Видеопамять и оперативная память в чем разница
Обновлено: 06.07.2024
Сборка игрового компьютера вынуждает решать много вопросов, например, сколько RAM поставить и сколько VRAM выбрать. Стоп, а разве это не одно и то же?
Каждый, кто собирал своими руками компьютер под игры, сталкивался с двумя похожими по звучанию терминами – RAM и VRAM. Давайте посмотрим, какое значение имеет каждый из них.
Что такое RAM?
Память с произвольным доступом (она же Random Access Memory, или RAM) – это оперативная память. Она служит для системы чем-то вроде рабочей зоны, где временно находятся активные процессы и запущенное программное обеспечение. Задача оперативной памяти – обеспечить наискорейший доступ к работающим программам, а в играх – прогружать локации и объекты с приемлемой скоростью.
У каждой игры свои требования к объему оперативной памяти. Для Sims 4 и GTA V – это 4 ГБ. Старенькой Worms 3D хватает 0,5 ГБ. Большинство современных игр требуют от 8 ГБ RAM. Это же количество считается критическим минимумом для игрового компьютера в 2021 году.
Большое количество оперативной памяти не повредит. Избыток просто не будет задействоваться.
На готовых системных блоках объем оперативной памяти указан в обязательном порядке. Обычно в них присутствует 2-16 ГБ, хотя в продаже попадаются и игровые машины с 32 и даже 64 ГБ RAM.
Когда нужно много оперативной памяти?
Поскольку оперативная память – это рабочая зона системы, ее дефицит негативно сказывается на производительности ПК. Происходит следующее.
При нехватке RAM система задействует другой тип памяти – виртуальную. Это выделенная часть дискового пространства, которая используется как оперативная память, то есть для временного хранения запущенных процессов. При этом открытые программы, в которые вы некоторое время не заглядывали, при обращении к ним работают значительно медленнее. Будучи незадействованными, они перемещаются в виртуальную память, и системе требуется время, чтобы вернуть их обратно в оперативную, а прежде освободить под них место.
Не стоит думать, что добавив ОЗУ, вы мигом решите все проблемы с производительностью компьютера. Если процессор старый и медленный, много ОЗУ не поможет разогнать его. Большой объем оперативной памяти требуется для того, чтобы держать запущенными много программ и быстро переключаться между ними.
Что такое VRAM?
Видеопамять с произвольным доступом (Video Random Access Memory, VRAM) работает так же, как и оперативная память, но требуется для операций, связанных с отрисовкой графики и вывода изображения на дисплей.
VRAM присутствует во всех аппаратных средствах, передающих изображение на экран. Если в компьютере стоит дискретная видеокарта, временным хранением графических данных занимается VRAM видеокарты. Если дискретной видеокарты нет, графические задачи лежат на встроенном в процессор графическом адаптере, который для своих нужд задействует часть оперативной памяти.
Видеопамять измеряется в ГБ, как и оперативная. Ее объем указывается в характеристиках видеоадаптера.
Когда нужно много VRAM?
Если оперативная память в некоторой степени улучшает быстродействие компьютера, то видеопамять отвечает за скорость вывода информации на дисплей. Поэтому при проблемах с отрисовкой графики рекомендуется увеличивать объем VRAM.
Увеличение VRAM может помочь в тех случаях, когда видеоигры тормозят на высоких настройках, но идут плавно на низких.
Требования к видеопамяти определяются разрешением игры: для игр 1080р требуется 2-6 ГБ VRAM.
Как и оперативная память, VRAM не является единственным фактором, влияющим на производительность ПК. Тип процессора в GPU, его скорость, а также система охлаждения тоже важны.
В чем разница между оперативной памятью и видеопамятью?
Основное различие заключается в предназначении. Если компьютер не в состоянии удерживать в памяти рабочие процессы, это проблема оперативной памяти. Если система не справляется с высокими настройками дисплея и графики, это следствие недостатка VRAM.
Оперативная и видеопамять – это только два компонента игрового компьютера. Иногда проблемы производительности связаны с чем-то иным, например, со скоростью центрального процессора, процессора GPU и пр.
Не стоит рассчитывать, что при добавлении оперативной памяти или VRAM компьютер начнет «летать». Но если вы замечаете, что он перестал справляться с возложенными задачами, увеличение памяти (и той, и другой) скорее всего поможет.
Можно ли заменить оперативную память видеопамятью и наоборот?
Проблему нехватки VRAM нельзя решить за счет оперативной памяти. И наоборот тоже. Дело в том, что у этих видов памяти индивидуальные задачи в системе, и нельзя заставить одну из них выполнять работу другой.
Например, если вы приобрели мощную видеокарту с 8 ГБ VRAM, у вас не получится использовать ее как дополнение к оперативной памяти.
Есть примеры систем, где VRAM используется как обычная оперативная память, например, PlayStation 4, однако обычный ПК на одной только GPU полноценно работать не будет.
Аналогичным образом, не получится играть в 4К на компьютере с 32 ГБ оперативной памяти без GPU. Оперативная память необходима для многозадачности и загрузки программ, но для рендеринга графики она не предназначена.
Впрочем… Выше говорилось, что интегрированные графические процессоры используют для работы часть оперативной памяти. Неужели нельзя поставить в компьютер много RAM и выделить, скажем, 8 ГБ в качестве VRAM?
Нельзя. Причина в следующем. VRAM находится в непосредственной близости от процессора GPU, поэтому перемещение данных из одной области в другую происходит молниеносно. Оперативной памяти требуется гораздо больше времени для этой же операции, поэтому использовать RAM в качестве видеопамяти нецелесообразно. Такой игровой опыт не принесет ничего, кроме разочарования.
Если вы собираете ПК для работы с 3D-графикой или игр, вам понадобится приличный объем оперативной памяти и GPU с высоким объемом видеопамяти. Ни на том, ни на другом экономить нельзя, так как оба вида памяти выполняют индивидуальные задачи.
Такие комплектующие, как процессор, материнскую плату и блок питания тоже следует выбирать тщательно, так как сэкономив на чем-то одном, вы рискуете создать в системе бутылочное горлышко, которое будет тормозить другие компоненты. Следует продумать и систему охлаждения. К счастью, в интернете полно рекомендаций по сборке ПК своими силами, которые подскажут, как обойти все подводные камни. Кое с какими вопросами поможем мы. Листайте ниже.
В предыдущих статьях мы поговорили про мифы о процессорах, оперативной памяти и материнских платах, теперь же перейдем к видеокартам, которые уже давно стали обязательной частью любого компьютера.
Первый миф. Чем больше видеопамяти — тем быстрее видеокарта
Казалось бы, это логично — в более мощные видеокарты ставится больше памяти: так, GTX 1070 с 8 ГБ памяти быстрее, чем GTX 1060 с 6 ГБ, а GTX 1080 Ti с 11 ГБ быстрее GTX 1080 с 8 ГБ. Однако следует понимать, что видеопамять, конечно, важна, но зачастую различное ПО не использует всю имеющуюся у видеокарты память: так, в большинстве случаев GTX 1060 с 3 ГБ медленнее версии с 6 ГБ всего на 5-10%, и разница в основном идет из-за различного числа CUDA-ядер.
Но есть производители видеокарт, которые решили воспользоваться этим мифом в свою пользу: так, например, на рынке можно найти GT 740 с 4 ГБ GDDR5 памяти. Казалось бы — да у GTX 780 Ti, топовой видеокарты того поколения, всего 3 ГБ памяти — то есть GT 740, получается, лучше? Разумеется нет — на тех настройках графики, где используется столько памяти, эта видеокарта выдает слайд-шоу. Ну а если снизить уровень графики для повышения «играбельности», то окажется, что использовано от силы 1-2 ГБ памяти. Причем такие видеокарты встречаются и в текущих линейках — так, у AMD есть RX 550 с теми же 4 ГБ GDDR5 — с учетом того, что видеокарта выступает приблизительно на уровне GT 1030, очевидно, что использовать столько памяти она сможет в очень немногих задачах:
Так что не стоит судить о производительности видеокарты, опираясь только на объем видеопамяти.
Второй миф. Если видеокарте не хватит видеопамяти в игре, то обязательно будут фризы, вылеты и тому подобное
Опять же, это кажется логичным: если видеокарте памяти не хватило, взять ее больше неоткуда — значит, программы корректно работать не смогут. Однако на деле это, разумеется, не так — любая видеокарта имеет доступ к оперативной памяти, которой обычно куда больше, чем видеопамяти. Конечно, ОЗУ в разы медленнее, а время доступа к ней больше — это может вызвать проблемы с плавностью картинки, но только лишь в том случае, если собственной памяти видеокарте не хватает сильно: например, у нее 2-3 ГБ памяти, а игра требует 4-5 ГБ. Но если не хватает нескольких сотен мегабайт, то обычно это проблем не вызывает: GPU умеют динамически использовать доступные им ресурсы, и в ОЗУ они стараются хранить ту информацию, которая нужна редко или не требует мгновенного отклика.
Третий миф. От разгона видеокарты сгорают
При этом различные производители продают разогнанные с завода версии видеокарт. Разумеется, при разгоне видеокарта может повредиться — но только в том случае, если вы измените «физические» параметры, такие как напряжение. Изменение программных параметров, таких как частоты, никак на «железо» не влияет, так что максимум, что вы получите, это вылет видеодрайвера или BSOD от выставления слишком высокой частоты.
Четвертый миф. SLI/Crossfire увеличивают производительность и объем видеопамяти во столько раз, сколько видеокарт подключено
Насчет производительности это, скорее, не миф, а теоретический результат. Увы — на практике, хотя тому же SLI 20 лет, а Nvidia его использует больше 10 лет, в большинстве игр прирост или околонулевой, или вообще отрицательный. Лишь в единичных проектах можно получить прирост хотя бы 20-30% в сравнении с одной видеокартой, что, конечно, смешно, с учетом двукратного увеличения стоимости и серьезных требований к блоку питания. Что касается вычислительных задач, то тут все сложнее: так, профессиональный софт вполне может использовать несколько GPU эффективно, но это уже не домашнее применение.
Что касается видеопамяти, то тут все просто: при использовании DirectX 11 или ниже в видеопамять каждого используемого GPU записывается одинаковая информация, то есть у связки видеокарт будет по сути тот же объем памяти, что и у одиночной карты. А вот в API DirectX 12 есть возможность более эффективно использовать Split Frame Rendering, когда каждая видеокарта готовит свою часть кадра. В таком случае объемы видеопамяти суммируются — пусть и с оговорками.
Пятый миф. Профессиональные видеокарты лучше игровых
Миф идет от того, что профессиональные видеокарты (такие как Nvidia Quadro или AMD FirePro) стоят обычно сильно дороже пользовательских «игровых» видеокарт — а раз дороже, значит лучше. На практике вопрос только в том — в какой области лучше? С физической точки зрения большая часть профессиональных видеокарт имеют тот же GPU и тот же объем памяти, что и обычные игровые видеокарты, а разница идет только из-за других драйверов, которые больше заточены под профессиональное применение:
С учетом того, что эти драйвера под игры никто специально не адаптирует, то профессиональные видеокарты в играх зачастую будут несколько хуже аналогичных по производительности игровых GPU. С другой стороны, если мы будем сравнивать эти же видеокарты в различных CAD-ах или 3ds Max — перевес будет на стороне профессиональной графики, причем зачастую очень существенный. Так что ответ на миф таков: сравнивать эти видеокарты в лоб не имеет смысла, они «играют» и в разных ценовых сегментах, и в разных сценариях использования.
Шестой миф. Если видеокарта не раскрывается процессором — это плохо
Пожалуй, самый популярный миф, который гласит о том, что если видеокарта не занята на 100% — это плохо. С одной стороны, это кажется логичным: нагрузка ниже 100% означает, что видеокарта частично простаивает и вы недополучаете часть производительности. С другой стороны, многие забывают, что нагрузить GPU на 100% можно практически при любом процессоре. Как так? Очень просто: каждый процессор в каждой игре может подготовить для видеокарты лишь определенное количество кадров в секунду, и чем процессор мощнее — тем больше кадров он может подготовить. Соответственно, чтобы видеокарта была занята на 100%, она должна иметь возможность отрисовать меньше кадров в секунду, чем может дать ей процессор. Как это сделать? Да очень просто: поднять разрешение, поставить более высокие настройки графики, включить тяжелое сглаживание — и вуаля, GTX 1080 Ti в 5К на ультра-настройках графики «пыхтит», выдавая 15-20 кадров в секунду, а поставленный ей в пару двухядерный Intel Pentium едва ли нагружен на половину.
Легко можно получить и обратную ситуацию: взять ту же самую GTX 1080 Ti и запустить на ней игру в HD-разрешении с минимальными настройками графики — и тут даже Core i9-9900K не сможет подготовить для ней столько кадров в секунду, чтобы она была занята на 100%.
Так что тут можно сделать два вывода: во-первых, если видеокарта недогружена несильно, а итоговый fps вас устраивает — всегда можно еще немного увеличить настройки графики, чтобы получить 100% нагрузку на видеокарту с лучшей картинкой и при той же производительности. Во-вторых, собирайте сбалансированные сборки, дабы не было такого, что процессор занят на 100%, а fps в игре 20 кадров.
Восьмой миф. Если видеокарта не перегревается, то она работает на максимально возможной для нее частоте в рамках ее теплопакета
Увы — аналогия с процессорами тут не работает: если те действительно удерживают максимальные частоты в рамках TDP вплоть до температуры, с которой начинается троттлинг из-за перегрева, то видеокарты работают хитрее: так, у Nvidia есть технология GPU Boost, которая, с одной стороны, является аналогом Turbo Boost для процессоров — позволяет поднимать частоту выше базовой — а с другой стороны имеет больше ограничений.
Возьмем, для примера, GTX 1080 Ti. Она имеет родную частоту в 1480 МГц, а Boost — 1580. Но стоит нагрузить видеокарту, как частота может подскочить до 1800-1850 МГц — то есть выше Boost: это и есть работа технологии GPU Boost. Дальше — интереснее: критические температуры у видеокарт поколения Pascal составляют порядка 95 градусов — но уже при 85 можно заметить, что частоты снижаются ближе к уровню Boost. Почему так? Потому что Nvidia ввела еще одну опорную температуру, которую называет целевой: при ее достижении видеокарта старается ее не превышать, а для этого сбрасывает частоты. Так что если у вас мощная видеокарта, да и еще с референсным турбинным охлаждением — внимательно следите за температурами, ибо от них в прямом смысле зависит производительность.
Девятый миф. Видеокарты без дополнительного питания хуже аналогов с ним
В продаже можно встретить видеокарты уровня GTX 1050, 1050 Ti и AMD RX 550 без дополнительного питания — то есть, как в старые добрые времена, достаточно поставить их в слот PCIe и они готовы к работе. При этом также есть версии 1050 и 1050 Ti с дополнительным питанием 6 pin, из-за чего некоторые пользователи делают вывод, что раз дополнительное питание есть — значит с ним видеокарты будут работать лучше.
На деле это не совсем так: слот PCIe способен дать видеокарте до 75 Вт, и этого вполне хватает, чтобы даже 1050 Ti работала на указанных на официальном сайте Nvidia частотах. Но если вы нацелены на разгон — да, тут питания от PCIe видеокарте может уже не хватить, так что дополнительные 6 pin от блока питания позволят достичь больших частот, однако разница в любом случае не превысит 10%.
Десятый миф. Не стоит ставить современные PCIe 3.0 видеокарты на старые платы со слотами PCIe 2.0 или 1.0
Все опять же логично — так, пропускная способность PCIe 2.0 x16 вдвое ниже, чем у 3.0 x16, а, значит, современные видеокарты через более старую шину PCIe будут работать медленнее. На деле это опять же не так — пропускная способность PCI Express 3.0 x16 даже для топовых современных видеокарт оказывается избыточной:
Хорошо видно, что разница между 3.0 x16 и 2.0 x16 составляет всего 1%, то есть погрешность, и даже если спуститься до PCIe 1.1 — то есть к материнским платам почти десятилетней давности — падение производительности оказывается всего лишь 6%. Так что вердикт тут прост — версия PCIe практически не влияет на производительность видеокарты, соответственно можно смело к Xeon с PCI Express 2.0 брать GTX 1080.
Одиннадцатый миф. Разгон видеопамяти не имеет смысла
Конечно, наибольший прирост дает разгон ядра видеокарты — тут прирост производительности близок к линейному (то есть увеличили частоту на 10% — получили прирост производительности на 10%). Однако не стоит сбрасывать со счетов видеопамять, особенно в слабых видеокартах: зачастую в них ставят те же чипы памяти, что и в более мощные решения, но при этом сильно снижают частоту. Это дает возможность ее достаточно сильно разогнать, зачастую на 20-40%, что может прибавить к общей производительности графики еще 10-15% — для слабых видеокарт это лишним, разумеется, не будет:
Двенадцатый миф. С выходом каждой новой линейки видеокарт производители урезают производительность старой
Достаточно популярный миф, основанный обычно на том, что на одних (обычно более старых) версиях драйверов видеокарта работает лучше, чем на других (обычно более новых). Разумеется, никакого реального основания он не имеет: если бы Nvidia и AMD на самом деле хотели заставить пользователей обновить видеокарты, они бы прекращали их поддержку как производители смартфонов на Android, через пару лет после выхода. Однако на деле даже решения 600-ой линейки от Nvidia, вышедшей более 6 лет назад, до сих пор получают новые драйвера наравне с более новыми видеокартами, причем со всеми программными «плюшками» типа DirectX 12.
Но почему тогда есть разница в производительности между драйверами? Потому что ничто в нашем мире не идеально, и какие-то драйвера, улучшая производительность в новых играх, могут испортить производительность в более старых или привести к различным ошибкам. Обычно через некоторые время выходят исправленные драйвера, и все возвращается на круги своя.
Память, будь то оперативная память или видеопамять, является неотъемлемой частью современного компьютера. Сегодня вкратце узнаем, как все начиналось, как работает, почему диагностические программы показывают неверные частоты, в чем измеряется производительность памяти, как рассчитывается пропускная способность памяти и почему «МГц» для памяти — некорректное выражение.
До 2000-ых годов использовалась оперативная память стандарта SDR.
Потом ей на смену пришел новый стандарт памяти — DDR, который имел удвоенную пропускную способность памяти за счет передачи данных как по восходящим, так и по нисходящим фронтам тактового сигнала. Первоначально память такого типа, как и SDR, применялась в видеоплатах, но позднее появилась поддержка со стороны чипсетов.
DDR (Double Data Rate) расшифровывается как «удвоенная скорость передачи данных».
Таким образом, за один такт передается вдвое больше информации. Увеличилось количество передаваемой информации, реальная частота памяти осталась неизменной. Вместе с этим появилось такие понятия как эффективная частота, которая стала в два раза больше реальной.
Именно с приходом стандарта DDR появилась путаница с реальной и эффективной частотой работы памяти.
Реальная частота — частота шины модуля памяти. Эффективная частота — удвоенная частота шины модуля.
Как можно видеть, реальная частота памяти составляет 1900 МГц, в то время как эффективная в 2 раза больше — 3800 МГц, потому что за один такт теперь поступает вдвое больше данных.
Для того чтобы информация передавалась с удвоенной скоростью, она должна поступать из массива памяти вдвое быстрее. Реализовали это с помощью удвоения внутренней ширины модуля памяти. Благодаря чему за одну команду чтения мы стали получать сразу 2n единицы данных. Для стандарта DDR n = 1. Такая архитектура была названа n-prefetch (предвыборка). У памяти стандарта DDR, одной командой, при чтении, передается от ядра к буферу ввода-вывода две единицы данных.
Вместе с ростом производительности уменьшилось рабочее напряжение с 3.3V у SDR до 2.5V у DDR. Это позволило снизить энергопотребление и температуру, что дало возможность повысить рабочие частоты. На самом деле, потребление и, как следствие, нагрев, — это одна из самых больших проблем оперативной памяти того времени. При полном чтении всего модуля объемом 2 Гбайта память потребляет до 25 Ватт.
Оперативная память стандарта DDR2 пришла на смену стандарту DDR в 2003 году, правда, поддерживающие ее чипсеты появились годом позже. Основное отличие DDR2 от DDR заключается в увеличенной вдвое частоте работы внутренней шины, по которой данные поступают в буфер «ввод-вывод». Передача на внутреннюю шину теперь осуществляется по технологии (4n-Prefetch), одной командой из массива памяти к буферу поступает 4 единицы данных.
Таким способом удалось поднять пропускную способность в два раза, не увеличивая частоту работы чипов памяти. Это выгодно с точки зрения энергоэффективности, да и количество годных чипов, способных работать на меньшей частоте, всегда больше. Однако у данного способа увеличения производительности есть и минусы: при одинаковой частоте работы DDR2 и DDR временные задержки у DDR2 будут значительно выше, компенсировать которые можно только на более высоких частотах работы.
Рабочее напряжение понизилось почти на 30% до 1.8V.
На основе стандарта DDR для видеокарт в 2000 году был разработан новый стандарт памяти GDDR.
Технически GDDR и DDR похожи, только GDDR разработан для видеокарт и предназначен для передачи очень больших объемов данных.
GDDR (Graphics Double Data Rate) расшифровывается как двойная скорость передачи графических данных.
Несмотря на то, что они используются в разных устройствах, принципы работы и технологии для них очень похожи.
Главным отличием GDDR от DDR является более высокая пропускная способность, а также другие требования к рабочему напряжению.
Разработкой стандарта видеопамяти GDDR2 занималась компания NVIDIA. Впервые она была опробована на видеокарте GeForce FX 5800 Ultra.
GDDR2 это что-то среднее между DDR и DDR2. Память GDDR2 работает при напряжении 2.5V, как и DDR, однако обладает более высокими частотами, что вызывает достаточно сильный нагрев. Это и стало настоящей проблемой GDDR2. Долго данный стандарт на рынке не задержался.
Буквально чуть позже компания ATI представила GDDR3, в которой использовались все наработки DDR2. В GDDR3, как и DDR2, реализована технология 4n-Prefetch при операции записи данных. Память работала при напряжении 2V, что позволило решить проблему перегрева, и обладала примерно на 50% большей пропускной способностью, чем GDDR2. Несмотря на то, что разработкой стандарта занималась ATI, впервые его применила NVIDIA на обновленной видеокарте GeForce FX 5700 Ultra. Это дало возможность уменьшить общее энергопотребление видеокарты примерно на 15% по сравнению с GeForce FX 5700 Ultra с использованием памяти GDDR2.
Современные типы видеопамяти
На сегодняшний день наиболее распространенными типами видеопамяти являются GDDR5 и GDDR6, однако до сих пор в бюджетных решениях можно встретить память типа GDDR3-GDDR4 и даже DDR3.
GDDR3
GDDR4
Стандарт GDDR5 появился в 2008 году и пришел на смену стандарту GDDR4, который просуществовал совсем недолго, так и не получив широкое распространение вследствие не лучшего соотношения цена/производительность.
GDDR5X — улучшенная версия GDDR5, которая обеспечивает на 50% большую скорость передачи данных. Это было достигнуто за счет использования более высокой предварительной выборки. В отличие от GDDR5, GDDR5X использует архитектуру 16n Prefetch.
GDDR5X способна функционировать на эффективной частоте до 11 ГГц. Данная память использовалась только для топовых решений NVIDIA 10 серии GTX1080 и GTX1080Ti.
Память стандарт GDDR6 появился в 2018 году. GDDR6, как и GDDR5X, имеет архитектуру 16n Prefetch, но она разделена на два канала. Хотя это не улучшает скорость передачи данных по сравнению GDDR5X, оно позволяет обеспечить большую универсальность.
Сейчас данная память активно используется обоими производителями видеокарт в новой линейке NVIDIA серий GeForce 20 и 16 (кроме некоторых решений: GTX 1660 и GTX 1650, так как в них используется память GDDR5). При покупке нужно внимательно изучить характеристики видеокарты, потому как разница в производительности от типа памяти в данном случаи достигает от 5 до 15%. В то время как разница в цене совершенно несущественна.
GDDR5
GDDR6
Также тип памяти GDDR6 активно используется компанией AMD в видеокартах RX 5000 серии.
На начальном этапе GDDR6 способна функционировать с эффективной частотой 14 ГГц. Это позволяет удвоить пропускную способность относительно GDDR5. В дальнейшем эффективная частота будет увеличена, как это происходило с другими типами памяти.
“Моя видеокарта не тянет эту игру”. Думали ли вы иногда так, видя 6 FPS (кадров в секунду) играя в новенькую игру?
Так как это работает? Как набор нулей и едениц на вашем жестком диске превращаются в красивую (или не очень) картинку, которой вы можете управлять? Наваливайте пельмешек, на связи разработчик игр с восьмилетним стажем и мы начинаем!
Архитектура ПК
Всё что я расскажу дальше - сильно упрощенная схема и в реальности всё намного сложнее. Но для первого понимания это подойдет.
Итак, вскрывши крышку своего ПК вы увидите необходимые нам детали:
1. ) Центральный процессор(далее ЦП);
2. ) Оперативная память (далее ОЗУ);
3. )Жесткий диск;
4. ) Видеокарта.
Центральный процессор и жесткий диск
Роль ЦП в работе игр поистине неоценима. Но давайте сейчас отправимся в тот момент, когда игра была только запущенна. Итак, ваша игра лежит на жестком диске. Скорость работы читания с обычного жесткого диска - 100 мегабайт в секунду у нового и почти 50 мегабайт в секунду у старого. Что нам это дает? Как бы быстро это не казалось (1 gb за 10 секунд) это очень моло для игр. Представьте себе ситуацию: вы едите на скорости 150 км/час в новенькой NFS. И тут появляется цель: отрисовать 4 дома (5 мб один), дорогу(30 мб на дорогу со всеми её материалами), 8 деревьев (4 мб одно) и 5 машин (5 мб одна). В среднем, на такой скорости, на вашем экране должно рисоваться на пару секунд разных объектов общим размером на 100-150 мегабайт. Но мы помним, что прежде чем их отрисовать, нужно их вытащить из жесткого диска. И того: ради 2 секунд отрисовки мы потерям секунду на то чтобы их вытащить из памяти и всего лишь 1/60 секунды(при 60 FPS) чтоб их отрисовать. Это нерационально использованное время. Но как иначе?
Жесткий диск и принцип его работы
Как работает жесткий диск?
Он получил своё название не зря. Внутри этой черной коробки и вправду лежит металлический диск. Когда вам нужно что то записать, он раскручивается до скорости 7 200 оборотов в секунду, и маленькая магнитная головка записывает на этом диске данные зарисовывая и очищая клеточки как делали вы на скучных уроках на полях в тетради.
Но как происходит эта запись? При помощи магнитов. Каждая клеточка (правильное её название "бит") может быть либо намагничена либо размагничена. Головка может её намагнить и размагнитить. Так же она может проверить намагничен ли бит. И у нас выходит классическая схема "намагничено ＝ 1, размагничено ＝ 0".
Головка считывает эти нули и единицы и отдает их ЦП. Тот, в свою очередь, расшифровывает их в цифры и буквы. Плюс такой системы в трм, что жесткий диск может хранить информацию годами ведь размагнитить настолько мелкий бит довольно сложно. Минус - 100 мб/сек очень медленно для плавной работы игр.
Оперативная память
Но уже давно для этой проблемы была придумана панацея - оперативная память. Данный вид памяти, в отличии от жесткого диска, работает практически моментально, выдавая ЦП ту информацию, которая ему нужна, не теряя при этом времени. Минус кроется в одном из названий этой памяти - "энергозависимая память". Да, как только к компьютеру перестаёт подходить электроэнергия все данные из оперативной памяти стираются.
ЦП, ОЗУ и Жесткий диск
А теперь рассмотрим как это работает на практике.
Вы кликаете на игру. ЦП говорит Жесткому диску какая информация ему нужна. Многие игры вначале выдают какую-то картинку или экран загрузки. А теперь уйдет от нескольких секунд до нескольких минут на то, чтоб вытащить данные из жесткого диска. Тут же их процессор считывает и записывает в ОЗУ. После появляется главное меню и многие данные напрямую читаются из ОЗУ. Но в играх, на монеру GTA 5 некоторые данные всё равно подгружаются из жесткого диска, так как игра размеров в 60 Gb не поместится в 4 Gb ОЗУ. И работа разработчика в том, чтоб сделать эту подгрузку незаметной. Но чаще игра (или большая её половина) просто перемещается из жесткого диска в оперативную память.
ЦП и Видеокарта
Итак, мы вытащили кучу информации. Но что дальше? Теперь процессор начинает думать по настоящему. Он начинает просчитывать геометрию объектов.
Об этом написано было в другой статье, ссылка будет в конце.
Процессор просчитал геометрию. Но она полностью бесцветная. В этот момент ЦП считывает информацию "какая текстура должна быть у какой геометрии и тут же отправляет эту всю информацию в видеокарту. Тут же видеокарта начинает рендеринг картинки.
Как устроена видеокарта
Мало кто знает, но видеокарта по своей структуре - это еще один маленький компьютер внутри вашего большего ПК. У видеокарты есть свой: 1) процессор и 2) Оперативная память.
Получивши текстуры, материал и геометрию видеокарта записывает их в свою оперативную память и начинает собирать этот "конструктор" на своем процессоре. После этого он выдает его на свой видеовыход и картинка уходит на ваш монитор.
На случай, если вы столь бедны что не имеете возможность купить видеокарту (или она просто сломалась), разработчики материнских плат часто добавляют "встроенную видеокарту".
Этой карты хватает чтоб смотреть видео и играть в старенькие или 2D игры, ведь размер выделенной ей оперативной памяти часто не превышает 64 мегабайт.
Терминология
Давайте в конце поговорим о сухих числах.
Частота работы процессора определяет как часто процессор обрабатывает информацию.
Ядра и потоки процессора определяет сколько информации процессор может обрабатывать паралельно.
Размер ОЗУ говорит сколько мегабайт памяти может содержать ваша оперативная память.
Частота ОЗУ говорит как быстро эта память может записываться\читаться процессором.
Выходит иногда так, что видеокарта на 2 Gb работает лучше чем видеокарта на 4Gb из-за того, что первая имеет большую частоту процессора или оперативной памяти.
На какую из комплектующих стоит тратить бюджет, если он не бесконечный? Разбираем на примере разных сборок компьютеров.
Процессор, память и видеокарта — три кита, на которых держится любой стационарный компьютер. Но в отличие от устаревшей гипотезы, не каждый из этих китов имеет одинаковое значение в любой задаче операционной системы.
Для того, чтобы ответить на вопрос, стоящий в заголовке материала, необходимо понимать для чего собирается компьютер и за что отвечает каждая комплектующая, и исходя из этого делать упор на одной из них.
Для начала давай разберемся, на что способны разные составляющие ПК и с чем их едят.
Графический ускоритель
Является основным компонентом в игровой станции и имеет самое большое влияние в общей выработке железа. За достижение заветного количества кадров в твоей любимой игре, можешь сказать спасибо в первую очередь именно ему. Расчеты выводимого изображения и обработка команд трехмерной графики — основные задачи видеокарты.
Центральный процессор управления
Мозговой центр любого компьютера. Имеет самый широкий спектр возможностей и занимается выполнением различных операций. Обработка и сортировка данных со всех подключенных к ПК устройствам, математические и физические расчеты в приложениях, операции записи и загрузки, всё это и многое другое берёт на свои плечи этот маленький кусок кремния.
Оперативная память
В отличие от жесткого диска хранит самые актуальные промежуточные данные, обрабатываемые процессором. От объема ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер под управлением ОС.
Теперь, когда мы в общих чертах разобрались с характеристиками комплектующих, необходимо определиться с задачами, возлагаемыми на будущий ПК.
Игровая машина
Самый распространенный вариант — это актуальная игровая машина с запасом на пару лет вперед. С неё то и начнем. На первый взгляд, кажется, что выбор очевиден, вкладывать в видеокарту — самый разумный вариант, ведь «ПеКа» требуется для того чтобы запускать игровые приложения. Однако здесь всё не так очевидно. Хоть графический ускоритель и участвует в бОльшей степени в обработке трехмерной графики, не стоит забывать и про процессор.
Большое количество кадров в секунду (за что отвечает видеокарта) — не является показателем комфортного и плавного геймплея. В играх огромную часть работы выполняет именно ЦПУ. Обработка пользовательских команд с мыши и клавиатуры, построение внутриигровой среды, физические расчеты взаимодействия объектов и многое другое. Всё это требуется выполнять каждую секунду. В случае если ресурсов процессора не будет хватать, вы будете наблюдать раздражающие фризы и микростаттеры, несмотря на то, что счетчик FPS будет показывать высокие значения.
Поэтому слепо вкладываться в последнюю линейку RTX, имея при этом 4-ядерный процессор на борту – плохое решение. Грамотный баланс между графическим акселератором и процессором – вот залог любой хорошей сборки. Например, RTX 2080 + i5 9400 – не лучшая комплектация. Тот же Watch Dogs 2 с легкостью нагрузит все 6 ядер и 6 потоков под завязку. А вот Ryzen 5 2600 + RTX 1070 выглядят уже куда симпатичнее. Так что помни про баланс, как и завещал нам старина Будда.
По поводу оперативной памяти — всё довольно просто. Прорывные технологии в процессе создания чипов памяти, мы не видели уже очень давно. С каждым годом потребность в ОЗУ всё же увеличивается, но происходит это довольно плавными темпами. Так, если раньше нам хватало 4 Гбайт под игры, то сегодня минимум это уже 8 Гбайт. Через 2-3 года восьмерка наверняка превратится в 16 гигов, ну и так далее. Вкладываться в оперативку целесообразно, только если ПК собран под специализированные задачи, но обо всём по порядку. Поскольку относительно ЦП и видеокарты память довольно дешево стоит, то ничего не мешает нам докупать плашки необходимого объема позже, лишь бы слотов в материнской плате хватало.
Офисное решение
В случае если компьютер будет предназначен для Word документов и таблиц в Excel, то про видеокарту можно вообще забыть. Ни о каких тяжелых нагрузках в условиях офисных задач не может идти и речи. Куда выгоднее приобрести процессор со встроенным графическим ядром, а на остатки бюджета докупить SSD диск, который обеспечит быструю обработку данных.
Что же касается памяти, то и её тут потребуется не так много, как в игровом ПК. С учетом того, что современные операционные системы потребляет в среднем около 2-3 Гбайт ОЗУ, то можно ограничиться и 4 Гбайт, но 8 всё же являются необходимым минимумом в условиях современных реалий (привет Google Chrome).
ПК под специализированные задачи
Говоря про специализированные задачи, мы подразумеваем работу с профессиональным софтом под те или иные задачи. Например, монтаж видео, работа с фоторедакторами, обработка и написание звуковых дорожек, 3D моделирование и т. д. Все эти процессы являются ресурсоемкими и способны сожрать значительную часть возможностей ПК.
В таких случаях на первый план как раз и выходит оперативная память, которая хранит в себе данные о выполняемом проекте. Зачастую даже и видеокарта остается незадействованной, а вот память может потребоваться практически в неограниченном количестве. Например, у меня при работе в Sony Vegas, проект длинной в 10 минут, с относительно легкими спецэффектами, жалуется на то, что ему недостаточно 16 Гбайт ОЗУ, и просит больше. 16 поточный процессор к слову ситуацию вообще никак не упрощает. Поэтому монтажные станции оснащают в первую очередь соответствующими материнскими платами, которые предусматривают возможность установки большого количества оперативки (от 32 Гбайт и больше, в зависимости от конкретных задач).
Если подвести итог, то мы получаем следующее:
1. В игровом ПК – главное баланс между процессором и видеокартой. Оперативную память в любой момент можно докупить или же поменять на планки большего объема.
2. В офисные решения потребуется процессор со встроенным графическим ядром и SSD диск для быстрой работы.
3. В специализированных сборках под профессиональный софт на первый план выходит оперативная память. Много оперативной памяти. ОЧЕНЬ много оперативной памяти.
Читайте также: