Производительность видеокарты зависит не только от GPU, но также от стандарта и емкости видеопамяти, скорости ее подключения. В технических спецификациях видеокарты указана ширина подключения VRAM: 128, 192, 256 или даже 384 бит, что влияет на пропускную способность. Она весьма важна для высоких разрешений и игр/приложений, интенсивно нагружающих видеопамять. Но что скрывается за этими цифрами? Как именно память подключается на PCB видеокарты и как рассчитать пропускную способность? Все это мы разъясним в нашей статье.

Оперативная память на материнской плате работает существенно быстрее всех доступных SSD (в том числе и PCIe 5.0 x4), но для современных дискретных видеокарт она все равно слишком медленная. Если данные будут постоянно считываться или записываться на видеокарту из оперативной памяти, последняя станет «узким местом». По этой причине видеокарты оснащаются собственной видеопамятью или VRAM, которая работает независимо от оперативной памяти материнской платы. У памяти DDR5 в типичной системе пропускная способность составляет между 50 и 75 Гбайт/с, у high-end видеокарт (на состояние 2023) – вплоть до 1.008 Гбайт/с, как у той же NVIDIA GeForce RTX 4090 (тест). То есть порядка 1 Тбайт/с.

Перейдем к играм. Если в систему установлена видеокарта среднего класса, такая как GeForce RTX 3060 (Ti) (а скоро и RTX 4060 Ti) или Radeon RX 6600 (XT), то ее обычно достаточно для «младших» разрешений 1080p (1.920 x 1.080 пикселей), но вот для разрешения UHD (3.840 x 2.160 пикселей) уже требуется более высокая производительность. Разрешение 3.840 x 2.160 пикселей в четыре раза выше 1080p, поэтому для него требуется более высокая производительность, причем не только GPU, но и видеопамяти. А здесь как раз важна пропускная способность. Чем она выше, тем больше данных может обрабатывать GPU.

Подключение памяти от 64 до 384 бит

Подключение VRAM по 64-битной шине дает очень небольшую пропускную способность, чего нельзя сказать о 384 битах. Однако чем шире интерфейс памяти, тем сложнее прокладывать дорожки на PCB, что очень существенно удорожает производство видеокарты. Поэтому «бюджетные» модели обычно опираются на 64-битное подключение памяти. Впрочем, для обычных офисных компьютеров его вполне достаточно, даже при условии подключения нескольких мониторов.

Для игр лучше брать видеокарту, как минимум, со 128-битным интерфейсом памяти. Им обычно оснащаются GPU среднего класса, такие как GeForce RTX 4060 (Ti). Узость интерфейса видеопамяти часто компенсируют более крупным кэшем L2 на GPU. 192- и 256-битные интерфейсы дают еще более высокую пропускную способность, подобные видеокарты легко справляются не только с разрешением Full-HD, но также WQHD (2.560 x 1.440 пикселей) и даже UWQHD (3.440 x 1.440 пикселей) и UHD (3.840 x 2.160 пикселей), пусть и с ограничениями. В целом, многое зависит от конкретной игры и желаемой частоты кадров.

Но в случае UWQHD требуется максимально возможная производительность памяти, не говоря уже о UHD. У соответствующих high-end видеокарт память подключается по 320- или 384-битной шине. Исключением здесь будет видеокарта GeForce RTX 2080 Ti с 352-битным интерфейсом. В истории были видеокарты, работавшие с 512-битным интерфейсом. Например, ATI Radeon 2900 XT в свое время. Повторимся, что чем шире интерфейс памяти, тем дороже производителям видеокарт обходится PCB, что приводит к соответствующей цене готового продукта.

Как емкость видеопамяти связана с шириной подключения?

Многие энтузиасты и геймеры недоумевают, почему видеокарты с 6 или 12 Гбайт не могут подключать ее по 128 или 256-битной шине? Дело в том, что емкости 6, 12, 24 и 48 Гбайт не являются степенью двойки в отличие от 4, 8, 16 и 32 Гбайт. GPU оснащаются несколькими контроллерам памяти, каждый с 32-битным интерфейсом, что позволяет подключать один чип емкостью 1 или 2 Гбайт к такому контроллеру. Причем контроллеры памяти поддерживают и 16-битный режим работы с чипами памяти (два чипа на 32-битный интерфейс).

В качестве примера мы возьмем видеокарту NVIDIA GeForce RTX 4070 (тест). На нее установлен AD104-250 GPU с шестью 32-битными контроллерами памяти NVIDIA. На PCB видеокарты припаяны шесть чипов VRAM (GDDR6X) от Micron емкостью 2 Гбайт каждый, причем независимо от производителя видеокарты. В итоге они дают 12 Гбайт видеопамяти. Шесть контроллеров памяти работают вместе, обеспечивая 6x 32-битный интерфейс, то есть 192-битное подключение. Теоретически такой объем памяти можно получить в 96-битном режиме, в таком случае каждый чип будет работать по 16-битному подключению.

В случае установки восьми чипов VRAM емкостью 2 Гбайт каждый, как на той же видеокарте AMD Radeon RX 6800 (XT) (тест), суммарная емкость увеличивается до 16 Гбайт, при этом интерфейс памяти 256-битный (8x 32 бит). 16 Гбайт видеопамяти можно подключить и по 128-битной шине, в таком случае каждый чип будет работать в 16-битном режиме.

В случае видеокарт GeForce RTX 3080 Ti (тест) и RTX 3090 (тест) ситуация иная: обе видеокарты работают с 384-битным интерфейсом, но у GeForce RTX 3080 Ti установлены 12 чипов VRAM емкостью 1 Гбайт каждый, причем только с лицевой стороны PCB, что дает емкость 12 Гбайт. 12 чипов памяти работают по 32-битному интерфейсу, что и дает в сумме 384 бит. У NVIDIA GeForce RTX 3090 сзади дополнительно установлены 12 чипов VRAM по 1 Гбайт, в итоге емкость увеличена до 24 Гбайт. В данном случае 32-битные контроллеры работают с каждым чипом в 16-битном режиме.

AMD и NVIDIA компенсируют сравнительно узкий интерфейс памяти более крупным кэшем L2. Видеокарта GeForce RTX 4070 Ti (тест) оснащается 48 Мбайт, а в распоряжении GeForce RTX 4070 – 36 Мбайт кэша. Не только GeForce RTX 4090, но и Radeon RX 7900 XTX (тест) получила 24 Гбайт видеопамяти, в случае AMD кэш L2 увеличен до 96 Мбайт. NVIDIA AD102-300 GPU (RTX 4090), с другой стороны, использует 72 Мбайт кэша L2. В полной конфигурации AD102 возможна емкость 96 Мбайт.

Но вернемся к видеокарте GeForce RTX 2080 Ti (тест) в качестве интересного примера: к TU102-300 GPU подключены 11 Гбайт, как и в случае GTX 1080 Ti. Интерфейс памяти необычный – 352 бита. То есть 11 чипов VRAM по 1 Гбайт подключены по 32-битному интерфейсу каждый. 11x32 как раз дает 352.

Число чипов VRAM напрямую связано с шириной интерфейса памяти. Вполне логично, что 8/16 Гбайт VRAM нельзя подключить по 192/384-битному интерфейсу, а 12/24 Гбайт – по 128/256-битному.

Расчет пропускной способности памяти

Пропускная способность памяти весьма важна для игр. Но как рассчитать пропускную способность памяти на видеокарте? Мы постоянно получаем подобные вопросы читателей. На самом деле, здесь все просто.

Чипы памяти на видеокарте обычно произведены Micron или Samsung. У них заявлена пропускная способность на контакт в Гбит/с (не путать с Гбайт/с). В качестве примера мы возьмем видеокарту GeForce RTX 4090 (тест). 12 чипов GDDR6X емкостью 2 Гбайт от Micron работают с пропускной способностью 21 Гбит/с на контакт, каждый подключен к AD102-300 GPU по 32-битному интерфейсу, что дает 12x32 = 384 бита.

Расчет пропускной способности памяти:

X Гбит/с (чип VRAM) / 8 (бит) x интерфейс памяти = пропускная способность в Гбайт/с
Пример GeForce RTX 4090: 21 Гбит/с / 8 = 2.625 Гбайт/с x 384 бит = 1.008 Гбайт/с

Поскольку пропускная способность выражается в Гбайт/с, сначала нужно преобразовать 21 Гбит/с в Гбайт/с. 1 байт равен 8 битам, поэтому 21 Гбит/с нужно разделить на 8. Результат составит 2,625 Гбайт/с. Теперь это значение нужно умножить на ширину интерфейса памяти видеокарты. 2,625 x 384 составляет 1.008 Гбайт/с.

Заключение

Многие годы применительно к видеокартам производители указывают ширину интерфейса памяти 128, 192, 256 или даже 384 бита. Мы получаем вопросы читателей с просьбой пояснить их. Суть в том, что видеокарты оснащены собственной видеопамятью (VRAM) для повышения производительности, которая подключается к GPU соответствующим интерфейсом. И помимо объема видеопамяти следует учитывать пропускную способность, особенно для очень высоких разрешений, таких как UHD 3.840 x 2.160 пикселей.

В итоге пропускная способность зависит от числа припаянных чипов VRAM и контроллеров памяти GPU. 6, 12, 24 или 48 Гбайт VRAM могут работать только с интерфейсами шириной 48, 96, 192, 384 или (теоретически) 768 бит. А 4, 8, 16 или 32 Гбайт VRAM – с интерфейсами шириной 32, 64, 128, 256 или 512 бит. Бывают и экзотические подключения памяти, такие как 352-битный на видеокартах NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti и RTX 2080 Ti. Или 320-битный интерфейс у AMD Radeon RX 7900 XT. Пропускную способность памяти можно легко рассчитать на основе спецификаций Гбит/с чипов памяти и ширины интерфейса памяти. Пропускная способность важна не только для игр, но и для других приложений, интенсивно нагружающих память.

Будем надеяться, наша статья поможет разобраться читателям в данной теме. Ничего сложного здесь нет, все доступно для понимания.

Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору видеокарты для разных бюджетов.