Влияние объема видеопамяти в видеокарте и на что он тратится?

Объем видеопамяти – суммарная емкость памяти видеокарты, которая хранит изображение для вывода на монитор. Не всегда большой объем видеокарты говорит о ее высокой производительности. Это лишь маркетинговый ход, поэтому нужно обращать внимание и на другие важные характеристики (тип памяти, разрядность шины и тд) при выборе видеокарты.

Функция видеопамять не отличается от «обычной» памяти, которую использует ваш ПК. Она встроен в видеокарту и использует более быстрые типы оперативной памяти, такие как GDDR5, GDDR5X, HBM2 и GDDR6.

Больше – лучше?

Многие люди ошибочно думают, что больший объем видеопамяти всегда дает прибавку в производительности и именно от него зависит быстродействие системы.

Вынуждены вас огорчить, но это не так. В производительности большую роль играет производительность самого чипа. Так старая топовая видеокарта с маленьким объемом видеопамяти может быть значительно быстрее в играх, чем более новая карта бюджетного уровня с большим объемом видеопамяти. Например, GT 9800 при своих 512 Мб видеопамяти была быстрее, чем GTS 240 с ее 1024 Мб.

Несомненно, подсистема памяти в видеокарте важна. Но преимущества от ее объема будут лишь в том случае, когда этого объема раньше не хватало. То есть в операциях, не требующих большого объема видеопамяти никаких преимуществ вы не заметите.

Совместимость с блоком питания

Большинство статей расписывают совместимость видеокарты с процессором, оперативной памятью и материнской платой. Для неискушенного пользователя эти параметры не критичны, потому что видеокарта будет работать практически с любым «железом». Но есть важный нюанс.

Если вы поставите топовую MSI GeForce RTX 2080 Ti 2022 года на устаревший процессор Intel Core 2 Duo E8400 2008 года, то процессор не будет успевать нагружать видеокарту, и она будет использовать примерно 10% от возможной мощности.

Важный параметр, без которого видеокарта может не запуститься —– это блок питания. К нему подключается видеокарта с помощью коннекторов. Перед покупкой посмотрите на панели с разъемами, какие коннекторы нужно подключить к блоку питания или найдите в инструкции графу «Требование к БП (Вт)».

• 6 pin – коннектор, популярный у бюджетных видеокарт;
• 8 pin – коннектор с более высокой мощностью.

Видеокарты с небольшим энергопотреблением могут обходиться без коннекторов и питаться напрямую от материнской платы. А мощным видеочипам нужно много питания, поэтому часто они используют два разъема сразу: 6+6 pin или 6+8 pin.

Какие характеристики есть у видеопамяти?

У видеопамяти есть большее число характеристик, чем один лишь объем. Ключевым параметром помимо объема является ее пропускная способность. Она рассчитывается из таких показателей, как разрядность памяти и ее частота.

Для оценки пропускной способности памяти надо разделить разрядность шины на 8 (она указана в битах, нам же нужно в байтах) и умножить полученную величину на частоту памяти, выраженную в ГГц. Так вы получите пропускную способность памяти, выраженную в ГБ/с. Эта характеристика имеет особое значение в видеокартах топового уровня, так как здесь производительность самого чипа велика.

А что же значит DDR3, GDDR3 и GDDR5? Это тип памяти. Отличий между ними немного, фактически только частота. Среди этих трех типов самой быстрой является GDDR5. Совсем недавно появилась еще HBM память (AMD R9 Fury) и GDDR5X (GTX 1080), среди которых быстрее будет первая.

Видеоразъемы

В наше время есть переходники для любых разъемов, но, чтобы не покупать дополнительные «приблуды» заранее проверьте, какие разъемы вам необходимы:

VGA (D-Sub) — устаревший аналоговый разъем для бюджетных мониторов, проекторов и игровых консолей.

DVI — более современный разъем для мониторов в нескольких вариантах: DVI-I, DVI-A и DVI-D. Маркировка на обратной стороне монитора подскажет, какой тип разъема вам необходим.

HDMI — распространенный цифровой выход от монитора, способный передавать многоканальный аудиосигнал. HDMI 2.0 есть на большинстве современных видеокарт.

DisplayPort — самый популярный выход, который имеет переходники для всех видеоразъемов. Обычно на видеокарте установлено несколько DisplayPort для разных мониторов или устройств.

Что делает видеопамять?

Видеопамять это своего рода специальная оперативная память для видеокарты. В нее помещаются данные для последующей оперативной обработки.

На задействованный объем в играх влияют:

• разрешение
• сглаживание
• качество текстур
• другие настройки графики

Если вы не уложитесь в ваш объем, то ничего страшного не произойдет, ваш компьютер не взорвется, а видеокарта не сгорит. Просто часть данных выгрузится из видеопамяти в оперативную.

Это сулит:

• повышенным потреблением оперативной памяти
• сниженной производительностью из-за более низкой пропускной способности и большего числа операций по работе извлечению и работе с данными

В некоторых играх разница может составлять пару кадров в секунду, а в иных до 30%.

Два вида карт: дискретная и встроенная

Начнем с того, что есть видеокарта встроенная, а есть дискретная.

Встроенная или интегрированная видеокарта — это графический ускоритель, который встроен напрямую в процессор. У него нет собственной памяти, поэтому, когда вы запускаете игры, чип использует ресурсы оперативной памяти. Это значительно тормозит работу браузера и системные процессы.

Интегрированный ускоритель используется в большинстве ноутбуков из-за небольшого размера и в бюджетных ПК из-за дешевизны. Его нельзя купить или заменить отдельно от центрального процессора.

Интегрированный видеочип подойдет тем, кто использует офисные приложения, простые графические редакторы, браузерные игры и серфит в сети.

Встроенная видеокарта

Так что же мне выбрать?

Для того чтобы определить количество необходимой видеопамяти, надо сначала определиться с вашими потребностями и бюджетом.

Надо отметить, что встроенная в процессор графика использует общую оперативную память.
Вспомогательная таблица для выбора объема видеопамяти

* означает, что у таких решений обычно фиксированный объем видеопамяти, а у профессиональных видеокарт вообще нет версий от других производителей. Также надо отметить, что эта таблица не подходит к новым чипам Fiji от AMD (R9 Fury, R9 Nano), така как в них используется HBM память первого поколения, объем которой не может превышать 4 ГБ, зато очень высокая пропускная способность.

Если хотите побольше узнать про NVIDIA Quadro и AMD FirePro, то можете перейти по соответствующим ссылкам.

Тактовая (штатная) частота видеочипа

Чем выше частота, тем больше задач выполняет графический ускоритель за единицу времени. Информацию о тактовой частоте можно узнать в графе инструкции «Частота GPU базовая (MHz)».

Для нетребовательных систем подойдет штатная частота до 950 МГц.

Наиболее популярный средний сегмент 950-1350 МГц.

У высокопроизводительных чипов показатель обычно не превышает 1800 МГц, потому что высокая частота потребляет больше энергии и требует серьезной системы охлаждения.

А сколько стоит

Следуя уже озвученной формуле по выбору комплектующих, рассмотрим цены. Сложно писать о них в 2022 году, который запомнился кризисом чипов и постоянными перебоями поставок.
Точных цифр не будет по двум причинам. Во-первых, это коммерческая тайна. Во-вторых, и это главное, с момента анонсирования карт весной цены успели измениться (и, уверен, продолжат меняться далее).

Будем использовать такой подход: примем за эталон GPU A5000 — его цена в сравнительной таблице будет равняться 1 «попугаю». Цены на остальные карты я представлю через отношение к цене A5000. A10 и A16 в близком ценовом диапазоне, поэтому «стоят» столько же.

На этом этапе соотношение цен и заявленных характеристик ожидаемо. Первый кандидат на добавление в линейку видеокарт Selectel, на роль младшей модели, – А2000. Также вызывает интерес паритет между A5000, A10 и A16.

Изнанка наших GPU.
Перейдем к тестированию производительности претендентов.

Система охлаждения

Как и процессор, видеокарта нагревается во время работы, и требует принудительного охлаждения. Некоторые устаревшие и неигровые ускорители охлаждаются пассивно, но такая система практически не встречается. Обычно над рабочей платой установлено от одного до трех вентиляторов, которые отводят лишнее тепло. В режиме бездействия кулеры отключаются.

Популярность набирает водяное охлаждение. Но даже бюджетные системы стоят от 5-7 тысяч рублей.

Чтобы охлаждение работало эффективно, перед вентиляторами должно быть свободное пространство в 5-10 см.

Тестирование видеокарт

Проводить тесты оборудования — обычная практика для Selectel. Мы используем большое количество железа в различных продуктах компании, поэтому тестируем его как на совместимость друг с другом и ПО, так и на производительность.
Для этого у нас есть своя «лаборатория» — Selectel Lab. Некоторое оборудование мы даже предоставляем клиентам для бесплатного тестирования в их проектах. Из свежих примеров: отдаем на тест настоящего монстра DGX A100 c 8 одноименными видеокартами. Подробней о его бенчмарке можно прочитать по ссылке.

Для тестирования новых видеокарт мы собрали тестовые серверы с двумя мощными процессорами от Intel и достаточным количеством оперативной памяти.

Вот один из серверов для тестирования.
Характеристики следующие:

• 2 × Intel® Xeon® Gold 6240: 18 ядер с частотой 2.6 ГГц
• 192–384 ГБ DDR4;
• 240–480 ГБ SSD SATA;
• 1 × выбранный GPU

Бенчмарки, которые мы выбрали:
GeekBench 5

— общий тест, моделирующий выполнение задач и определяющий производительность GPU.

AI-benchmark

— тест производительности, который замеряет скорость обучения и применения различных нейронных сетей на задачах распознавания и классификации.

V-Ray Benchmark

— тест для проверки скорости рендеринга.

ffmpeg NVENC

— тест на производительность при транскодинге видео.

Результаты тестирования представлены в таблице. Выделили лидеров по каждому пункту.

На время написания статьи видеокарт A16 и RTX A6000 на руках у нас не было, поэтому в таблицу они не вошли. Их бенчмарк планируется позже.