Что следует знать о тактовой частоте ядра графического процессора и видеопамяти

Что следует знать о тактовой частоте ядра графического процессора и видеопамяти

В этой статье я расскажу вам всё, что вам нужно знать о тактовой частоте ядра графического процессора и тактовой частоте видеопамяти. Понимание этих спецификаций поможет вам при покупке видеокарты, особенно когда вы выбираете между версиями одного и того же графического процессора от разных производителей.

Что такое ядра графического процессора

Ядра графического процессора отвечают за основную часть обработки, которую выполняет ваша видеокарта. Как и в случае с ядрами ЦП, базовая архитектура ядра будет иметь гораздо большее влияние на производительность, чем просто тактовая частота или их количество.

Возьмём на мгновение пример с процессором. Допустим, у вас есть два 4-ядерных процессора Intel с тактовой частотой 3,6 ГГц на выбор.

Если вы посмотрите только на характеристики базового уровня, сделать выбор будет сложнее, поскольку очевидной разницы просто нет на поверхностном уровне.

Что вы делаете в этой ситуации, так это определяете, какой из ваших вариантов использует лучшую, более современную архитектуру ЦП, которая обеспечит большую производительность этих 4 ядер, работающих на частоте 3,6 ГГц.

Если оба используют одну и ту же архитектуру в одном и том же поколении, это может быть случай выбора, иметь ли определенные функции (например, встроенную графику).

Как и ядра ЦП, ядра графического процессора сильно привязаны к своей архитектуре, когда речь идет о ожидаемой производительности.

Например, сравним GTX 760 с её преемником – GTX 960. Это довольно похожие видеокарты с точки зрения характеристик, таких как количество ядер CUDA, тактовая частота ядра графического процессора и видеопамяти. GTX 760 имеет 1024 ядра CUDA, тогда как GTX 960 имеет 1152 ядра CUDA. Обе имеют 2 ГБ видеопамяти GDDR5.

GTX760 разгоняется до 1033 МГц, а GTX960 – до 1178 МГц.

Основываясь на таких характеристиках, вы можете подумать, что они работают примерно одинаково, с незначительной разницей в пользу GTX960… но этот сдвиг поколений означает изменение архитектуры, что означает гораздо большее изменение уровней производительности.

Общий прирост производительности от GTX 760 до GTX 960 составляет около двадцати процентов.

И это улучшение производительности произошло не за счёт добавления дополнительных ядер или двадцати процентов памяти или двадцатипроцентного повышения тактовой частоты: оно произошло за счёт фундаментальных улучшений базовой архитектуры графического процессора.

Конечно, даже по базовым характеристикам 960 по-прежнему лучше 760, но не настолько сильно, как реальное улучшение производительности.

Таким образом, ядра графического процессора очень похожи на ядра ЦП, но, как правило, исчисляются тысячами, а не парами или тройками.

Также, как и ядра ЦП, ядра графического процессора больше зависят от своей базовой архитектуры, чем от необработанных тактовых частот или количества ядер. Имея это понимание, вам будет намного проще понять, как работают тактовые частоты ядра видеокарты.

Что такое память графического процессора

Прежде чем определять память графического процессора, давайте сначала определим обычную память.

В этом контексте под памятью понимается ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), которое используется ЦП в качестве энергозависимого кэша для всего, что в данный момент выполняется в вашей системе.

Из-за этого оперативная память также называется динамической памятью, тогда как что-то вроде жесткого диска или SSD называется статической памятью, поскольку она не так напрямую связана с рабочей нагрузкой.

Однако большинство графических процессоров не используют стандартную оперативную память, как это делают процессоры. Вместо этого они используют VRAM (Video Random Access Memory).

VRAM сильно отличается от RAM, используемой вашим процессором, и не работает так же, как обычная RAM.

Вместо того, чтобы использоваться для выполнения нескольких задач на вашем ПК, VRAM предназначена исключительно для того, на чем сосредоточен ваш графический процессор, будь то рендеринг в профессиональных рабочих нагрузках или игры.

Как тактовая частота ядра видеокарты влияет на производительность

Между тактовой частотой ядра графического процессора и тактовой частотой видео частота ядра оказывает более значительное влияние на производительность.

Увеличение тактовой частоты ядра графического процессора по сути является тем же принципом, что и увеличение тактовой частоты центрального процессора: увеличивая скорость операций в секунду, вы можете повысить производительность.

Однако, повышение тактовой частоты, например, на 5% не обязательно гарантирует повышение производительности на 5%.

Как указывалось ранее, внутри видеокарты значением имеет гораздо больше, чем просто общее количество ядер или скорость, с которой эти ядра работают.

Тем не менее, тактовые частоты ядра графического процессора оказывают самое непосредственное влияние на повышение производительности графического процессора.

Поэтому, если вы хотите улучшить частоту кадров в игре или сократить время рендеринга, тактовая частота ядра видеокарты, безусловно, является более важной характеристикой. Но, как насчёт частоты памяти графического процессора?

Как частота видео влияет на производительность

Частота памяти графического процессора немного странная.

Бывают случаи, когда приоритизация этой спецификации может оказать положительное влияние на производительность, а иногда кажется, что это вообще не имеет значения.

Это не так уж далеко от того, как работает обычная оперативная память, поскольку многие пользователи, похоже, не видят разницы между использованием низкоскоростных и высокоскоростных наборов оперативной памяти во многих рабочих нагрузках.

Прежде чем обсуждать конкретно частоты видеопамяти, нам нужно переориентироваться на саму видеопамять.

VRAM отвечает за хранение всех данных, необходимых вашей видеокарте для рендеринга конкретной сцены, будь то ваша любимая карта в Counter-Strike или анимация Blender.

Если у вас недостаточно видеопамяти для хранения всей этой информации там, где она легко доступна для графического процессора, вы либо получите сбой, либо (что более вероятно) начнёте потреблять основную оперативную память ПК. И, к сожалению, оперативная память вашего ПК будет работать значительно медленнее, что приведёт к снижению производительности.

Помимо необработанной емкости, VRAM также тесно связана с разрешением и точностью текстур, особенно в играх.

С видеокартой, использующей 4 ГБ видеопамяти или меньше, воспроизведение чего-либо в разрешении 1080p с высокими текстурами должно быть вполне жизнеспособным. Проблемы могут возникнуть, если вы хотите запустить ту же игру в разрешении 1440p или 4K.

Даже если ядра вашего графического процессора обладают достаточной вычислительной мощностью для работы с более высокими настройками, ограниченное количество видеопамяти может значительно снизить производительность в этих сценариях, поскольку всё, что делает графический процессор, должно пройти через видеопамять, прежде чем оно отобразится на вашем экране.

Есть два основных решения узких мест, связанных с VRAM. Идеальное решение – просто добавить больше видеопамяти, но это не всегда возможно, особенно в эпоху нехватки микрочипов.

Другое решение состоит в том, чтобы увеличить скорость, с которой работает эта видеопамять, также известное как разгон тактовой частоты памяти графического процессора.

По сути, улучшение тактовой частоты памяти графического процессора поможет вам только в тех случаях, когда пропускная способность вашей памяти была узким местом, а обычно это не так. И хотя это может помочь, это всё же не заменит наличие достаточного количества видеопамяти.

Как сравнить ядра и память разных видеокарт?

Помните, я говорил ранее о том, что производительность ядер GPU и CPU больше определяется базовой архитектурой, чем исходной тактовой частотой или количеством ядер? Это всё ещё в силе, что делает сравнение видеокарт разных брендов или архитектур только на спецификациях, чрезвычайно шатким.

Архитектура ЦП и то, как она масштабируется по линейке продуктов, имеют более простую логику. Допустим, вы покупаете процессор AMD текущего поколения и выбираете между четырехъядерным и шестиядерным процессором.

В то время как шестиядерник явно лучше, этот четырехъядерный должен иметь очень похожий уровень производительности в большинстве задач.

Это связано с тем, что базовая архитектура идентична, поэтому каждое отдельное ядро имеет примерно одинаковый уровень мощности. И большинство задач, которые вы будете выполнять на своём ПК, даже игры или активная работа в области просмотра вашего программного обеспечения, больше связаны с производительностью одного ядра, чем с масштабированием на несколько ядер.

Для профессиональных рабочих нагрузок, таких как рендеринг, этот шестиядерный процессор определенно покажет улучшение. Поскольку большинство рабочих нагрузок рендеринга превосходно масштабируются на несколько ядер, а иногда даже на несколько компьютеров, можно ожидать увеличения производительности на 40-50% при увеличении числа ядер на 50%.

Улучшения в количестве ядер также могут помочь в играх, если они достаточно современны, чтобы хорошо масштабироваться на несколько ядер. Однако большинство игр, особенно старые, не очень подходят для этого, поэтому мы не рекомендуем геймеру изо всех сил стараться иметь как можно больше ядер, если только он не хочет делать больше, чем просто играть на своём ПК.

Теперь у вас есть приблизительное представление о том, как работает архитектура процессора.

Что же делает архитектуру графического процессора такой отличной?

По сути, ядра графического процессора уже созданы для работы как единое целое, в отличие от ядер ЦП.

Вы не получите аналогичную производительность GTX 1070 на GTX 1060 при любой рабочей нагрузке, потому что, несмотря на идентичность базовой архитектуры, резкое увеличение количества ядер и других характеристик делает GTX 1070 объективно лучше во всех возможных сценариях.

Нет приложений на основе графического процессора, привязанных к одному ядру, как это часто бывает с приложениями на основе центрального процессора, поэтому масштабирование одной и той же архитектуры не работает так же, как с процессорами.

Это не означает, что вы не должны сравнивать характеристики GPU. Если они используют одну и ту же базовую архитектуру, вы все равно можете получить некоторое представление о том, что происходит под капотом, изучив спецификации.

Но, вам нужно выйти за рамки только ядер видеокарты и тактовой частоты видеопамяти, потому что графические процессоры более высокого уровня также будут использовать такие функции, как увеличение объема видеопамяти или пропускной способности, доступной для этой видеопамяти.

Лучший способ сравнить разные видеокарты – это не смотреть на спецификации. Лучший способ сравнить различные видеокарты – это посмотреть на авторитетные тесты программного обеспечения или игры, которые вы хотите использовать.

Как сравнить производительность видеокарт с разными версиями одного графического процессора?

Но… Как насчёт сравнения разных версий одного и того же графического процессора?

Именно здесь действительно имеет смысл сравнивать тактовые частоты ядра и видеопамяти.

Если вы не знакомы с рынком графических процессоров, вы можете не знать, что производительность графического процессора может меняться в зависимости от того, у какого партнера вы его покупаете.

Процесс происходит примерно так:

1. Производитель GPU (AMD или Nvidia) производит GPU. Они могут создавать свои собственные стандартные кулеры и продавать их напрямую потребителям, или могут продавать партнёру.
2. Партнёр (марки видеокарт, такие как MSI, EVGA и т.д.) берёт графический процессор, приобретенный у производителя, и настраивает его. Каждый партнёр ставит свой собственный кулер поверх графического процессора, и характеристики этих конструкций могут сильно различаться от бренда к бренду.
3. Затем партнёр обычно переходит к увеличению тактовой частоты ядра графического процессора и видеопамяти в рамках ограничений собственной конструкции кулера.

Конечным результатом этого процесса является то, что вы получаете разные версии одного и того же графического процессора, которые работают по-разному из-за разного охлаждения, разных тактовых частот или того и другого.

В этих случаях сравнение тактовой частоты ядра и видеопамяти идеально подходит для выбора того, какой из них будет работать лучше, но вам все равно понадобятся тесты для правильной количественной оценки того, какие улучшения вы увидите.

Часто задаваемые вопросы о производительности видеокарт

Насколько разгон графического процессора может улучшить производительность?

Я бы сказал, что максимум, который вы можете разумно ожидать от разгона видеокарты, находится где-то в диапазоне 5-10%.

В конце концов, разгон RTX 3060 не превратит её в RTX 3070, как бы вы ни старались. Так что не ждите, что разгон графического процессора заменит покупку более мощной видеокарты или возможное обновление.

Тем не менее, эта дополнительная производительность может иметь большое значение для продления срока использования видеокарты, особенно если вы запускаете игры, частота кадров которых чуть ниже играбельной.

Можно ли использовать RAM ПК в качестве видеопамяти?

Если вы не используете процессор со встроенной графикой, нет.

Если вы обнаружите, что вам приходится использовать обычную оперативную память в качестве видеопамяти, обязательно выберите как минимум оперативную память DDR4-3600, чтобы получить приличную производительность.

Хотя вы не сможете достичь того же уровня производительности, что и с дискретным графическим процессором и выделенной оперативной памятью GDDR, вы всё же можете значительно улучшить сценарий, имея хорошую оперативную память для настольных ПК.

Можно ли использовать VRAM как обычную RAM?

…если только вы не используете современную игровую консоль. Консоли, такие как PlayStation и Xbox, используют архитектуру на базе ПК и много оперативной памяти GDDR, которая используется как для рендеринга графики, так и для общего использования памяти.

Однако это не то, что вы можете сделать в обычной среде рабочего стола.

Андервольтинг – это то же самое, что и разгон?

Андервольтинг – это процесс снижения напряжения, подаваемого на видеокарту, с целью снижения температуры и, как мы надеемся, стабилизации производительности.

Разгон – это процесс увеличения тактовой частоты с целью повышения производительности, но он требует увеличения напряжения, чтобы полностью раскрыть потенциал соответствующего оборудования. Это также повысит температуру, поэтому рекомендуется только в том случае, если вы знаете, что делаете, и знаете как снизить температуру графического процессора на своем ПК.

Пониженное напряжение, на самом деле, не требует от вас снижения тактовой частоты для достижения ваших целей. Если всё сделано правильно, вы можете снизить напряжение графического процессора, чтобы добиться почти такой же производительности, при этом значительно снизив температуру и энергопотребление.

На самом деле, вы даже можете получить более высокую производительность, поскольку пониженное напряжение также снижает вероятность теплового троттлинга.

На что влияет частота графического процессора в видеокарте и что это такое?

Привет, друзья! Как вы, вероятно, уже знаете, все видеокарты оборудованы GPU, то есть графическими процессорами. Одним из ключевых параметров при работе устройства, является частота графического процессора, на что влияет эта характеристика, я расскажу в сегодняшней публикации.

Зачем нужен графический процессор

Этот чип в видеокарте занят самым важным делом: он рендерит графику, просчитывая 2D и 3D объекты и их взаимодействие между собой и тем самым формируя изображение, передаваемое затем на дисплей монитора. Благодаря особенностям архитектуры, этот чип гораздо эффективнее обрабатывает графику по сравнению с центральным процессором, несмотря на меньшую мощность.

Такой чип может быть как составной частью видеокарты, так и быть интегрированным в северный мост материнской платы или как логический блок на ЦП. Как правило, последние два типа менее мощные и подходят для выполнения повседневных задач, но слабо справляются с рендерингом сложных объектов.

На что влияет его частота

Тактовая частота ядра – количество операций, которые графический процессор выполняет в секунду. На сегодняшний день у мощных видеокарт этот показатель уже перевалил за гигагерц.

Чем выше тактовая частота, тем больше данных может обработать графический ускоритель. Это влияет не только на количество FPS в играх, но и на количество примитивов в отрендеренных объектах, то есть на качество графики.

Таких показателей удалось добиться, благодаря уменьшению техпроцесса графического чипа, увеличив количество логических блоков на той же площади кристалла. Подробнее о техпроцессе видеокарты вы можете почитать здесь.

Два главных конкурента, которые выпускают графические чипы, Nvidia и AMD, постоянно соревнуются за повышение частотных характеристик. Выпустить новую топовую модель, которая по техническим параметрам хотя бы на пару месяцев заткнет за пояс конкурентов – уже скорее дело престижа, а не насущная потребность рынка.

Даже в развитых странах не каждый геймер может позволить себе такое устройство.

Можно ли увеличить частоту и зачем это делать

Существует целый ряд программ, которые позволяют выполнить boost графического чипа, повысив его частотные характеристики (конечно, если компонент поддерживает такую опцию). Сюда можно отнести:

• ASUS GPU Tweak – лучше всего работает с видеокартами именно этого бренда, открывая пользователю доступ к дополнительным опциям;
• MSI Afterburner – всеядная утилита, которой все равно, что разгонять;
• RivaTuner – «прародитель» всех современных программ для оверклокинга, на основании наработок которого, созданы все последующие продукты.

Кроме повышения частоты графического процессора, эти утилиты умеют увеличивать частоту памяти, регулировать скорость вращения кулеров и многое другое. «Что это дает в практическом плане?» — может спросить внимательный читатель.

Увеличение тактовой частоты, как можно догадаться, позволяет увеличить качество графики и количество ФПС в играх программными средствами, то есть не покупая новую видеокарту.

Такой «костыль» можно использовать как временное решение, когда юзер еще морально не созрел для покупки нового девайса, однако уже хочется поиграть в новинку, которую комп не вытягивает по системным требованиям.

При этом следует учитывать, что разгон видеокарты требует аккуратного и вдумчивого подхода – если переборщить с увеличением частоты и «дать копоти» больше, чем видеокарта реально сможет вытянуть физически, происходит перезапуск графического драйвера, что обычно ведет к крашу запущенной игры или видеоредактора.

Сломать девайс таким способом очень сложно, из-за предусмотренной программистами «защиты от дурака».Однако хочу также отметить, что особо настойчивые фанаты оверклокинга умудряются таки сжечь видеокарту, дав ей повышенную нагрузку и убрав количество оборотов кулера до минимума.В качестве рекомендации, советую обратить внимание на видеокарту Asus PCI-Ex GeForce GTX 1060 Dual 3GB (DUAL-GTX1060-O3G), которая потянет все современные игры на приемлемых настройках графики.

К сожалению, для майнинга такой продукт подходит хуже, чем аналогичная по цене видяха от AMD. Ну тут уже такое – или в игры гонять, или крипту майнить, не так ли?

До новых встреч на страницах моего блога, дорогие друзья! Не забудьте расшарить эту статью в социальных сетях и подписаться на новостную рассылку.

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

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.

Источник https://windows-school.ru/blog/jadra_graficheskogo_processora_videopamjati/2022-06-25-971

Источник https://infotechnica.ru/pro-kompyuteryi/o-videokartah/chastota-graficheskogo-protsessora/

Источник https://lumpics.ru/on-what-videocard-s-clock-frequency-has-an-influence/