Какие главные параметры в видеокарте
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.
Как выбрать видеокарту?
Видеокарта — ключевой компонент мощного персонального компьютера для игр, который даже важнее, чем процессор. Выбор GPU зависит и от вашего монитора, и от вашего бюджета, и от настроек графики, на которых вы хотели бы играть в современные AAA-хиты, и от размера корпуса ПК.
В этой статье мы разберем все важные моменты, которые стоит учитывать при подборе новой видеокарты, а затем дадим несколько конкретных рекомендаций.
Стоит отметить, что на момент написания этого текста (март 2021 года) современные видеокарты Nvidia и AMD продаются по сильно завышенным ценам. Ожидается, что ситуация начнет улучшаться лишь через несколько месяцев, но она может измениться и неожиданно — например, после резкого падения цен на криптовалюты, которое наводнит рынок бывших в употреблении GPU экземплярами, использовавшимися в специализированных «фермах». Остается надеяться на то, что со временем GPU станут доступнее, ну а наши рекомендации будут актуальными еще долго.
Краткие советы
Не забудьте о процессоре. Если потратить большую часть бюджета на видеокарту и, к примеру, купить недорогой Core i3 с четырьмя ядрами, то она просто не будет работать на полной мощности.
Учитывайте разрешение и частоту развертки монитора. Большая часть современных GPU подойдет для игры в 1080p с частотой 30-60 кадров в секунду, а для QHD- и 4K-дисплеев понадобится что-то помощнее и подороже. То же касается и частоты развертки — стандартные 60 Гц по плечу всем видеокартам, а 120, 144, 240 и более потребуют чего-то более внушительного.
Достаточна ли мощность вашего блока питания? Убедитесь в том, что ваш БП отвечает рекомендациям производителя видеокарты, а лучше — хотя бы немного их превышает. Обратите внимание на количество дополнительных коннекторов питания PCIe. То же касается длины видеокарты и места внутри корпуса — проверьте длину выбранного GPU и характеристики корпуса, в которых должна быть указана максимальная длина видеокарты.
Забудьте об SLI и CrossFireX — эти технологии Nvidia и AMD устарели, и в обычных домашних ПК две или более одинаковые видеокарты устанавливать больше смысла нет. Лучше потратить деньги на одну максимально мощную модель.
Не рассчитывайте на серьезный разгон. Обычно предел с учетом более-менее продвинутой системы охлаждения (как самой видеокарты, так и вашего ПК в целом) составляет 5-10%, а температуры чипа и памяти при этом заметно повышаются, сокращая возможное время службы GPU. Все современные видеокарты динамически повышают и понижают частоты, на которых работают, в зависимости от задачи, которая перед ними стоит, и с этими алгоритмами лучше не спорить — дороже выйдет.
AMD или Nvidia?
Дискретные видеокарты выпускают десятки разных компаний, но все они основываются на чипах двух компаний — Nvidia и AMD (впрочем, до конца 2021 в продаже должны будут появиться еще и модели на базе чипов Intel Xe). Nvidia с ее архитектурой Ampere и серией RTX 30 считается лидером, но AMD с Big Navi и Radeon RX 6000 отстает не слишком сильно.
Технология трассировки лучей освещения, которую Nvidia начала популяризировать пару лет назад, пока что нормально работает только на ее видеокартах RTX. AMD тоже добавила ее поддержку в RX 6000, но их производительность в этом плане значительно ниже.
Впрочем, игр с поддержкой трассировки лучей пока не так уж и много (сейчас это около 20 AAA-хитов), но в будущем их будет все больше и больше — стоит помнить о том, что свежие консоли Sony и Microsoft тоже ее поддерживают.
Не стоит забывать и о магической технологии Nvidia DLSS, которая в некоторых играх (их пока тоже не слишком много) позволяет получить «бесплатные» fps за счет рендеринга в пониженном разрешении и умного масштабирования с использованием нейросетей в реальном времени. У AMD есть свой ответ под названием FidelityFX Super Resolution, но разработка этой технологии пока не закончена — компания еще даже не демонстрировала результаты ее работы. Скорее всего, FidelityFX Super Resolution будет далеко не такой впечатляющей — опыта работы с нейросетями и связанными с ними алгоритмами у AMD в разы меньше, чем у Nvidia.
Классы видеокарт
Все GPU можно поделить на сверхбюджетные, бюджетные, среднебюджетные, высокобюджетные и премиальные.
Сверхбюджетные: Nvidia GeForce GT 1030 и AMD Radeon RX 550. Это модели для тех, кто не играет (или практически не играет) в видеоигры и использует процессор без встроенного графического чипа.
Бюджетные: Nvidia GeForce GTX 1650 Super, GTX 1650, AMD Radeon RX 5500 XT, Nvidia GTX 1060, GTX 1050 Ti, GTX 1050, AMD RX 590, RX 580, RX 570 и RX 560. Эти модели в целом подойдут для игр в разрешении 1080p с не слишком высокими настройками графики.
Среднебюджетные: Nvidia GeForce RTX 2060, GTX 1660 Ti, GTX 1660 Super, GTX 1660, AMD Radeon RX 5700, RX 5600 XT, Nvidia GTX 1070 Ti, GTX 1070 и AMD RX Vega 56. Они хорошо подойдут для 1080p (иногда и для 1440p), а также могут без проблем работать с VR-шлемами.
Высокобюджетные: Nvidia GeForce RTX 3070, RTX 3060 Ti, RTX 3060, RTX 2070 Super, RTX 2070, RTX 2060 Super, AMD Radeon RX 6800, RX 5700 XT, Nvidia GTX 1080 Ti, GTX 1080, AMD Radeon VII и RX Vega 64. Отлично подходят для 1080p с высокой разверткой и 1440p, еще лучше работают с топовыми VR-шлемами.
Премиальные: Nvidia GeForce RTX 3090, RTX 3080, RTX 2080 Ti, RTX 2080 Super, Titan RTX, AMD Radeon RX 6900 XT, RX 6800 XT, Nvidia Titan V и Titan Xp. Такие видеокарты подойдут владельцам 4K-мониторов.
Какие характеристики важны?
Объем видеопамяти
Критически важен! Рекомендованный минимум, который обеспечит вам комфортную игру в ближайшие годы — 6 ГБ, еще лучше — 8 ГБ. Для 1440p это 8 ГБ, а для 4K — от 12 ГБ и выше.
Форм-фактор
В зависимости от модели и мощности видеокарты могут занимать внутри корпуса один слот, два, три или даже больше. Большая часть геймерских моделей занимает примерно два слота, также они оснащены массивными системами охлаждения с двумя-тремя вентиляторами и толстыми теплоотводными трубками из меди. Если ваш ПК использует компактную материнскую плату типа Mini-ITX, придется подыскать такую же компактную видеокарту. Здесь нужно обратиться к руководству пользователя вашего корпуса и свериться с рекомендованными его производителем размерами GPU.
Кроме того, чем меньше видеокарта, тем сильнее она будет нагреваться, и тем шумнее (обычно) будет ее система охлаждения (при прочих равных). Если ваш ПК очень небольшой, поток воздуха, который постоянно проходит через корпус, должен быть адекватным!
Этот параметр характеризует максимальную рассеиваемую мощность видеокарты — проще говоря, ее мощность под максимальной нагрузкой. Так, если вы используете 400-ваттный блок питания и 95-ваттный процессор, то перед покупкой 250-ваттной видеокарты БП придется заменить на более мощный. Для расчетов можно использовать многочисленные онлайн-калькуляторы, которые есть на сайтах производителей БП — обычно там достаточно указать модели CPU и GPU (остальные компоненты ПК обычно потребляют значительно меньше энергии). Рекомендованная мощность для большинства современных видеокарт — 600-650 Вт, а для топовых моделей вроде RTX 3080+ и RX 6700 XT и выше понадобится БП еще мощнее.
Коннекторы питания
Геймерские видеокарты потребляют больше энергии, чем материнская плата может на них подать через слот PCIe x16 (его предел — 75 Вт), поэтому их оснащают дополнительными коннекторами с 6, 8 и 12 пинами. Последние используются в свежих GPU Nvidia, но с ними поставляется адаптер на 8-пиновый коннектор. Убедитесь в том, что ваш БП имеет все нужные коннекторы! Адаптеры для коннекторов SATA и уж тем более Molex использовать ни в коем случае нельзя.
Порты
Некоторые мониторы имеют вход HDMI, другие — только DisplayPort, а старые могут использовать только DVI. Обычно об этом не стоит волноваться, если монитор у вас только один, но если вы используете два монитора и более, обратите внимание на набор портов выбранной видеокарты — возможно, придется докупать специальные адаптеры.
Тактовые частоты
Довольно важный параметр, который прямо влияет на скорость работы в играх и приложениях, но обычно его учитывать не стоит — гораздо важнее сама модель чипа видеокарты, на базе которого она сконструирована. Впрочем, производители часто разгоняют многие модели еще на заводе (если кратко, конкретные экземпляры чипов часто имеют разные пределы скорости стабильной работы, и лучшие экземпляры используются в более дорогих версиях GPU), так что, к примеру, разные RTX 3060 Ti могут работать на разных средних и пиковых частотах.
Скорость памяти
Здесь ситуация примерно такая же, как и с тактовыми частотами ядра. Но в некоторых случаях разные видеокарты на одном и том же чипе могут использовать разные типы памяти — так, GTX 1650 с GDDR6 примерно на 15% быстрее, чем GTX 1650 с GDDR5. GDDR6X — самая быстрая видеопамять на рынке в данный момент, и она используется только в самых дорогих GPU вроде RTX 3090.
Поддержка VR-игр
Подавляющее большинство разработчиков VR-игр и VR-приложений учитывают популярность старых и не слишком мощных видеокарт, так что даже в какую-нибудь Half-Life: Alyx можно будет вполне комфортно поиграть с Nvidia GeForce RTX 2060 или AMD RX 5700. Но есть порог, за которым VR-игры будут работать очень плохо — сейчас это AMD Radeon RX 570 и Nvidia GeForce GTX 1060.
Рекомендованные модели
Учли все советы и рекомендации, приведенные выше, и готовы сделать финальный выбор? Дадим несколько итоговых примеров для игр в разном разрешении экрана.
Лучший бюджетный вариант: Nvidia GeForce GTX 1650 Super
Эта видеокарта примерно на 30% быстрее, чем старая модель AMD RX 570, а также потребляет значительно меньше энергии. Приятный бонус — поддержка кодека Nvidia NVENC для кодирования видео для YouTube и Twitch, который сильно разгрузит процессор.
Лучший выбор для обычного FullHD-монитора: Nvidia GTX 1660 Super
GTX 1660 Super примерно на 15% быстрее обычной GTX 1660 и почти на 20% быстрее, чем Radeon RX 5500 XT, а также более чем на 30% быстрее, чем наш бюджетный выбор. Это довольно старая видеокарта на 12 нм чипе Turing, но она все еще потребляет не слишком много энергии, а ее производительность можно сравнить с производительностью некогда среднебюджетной GTX 1070. И NVENC тут тоже есть!
Лучший выбор для 1440p (QHD) и 1080p с высокой частотой развертки: Nvidia GeForce RTX 3060 Ti
Одна из самых доступных видеокарт Nvidia на базе свежей архитектуры Ampere. Она быстрее, чем топовая RTX 2080 Super предыдущего поколения, а также выступает примерно на одном уровне с более дорогой (!) Radeon RX 6700. Отличный выбор для продвинутых геймерских мониторов.
Лучший выбор для VR: Nvidia GeForce RTX 3070
Энтузиастам VR со шлемами высокого разрешения нужна видеокарта, которая никогда не опустит планку fps ниже 90, и сейчас это RTX 3070. Эта модель позволит без проблем играть в виртуальной реальности на протяжении еще нескольких лет.
Лучший выбор для 4K-мониторов: Nvidia GeForce RTX 3080
RTX 3090 — это «Titan» текущего поколения видеокарт Nvidia, который нужен разве что сверхбогатым энтузиастам и тем, кто работает с 3D-графикой и большими объемами научных данных. Лучший выбор для топового игрового ПК — это более дешевая RTX 3080, которая с легкостью обгоняет топовые GPU предыдущего поколения и отлично справляется с трассировкой лучей даже в требовательных играх вроде Cyberpunk 2077. Ее хватит для игр в 1440p с высокой частотой развертки или 4K еще надолго.
По каким параметрам выбирать видеокарту для компьютерных игр
Хорошие видеокарты, созданные для игроков, относятся к числу дорогих «удовольствий», и поэтому не стоит делать поспешных решений. Если у нас нет времени вникать в различия между отдельными видеокартами, вы всегда можете заглянуть в рейтинг видеокарт, чтобы найти вдохновение для покупки.
Как выбрать видеокарту для игр – с чего начать
Предложение видеокарт для ПК чрезвычайно широкое и разнообразное. Отдельные системы различаются по техническим параметрам, производительности и цене покупки.
Прежде чем мы углубимся в детали, стоит уточнить несколько вещей:
В игровом компьютере важна только видеокарта?
Видеокарта – это графическое сердце компьютера, которое отвечает за графику, игры и их плавность, но если мы подключим эффективную игровую карту к слабому процессору, мы не сможем рассчитывать на беспроблемное использование самых требовательных игр.
Общей проблемой является «эффект узкого места», который может возникнуть как на видеокарте, так и на стороне процессора. Чтобы оба компонента могли полностью использовать свой потенциал, они должны быть совместимы и схожи с точки зрения технических возможностей.
Это стоит знать! Если у вас есть сомнения относительно того, какая видеокарта лучше всего подходит для используемого процессора и других компонентов, вы всегда можете воспользоваться конфигуратором ПК, что облегчит выбор совместимых решений.
Чтобы лучше понять, как на практике работают выбранные модели видеокарт, стоит рассмотреть тесты видеокарт и обратить внимание на то, на каком оборудовании проводились тесты (как правило, указаны точные конфигурации).
На что обратить внимание при покупке видеокарты для игр
Хотя может показаться, что чем выше цена видеокарты, тем лучше она работает в играх, это не совсем хороший критерий. Стоит ориентироваться на основные технические параметры, которые относятся к видеокартам, поскольку это позволит вам осознанно выбирать действительно хорошее оборудование для каждого компьютера.
Это стоит знать! Вам не нужно быть компьютерным гиком, чтобы купить хорошую видеокарту. Надежную информацию о хороших видеокартах для игр можно найти в рекомендациях экспертов, которые выбирают конкретные модели видеокарт для разных ценовых уровней.
При покупке стоит обратить внимание на популярность видеокарты и на рейтинги и отзывы других покупателей. Оценки людей, которые уже используют определенные компоненты, являются ценным источником информации, особенно когда они богаты деталями.
Перед покупкой видеокарты для игр стоит обратить внимание на следующее:
Может ли встроенная видеокарта быть альтернативой
Многие новые процессоры оснащены встроенной видеокартой. Это означает, что теоретически можно купить компьютер без видеокарты, но достаточно ли этого?
К сожалению, встроенная графика подходит только для простых приложений – её достаточно для выполнения офисной работы, использования интернета, просмотра сериалов или даже старых игр или не очень требовательных игр, но для реальных игровых приложений этого определенно слишком мало.
Это стоит знать! Если вы обновляете весь компьютер и у вас нет большого бюджета, то вы можете сначала отложить покупку отдельной видеокарты и использовать встроенную графику, но это означает, что большинство игр следует поставить на полку.
Можно ли купить дешевую видеокарту для игр
Этот вопрос задают многие люди, но трудно ответить однозначно, потому что у всех разные ожидания и даже разные представления о том, что означает дешевая игровая графика.
Чтобы не переплачивать за покупку видеокарты, стоит:
Резюме наиболее важной информации
Как видите, проблем, на которые следует обратить внимание при выборе игрового графического процессора, очень много. Стоит собрать самую важную информацию в одном месте:
Руководство покупателя игровой видеокарты
Последнее обновление от 28.09.2012
Основные характеристики видеокарт
Современные графические процессоры содержат множество функциональных блоков, от количества и характеристик которых зависит и итоговая скорость рендеринга, влияющая на комфортность игры. По сравнительному количеству этих блоков в разных видеочипах можно примерно оценить, насколько быстр тот или иной GPU. Характеристик у видеочипов довольно много, в этом разделе мы рассмотрим лишь самые важные из них.
Тактовая частота видеочипа
Рабочая частота GPU обычно измеряется в мегагерцах, т. е. миллионах тактов в секунду. Эта характеристика прямо влияет на производительность видеочипа — чем она выше, тем больший объем работы GPU может выполнить в единицу времени, обработать большее количество вершин и пикселей. Пример из реальной жизни: частота видеочипа, установленного на плате Radeon HD 6670 равна 840 МГц, а точно такой же чип в модели Radeon HD 6570 работает на частоте в 650 МГц. Соответственно будут отличаться и все основные характеристики производительности. Но далеко не только рабочая частота чипа определяет производительность, на его скорость сильно влияет и сама графическая архитектура: устройство и количество исполнительных блоков, их характеристики и т. п.
В некоторых случаях тактовая частота отдельных блоков GPU отличается от частоты работы остального чипа. То есть, разные части GPU работают на разных частотах, и сделано это для увеличения эффективности, ведь некоторые блоки способны работать на повышенных частотах, а другие — нет. Такими GPU комплектуется большинство видеокарт GeForce от NVIDIA. Из свежих примеров приведём видеочип в модели GTX 580, большая часть которого работает на частоте 772 МГц, а универсальные вычислительные блоки чипа имеют повышенную вдвое частоту — 1544 МГц.
Скорость заполнения (филлрейт)
Скорость заполнения показывает, с какой скоростью видеочип способен отрисовывать пиксели. Различают два типа филлрейта: пиксельный (pixel fill rate) и текстурный (texel rate). Пиксельная скорость заполнения показывает скорость отрисовки пикселей на экране и зависит от рабочей частоты и количества блоков ROP (блоков операций растеризации и блендинга), а текстурная — это скорость выборки текстурных данных, которая зависит от частоты работы и количества текстурных блоков.
Например, пиковый пиксельный филлрейт у GeForce GTX 560 Ti равен 822 (частота чипа) × 32 (количество блоков ROP) = 26304 мегапикселей в секунду, а текстурный — 822 × 64 (кол-во блоков текстурирования) = 52608 мегатекселей/с. Упрощённо дело обстоит так — чем больше первое число — тем быстрее видеокарта может отрисовывать готовые пиксели, а чем больше второе — тем быстрее производится выборка текстурных данных.
Хотя важность “чистого” филлрейта в последнее время заметно снизилась, уступив скорости вычислений, эти параметры всё ещё остаются весьма важными, особенно для игр с несложной геометрией и сравнительно простыми пиксельными и вершинными вычислениями. Так что оба параметра остаются важными и для современных игр, но они должны быть сбалансированы. Поэтому количество блоков ROP в современных видеочипах обычно меньше количества текстурных блоков.
Количество вычислительных (шейдерных) блоков или процессоров
Пожалуй, сейчас эти блоки — главные части видеочипа. Они выполняют специальные программы, известные как шейдеры. Причём, если раньше пиксельные шейдеры выполняли блоки пиксельных шейдеров, а вершинные — вершинные блоки, то с некоторого времени графические архитектуры были унифицированы, и эти универсальные вычислительные блоки стали заниматься различными расчётами: вершинными, пиксельными, геометрическими и даже универсальными вычислениями.
Впервые унифицированная архитектура была применена в видеочипе игровой консоли Microsoft Xbox 360, этот графический процессор был разработан компанией ATI (впоследствии купленной AMD). А в видеочипах для персональных компьютеров унифицированные шейдерные блоки появились ещё в плате NVIDIA GeForce 8800. И с тех пор все новые видеочипы основаны на унифицированной архитектуре, которая имеет универсальный код для разных шейдерных программ (вершинных, пиксельных, геометрических и пр.), и соответствующие унифицированные процессоры могут выполнить любые программы.
По числу вычислительных блоков и их частоте можно сравнивать математическую производительность разных видеокарт. Большая часть игр сейчас ограничена производительностью исполнения пиксельных шейдеров, поэтому количество этих блоков весьма важно. К примеру, если одна модель видеокарты основана на GPU с 384 вычислительными процессорами в его составе, а другая из той же линейки имеет GPU с 192 вычислительными блоками, то при равной частоте вторая будет вдвое медленнее обрабатывать любой тип шейдеров, и в целом будет настолько же производительнее.
Хотя, исключительно на основании одного лишь количества вычислительных блоков делать однозначные выводы о производительности нельзя, обязательно нужно учесть и тактовую частоту и разную архитектуру блоков разных поколений и производителей чипов. Только по этим цифрам можно сравнивать чипы только в пределах одной линейки одного производителя: AMD или NVIDIA. В других же случаях нужно обращать внимание на тесты производительности в интересующих играх или приложениях.
Блоки текстурирования (TMU)
Эти блоки GPU работают совместно с вычислительными процессорами, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных и прочих данных, необходимых для построения сцены и универсальных вычислений. Число текстурных блоков в видеочипе определяет текстурную производительность — то есть скорость выборки текселей из текстур.
Хотя в последнее время больший упор делается на математические расчеты, а часть текстур заменяется процедурными, нагрузка на блоки TMU и сейчас довольно велика, так как кроме основных текстур, выборки необходимо делать и из карт нормалей и смещений, а также внеэкранных буферов рендеринга render target.
С учётом упора многих игр в том числе и в производительность блоков текстурирования, можно сказать, что количество блоков TMU и соответствующая высокая текстурная производительность также являются одними из важнейших параметров для видеочипов. Особенное влияние этот параметр оказывает на скорость рендеринга картинки при использовании анизотропной фильтрации, требующие дополнительных текстурных выборок, а также при сложных алгоритмах мягких теней и новомодных алгоритмах вроде Screen Space Ambient Occlusion.
Блоки операций растеризации (ROP)
Блоки растеризации осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как мы уже отмечали выше, производительность блоков ROP влияет на филлрейт и это — одна из основных характеристик видеокарт всех времён. И хотя в последнее время её значение также несколько снизилось, всё ещё попадаются случаи, когда производительность приложений зависит от скорости и количества блоков ROP. Чаще всего это объясняется активным использованием фильтров постобработки и включенным антиалиасингом при высоких игровых настройках.
Ещё раз отметим, что современные видеочипы нельзя оценивать только числом разнообразных блоков и их частотой. Каждая серия GPU использует новую архитектуру, в которой исполнительные блоки сильно отличаются от старых, да и соотношение количества разных блоков может отличаться. Так, блоки ROP компании AMD в некоторых решениях могут выполнять за такт больше работы, чем блоки в решениях NVIDIA, и наоборот. То же самое касается и способностей текстурных блоков TMU — они разные в разных поколениях GPU разных производителей, и это нужно учитывать при сравнении.
Вплоть до последнего времени, количество блоков обработки геометрии было не особенно важным. Одного блока на GPU хватало для большинства задач, так как геометрия в играх была довольно простой и основным упором производительности были математические вычисления. Важность параллельной обработки геометрии и количества соответствующих блоков резко выросли при появлении в DirectX 11 поддержки тесселяции геометрии. Компания NVIDIA первой распараллелила обработку геометрических данных, когда в её чипах семейства GF1xx появилось по несколько соответстующих блоков. Затем, похожее решение выпустила и AMD (только в топовых решениях линейки Radeon HD 6700 на базе чипов Cayman).
В рамках этого материала мы не будем вдаваться в подробности, их можно прочитать в базовых материалах нашего сайта, посвященных DirectX 11-совместимым графическим процессорам. В данном случае для нас важно то, что количество блоков обработки геометрии очень сильно влияет на общую производительность в самых новых играх, использующих тесселяцию, вроде Metro 2033, HAWX 2 и Crysis 2 (с последними патчами). И при выборе современной игровой видеокарты очень важно обращать внимание и на геометрическую производительность.
Собственная память используется видеочипами для хранения необходимых данных: текстур, вершин, данных буферов и т. п. Казалось бы, что чем её больше — тем всегда лучше. Но не всё так просто, оценка мощности видеокарты по объему видеопамяти — это наиболее распространенная ошибка! Значение объёма видеопамяти неопытные пользователи переоценивают чаще всего, до сих пор используя именно его для сравнения разных моделей видеокарт. Оно и понятно — этот параметр указывается в списках характеристик готовых систем одним из первых, да и на коробках видеокарт его пишут крупным шрифтом. Поэтому неискушённому покупателю кажется, что раз памяти в два раза больше, то и скорость у такого решения должна быть в два раза выше. Реальность же от этого мифа отличается тем, что память бывает разных типов и характеристик, а рост производительности растёт лишь до определенного объёма, а после его достижения попросту останавливается.
Так, в каждой игре и при определённых настройках и игровых сценах есть некий объём видеопамяти, которого хватит для всех данных. И хоть ты 4 ГБ видеопамяти туда поставь — у неё не появится причин для ускорения рендеринга, скорость будут ограничивать исполнительные блоки, о которых речь шла выше, а памяти просто будет достаточно. Именно поэтому во многих случаях видеокарта с 1,5 ГБ видеопамяти работает с той же скоростью, что и карта с 3 ГБ (при прочих равных условиях).
Ситуации, когда больший объём памяти приводит к видимому увеличению производительности, существуют — это очень требовательные игры, особенно в сверхвысоких разрешениях и при максимальных настройках качества. Но такие случаи встречаются не всегда и объём памяти учитывать нужно, не забывая о том, что выше определённого объема производительность просто уже не вырастет. Есть у чипов памяти и более важные параметры, такие как ширина шины памяти и её рабочая частота. Эта тема настолько обширна, что подробнее о выборе объёма видеопамяти мы ещё остановимся в шестой части нашего материала.
Ширина шины памяти
Ширина шины памяти является важнейшей характеристикой, влияющей на пропускную способность памяти (ПСП). Большая ширина позволяет передавать большее количество информации из видеопамяти в GPU и обратно в единицу времени, что положительно влияет на производительность в большинстве случаев. Теоретически, по 256-битной шине можно передать в два раза больше данных за такт, чем по 128-битной. На практике разница в скорости рендеринга хоть и не достигает двух раз, но весьма близка к этому во многих случаях с упором в пропускную способность видеопамяти.
Современные игровые видеокарты используют разную ширину шины: от 64 до 384 бит (ранее были чипы и с 512-битной шиной), в зависимости от ценового диапазона и времени выпуска конкретной модели GPU. Для самых дешёвых видеокарт уровня low-end чаще всего используется 64 и реже 128 бит, для среднего уровня от 128 до 256 бит, ну а видеокарты из верхнего ценового диапазона используют шины от 256 до 384 бит шириной. Ширина шины уже не может расти чисто из-за физических ограничений — размер кристалла GPU недостаточен для разводки более чем 512-битной шины, и это обходится слишком дорого. Поэтому наращивание ПСП сейчас осуществляется при помощи использования новых типов памяти (см. далее).
Ещё одним параметром, влияющим на пропускную способность памяти, является её тактовая частота. А повышение ПСП часто напрямую влияет на производительность видеокарты в 3D-приложениях. Частота шины памяти на современных видеокартах бывает от 533(1066, с учётом удвоения) МГц до 1375(5500, с учётом учетверения) МГц, то есть, может отличаться более чем в пять раз! И так как ПСП зависит и от частоты памяти, и от ширины ее шины, то память с 256-битной шиной, работающая на частоте 800(3200) МГц, будет иметь бо́льшую пропускную способность по сравнению с памятью, работающей на 1000(4000) МГц со 128-битной шиной.
Особенное внимание на параметры ширины шины памяти, её типа и частоты работы следует уделять при покупке сравнительно недорогих видеокарт, на многие из которых ставят лишь 128-битные или даже 64-битные интерфейсы, что крайне негативно сказывается на их производительности. Вообще, покупка видеокарты с использованием 64-битной шины видеопамяти для игрового ПК нами не рекомендуется вовсе. Желательно отдать предпочтение хотя бы среднему уровню минимум со 128- или 192-битной шиной.
На современные видеокарты устанавливается сразу несколько различных типов памяти. Старую SDR-память с одинарной скоростью передачи уже нигде не встретишь, но и современные типы памяти DDR и GDDR имеют значительно отличающиеся характеристики. Различные типы DDR и GDDR позволяют передавать в два или четыре раза большее количество данных на той же тактовой частоте за единицу времени, и поэтому цифру рабочей частоты зачастую указывают удвоенной или учетверённой, умножая на 2 или 4. Так, если для DDR-памяти указана частота 1400 МГц, то эта память работает на физической частоте в 700 МГц, но указывают так называемую «эффективную» частоту, то есть ту, на которой должна работать SDR-память, чтобы обеспечить такую же пропускную способность. То же самое с GDDR5, но частоту тут даже учетверяют.
Основное преимущество новых типов памяти заключается в возможности работы на больших тактовых частотах, а соответственно — в увеличении пропускной способности по сравнению с предыдущими технологиями. Это достигается за счет увеличенных задержек, которые, впрочем, не так важны для видеокарт. Первой платой, использующей память DDR2, стала NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. С тех пор технологии графической памяти значительно продвинулись, был разработан стандарт GDDR3, который близок к спецификациям DDR2, с некоторыми изменениями специально для видеокарт.
GDDR3 — это специально предназначенная для видеокарт память, с теми же технологиями, что и DDR2, но с улучшенными характеристиками потребления и тепловыделения, что позволило создать микросхемы, работающие на более высоких тактовых частотах. Несмотря на то, что стандарт был разработан в компании ATI, первой видеокартой, её использующей, стала вторая модификация NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, а следующей стала GeForce 6800 Ultra.
GDDR4 — это дальнейшее развитие «графической» памяти, работающее почти в два раза быстрее, чем GDDR3. Основными отличиями GDDR4 от GDDR3, существенными для пользователей, являются в очередной раз повышенные рабочие частоты и сниженное энергопотребление. Технически, память GDDR4 не сильно отличается от GDDR3, это дальнейшее развитие тех же идей. Первыми видеокартами с чипами GDDR4 на борту стали ATI Radeon X1950 XTX, а у компании NVIDIA продукты на базе этого типа памяти не выходили вовсе. Преимущества новых микросхем памяти перед GDDR3 в том, что энергопотребление модулей может быть примерно на треть ниже. Это достигается за счет более низкого номинального напряжения для GDDR4.
Впрочем, GDDR4 не получила широкого распространения даже в решениях AMD. Начиная с GPU семейства RV7x0, контроллерами памяти видеокарт поддерживается новый тип памяти GDDR5, работающий на эффективной учетверённой частоте до 5,5 ГГц и выше (теоретически возможны частоты до 7 ГГц), что даёт пропускную способность до 176 ГБ/с с применением 256-битного интерфейса. Если для повышения ПСП у памяти GDDR3/GDDR4 приходилось использовать 512-битную шину, то переход на использование GDDR5 позволил увеличить производительность вдвое при меньших размерах кристаллов и меньшем потреблении энергии.
Видеопамять самых современных типов — это GDDR3 и GDDR5, она отличается от DDR некоторыми деталями и также работает с удвоенной/учетверённой передачей данных. В этих типах памяти применяются некоторые специальные технологии, позволяющие поднять частоту работы. Так, память GDDR2 обычно работает на более высоких частотах по сравнению с DDR, GDDR3 — на еще более высоких, а GDDR5 обеспечивает максимальную частоту и пропускную способность на данный момент. Но на недорогие модели до сих пор ставят «неграфическую» память DDR3 со значительно меньшей частотой, поэтому нужно выбирать видеокарту внимательнее.