VRAM – на что влияет при видеообработке?

Приветствую Вас, мои дорогие друзья. Я уверен, что среди вас немало любителей компьютерных игр. Которые в поисках ответ на вопрос о производительности компа интересовались таким его компонентом как VRAM. Что ж, этот важный элемент системы действительно достоин того, чтобы посвятить ему целую статью.

Традиционно начнем с расшифровки названия. Оно составлено из первых литер англоязычного определения «Video Random Access Memory» (память произвольного доступа).

То есть, эта RAM, только предназначенная сугубо для отображения видео. Фактически это такие же чипы, как и на оперативе, только устанавливаются они на плату дискретного или в зону интегрированного видеоадаптера.

Желающие посмотреть, где находится на видеокарте модуль памяти, могут заглянуть под крышку системника. Ну и необходимо будет заглянуть под систему охлаждения видюхи, или на данную иллюстрацию.

Как видите GPU и VRAM находятся в непосредственной близости, что говорит об их тесной взаимосвязи.

Буфер для готовых изображений

Для чего же нужна видеопамять и почему нельзя обойтись обычной оперативной? Дело в том, что RAM предназначена для решения рядовых задач. Которые в большинстве случаев не представляют особой сложности для процессора.

А вот когда необходимо отображать быстро сменяющиеся картинки в высоком разрешении, то тут необходимы дополнительные аппаратные резервы.

Да еще какие.

Давайте просто посчитаем, сколько «весит» один кадр для разных разрешений. Итак, при 32-х битном цветовом отображении пикселя:

для FullHD – (1920 х 1080) х 32 : 8 = 8,3 Мб;

для 4К – (3840 х 2160) х 32 : 8 = 33,2 Мб;

На самом деле это достаточно много. Ведь за секунду обрабатывается не менее 60 кадров. Что соответственно даст цифры порядка 0,5 и 2 Гб соответственно. Логично, что к моменту загрузки следующего кадра на экран его образ уже должен быть полностью сформирован, обработан и готов к передаче, например по HDMI. Встроенным графическим адаптерам такие задачи не по силам.

Принцип работы GPU

Не будем мешать все в кучу, а посмотрим, как задействуется в играх память видеокарты. Конечно, всю основную работу берет на себя графический процессор. Используя математические модели и программные алгоритмы, он просчитывает каждую поверхность. Наносит на нее текстуру, тени, после чего проецирует все это на плоскость, с определенной точки зрения. Которая может меняться по желанию геймера. Некоторые игры предполагают и стерео режим, при котором изображение создается сразу для двух точек.

Получаемая в итоге конечная двухмерная картинка, в которой каждому пикселю соответствует определенное значение цвета, должна передаваться на экран. Но если GPU будет формировать ее непосредственно на мониторе, то это не позволит получить качественную динамически изменяющуюся сцену. Поэтому созданный процессором кадр предварительно загружается в оперативную память по одному каналу, а по другому – считывается в готовом виде на монитор. Для решения данной задачи VRAM обладает двумя портами, что отличает ее от обычной оперативки.

Так какова же основная функция VRAM?

Мы уже с вами частично ответили на вопрос за что отвечает видеопамять: это сохранение готового изображения перед выводом его на монитор. Но до этого оно проходит сложную обработку, в которой так же участвует VRAM

Если говорить по-простому, то у данной памяти основная специализация это — детализация текстур.

Детально просчитанная картинка имеет четко обозначенные края каждого образа. Что в реальности превращает ее в мультяшную и существенно раздражает зрение. Чтобы сделать видеоконтент максимально реалистичным используют технологию anti-aliasing. Это один из эффективных алгоритмов которой предполагает изначальное создание изображений с разрешением больше требуемого и последующую математическую обработку соседствующих кадров.

Естественно при этом требуется наличие значительных ресурсов VRAM (ранее приведенные мной расчеты можно увеличить в несколько раз).

Детализация

Для большинства современных видеоигр огромное значение имеют текстуры и качество их прорисовки. GPU создает математическую модель поверхностей которым, в зависимости от условий придаются определенные свойства:

Фактура поверхности;
Цвет;
Яркость:

а так же дополнительные эффекты в виде теней, влажности, пылающего огня и прочее. Все они в большинстве случаев так же так же предварительно загружаются в оперативку видеокарты.

Для каждого из перечисленных параметров существует степень детализации. Которая может проявляться в количестве оттенков, участвующих в градации цветов, или в тонкостях прорисовки фактуры. Это все существенно влияет на объем занимаемой VRAM. Поэтому разработчики игр и видеокарт стараются максимально оптимизировать процесс вывода изображений.

Если в кадре целые участки поверхности имеет один цвет, то это позволяет существенно уменьшить ее размер в байтах. Убедится в этом просто, создав в Paint рисунки одного разрешения и разного содержания. Аналогичный алгоритм работает и в графическом чипе.

Качество проработки текстур и шейдеров имеет для геймера важное значение. В одном случае, приблизившись к стене, он увидит фактуру штукатурки, а в другом квадратные пиксели. Но пари максимальных настройках VRAM загружается по полной, и иногда ее может явно не хватать.

Что влияет на объём занимаемой VRAM?

Невозможно дать общий ответ на вопрос: что, и в какой степени влияет на занимаемый приложением (игрой) объем графической памяти. Более того, детальный анализ разных по типу современных требовательных игр показывает, что в одном случае вся нагрузка ложится на CPU, в другом акцент смещается на GPU, в третьем необходим определенный объем ОЗУ, а в четвертом именно размер RAM является определяющим фактором, позволяющим получить полное ощущение реальности от киберприключений.

Но некоторые разработчики предлагают интересный интерфейс настроек. Например, в GTA5 изменяя отдельные параметры видео вы увидите сведения о потребляемых ресурсах графической памяти.

Как у вас с памятью?

Знать объем памяти видеоадаптера очень полезно, особенно перед покупкой дорогостоящих лицензионных игр. Где посмотреть размер VRAM я сейчас расскажу:

На коробке или в техпаспорте видеоадаптера, установленного в вашем системнике;
Покопавшись в меню «Параметры»-«Система»-«Экран»-«Свойства графического адаптера» или (если у вас старая ОС) проделав подобный поиск в «Диспетчере устройств»;
Нажав левую клавишу мышки на экране, выбрав «Свойства» — «Параметры — Дополнительно» — «Адаптер»;
С помощью сторонних программ GPU-Z, AIDA64 или их аналогов.

Я искренне сочувствую, если объем графической памяти оказался для вас недостаточным. Ведь на частый вопрос, можно ли увеличить VRAM, ответ в большинстве случаев будет отрицательным.

Для серьезного апгрейда придется покупать новую видеокарту, которая стоит приличную сумму...

Но если «недостача» не слишком велика, а планки ОЗУ у вас установлены с запасом, то рекомендую попробовать такой способ.

Заходим в БИОС и ищем параметры интегрированных устройств (Video Settings, Graphics Settings, VGA Share Memory Size). Там вы увидите настройки с памятью (Graphic Memory).

Вот здесь и попробуйте поколдовать. Только не увлекайтесь, делайте это последовательно устанавливая очередное большее значение и опробуя систему в работе.