Tietokoneesi hiljainen sankari

Tietokoneesi hiljainen sankari

Aikaleima: 20. lokakuuta 2023, klo 10
Lähdesolmu: 2946143

VRAM tai Video Random Access Memory on hiljainen mutta välttämätön sankari tietokoneissamme. Tällä RAM-muistin erikoismuodolla on keskeinen rooli videopeleissä, elokuvissa ja ammattisovelluksissa kohtaamamme upean grafiikan tekemisessä. Mutta mitä VRAM tarkalleen ottaen on, ja miten se eroaa lähisukulaisuudestaan, RAM-muistista?

Video Random Access Memory -muistin alkuperä voidaan jäljittää tietokonegrafiikan alkuaikaan, jolloin grafiikan käsittely oli vielä lapsenkengissään. 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa tietokonegrafiikkaa käytettiin ensisijaisesti tutkimuksessa ja kehityksessä, mutta sovelluksia kuluttajatilassa oli vähän. Tuolloin grafiikan prosessoinnissa käytettiin keskustietokoneita tai erikoislaitteita, kuten vektorigrafiikkapäätteitä.

Kun henkilökohtaiset tietokoneet yleistyivät 1980-luvulla, grafiikan käsittely alkoi siirtyä kohti PC:tä. Kuitenkin PC-tietokoneiden rajallinen muisti ja prosessointiteho tekivät grafiikan käsittelystä merkittävän haasteen. Vastatakseen tähän haasteeseen valmistajat kehittivät erityisiä grafiikkakortteja, jotka voitiin asentaa tietokoneisiin grafiikankäsittelyn purkamiseksi suorittimesta. Nämä varhaiset näytönohjaimet käyttivät tavallista RAM-muistia grafiikkatietojen tallentamiseen, mutta ne joutuivat nopeasti rajoituksiin perinteisen RAM-muistin hitaiden käyttöaikojen ja alhaisen kaistanleveyden vuoksi.

Näiden rajoitusten voittamiseksi 1980-luvun puolivälissä kehitettiin ensimmäiset omistetut Video Random Access Memory -sirut. Nämä sirut on suunniteltu erityisesti nopeille satunnaiskäyttömalleille, jotka ovat tyypillisiä grafiikan renderöinnissä, ja niillä on nopeampi luku- ja kirjoitusnopeus kuin perinteinen RAM. Video Random Access Memory -muistin käyttöönoton ansiosta grafiikkalevyt pystyivät tallentamaan suurempia tekstuureja, värejä ja 3D-malleja, mikä paransi merkittävästi grafiikan laatua.

Seuraavina vuosina Video Random Access Memory jatkoi kehitystä ja parannusta. Esiteltiin uusia teknologioita, kuten GDDR (Graphics Double Data Rate) ja HBM (High Bandwidth Memory), jotka tarjoavat entistä suuremmat siirtonopeudet ja pienemmän virrankulutuksen. Nykyään VRAM on olennainen osa nykyaikaista grafiikankäsittelyä, ja sitä käytetään kaikessa pelitietokoneista ammattikäyttöön tarkoitettuihin työasemiin ja datakeskuksiin.

Tärkeyydestään huolimatta VRAM on suurelta osin näkymätön useimmille käyttäjille. Harvat ihmiset tietokonelaitteistoteollisuuden ulkopuolella ovat tietoisia Video Random Access Memory -tekniikan monimutkaisuudesta, mutta sillä on kuitenkin ratkaiseva rooli upeiden kuvien tuottamisessa, josta nautimme joka päivä.

Mikä on VRAM ja mitä VRAM tekee GPU:ssa
VRAM on aliarvostettu komponentti toimintoihinsa verrattuna (Kuva pistetilanne)

Mikä on VRAM?

VRAM tulee sanoista Video Random Access Memory. Se on erikoistunut RAM-muistityyppi, jota käytetään kuvatietojen tallentamiseen tietokoneen näyttöä varten. Se on omistettu yksinomaan sovellusten, kuten videopelien ja videonmuokkausohjelmistojen, graafisten vaatimusten käsittelemiseen. Se integroituu suoraan näytönohjaimeen ja toimii nopeana puskurina GPU:n ja näytön välillä.

Se on tärkeä erilaisissa tehtävissä, mutta erityisen tärkeä pelaamisessa. Videopelit vaativat usein suuria määriä VRAM-muistia tekstuurien, mallien ja muun graafisen tiedon tallentamiseen. Jos näytönohjaimessa ei ole tarpeeksi VRAM-muistia, sen on siirrettävä osa näistä tiedoista järjestelmän RAM-muistiin, mikä voi heikentää suorituskykyä merkittävästi.

Se, kuinka paljon sitä tarvitset, riippuu käyttämiesi pelien ja sovellusten tyypeistä. Useimmille pelaajille 8 Gt VRAM-muistia on hyvä lähtökohta. Jos kuitenkin pelaat vaativia pelejä korkealla resoluutiolla tai käytät useita näyttöjä, saatat tarvita lisää VRAM-muistia, koska VRAM toimii seuraavalla periaatteella:

  1. GPU lähettää tiedot VRAM:iin, joka tallentaa sen puskuriin
  2. GPU käyttää sitten VRAM-puskurissa olevia tietoja kuvien ja videoiden renderöimiseksi
  3. Renderoidut kuvat ja videot lähetetään sitten näyttöön

Tämä prosessi tapahtuu erittäin nopeasti, monta kertaa sekunnissa, jotta visuaalinen kokemus olisi sujuva ja saumaton.

Miten VRAM eroaa RAM:ista?

Vaikka ne ovat molemmat RAM-tyyppejä, niillä on erilaiset tarkoitukset ja ominaisuudet.

RAM on yleiskäyttöinen muisti, jota CPU käyttää parhaillaan käytössä olevien tietojen ja ohjelmien tallentamiseen. CPU käyttää sitä hyvin usein, joten sen on oltava erittäin nopea.

Video Random Access Memory puolestaan ​​​​on suunniteltu erityisesti grafiikan käsittelyyn. Sitä käytetään pintakuvioiden, mallien ja muun graafisen datan tallentamiseen, jota GPU tarvitsee kuvien ja videoiden hahmontamiseen. Video Random Access Memory on myös erittäin nopea, mutta sen ei tarvitse olla yhtä yleiskäyttöinen kuin RAM.

Tässä on taulukko, jossa on yhteenveto tärkeimmistä eroista VRAM:n ja RAM:n välillä:

ominainen VRAM RAM
Tarkoitus Grafiikkakäsittely Yleiskäyttöinen muisti
Pääsynopeus Erittäin nopea Erittäin nopea
Koko Yleensä pienempi kuin RAM Yleensä suurempi kuin VRAM
Hinta Kalliimpi kuin RAM Halvempi kuin VRAM

Toinen keskeinen ero VRAM:n ja RAM:n välillä on, että Video Random Access Memory on tyypillisesti kaksiporttinen, kun taas RAM on yksiporttinen. Tämä tarkoittaa, että VRAM-muistia voidaan lukea ja kirjoittaa samanaikaisesti, kun taas RAM-muistia voidaan vain lukea tai kirjoittaa kerrallaan. Tämä tekee VRAM-muistista ihanteellisen grafiikan käsittelyyn, jossa GPU:n on kyettävä käyttämään ja käsittelemään suuria tietomääriä erittäin nopeasti.

VRAM sijaitsee tyypillisesti myös näytönohjaimessa, kun taas RAM sijaitsee emolevyssä. Tämä johtuu siitä, että GPU:n on voitava käyttää VRAM-muistia hyvin nopeasti, ja siksi sen on oltava fyysisesti lähellä GPU:ta.

Mikä merkitys VRAMilla on ammattimaisille työkuormille?

VRAM (Video Random Access Memory) on tärkeä ammattikäyttöön, koska sen avulla GPU voi tallentaa ja käyttää suuria tietomääriä nopeasti. Tämä on välttämätöntä sellaisissa tehtävissä kuin 3D-renderöinti, videoeditointi ja tieteellinen laskeminen.

Kun esimerkiksi renderöidään 3D-näkymää, GPU:n on tallennettava pintakuvioita, malleja ja muita graafisia tietoja ja käytettävä niitä. Jos grafiikkasuorittimessa ei ole tarpeeksi Video Random Access -muistia, sen on siirrettävä osa näistä tiedoista järjestelmän RAM-muistiin, mikä voi heikentää suorituskykyä merkittävästi.

Videoeditointi on toinen ammattimainen työkuormitus, joka hyötyy runsaasta videon Random Access Memory -muistista. Kun muokkaat videota, GPU:n on tallennettava videokehykset sekä kaikki lisätyt tehosteet ja käytettävä niitä. Jos grafiikkasuorittimessa ei ole tarpeeksi Video Random Access Memory -muistia, sen on siirrettävä osa näistä tiedoista järjestelmän RAM-muistiin, mikä voi aiheuttaa toiston pätkimistä tai pysähtymistä.

Tieteellinen tietojenkäsittely on toinen ala, jolla videon satunnaismuisti on tärkeä. Monet tieteelliset sovellukset käyttävät GPU:ta monimutkaisten laskelmien suorittamiseen. Nämä laskelmat vaativat usein GPU:ta tallentamaan ja käyttämään suuria tietomääriä. Jos GPU:lla ei ole tarpeeksi VRAM-muistia, sen on siirrettävä osa näistä tiedoista järjestelmän RAM-muistiin, mikä voi heikentää suorituskykyä ja jopa johtaa virheisiin.

Mikä on VRAM ja mitä VRAM tekee GPU:ssa
Tarvitsemme VRAM:n apua monissa ammattimaisissa yritystyökuormissa (Kuva pistetilanne)

Tässä on joitain konkreettisia esimerkkejä siitä, miten Video Random Access Memory -muistia käytetään ammattimaisissa työkuormissa:

  • 3D-renderointi: Se on välttämätön 3D-kohtausten, kuten elokuvissa, videopeleissä ja arkkitehtonisessa suunnittelussa käytettyjen kohtausten renderöinnissa
  • Videon editoiminen: Sitä käytetään videokehysten sekä lisättyjen tehosteiden tallentamiseen ja käyttämiseen
  • Tieteellinen laskenta: Sitä käytetään monimutkaisten laskelmien suorittamiseen, kuten ilmastomallintamiseen ja lääkekehitykseen käytettyjen laskelmien suorittamiseen
  • Kuvankäsittely: Sitä käytetään kuvien sekä käytettyjen suodattimien tai tehosteiden tallentamiseen ja käyttämiseen
  • Koneen oppiminen: Sitä käytetään koneoppimismallien kouluttamiseen ja suorittamiseen, joita käytetään esimerkiksi kuvantunnistukseen ja luonnollisen kielen käsittelyyn

Se, kuinka paljon sitä tarvitset ammattimaiseen työmäärään, riippuu käyttämistäsi sovelluksista ja projektityypeistä, joiden parissa työskentelet.

Onko enemmän VRAMia aina parempi?

Enemmän sitä ei aina ole parempi ammatillisissa työkuormissa, mutta siitä voi olla apua tietyissä tehtävissä. Jos esimerkiksi työskentelet suurten 3D-mallien tai korkearesoluutioisten videoiden parissa, enemmän Video Random Access Memory -muistia voi parantaa suorituskykyä antamalla GPU:n tallentaa ja käyttää enemmän tietoa ilman, että sitä tarvitsee ladata järjestelmän RAM-muistiin.

On kuitenkin kohta, jossa videon käyttömuistin lisääminen ei tuota merkittävää suorituskykyetua. Tämä johtuu siitä, että grafiikkasuorittimella on myös oltava riittävästi prosessointitehoa käsitelläkseen työkuormaa. Jos grafiikkasuorittimessa ei ole tarpeeksi prosessointitehoa, videon Random Access Memory -muistin lisääminen ei vaikuta asiaan.

Yleensä on parasta, että sitä on mahdollisimman paljon ammattimaista työmäärää varten, mutta on tärkeää valita näytönohjain, jossa on tasapaino Video Random Access Memory ja prosessointiteho.

Kuinka tarkistaa VRAM-kapasiteetti

On kaksi tapaa tarkistaa tietokoneesi Video Random Access -muistin kapasiteetti:

Windowsin asetusten käyttäminen:

  1. Avaa Käynnistä-valikko ja kirjoita "Asetukset"
  2. Napsauta ”Järjestelmä”
  3. Napsauta "Näyttö"
  4. Napsauta "Näytön lisäasetukset"
  5. Napsauta "Näyttösovittimen ominaisuudet näytön 1:lle"

Etsi uudesta ikkunasta riviä, jossa lukee "Dedicated video memory". Tämä on tietokoneessasi olevan videon Random Access Memory -muistin määrä.

DirectX-diagnostiikkatyökalun käyttäminen:

  1. Avaa Käynnistä-valikko ja kirjoita "dxdiag"
  2. Napsauta "Näyttö" -välilehteä
  3. Etsi Laite-osiosta rivi, jossa lukee "Näyttömuisti". Tämä on tietokoneessasi olevan videon Random Access Memory -muistin määrä

Jos sinulla on useita näyttöjä, sinun on tarkistettava kunkin näytön VRAM-kapasiteetti erikseen. Voit tehdä tämän toistamalla yllä olevat vaiheet jokaiselle näytölle.

Mikä on VRAM ja mitä VRAM tekee GPU:ssa
Voit tarkistaa, kuinka paljon VRAM-muistia sinulla on DirectX-diagnostiikkatyökalun avulla

Onko mahdollista lisätä VRAM-muistia vaihtamatta GPU:ta?

Kyllä, VRAM-muistia on mahdollista kasvattaa vaihtamatta GPU:ta. Voit tehdä tämän muutamalla tavalla:

Päivitä olemassa oleva VRAM

Jotkin näytönohjaimet mahdollistavat VRAM-muistin päivittämisen lisäämällä korttiin muistisiruja. Tämä voidaan tehdä vaihtamalla olemassa olevat VRAM-sirut suurempikapasiteettisiin tai lisäämällä uusia siruja korttiin.

Tämä vaihtoehto ei kuitenkaan välttämättä ole käytettävissä kaikissa näytönohjainkorteissa, ja se saattaa vaatia teknistä asiantuntemusta päivityksen suorittamiseen.

Käytä VRAM-laajennusmoduulia

Joissakin näytönohjaimissa on ylimääräinen Video Random Access Memory -laajennusmoduuli, joka voidaan asentaa lisäämään Video Random Access Memory -muistia. Nämä moduulit liitetään yleensä GPU:n muistipaikkaan ja tarjoavat lisää VRAM-kapasiteettia.

NVIDIA paljastaa upouuden GH200 Superchipin

Käytä järjestelmän RAM-muistia VRAM-muistina

Joissakin tapauksissa on mahdollista käyttää järjestelmän RAM-muistia Video Random Access Memoryna. Tämä tunnetaan nimellä "System RAM-based VRAM" tai "SRV". SRV sallii GPU:n käyttää osaa järjestelmän RAM-muistista VRAM-muistina, mikä voi auttaa parantamaan grafiikan suorituskykyä, kun GPU:sta loppuu dedikoitu VRAM.

Järjestelmän RAM-muistin käyttäminen Video Random Access Memory -muistina voi kuitenkin vaikuttaa suorituskykyyn, koska se voi vähentää muihin järjestelmätehtäviin käytettävissä olevan RAM-muistin määrää.

Käytä hybridi-VRAM-ratkaisua

Jotkut uudemmat näytönohjaimet käyttävät hybridi-VRAM-ratkaisua, joka yhdistää sekä GDDR6 (Graphics Double Data Rate 6) että HBM2 (High Bandwidth Memory 2) -muistityypit. GDDR6-muisti toimii perinteisenä Video Random Access Memory -muistina, kun taas HBM2-muistia käytetään välimuistina usein käytettyjen tietojen tallentamiseen.

Tämä lähestymistapa auttaa vähentämään tiedonsiirtojen määrää GPU:n ja järjestelmämuistin välillä, mikä parantaa suorituskykyä ja vähentää virrankulutusta.

Muista, että kaikki näytönohjaimet eivät tue kaikkia näitä vaihtoehtoja, joten on tärkeää tarkistaa tietyn GPU:n dokumentaatio tai valmistajan verkkosivusto saadaksesi lisätietoja siitä, mitä vaihtoehtoja tietylle kortille on saatavilla.

Suositeltu kuvahyvitys: Racool_studio/Freepik.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Datatalous