Архитектура видеопамяти

MDRAM (Multibank DRAM - много банковое ОЗУ) - вариант DRAM разработанный фирмой MoSys, организованный в виде множества независимых банков объемом

Архитектура видеопамяти

Статья

Компьютеры, программирование

Другие статьи по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
лубину" данные в видеопамяти обрабатываются поэлементно. В случае использования для воспроизведения изображений, состоящих из нескольких цветовых плоскостей, адрес, направляемый в экранный буфер, генерирует слово данных, составленное из битов, представляющих собой одноименные разряды требуемых разрядных матриц.

"Слойная" архитектура. В "слойной" ("plane") архитектуре данные видеопамяти обрабатываются как одно слово (обычно 16 бит) в каждый момент времени (пословная обработка) и отдельно для каждого слоя (разрядной матрицы).

Чтобы изменить один разряд слова видеопамяти, вместе с ним необходимо передать и оставшиеся 15 разрядов. Кроме того, для того чтобы обеспечить позиционирование и перемещение изображения с точностью до бита и с удовлетворительной скоростью, требуется специализированная аппаратура, осуществляющая быстрые сдвиги и "слияния" цепочек битов видеопамяти ("barrell shifter"). Однако, несмотря на это условие, "слойные" архитектуры видеопамяти являются наиболее популярными в интерактивных 2D системах, так как требуют менее интенсивных вычислений значений пикселов (по сравнению с архитектурой "в глубину"), но более интенсивных вычислений при создании и перемещении изображения. Такие архитектуры видеопамяти часто находят применение в системах обработки инженерной и экономической информации, поскольку для них характерен значительный объем операций, связанных с манипуляциями данными и перемещении изображения.

Кроме того, достоинством такой архитектуры является возможность пословного доступа к видеопамяти со стороны центрального процессора (при соответствующей организации такая видеопамять для центрального процессора ничем не отличается от обычной оперативной памяти). Пословный доступ при достаточной разрядности слова (16-32 бит) и ограниченных требованиях к цвету (до 16 цветов, что требует четырех слоев видеопамяти) и при наличии аппаратных средств быстрого сдвига дают выигрыш в скорости, так как за один цикл памяти считывается сразу 16-32 битов данных, подлежащих модификации. "Смешанная" архитектура. В этой архитектуре доступ к данным видеопамяти может производиться как по "глубине" пиксела, так и в "ширину", реализуя лучшие возможности обеих архитектур.

Следует отметить, что такие архитектуры в последнее время применяются в дисплейных системах наиболее дорогих рабочих станций, поскольку требуют значительных аппаратных затрат на их реализацию.

При покупке графического адаптера зачастую приходится ориентироваться не только на GPU, который лежит в его основе, но и на объем установленной видеопамяти. Причем разброс здесь очень велик от скромных 256 МБ до внушительных 2 ГБ. Существуют различные мнения о том, какое же количество мегабайт нужно для комфортной игры. Попробуем разобраться, сколько видеопамяти требуют современные игры, есть ли польза от дополнительного объема и стоит ли за него переплачивать.

При нехватке видеопамяти графические ускорители используют тот же метод, что и ОС при недостатке ОЗУ, с одним лишь отличием вместо файла на жестком диске (хотя в особо тяжелых случаях есть и такой вариант) для расширения видеопамяти задействуется оперативная память компьютера. Однако даже если бы GPU мог использовать ОЗУ без всевозможных задержек, так же как и локальную, разница в скорости между этими двумя типами очень велика. К примеру, пропускная способность памяти у ATI Radeon HD 3850 составляет около 53 ГБ/с, в то время как у двухканальной DDR2, работающей на частоте 800 МГц, всего 6,4 ГБ/с.

Максимальная загрузка видеопамяти, МБ

Если видеопамяти недостаточно, то в первую очередь выгружаются не используемые на текущий момент текстуры. Трудности начинаются, когда они понадобятся снова: их придется доставать из оперативной памяти, а заодно искать другие текстуры, которые можно выгрузить в ОЗУ. Если таких данных много, то наблюдаются притормаживания, особенно заметные в динамичных играх. Тут стоит отметить, что, к сожалению, при использовании обычных тестов среднее количество кадров в секунду не всегда корректно отображает именно комфортность игры. В связи с этим мы несколько адаптировали методику, чтобы добиться более правдивых результатов. Но все равно возьмите на заметку: при одинаковом количестве кадров в секунду карта с медленным чипом, но достаточным объемом памяти обеспечивает более комфортную игру, чем ускоритель с быстрым GPU, но малым объемом памяти.

Гораздо хуже, когда видеопамяти не хватает даже для текстур, находящихся в одном кадре. В такой ситуации довольно сильно падает производительность, ведь мы помним, насколько оперативная память медленней графической, а обращаться к ней приходится при прорисовке каждого кадра.

 

Методика тестирования

 

Для нашего исследования мы взяли видеокарты двух серий ATI Radeon HD 3850 и NVIDIA GeForce 8800 GT, которые предлагаются в версиях с объемом 256, 512 МБ и 1 ГБ. Сразу предостережем желающих купить графический ускоритель с большим объемом памяти иногда такие модификации имеют меньшие частоты, а на это стоит обращать пристальное внимание. Особенно часто подобным грешат видеокарты бюджетного уровня. Оверклокеров также огорчит и то, что в не самых дешевых моделях зачастую применяют более медленную память, которая хоть и работает на положенных частотах, но разгонный потенциал имеет невысокий.

Так как предоставленные видеокарты Sapphire HD 3850 1G и MSI NX8800GT-T2D256E-OC были изначально форсированы производителями, для создания равных условий мы привели их частоты к референсным значениям, которые составляют 670/1660 МГц для Radeon HD 3850 и 600/1800 МГц для GeForce 8800 GT.

Для измерения количества выделяемой видеопамяти мы применяли утилиту RivaTuner 2.09. Она удобна и проста в использовании, а также позволяет записывать лог и выводить значения загрузки на OSD. Мы рекомендуем эту программу читателям, желающим узнать, сколько памяти расходуется в интересующих их условиях и достаточно ли ее. Единственный серьезный недостаток RivaTuner 2.09 невозможность отслеживать загрузку для OpenGL-приложений.

В качестве тестов были использованы 3DMark2006, Crysis, Call of Duty 4: Modern Warfare, Unreal Tournament 3, S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl и Elder Scrolls IV: Oblivion. Остановимся на интересных особенностях подробнее.

 

Результаты тестов

 

Для опытных пользователей не секрет, что синтетический бенчмарк FutureMark 3DMark 2006 не критичен к объему видеопамяти. Это полностью подтверждают полученные нами результаты максимальные значения при стандартном для данного теста разрешении составили 220 МБ для видеокарт на базе HD 3850 и 245 МБ для 8800 GT. В связи с чем странным выглядит некоторое отставание HD 3850 256 МБ от своих коллег.

Crysis предсказуемо использует достаточно большое количество видеопамяти и потому моделям с 256 МБ приходится несладко. К примеру, при разрешении 1280×1024 GeForce 8800 GT 256 МБ уступает своей «коллеге» с 512 МБ на треть и даже проигрывает Radeon HD 3850 512 МБ. Примечательная особенность этой игры в том, что аппетит к ней приходит во время еды чем большим объемом памяти оснащен графический адаптер, тем больше ее используется.

Примером достаточно экономных по отношению к видеопамяти игр должны были стать мультиплатформенные проекты, такие как Call of Duty 4 и Unreal Tournament 3. Дело в том, что на next-gen-консолях количество видеопамяти составляет 256 МБ, но, как оказалось, это вовсе не означает, что на ПК они тоже будут обходиться подобным объемом при максимальных настройках.

Так как в Call of Duty 4: Modern Warfare нет возможности использовать демо-записи в одиночной игре и на сетевые баталии обычно геймеры тратят заметно больше времени, то в качестве теста мы взяли запись именно мультиплеерного сражения. Однако отметим, что количество задействованной видеопамяти на локациях одиночной кампании ввиду их значительных размеров в среднем на четверть выше.

Мы уже видели, что в Crysis и Call of Duty 4 у видеокарт на базе чипсетов NVIDIA несколько более высокое потребление памяти, чем у чипов ATI, но в Unreal Tournament 3 разница очень велика. Если при разрешении 1920×1200 модели HD 3850 используют скромные 385 МБ, то 8800 GT уже целых 600! Такой огромный разброс частично объясняется тем, что у видеокарт ATI при включении полноэкранного сглаживания объем задействованной памяти не увеличивается, но падение производительности при активации антиалиасинга больше чем у конкурента.

Отечественный хит S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl использует достаточно качественные текстуры, и потому занимаемый игрой объем видеопамяти весьма велик. Стоит отметить, что мы не включали полноэкранное сглаживание, так как при полном динамическом освещении применяется отложенный рендеринг, который не предусматривает работы антиалиасинга. Однако у видеокарт NVIDIA возможна принудительная его активация через драйвер, но при этом сильно падает производительность, а потребление памяти вырастает очень значительно даже при разрешении 1280×1024 оно превысило 700 МБ.

Последним тестовым приложением является культовая RPG The Elder Scrolls IV: Oblivion. Но включена она была в тестовый пакет вовсе не потому, что это прекрасная игра и достаточно много ее поклонников еще в нее играют. Главной причиной стало наличие для нее текстурного пака Qarls Texture Pack III, который заменяет стандартные текстуры на версии с большим разрешением (до 4096×4096 пикселов), благодаря чему картинка становится значительно краше. «Побочный» эффект использования текстур настолько высокого разрешения значительный объем занимаемой видеопамяти. В итоге мы не смогли найти игру, которая превзошла бы Oblivion+Qarls Texture Pack III по этому параметру. Все настройки также были установлены

Похожие работы

< 1 2 3 >