Что определяет объем видеопамяти видеосистемы

kpet-ks.ru

Компьютерные сети. г.Котово

Видеосистема ПК

Видеоподсистема компьютера является одной из самых важных и сложных систем.

Безусловно, основной элемент видеоподсистемы – видеоадаптер. В последнее время именно он развивался наиболее активно, что вызвало некоторую путаницу в поколениях и особенностях отображения информации видеоадаптеров различных типов.

Видеоадаптеры. Компоненты видеосистемы

Для работы видеоадаптера необходимы следующие основные компоненты:

Довольно неплохой по производительности видеоадаптер показан на рисунке ниже.

Большинство его компонентов скрыто под кожухом системы охлаждения графического процессора (GPU), включающей в себя вентилятор и теплоотвод. Практически все видеоадаптеры, представленные сегодня на рынке, используют наборы микросхем, обеспечивающие ускоренную обработку трехмерной графики.

Видеоадаптер VGA

Современный видеоадаптер – это сложное почти самостоятельное устройство, представляющее собой мини-компьютер. Помимо своей основной задачи он способен выполнять ряд дополнительных функций: аппаратное ускорение 2D и 3D-графики, обработку видеоданных, прием теле- и видеосигналов и многое другое. Раньше все эти дополнительные функции реализовывались на отдельных платах и подсоединялись к видеоадаптеру как дочерние карты или с помощью локальных интерфейсных шин. Сейчас используется метод интеграции all-in-one, когда все эти функции реализуются в одном графическом чипе видеоадаптера. Современный видеоадаптер значительно отличается по своему функциональному составу от видеоадаптера VGA (о более старых речь даже не идет), но его основное назначение осталось прежним: сканирование и цифро-аналоговое преобразование содержимого кадрового буфера с последующим формированием непрерывного трехканального RGB-сигнала.
Видеоадаптер, является важнейшим элементом видеосистемы, поскольку определяет следующие ее характеристики:
· Максимальное разрешение и частоты разверток (также зависит от возможностей монитора)
· Максимальное количество отображаемых цветов и оттенков (палитра)
· Скорость обработки и передачи видеоданных

Видеосистема компьютера – совокупность трех компонентов: монитора, видеоадаптера и драйверов видеосистемы.

Персональный компьютер смог стать привлекательным вычислительным средством благодаря интерактивности взаимодействия с пользователем. Основной поток исходной информации ПК визуальный, причем информация представляется как в текстовом, так и в графическом виде.

Видеосистема компьютера служит для вывода графической и текстовой информации на монитор. В нее входят: видеоадаптер (или видеокарта) – устройство, которое формирует изображение; монитор – устройство, на которое выводится сформированное видеоадаптером изображение.

Видеоадаптер VGA содержит следующие основные элементы:

Видеоадаптер VGA был пассивным устройством, не принимавшем участие в формировании содержимого кадрового буфера и не обрабатывавшем микрокоманды преобразования цифровых данных. Современный интегрированный видеоадаптер также использует:
· Графические акселераторы обработки двумерной и трехмерно графики большой разрядности
· Быстродействующую видеопамять
· Высокоскоростные шины интерфейса
Такой видеоадаптер в последнее время часто называют видеокартой, хотя это название не совсем правильно и неточно.
Большинство из перечисленных элементов видеоадаптера содержат специальные регистры (8 разрядов и более), доступные центральному процессору (CPU) для чтения и записи данных. Эти регистры содержат конфигурационную и статусную информацию и предназначены для управления работой соответствующих элементов видеоадаптера. Модифицируя их содержимое, CPU может управлять работой видеоадаптера.
Помимо этих регистров, в состав элементов видеоадаптера входят несколько специальных регистров. Выходной регистр предназначен для задания адресов портов ввода/вывода, а также начальных адресов кадрового буфера и выбора тактового генератора. Регистр состояния используется для синхронизации процесса обновления кадрового буфера с сигналами обратного хода кадровой развертки.
Все элементы, за исключением видеопамяти, Video BIOS, тактовых генераторов и шин интерфейса реализованы в одной микросхеме. Чтобы достичь такой степени интеграции, новейшие видеоадаптеры (Radeon 9700, GeForce FX) используют технологию производства чипов 0,13 мкм.
Общий принцип работы видеосистемы относительно прост. Через внешний интерфейс видеоадаптер общается с компьютером. Центральный процессор, используя микрокоманды, записанные в Video BIOS «общается» с видеосистемой при инициализации видеокарты и ее настроек. После обработки данных он выставляет на шину адреса портов для обращения к видеопамяти, конфигурирует регистры видеоадаптера для настройки на определенный режим работы, загружает данные в видеопамять и позволяет графическому контроллеру (процессору) их обработать. Часть обработки, конечно, возлагается на сам CPU. Далее обработанные данные в видеопамяти поступают в секвенсор, который обеспечивает последовательную их адресацию и передачу в контроллер атрибутов и далее – в RAMDAC. RAMDAC преобразует цвет пикселя в аналоговый сигнал. В это время контроллер ЭЛТ формирует сигналы синхронизации, инкремента счетчиков, стробирования чтения и записи видеопамяти и развертки. Эти аналоговые сигналы с RAMDAC и CRTC поступают в виде трехканального сигнала RGB к монитору. Недавно появилась возможность выводить цифровой сигнал через DVI, что естественно улучшает его качество.
Для большего понимания процесса получения видеоизображения рассмотрим каждый из этих элементов в отдельности.

Современные дискретные видеоадаптеры состоят из следующих устройств:

Работа любого внешнего устройства в современных компьютерах организуется через специальную программу – драйвер устройства. Видеоадаптеры тоже не являются исключением из этого правила.
Для организации правильной работы видеоадаптер нуждается в драйвере.
Обычно драйверы видеоадаптеров поставляются их производителями и загружаются в момент запуска операционной системы.

Видеоадаптер, является важнейшим элементом видеосистемы, поскольку определяет следующие ее характеристики:

Основными компонентами современной видеокарты являются: SVGA-ядро, ядро 2D-ускорителя, ядро 3D-ускорителя, видеоядро, видео- BIOS (базовая система ввода-вывода), контроллер памяти, видеопамять, интерфейс главной шины, интерфейс внешнего порта ввода-вывода, RAMDAC. Аппаратно часть этих компонентов, как правило, реализуется на одном кристалле видеоконтроллера.

Мониторы

Монитор – устройство отображения текстовой и графической информации на экране. Моделей мониторов предлагается много.

Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере – видеокарта). В некоторых случаях в качестве монитора может применяться и телевизор.

Монитор компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Монитор должен быть максимально безопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.

Video BIOS

BIOS (или VBIOS) – это выделенный BIOS видеокарты компьютера. Поскольку видеокарта обладает собственным процессором, оперативной памятью и системой питания, ей необходим выделенный BIOS для управления.

Так же, как и системный BIOS, VBIOS предоставляет набор функций и инструкций, необходимых приложению для доступа к видеокарте, выступает в роли посредника между приложением (в основном драйвером) и аппаратной частью видеокарты. VBIOS также содержит данные о рабочих частотах и напряжениях графического процессора и видеопамяти (и ее таймингов), режимы работы системы охлаждения и прочее.

На современных видеоадаптерах VBIOS прошит в чип перезаписываемой памяти, поэтому допускается редактирование вышеописанных параметров с помощью специальных утилит и последующая прошивка уже отредактированного BIOS взамен стандартного, что часто применяется среди любителей разгона. Однако производить эту операцию нужно только со знанием дела, иначе велик риск прошить неработоспособный BIOS, получив на выходе нерабочую видеокарту.

В отличие от некоторых компонентов компьютера, видеокарта должна быть задействована еще во время загрузки компьютера для вывода информации на монитор. Для этого видеокарте требуется быть задействованной задолго до загрузки операционной системы; значит, она должна быть активирована BIOS’ом – единственной микропрограммой, представленной на начальном этапе загрузки. После запуска компьютера системный BIOS отдает команду на запуск VBIOS’а, который, в свою очередь, инициализирует работу всей видеокарты.

Виды видео интерфейсов

Интерфейс – совокупность возможностей, способов и методов взаимодействия двух систем, устройств или программ для обмена информацией между ними, определённая их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п.- 15-контактный субминиатюрный разъём для подключения аналоговых мониторов по стандарту VGA. В настоящее время VGA считается устаревшим и активно вытесняется цифровыми интерфейсами DVI, HDMI и DisplayPort. Крупнейшие производители электроники Intel и AMD объявили о полном отказе от поддержки VGA к 2015 году. Максимальная разрешающая способность 2048×1536, 85 Гц (2560×1600, 60 Гц в теории).

Visual Interface (DVI)

– стандарт на интерфейс и соответствующий разъём, предназначенный для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы, телевизоры и проекторы. Максимальное разрешение 2560×1600, 60 Гц.

DisplayPort

– стандарт сигнального интерфейса для цифровых дисплеев. Принят в мае 2006, версия 1.1 принята 2 апреля 2007, версия 1.2 принята 7 января 2010, а версия 1.3 – 15 сентября 2014. DisplayPort предполагается к использованию в качестве наиболее современного интерфейса соединения аудио и видеоаппаратуры, в первую очередь для соединения компьютера с дисплеем, или компьютера и систем домашнего кинотеатра. DisplayPort 1.2 имеет максимальную скорость передачи данных 21,6 Гбит/с на расстоянии до 3 метров, что больше, чем HDMI Type B (2×10,2 Гбит/c). Также поддерживает несколько независимых потоков, пропускная способность вспомогательного канала в стандарте увеличена с 1 до 720 Мбит/с.

Таким образом, через интерфейс DisplayPort 1.2 можно подключить до двух мониторов, воспроизводящих картинку размером 2560 х 1600 точек с частотой 60 Гц, либо до четырёх мониторов с разрешением 1920 х 1200 точек. При использовании одиночного монитора поддерживаемое разрешение возрастает до 3840 х 2400 точек с частотой 60 Гц, монитор с поддержкой частоты обновления 120 Гц поддерживается при разрешениях до 2560 х 1600 точек. Это позволяет стандарту DisplayPort 1.2 работать с технологиями построения стереоскопического изображения.

Definition Multimedia Interface (HDMI)

– интерфейс для мультимедиа высокой чёткости, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования. Разъём HDMI обеспечивает цифровое DVI-соединение нескольких устройств с помощью соответствующих кабелей. Основное различие между DisplayPort в том, что разъём HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу многоканальных цифровых аудиосигналов. Последняя версия HDMI поддерживает передачу данных на скорости до 18 Гбит/с, чего достаточно для трансляции видео 4K UHD (3840×2160) с частотой 60 кадров в секунду. Звуковая частота поддерживается до 1536 кГц для самого высокого качества звука.

Программы тестирования видеосистемы

Geeks3D FurMark

– бесплатная утилита для стрессового тестирования видеокарты компьютера. Программа создает максимальную нагрузку на графический адаптер, измеряя при этом его производительность и температурный режим работы. FurMark пользуется популярностью у лиц, занимающихся ремонтом и настройкой компьютерной техники. FurMark позволяет менять режим тестирования, указывая разрешение картинки и некоторые другие параметры. Тест можно запускать бессрочно, или же на фиксированное время, определяя таким образом количество обработанных видеокартой кадров за определенный период. Произведя тестирования нескольких графических адаптеров, можно сравнить результаты и определить самый производительный из них.

Полезной утилита FurMark может стать также для проверки стабильности работы графического адаптера после его разгона. Если он пройдет тест при помощи FurMark, значит и в процессе повседневного использования он будет работать надежно и без сбоев.

Интерфейс FurMark понятный и простой. Русский язык отсутствует, но это даже не замечается. Программа бесплатна. Каких-то особых требований к программному или аппаратному обеспечению компьютера нет.

– бесплатная прикладная программа для отображения технической информации о видеоадаптере (видеоконтроллере/видеокарте/видеомодуле), работающая под ОС Microsoft Windows. Программа отображает технические характеристики графического процессора и его видеопамяти, то есть определяет производителя и название видеоадаптера, тип видеопроцессора и его характеристики, размер и тип видеопамяти, дату и версию видео БИОС, дату и версию видеодрайвера, а также показывает поддерживаемые видеопроцессором графические технологии и стандарты. Окно программы изображено на рисунке 3.2.

Программа GPU-Z может заодно дополнительно определить температуру и частоту ядра, частоту видеопамяти и скорость вращения кулера и провести онлайн сравнение устройства с другими аналогичными продуктами.

PixPerAn

– программа для тестирования ЖК-мониторов. Данная утилита содержит ряд тестов, которые нацелены на то, чтобы определить недостатки, связанные с инертностью картинки ЖК-монитора. Если на экране показываются динамические сцены, например, в фильмах, некоторые мониторы могут оставлять неприятные шлейфы разных цветов. Данная программа при помощи тестов создает такие условия, при которых эти недостатки будут наиболее заметны.можно использовать и для проверки рабочего состояния видеокарты – при быстрой смене изображений будут заметны любые “подтормаживания”. Кроме этого, утилита в реальном времени показывает загруженность процессора, текущие параметры дисплея, а также скорость прорисовки кадров в секунду и количество пропущенных кадров.

Источник

Объем видеопамяти

Объем видеопамяти – суммарная емкость памяти видеокарты, которая хранит изображение для вывода на монитор. Не всегда большой объем видеокарты говорит о ее высокой производительности. Это лишь маркетинговый ход, поэтому нужно обращать внимание и на другие важные характеристики (тип памяти, разрядность шины и тд) при выборе видеокарты.

Функция видеопамять не отличается от «обычной» памяти, которую использует ваш ПК. Она встроен в видеокарту и использует более быстрые типы оперативной памяти, такие как GDDR5, GDDR5X, HBM2 и GDDR6.

Сколько нужно видеопамяти

Это зависит от того, как вы будете использовать компьютер. Рассмотрим на примере игровых ПК и узнаем, сколько потребляют современные игры видеопамяти.

Каждая настройка в игре будет занимать определенное количество видеопамяти, но наиболее требовательными являются:

Сегодня рендеринг под большие разрешения монитора является наиболее прожорливым параметром. Раньше текстуры и дальность прорисовки тоже были проблемой, но с увеличением объемов — это уже не то, на что стоит обращать внимание. То же самое можно сказать и про сглаживании, поскольку оно становится менее актуальным из-за все более высоких разрешений игровых мониторов.

Или на примере игры The Division 2, выпущенной в 2019 году. Тестирование проводил сайт guru3d.com. Настройки качества изображения — ультра, для 3-х разрешений экрана.

Игра заполняла видеопамять насколько это было возможно, с небольшим запасом. В зависимости от видеокарты этот объем был от 6 ГБ до 11 ГБ, т.е. использовался максимально доступный VRAM. С заполненной графической памятью вы не заметите лагов. Но… Посмотрим на график производительности:

Какую видеокарту с каким объемом памяти выбрать

Как было написано выше, разрешение является основным фактором при выборе видиокарты.

В продаже популярные следующие модели:

Для современных игр (2020 года, на момент написания) необходимые следующий объем памяти видеокарты:

Указанный объем для современных игр с настройками качества «Ультра». К онечно, вы можете играть на 4K с видеокартой на 4 ГБ видеопамяти, но имейте в виду: игровая индустрия не стоит на месте. То, чего хватает сегодня, не хватит завтра, поэтому планируйте на будущее.

В итоге

Любая видеокарта с 4 ГБ видеопамяти подойдет для современных игр в любом разрешении, но не с максимальными настройками. Без предварительных тестов нельзя утверждать, что такая видеокарта сможет на максималках тянуть любую игру.

Мы рекомендуем отдавать предпочтение видеокартам с большей емкостью VRAM, то есть с 6 ГБ и более, так сказать, с перспективой на будущее.

Старые тесты

Тест проверялся на разных играх при самых высоких значениях качества графики:

В итоге были получены такие значения:

Использование видеопамяти в различных играх, Мбайт

Самой требовательной как всегда остается игра Crysis Warhead, а также Napoleon Total War, игра обошла даже Crysis.

На что влияет объем памяти видеокарты

Это не сложно проверить на одинаковых моделях видеокартах, но с разным объемом видеопамяти.

В тесте использовались одинаковые видеокарты, одного производителя, но с разным объемом памяти. Только в случае с Radeon HD 4870, наблюдается прирост производительности.

Источник