроизводительных игр и сборок для рендеринга/редактирования 16 ГБ ОЗУ являются отправной точкой для подлинной гибкости в работе, которую вы выполняете.
Вы можете в значительной степени продолжить масштабирование в соответствии с масштабом вашей рабочей нагрузки, но 32 и особенно 64 ГБ ОЗУ определенно расширяют практичность для несерверных машин.
Сколько видеопамяти мне нужно?
Объём видеопамяти, который вам нужен… не имеет однозначного ответа. поскольку сама по себе видеопамять не определяет производительность графического процессора.
Тем не менее, зная, какие типы видеопамяти хороши (GDDR и HBM), каковы текущие поколения (GDDR6X и HBM2E), стоит начать. Я уже говорил об этом, но я не говорил о различных возможностях VRAM.
Первое, что нужно знать о емкости VRAM, это то, что её использование очень сильно зависит от того, что вы делаете.
Емкость видеопамяти для профессиональных целей, таких как 3D-рендеринг, в значительной степени зависит от масштаба любого проекта, над которым вы работаете.
Если у вас есть большая 3D-сцена, наличие достаточного количества видеопамяти для её одновременного размещения внутри идеально подходит для уменьшения узких мест в системной памяти.
Для игр требования к емкости VRAM могут меняться в зависимости от игры. Некоторые игры можно даже запускать в разрешении 4K, имея всего 2 ГБ видеопамяти – я делал это на GTX 760.
Тем не менее, для современных и передовых игр AAA базовый уровень для хорошего опыта с разрешением 1080p начинается с 4-6 ГБ видеопамяти GDDR5X/HBM2 или выше.
Какая оперативная память нужна для встроенной графики?
Наконец, поговорим о том, какая оперативная память нужна для встроенной графики.
В конце концов, это единственный сценарий для настольного ПК, где ваша оперативная память будет вести себя также как видеопамять.
В этом случае я настоятельно рекомендую выбрать Samsung B-Die Memory, особенно если вы используете платформу AMD. (Для Intel это тоже неплохо, но AMD может получить ещё несколько бонусов).
Samsung B-Die Memory особенно хорошо подходит для разгона памяти, что делает её фаворитом среди энтузиастов.
Что ещё более важно, достижение высокого разгона памяти с помощью Samsung B-Die Memory не только повысит производительность процессора (AMD), но также повысит производительность встроенной графики любого процессора, предоставив ему более быструю VRAM для работы.
