VRAM Allocation vs. VRAM Usage - Hvad er forskellen?

Nvidia annoncerede deres nyeste RTX 3000-serie af grafikkort den 1. september^St., 2020 midt i massiv hype. Disse grafikkort lovede hidtil uset niveau af ydeevne ikke kun i traditionel rasteriseret gengivelse, men også i moderne RayTracing-spil. RTX 3000-kortserien ville fortsætte med at blive nogle af de hurtigste kort på markedet, der konkurrerer med AMDs bedste tilbud i RX 6000-serien. Den Ampere-baserede GPU, der var inde i disse kort, var meget hurtig alene, men den meget overlegne ydeevne var faktisk også et resultat af en anden forbedring. De to øverste kort i RTX 3000-serien, RTX 3090 og RTX 3080, spillede også splinterny GDDR6X-hukommelse, der er helt ny for forbrugerens grafikkort.

RTX 3080 havde en hukommelsesbufferstørrelse på 10 GB, mens RTX 3090 har en massiv 24 GB hukommelsesbufferstørrelse. Den relativt imponerende hukommelsesstørrelse på RTX 3080 forårsagede en del bekymring blandt Nvidia-troende, især i betragtning af at det ældre RTX 2080 Ti-flagskib havde 11 GB VRAM. Kort efter frigav AMD deres splinternye grafikkort i RX 6000-serien, som alle havde 16 GB VRAM, selvom de havde de langsommere GDDR6-hukommelsesmoduler. AMD pegede i deres reklamemateriale også mod muligheden for, at moderne spil bruger mere end 10 GB VRAM på opløsninger som 4K. Kort efter udgav Nvidia RTX 3060, som var et mellemstort grafikkort, men det havde underligt 12 GB VRAM. Dette hjalp kun med at mudre vandet endnu mere.

Hukommelsesstørrelsesdebat

På grund af den nominelle størrelse på RTX 3080's VRAM-buffer påpegede mange entusiaster, at moderne spil muligvis kræver mere end 10 GB VRAM under visse scenarier. Især i højere opløsninger som 4K har mange spil tendens til at krydse 8 GB og 10 GB VRAM-grænser, når de er fyldt med aktiver af høj kvalitet. Debatten blev intensiveret, da mange medier også leverede eksempler på spil som Doom Eternal og Resident Evil, der brugte mere end 10 GB VRAM på 4K.

Nvidia trofast svarede derimod med den kloge observation, at mange af disse spil faktisk tildelte mere VRAM, end de havde brug for, og dermed faktisk ikke brugte mere end 10 GB VRAM ad gangen. VRAM Allocation er et lidt kompliceret koncept, der fungerer forskelligt i hvert andet spil, men dybest set betyder det, at spillet tager al den VRAM, der er tilgængelig, og fylder den med aktiver, der muligvis er nødvendige senere. Dette er et stærkt argument, da mange spil som Call of Duty Modern Warfare endda tildeler mere end 20 GB VRAM, hvis dit grafikkort har det.

AMD sprang også i blandingen, da de annoncerede deres seneste indtræden i RX 6000-serien, Radeon RX 6700 XT. AMD viste følgende dias ved deres præsentation, som viser, at flere spil “bruger” mere end 8 GB VRAM under visse forhold. Ordet "brug" er med vilje efterladt vagt.

For at forstå forskellen mellem hukommelsesforbrug og hukommelsestildeling skal vi først forstå, hvad VRAM er, og hvad det rent faktisk gør.

Hvad gør VRAM?

Det meste af den "tunge løftning" med hensyn til grafisk behandling udføres af kernen i grafikkortet, der er kendt som GPU. GPU'en er et meget kraftigt stykke silicium, der er designet og optimeret til at behandle grafiske opgaver såsom spil. Det håndterer det meste af den behandling, der kræves for at skubbe de rammer, som din skærm viser. Men for at kunne behandle store mængder data og forberede rammerne hurtigt nok, har GPU brug for noget at arbejde på. Det er her VRAM kommer ind.

VRAM eller videohukommelse er en meget højhastighedshukommelsesformular, der er gemt på selve grafikkortet, så GPU'en har direkte adgang til den. VRAM gemmer aktiver og teksturer, der kræves af spillet, så GPU'en kan arbejde på dem, når det er nødvendigt, og forberede de rammer, der skal vises. Hvis VRAM ikke kan levere disse aktiver og andre vigtige data til GPU'en hurtigt nok, kan brugeren opleve afmatninger, stammere eller endda nedbrud. Generelt kræver højere opløsninger som 1440p og 4K med høje grafiske indstillinger mere VRAM for at styre og gemme disse aktiver af højere kvalitet, hvilket betyder, at du har brug for en højere kapacitet af VRAM, hvis du vil spille med disse indstillinger ved disse opløsninger. Samtidig har du brug for hukommelse med højere hastighed for at flytte dataene til GPU'en fra VRAM hurtigt nok. Det er her hukommelsesteknologier som GDDR6X være nyttige.

VRAM-tildeling

VRAM Allocation er et noget kompliceret og vagt koncept, da dets faktiske anvendelse varierer fra spil til spil og mellem forskellige udviklere. Dybest set, når et spil "tildeler" VRAM, hævder det hele kortets hukommelsesbuffer og gemmer aktiver og teksturer på det, som det måske har brug for senere. Et godt eksempel på VRAM-tildeling kan findes i moderne Call of Duty-spil som Call of Duty Modern Warfare. Især i multiplayer-versionen hævder spillet al VRAM, som kortet har at tilbyde, og fylder det til randen med aktiver og teksturer, der muligvis kræves på et tidspunkt i kampen. Dette kan omfatte forskellige teksturer af objekter på kortet, forskellige grafiske elementer, trådrammekort osv.

At hævde hele VRAM's kapacitet og udfylde den med ganske vist unødvendige aktiver kan virke spildende, men det tjener et formål. Når aktiver er forudindlæst i hukommelsen som denne, behøver spillet ikke at vente på, at den meget langsommere harddisk eller SSD indlæser aktivet, når det er nødvendigt på skærmen. Det krævede aktiv kan hurtigt tilgås fra grafikkortets VRAM, som er meget hurtigere end nogen form for lagerplads, der er tilgængelig i dag. Dette giver spillet mulighed for at indlæse teksturer og aktiver med det samme og derved undgå enhver form for forsinkelse eller tekstur pop-in artefakter. Den samlede spiloplevelse forbedres derfor, når denne teknik bruges.

Man skal huske på, at spillet faktisk ikke behøver at gemme alle disse aktiver i videohukommelsen for at fungere korrekt. Hvis du kører Call of Duty Modern Warfare på et grafikkort med 6 GB VRAM, fungerer det perfekt, mens du tildeler hele 6 GB VRAM-buffer. På samme måde tildeler spillet så meget som 20 GB VRAM, hvis du spiller det på et grafikkort med mere end 20 GB VRAM. Spillet bruger faktisk ikke alt det VRAM for at hjælpe med at gengive scenen, men spillet gemmer potentielt vigtige aktiver og strukturer i VRAM, der kan komme til nytte senere.

Faktisk VRAM-brug

Mens nogle moderne spil gerne fordeler hele VRAM-kapaciteten til spillet for at optimere spiloplevelsen, anvender ældre spil og en stor del af nyere spil ikke denne teknik. VRAM-tildeling er en ret ny teknik, der er blevet populær i de senere år på grund af stigningen i grafikkort med mere end 8 GB VRAM. Disse spil bruger så meget VRAM, som de faktisk har brug for for at gengive en scene, og resten forbliver ubrugt.

VRAM-brug kan defineres som den mængde VRAM, der er aktivt involveret i gengivelse af en scene, der vises på skærmen eller efterfølgende scener, for hvilke spillet har brug for øjeblikkelig adgang til aktiver og teksturer. VRAM-brug er det faktiske mål for mængden af ​​VRAM, et spil har brug for for at fungere korrekt. Hvis et spil “bruger” 8 GB VRAM under visse betingelser, vil det at have mindre end 8 GB VRAM forårsage alvorlige problemer og stammere eller måske endda gå ned, hvis disse betingelser er opfyldt.

Det skal bemærkes, at overvågning af software som MSI Afterburner ikke har mulighed for at skelne VRAM Allocation fra VRAM-brug og derfor kun viser VRAM-allokering. Dette betyder, at udlæsningen af ​​VRAM i disse software kan være meget forskellig mellem forskellige computere. Hvis et spil som DOOM Eternal tildeler 12 GB VRAM på en pc med en RTX 2080 Ti, oversættes det muligvis ikke direkte til en anden pc, der har et grafikkort med kun 8 GB VRAM. Dette betyder, at VRAM-tildeling varierer mellem forskellige pc'er med forskellige grafikkort og ikke let kan replikeres på tværs af forskellige systemer. VRAM-brug kan derimod næsten altid replikeres i en ret nøjagtig grad på tværs af forskellige systemer.

Hvor meget VRAM har du brug for?

Dette er et ældgammelt spørgsmål, der er gentaget med hver nye udgivelse af grafikkort og sandsynligvis også vil blive gentaget i fremtiden. Ikke desto mindre forbliver svaret det samme; det kommer an på. VRAM-brug varierer vildt på tværs af forskellige spil, der er bygget på forskellige motorer ved hjælp af forskellige udviklingsteknikker. Man kan ikke blot tildele en VRAM-værdi til et spil eller et sæt spil og være færdig med det. Der er mange faktorer, der påvirker VRAM-brugen i det virkelige liv.

Den største faktor, der påvirker VRAM-brugen, er din opløsning. De tre vigtigste opløsninger i dag er 1080p, 1440p og 4K. VRAM-opløsning stiger ganske eksponentielt, når vi øger opløsningen fra 1440p til 4K, mens springet fra 1080p til 1440p også er ret signifikant. 4K er den opløsning, der kræver mest VRAM fra i dag, men samtaler om 8K-spil er også truende i horisonten.

Den anden faktor, der påvirker VRAM-brugen markant, er den type spil, du spiller på dit grafikkort. Hvis du er mere interesseret i strategispil i realtid, vil din VRAM-brug blive betydeligt lavere end en anden spiller, der er mere interesseret i open-world-spil. Tilsvarende vil en lidt ældre AAA-titel som Assassin's Creed IV: Black Flag forbruge meget mindre VRAM end den seneste post i serien: Assassin's Creed Valhalla. Der er ingen tommelfingerregel for VRAM-brug, men hvis vi ser på det brede spektrum af spil på tværs af flere genrer, er AAA-spil i den åbne verden de, der forbruger den højeste mængde VRAM. Husk, vi taler om VRAM-brug her og ikke VRAM-tildeling.

Indstillingerne i spillet påvirker også VRAM-brugen ret stærkt. De fleste spil tilbyder i dag en lang række grafiske indstillinger, som du kan ændre for at optimere din spiloplevelse. Der er nogle indstillinger, der har en ganske betydelig indflydelse på VRAM-brugen. Teksturkvalitet er den vigtigste indstilling, som du skal passe på, når du taler om VRAM. Teksturer af højere kvalitet ser betydeligt bedre ud end dem med lavere kvalitet, men forbruger ofte også meget mere VRAM, hvilket kan være et problem for de spillere, der mangler i denne afdeling. Skyggekvalitet er en anden indstilling, der kan have en mærkbar indflydelse på VRAM-brugen, og anti-aliasing-teknikker såsom MSAA eller Multi-Sample Anti-Aliasing kan også øge din VRAM-brug markant.

Er 10 GB VRAM nok?

Det er svært at sætte et nøjagtigt tal på, hvor meget VRAM der faktisk kræves i dag. VRAM-kravene til en spiller kan variere meget fra VRAM-kravene til en anden spiller. Imidlertid kan der foretages et par generaliserede observationer i denne henseende under hensyntagen til VRAM-brugsnumrene for forskellige spil i forskellige opløsninger.

Hvis du er en spiller, der kan lide at spille det nyeste og bedste AAA-spil på 4K med alle indstillinger maksimeret, kan 10 GB måske bare være knap nok til dine behov, indtil videre. Men hvis du er villig til at skrue ned for et par indstillinger eller skrue ned opløsningen til 1440p og spille med en højere billedhastighed, skal 10 GB VRAM dog vare dig et stykke tid stadig. For konkurrencedygtige spillere og spillere, der kan lide at spille lettere eller ældre titler, skal selv 8 GB VRAM være rigeligt, selvom du planlægger at spille i 4K-opløsning.

Afsluttende ord

VRAM-tildeling er et vanskeligt koncept, der bliver mere og mere populært i dag med stigningen af ​​grafikkort med mere end 8 GB VRAM. Tildeling er en hel del forskellig fra den faktiske VRAM-brug, da allokering potentielt bruger al den VRAM, der er tilgængelig for den, til at optimere spiloplevelsen. På den anden side er VRAM-brug den faktiske mængde VRAM, der kræves af spillet for at gengive en bestemt scene. De to parametre er ret forskellige, og dette har forårsaget en masse forvirring blandt spillere simpelthen fordi de er grupperet under den samme paraply af "VRAM". Med flere og flere spil, der anvender teknikken til VRAM-tildeling, skal industrien finde en måde at differentiere de to for at fjerne tvetydighed og misinformation, der er almindelig lige nu.