Что такое частота памяти видеокарты
Видеокарта: параметры и компоненты
Видеокарта – компонент архитектуры современного ПК, отвечает за преобразование графической информации в видеосигнал для монитора. Видеокарта представляет собой плату расширения, которая устанавливается в специальный слот (PCI-Express) материнской платы. Также видеокарта может быть встроенной, то есть, входить в состав северного моста чипсета материнской платы или быть интегрированной в центральный процессор.
Компоненты видеокарты
Графический процессор, GPU
Является основой видеокарты, отвечает за вычислительные функции, связанные с обработкой трёхмерной графики, тем самым высвобождает ресурсы центрального процессора. Именно от графического процессора зависит производительность видеокарты.
Видеоконтроллер
Отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные видеокарты имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
Видеопамять
Служит кадровым буфером, в который помещаются изображения, генерируемые графическим процессором перед последующим выводом на экран монитора, а также для хранения промежуточных данных связанных с 3D-вычислениями. Видеокарты комплектуются памятью типа GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры могут использовать в своей работе часть общей системной памяти компьютера.
Цифро-аналоговый преобразователь, RAMDAC
RAMDAC необходим для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Большинство цифро-аналоговых преобразователей имеют разрядность 8 бит на канал, что даёт 256 уровней яркости на каждый основной цвет — 16,7 млн. цветов.
Видео-BIOS
Постоянное запоминающее устройство, в которое записаны: экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. Видео-BIOS не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. Информация, которая хранится в видео-BIOS применяется для инициализации и работы видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы.
Система охлаждения
Предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Параметры видеокарты
Частота графического процессора (МГц) — тактовая частота ядра, во многом определяет производительность видеосистемы.
Тип видеопамяти (GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5) — определяет частоту, разрядность шины памяти видеокарты.
Объём видеопамяти (Мб) — чем больше объём, тем большее число кадров способен сформировать графический процессор за короткий промежуток времени.
Частота видеопамяти (МГц) — чем выше частота работы видеопамяти, тем выше общая производительность видеокарты.
Ширина шины видеопамяти — указывает на количество бит (64, 128, 256) информации, передаваемой за такт.
Интерфейс — разъем, для установки видеокарты, на материнской плате (PCI-Express).
Количество поддерживаемых мониторов — одновременное подключение нескольких устройств.
Максимальное разрешение — количество точек, по горизонтали и по вертикали, при построении изображения графическим процессором видеокарты.
Число универсальных процессоров — шейдерные конвейеры, отвечающие за расчет цветов и геометрических структур.
Число текстурных блоков — выполняют выборку и фильтрацию текстур, а также наложение текстур на поверхности геометрических объектов.
Число блоков растеризации — отвечает за финальный этап обработки изображения (сглаживание, фильтрация), а также за запись обработанного изображения в буфер видеокарты.
Версия шейдеров — чем выше версия шейдеров, тем больше у видеокарты возможностей по созданию специальных эффектов.
Поддержка:
Разъемы видеокарты:
Видеодрайвер
Специальное программное обеспечение, поставляемое производителем видеокарты и загружаемое в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером.
Чем отличаются поколения видеопамяти
Содержание
Содержание
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.
GDDR5 спроектирована с использованием наработок памяти DDR3, в ней используется 8-битовый Prefetch. Учитывая архитектурные особенности (используются две тактовые частоты CK и WCK), эффективная частота теперь в четыре раза выше реальной, а не в два, как было раньше. Таким способом удалось повысить эффективную частоту до 8 ГГц, а вместе с ней и пропускную способность в два раза. Рабочее напряжение составило 1.5V.
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.
На что влияет частота памяти видеокарты
Видеопамять — одна из самых главных характеристик видеокарты. Она имеет очень сильное влияние на общую производительность, качество выдаваемой картинки, её разрешение, и главным образом на пропускную способность видеокарты, о которой вы узнаете, прочитав данную статью.
Влияние частоты видеопамяти
Специальная встроенная в видеокарту оперативная память называется видеопамятью и в своей аббревиатуре вдобавок к DDR (удвоенная передача данных) содержит букву G в начале. Это даёт понять, что речь идёт именно о GDDR (графическая удвоенная передача данных), а не о каком-то другом типе оперативной памяти. Данный подтип ОЗУ обладает более высокими частотами по сравнению с обычной оперативной памятью, установленной в любой современный компьютер, и обеспечивает достаточное быстродействие графического чипа в целом, давая ему возможность работать с большими объёмами данных, которые нужно обработать и вывести на экран пользователя.
Пропускная способность памяти
Тактовая частота видеопамяти непосредственно влияет на её пропускную способность (ПСП). В свою очередь, высокие значения ПСП часто помогают добиться лучших результатов в производительности большинства программ, где необходимо участие или работа с 3D-графикой — компьютерные игры и программы для моделирования и создания трёхмерных объектов являются подтверждением данному тезису.
Ширина шины памяти
Тактовая частота видеопамяти и её влияние на производительность видеокарты в целом находится в прямой зависимости от другого, не менее важного компонента графических адаптеров — ширины шины памяти и её частоты. Из этого следует, что при выборе графического чипа для вашего компьютера необходимо обращать внимание и на эти показатели, чтобы не разочароваться в общем уровне производительности своей рабочей или игровой компьютерной станции. При невнимательном подходе легко попасть на удочку маркетологов, установивших в новый продукт своей компании 4 ГБ видеопамяти и 64-битную шину, которая будет очень медленно и неэффективно пропускать через себя такой огромный поток видеоданных.
Необходимо соблюдение баланса между частотой видеопамяти и шириной её шины. Современный стандарт GDDR5 позволяет сделать эффективную частоту видеопамяти в 4 раза большей от её реальной частоты. Можете не переживать, что вам постоянно придётся осуществлять подсчёты эффективной производительности видеокарты в голове и держать эту простую формулу умножения на четыре в уме — производитель изначально указывает умноженную, то есть настоящую частоту памяти видеокарты.
В обычных, не предназначенных для специальных вычислений и научной деятельности графических адаптерах используются шины памяти от 64 до 256 бит шириной. Также в топовых игровых решениях может встретиться шина шириной в 352 бита, но одна только цена подобной видеокарты может составлять стоимость полноценного ПК средне-высокого уровня производительности.
Если вам нужна «затычка» под слот для видеокарты на материнской плате для работы в офисе и решения исключительно офисных задач по типу написания отчёта в Word, создания таблицы в Excel (ведь даже просмотр видео с такими характеристиками будет затруднителен), то вы можете с уверенностью приобретать решение с 64-битной шиной.
В любых других случаях необходимо обращать внимание на 128-битную шину или 192, а лучшим и самым производительным решением будет шина памяти в 256 бит. Такие видеокарты в большинстве своём имеют достаточный запас видеопамяти с высокой её частотой, но бывают и недорогие исключения с 1 ГБ памяти, чего для сегодняшнего геймера уже недостаточно и надо иметь как минимум 2 ГБ карточку для комфортной игры или работы в 3D-приложении, но тут уж можно смело следовать принципу «чем больше, тем лучше».
Расчёт ПСП
К примеру, если у вас есть видеокарта оснащённая памятью GDDR5 с эффективной тактовой частотой памяти 1333 МГц (чтобы узнать реальную частоту памяти GDDR5, необходимо эффективную поделить на 4) и с 256-битной шиной памяти, то она будет быстрее видеокарты с эффективной частотой памяти 1600 Мгц, но с шиной в 128 бит.
Чтобы рассчитать пропускную способность памяти и затем узнать, насколько производительный у вас видеочип, необходимо прибегнуть к данной формуле: ширину шины памяти умножаем на частоту памяти и полученное число делим на 8, ведь именно столько бит в байте. Полученное число и будет нужным нам значением.
Вернёмся к нашим двум видеокартам из примера выше и рассчитаем их пропускную способность: у первой, лучшей видеокарты, но с меньшим показателем тактовой частоты видеопамяти она будет следующей — (256*1333)/8 = 42,7 ГБ в секунду, а у второй видеокарты всего лишь 25,6 ГБ в секунду.
Вы также можете установить программу TechPowerUp GPU-Z, которая способна выводить развёрнутую информацию об установленном в ваш компьютер графическом чипе, в том числе и объём видеопамяти, её частоту, битность шины и пропускную способность.
Вывод
Исходя из информации выше, можно понять, что частота видеопамяти и её влияние на эффективность работы находится в прямой зависимости от ещё одного фактора — ширины памяти, вместе с которой они создают значение пропускной способности памяти. Она и влияет на скорость и количество передаваемых данных в видеокарте. Надеемся, что эта статья помогла вам узнать что-то новое о строении и работе графического чипа и дала ответы на интересующие вопросы.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12473 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
На что влияет частота памяти видеокарты
Память видеокарты является одним из ключевых её параметров. Не менее важным аспектом определяется ещё и её частота. Если вы выбираете себе модуль для компьютера, очень важно внимательно проследить за тем, чтобы приобретаемые комплектующие имели достойные характеристики и были совместимы друг с другом. Ниже я расскажу, на что влияет частота памяти видеокарты
Влияние частоты видеопамяти
Как вы понимаете, каждая модель видеокарты имеет встроенную оперативную память. Другими словами это видеопамять. При этом она имеет аббревиатуру GDDR, что расшифровывается как «графическая удвоенная передача данных».
Такой принцип обозначения обеспечивает понимание того, что вы работаете не с оперативной, а с видеопамятью. Она имеет более высокую частоту. Как следствие, за счёт этого гарантируется быстродействие графического чипа, а также работа с большим объёмом данных. Мощная видеокарта легко обрабатывает всю информацию и выводит её на экран.
Пропускная способность памяти
Первый важный момент касательно аспекта влияния затрагивает тактовую частоту видеопамяти. Именно она определяет то, какой будет пропускная способность (ПСП).
Между тем, высокое значение ПСП – это, в большинстве случаев, возможность получения достойных результатов в плане производительности, если идёт взаимодействие с графикой формата 3D.
Дополнительная информация! Это действительно актуальный пункт, так как на данный момент существует огромное количество игр в формате 3D, а также программ, которые с ним работают.
Ширина шины памяти
Ширина шины памяти, а также её частота – это те параметры, которые имеют ещё большее значение. Так как именно они определяют то, насколько окажется эффективной та или иная тактовая частота видеопамяти.
Идея мысли, описанной выше, заключается в том, чтобы при выборе подходящей модели для своего ПК нужно обращать внимание на все параметры, включая ширину шины памяти. От этого будут зависеть дальнейшие результаты работы с требовательными программами и играми.
Пример выглядит следующим образом. Если вы купите видеокарту, которая имеет 4 ГБ видеопамяти, вы можете подумать, что сделали выбор в пользу мощного модуля. Но это будет далеко не так в том случае, если при этом окажется, что у неё 64-битная шина.
Обратите внимание! Данное явление распространено, поэтому вы должны быть внимательны. Маркетологи будут убеждать вас в том, что именно 4 ГБ видеопамяти делают продукт предельно мощным. Однако, установленная шина не сможет пропускать такой большой поток видеоданных, из-за чего производительность окажется минимальной.
Чтобы не столкнуться с неприятностями, нужно всего лишь тщательно подойти к вопросу выбора модели. Очень важно, чтобы ширины шины и частота видеопамяти были в балансе между собой.
В современном стандарте GDDR5 имеется возможность сделать эффективную частоту памяти больше её реальной в 4 раза. Но вам не стоит думать о том, что лично вы будете постоянно выполнять все подсчёты и держать формулу у себя в голове.
На данный момент времени производители изначально указывают уже умноженную частоту памяти видеокарты. То есть, другими словами они пишут настоящий показатель.
Параметры битности шины
Если рассматривать возможные параметры, то это:
Важно! Если говорить о стоимости, то продукт с шириной шины 352 бита будет стоить крайне дорого, поэтому целесообразность его покупки часто не подтверждается.
Более детально озвучивая нужные параметры под те или иные потребности, можно выделить ряд ситуаций:
Обратите внимание! Если вы покупаете видеокарту для последнего из описанных случаев, следите за тем, чтобы объём памяти был достойным. 1 ГБ на данный момент времени уже не даст нужной производительности. Нормальный вариант – это от 2 ГБ и выше. Тогда работа с требовательным софтом и играми будет комфортной.
Расчёт ПСП
Можно смоделировать ситуацию, при которой у вас есть две модели видеокарты. Первая имеет в комплекте память стандарта GDDR5. Эффективная тактовая частота составляет 1333 МГц (реальная частота – это результат её деления на 4), а ширина шины составляет 256 бит. Вторая модель включает в себя шину шириной 128 бит и эффективную частоту памяти 1600 МГц.
Если вы усвоили предыдущий материал, то понимаете, что более эффективным решением станет именно первая видеокарта.
В целом, для расчёта пропускной способности памяти и производительности видеочипа следует воспользоваться специальной методикой. Она заключается в том, чтобы ширину шины умножить на частоту памяти. После этого полученное значение делится на 8 (обусловлено тем, что именно столько бит содержится в 1 байте). Результат расчётов и окажется нужным показателем.
Для наглядности стоит выполнить вычисления для двух моделей, сравниваемых выше. Пропускная способность первой составляет 42,7 ГБ в 1 секунду. Для второй этот показатель составляет намного меньше – 25,6 ГБ.
Обратите внимание! Если у вас уже есть видеокарта и вы хотите узнать все её параметры, целесообразно установить программу GPU-Z, которая предоставляет все самые подробные данные, в том числе и пропускную способность.
Заключение
Подводя итог всему, что было описано выше, стоит отметить, что частота видеопамяти вместе с её влиянием на работоспособность находятся в зависимости от другого не менее важного показателя – ширины шины.
Оба параметра в сочетании формируют ту или иную пропускную способность памяти. Именно она определяет то, с какой скоростью и в каком количестве видеокарта сможет обрабатывать и передавать данные. В конечном счёте, определяется уровень комфорта работы с ПК при тех или иных нагрузках. Надеюсь, что данная статья была вам полезна и теперь вы знаете на что влияет частота памяти видеокарты