Что такое графическая память

что значит Доступно графической памяти?

1. Доступно графической памяти: 2804 МБ
Абсолютно бесполезный параметр. Вся память, доступная для графической обработки. Возможно, система не использует всю эту память, но она доступна при необходимости.

2. Используется видеопамяти: 1024 МБ
Этот параметр указывает объем памяти установленной на видеокарте.
При использовании интегрированных графических карт эта память резервируется системой BIOS и извлекается из памяти системы перед загрузкой Windows

4. Общей системной памяти: 1780 МБ
Дополнительный резерв памяти, который может быть оперативно перенаправлен и использован. При необходимости эта память может использоваться для графики или различными программами.

P.s: У вас 4Гб Оперативной памяти из которых системе доступно 3,85Гб
1Гб Видеопамяти на видеокарте (обычной или мобильной), а система может отсыпать еще 1780мб в случае острой необходимости, оставив себе 2Гб ОЗУ для работы. (но она этого не сделает =))

Видеопа́мять — часть оперативной памяти, отведённая для хранения данных, которые используются для формирования изображения на экране монитора.

Как правило, чипы оперативной памяти припаяны прямо к текстолиту (плате) видеокарты, в отличии от съёмных модулей системной памяти, которые вставляются в стандартизированные разъёмы материнских плат. Одна половина чипов, обычно, припаяна под радиатором системы охлаждения видеокарты, а вторая — с обратной стороны. Чипы памяти представляют собой небольшие прямоугольные пластинки чёрного цвета.

Такая Оперативная Память используется только под нужды различных графических приложений и игр. Технологии производства ОЗУ видеокарт развиваются более стремительно, чем ОЗУ для персональных компьютеров, в связи с тем, что игровая индустрия никогда не стоит на месте.

Источник

Графическая память в видеокарте: что это такое и как использовать всю?

Привет, друзья! В публикации «Из чего состоит современная видеокарта для ПК» я вкратце упомянул о функциональном назначении всех компонентов этого девайса. Сегодня разберемся что такое графическая память видеокарты и зачем она нужна?

Что такое видеопамять

Вероятно, вы знаете, что за рендеринг любого изображения в компьютере отвечает графический чип – например, он просчитывает взаимодействие объектов в игре.

Промежуточные данные, которые затем выводятся на монитор, хранятся как раз в видеопамяти. Связаны эти блоки между собой, шиной данных (подробнее о том, что это такое, ее разрядности и влиянии на работу устройства, вы можете почитать здесь).

В современных графических ускорителях сейчас используется память GDDR5 (за исключением бюджетных моделей, некоторые из которых все еще работают на DDR3). По сути, это обычная оперативная память, которая есть в любом ПК.

Но в отличие от оперативки, плата видеопамяти впаяна наглухо, поэтому заменить ее, не раскурочив видеокарту, нет совершенно никакой возможности).

Зачем реализовано такое решение? Не в целях «защиты от дурака», как, вероятно, вы могли подумать. Сделано это для того, чтобы пользователь, которому уже не хватает видеопамяти для запуска какой-нибудь новинки игропрома, не докупил по дешевке дополнительный модуль памяти, а покупал новую навороченную видеокарту.

Хотя, если вы не верите в теорию заговора, можете проигнорировать мое мнение.

Больше – лучше, или нет?

Предметом сравнительной фаллометрии рядовых юзеров часто выступает объем видеопамяти. Случилось это с подачи маркетологов – втюхивая новый продукт, они прожужжат вам все уши по этому поводу.Более продвинутые юзеры, особенно геймеры, которым приходится, жертвуя личным временем, предаваться любимому хобби, обращают внимание, в первую очередь, на частоту памяти (ну и, естественно на частоту ядра).

Почему так? Не так важно, сколько данных может запомнить видеокарта – если она работает медленно, даже разгон не всегда поможет существенно увеличить производительность в играх.

Сколько нужно видеопамяти

Не буду углубляться, как сильно изменились видеоигры за последние 5 лет – если вы «в теме», то и сами все прекрасно видите. Такое качество графики требует мощной видеокарты – если вы, конечно, хотите играть на приемлемых настройках, при этом не страдая от «слайдшоу» во время просадки FPS.

Однако качество графики – не единственная проблема, с которой сталкиваются современные геймеры. В игропроме хорошим тоном стало делать игры с открытым бесшовным миром (если жанр подразумевает такую «фичу» — например, РПГ или шутер).

Игра, в которой пользователю придется постоянно ждать загрузки локаций, имеет высокий шанс стать провальной.

Чтобы запомнить все (или хотя бы ближайшие) объекты такого игрового мира, требуется солидный объем видеопамяти. Для современных игр нормой стал показатель от 3 Гб.

Не хочу вас расстраивать, но это только сегодня пока так – уже через пару лет топовые видеокарты может и не будут тянуть новинки на ультра-настройках. А вы как думали?

Увы, большинство разработчиков нацелены на массового потребителя, поэтому акцент они делают на YOBA-играх, где в угоду «графонию» можно пожертвовать остальными составляющими – сюжетом, продуманным ЛОРом, необычными квестами, которые отличаются от привычных «убить всех».

Какие выводы мы можем сделать

Чуть не забыл, не нужно размышлять, как использовать всю видеопамять – в играх она задействуется автоматически, даже если система отображает, что доступно меньше. Исходя из вышесказанного, при выборе видеокарты я советую, в первую очередь, ориентироваться на частоту памяти, игнорируя объем, если бюджет на апгрейд ограничен.

А в качестве возможной покупки, могу порекомендовать MSI GeForce GTX 1060 GAMING X 6G – доступный по цене девайс с объемом видеопямяти 6 Гб и очень неплохими прочими характеристиками. Также советую почитать статью «Выбираем процессор для игрового системного блока».

А на этом у меня все. До следующих встреч на страницах моего блога. Не забываем подписываться на новостную рассылку и делиться публикациями в социальных сетях!

С уважением к вам, автор блога Андреев Андрей.

Источник

Видеопамять компьютера и объём памяти видеокарты VRAM

Если открыть форум какой-нибудь популярной компьютерной игры, то обязательно в нём найдётся тема про видеокарты, где на нескольких десятках страниц, помимо прочего, будет активно обсуждаться и объём памяти видеокарты. Продвинутые пользователи могут вступить в активное обсуждение вопроса, а вот для новичка это сплошная тарабарщина. В сегодняшнем посте я хочу немного рассказать что такое видеопамять компьютера и для чего она используется.

Что такое графическая видеопамять компьютера?

Думаю Вам уже понятно, что кроме основной оперативной памяти RAM у компьютера или ноутбука есть ещё и видеопамять — VRAM. Аббревиатура расшифровывается как Video Random Access Memory. Графическая видеопамять видеокарты компьютера — это особый вид оперативной памяти, который используется в дискретных видеоадаптерах компьютеров и ноутбуков. Выполнена она в виде чипов, распаянных на плате видеокарты вокруг графического процессора.

Думаю понятно, что чем больше модулей распаяно, тем больше объём видеопамяти. Тут возникает логичный вопрос — а зачем она нужна, ведь у компьютера и так есть оперативная память!
Память видеокарты используется для временного хранения графических данных — а именно изображения (так называемый буфер кадра ) — сформированных и передаваемых видеоадаптером на монитор ПК. Видеопамять является двухпортовой, то есть она может одновременно записывать данные при изменении изображения и в то же самое время считывать её содержимое для прорисовки изображения на экране. Проще говоря, память видеокарты снабжает графический процессор данными, которые необходимы ему для визуализации изображения — так называемого рендеринга. К этим данным относится буфер кадров, карта теней, используемые текстуры, освещение и так далее.

Как узнать объем видеопамяти

Объём видеопамяти видеоадаптера, установленного на Вашем компьютере Вы можете несколькими способами.

Быстрая, лёгкая и показывает абсолютно всю нужную информацию. В поле Memory Type будет показан тип используемой памяти видеокарты, а в поле Memory Size — её объём.

Как увеличить объем памяти видеокарты

Такой вопрос обычно задают новички. Они знают, что объём ОЗУ у компьютера можно расширить установкой дополнительных модулей и думают, что с видеокартой всё точно так же. А вот и нет, увеличить объём видеопамяти без замены видеокарты не получится. Для этого надо купить новый адаптер и заменить на него старый.

Кстати, у меня в практике был случай, когда один опытный радиотехник загорелся желанием перепаять модули ОЗУ с одной платы на другую. Причём на плате были для этого соответствующие места. Но ничем эта затея не закончилась. Мало того, что подобные работы имеют высокий класс точности, но даже если это и получится сделать физически увеличить объём видеопамяти, нужно будет ещё и перепрошить само устройство. Ведь без соответствующего программного обеспечения плата всё равно не увидит установленные модули ОЗУ.

Сколько памяти нужно видекарте?

Вопрос очень интересный. Тут всё напрямую зависит от того, как будет использоваться видеоадаптер в плане работы с графикой. Например, если это просто офисный компьютер, то ему хватит и встроенного графического адаптера, который будет сам занимать немного видеопамяти из ОЗУ. Если это домашний ПК для фильмов и простеньких игр, то ему вполне хватит от 256 Мб. до 1 Гб. А вот заядлому геймеру или для профессиональной работы с видео нужно будет уже в среднем 2-4 Гигабайта.

Так же необходимо учитывать следующие факторы:

Разрешение монитора

Чем больше у Вас монитор, тем бОльшее он использует разрешение. А чем больше используется разрешение, тем сильнее оно потребляет память видеокарты. Например 1 кадр в качестве FullHD ( разрешение 1920X1080X32) требует 8 Мб видеопамяти. Если же Вы подключили самый современный монитор 4К, то используемое у него разрешение будет потреблять уже в среднем 33 Мб на каждый кадр.

Сглаживание текстур

Сглаживание видео вообще очень сильно потребляет видеопамять. Чем сильнее сглаживание — тем больше потребление VRAM. К тому же разные алгоритмы сглаживания имеют соответственно и разное потребление. Причём разные типы сглаживания по разному потребляют ресурсы компьютера.

Качество текстур и теней

Чем выше качество текстур, чем больше отображается теней у объектов, тем сильнее расходуется и видеопамять компьютера. Это вообще самый сильный потребитель ресурсов видеокарты. Любите поиграть в «тяжелую» игру поставив качество на максимум? Приготовьтесь к тому, что памяти Вашей видеокарты может для этого не хватить. Чем реалистичней качество картинки, тем больше для этого требуется теней и текстур, а значит видеоадаптер будет использоваться по максимуму.

Источник

Что значит доступно графической памяти и используется

Привет, друзья! В публикации «Из чего состоит современная видеокарта для ПК» я вкратце упомянул о функциональном назначении всех компонентов этого девайса. Сегодня разберемся что такое графическая память видеокарты и зачем она нужна?

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

Что такое видеопамять

Вероятно, вы знаете, что за рендеринг любого изображения в компьютере отвечает графический чип – например, он просчитывает взаимодействие объектов в игре.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

Промежуточные данные, которые затем выводятся на монитор, хранятся как раз в видеопамяти. Связаны эти блоки между собой, шиной данных (подробнее о том, что это такое, ее разрядности и влиянии на работу устройства, вы можете почитать здесь).

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

В современных графических ускорителях сейчас используется память GDDR5 (за исключением бюджетных моделей, некоторые из которых все еще работают на DDR3). По сути, это обычная оперативная память, которая есть в любом ПК.

p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

Но в отличие от оперативки, плата видеопамяти впаяна наглухо, поэтому заменить ее, не раскурочив видеокарту, нет совершенно никакой возможности).

Зачем реализовано такое решение? Не в целях «защиты от дурака», как, вероятно, вы могли подумать. Сделано это для того, чтобы пользователь, которому уже не хватает видеопамяти для запуска какой-нибудь новинки игропрома, не докупил по дешевке дополнительный модуль памяти, а покупал новую навороченную видеокарту.

p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

Хотя, если вы не верите в теорию заговора, можете проигнорировать мое мнение.

p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

Больше – лучше, или нет?

Предметом сравнительной фаллометрии рядовых юзеров часто выступает объем видеопамяти. Случилось это с подачи маркетологов – втюхивая новый продукт, они прожужжат вам все уши по этому поводу.Более продвинутые юзеры, особенно геймеры, которым приходится, жертвуя личным временем, предаваться любимому хобби, обращают внимание, в первую очередь, на частоту памяти (ну и, естественно на частоту ядра).

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

Почему так? Не так важно, сколько данных может запомнить видеокарта – если она работает медленно, даже разгон не всегда поможет существенно увеличить производительность в играх.

Сколько нужно видеопамяти

Не буду углубляться, как сильно изменились видеоигры за последние 5 лет – если вы «в теме», то и сами все прекрасно видите. Такое качество графики требует мощной видеокарты – если вы, конечно, хотите играть на приемлемых настройках, при этом не страдая от «слайдшоу» во время просадки FPS.

p, blockquote 10,1,0,0,0 –>

Однако качество графики – не единственная проблема, с которой сталкиваются современные геймеры. В игропроме хорошим тоном стало делать игры с открытым бесшовным миром (если жанр подразумевает такую «фичу» – например, РПГ или шутер).

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

Игра, в которой пользователю придется постоянно ждать загрузки локаций, имеет высокий шанс стать провальной.

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

Чтобы запомнить все (или хотя бы ближайшие) объекты такого игрового мира, требуется солидный объем видеопамяти. Для современных игр нормой стал показатель от 3 Гб.

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

Не хочу вас расстраивать, но это только сегодня пока так – уже через пару лет топовые видеокарты может и не будут тянуть новинки на ультра-настройках. А вы как думали?

p, blockquote 14,0,0,0,0 –>

Увы, большинство разработчиков нацелены на массового потребителя, поэтому акцент они делают на YOBA-играх, где в угоду «графонию» можно пожертвовать остальными составляющими – сюжетом, продуманным ЛОРом, необычными квестами, которые отличаются от привычных «убить всех».

Какие выводы мы можем сделать

Чуть не забыл, не нужно размышлять, как использовать всю видеопамять – в играх она задействуется автоматически, даже если система отображает, что доступно меньше. Исходя из вышесказанного, при выборе видеокарты я советую, в первую очередь, ориентироваться на частоту памяти, игнорируя объем, если бюджет на апгрейд ограничен.

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

А в качестве возможной покупки, могу порекомендовать MSI GeForce GTX 1060 GAMING X 6G – доступный по цене девайс с объемом видеопямяти 6 Гб и очень неплохими прочими характеристиками. Также советую почитать статью «Выбираем процессор для игрового системного блока».

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

А на этом у меня все. До следующих встреч на страницах моего блога. Не забываем подписываться на новостную рассылку и делиться публикациями в социальных сетях!

p, blockquote 18,0,0,0,0 –>

p, blockquote 19,0,0,0,0 –> p, blockquote 20,0,0,0,1 –>

С уважением к вам, автор блога Андреев Андрей.

2. Используется видеопамяти: 1024 МБ
Этот параметр указывает объем памяти установленной на видеокарте.
При использовании интегрированных графических карт эта память резервируется системой BIOS и извлекается из памяти системы перед загрузкой Windows

3. Системной видеопамяти: 0 МБ
Установленное количество памяти, которое вычитается из системной памяти после загрузки Windows. Windows включает ее в общее количество системной памяти. Она может использоваться программами. 0мб – нормальное значение )

4. Общей системной памяти: 1780 МБ
Дополнительный резерв памяти, который может быть оперативно перенаправлен и использован. При необходимости эта память может использоваться для графики или различными программами.

Как правило, чипы оперативной памяти припаяны прямо к текстолиту (плате) видеокарты, в отличии от съёмных модулей системной памяти, которые вставляются в стандартизированные разъёмы материнских плат. Одна половина чипов, обычно, припаяна под радиатором системы охлаждения видеокарты, а вторая — с обратной стороны. Чипы памяти представляют собой небольшие прямоугольные пластинки чёрного цвета.

Такая Оперативная Память используется только под нужды различных графических приложений и игр. Технологии производства ОЗУ видеокарт развиваются более стремительно, чем ОЗУ для персональных компьютеров, в связи с тем, что игровая индустрия никогда не стоит на месте.

А простая оперативная память, например, DDR2 или DDR3 – именно такая используется в большинстве ПК, предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Т. е. для обычного процессора, а не для графического, которые имею место быть в видеокартах, как правило.

Выделенная видеопамять что это

Автор Мастер Чиф задал вопрос в разделе Железо

Что такое доступная и выделенная видеопамять? и получил лучший ответ

Источник

Многообразие типов видеопамяти

Один из компонентов компьютера, от которого требуется наибольшая производительность, это графический контроллер, являющийся сердцем всех мультимедиа систем. Фраза требуется производительность означает, что некоторые вещи происходят настолько быстро, насколько это обеспечивается пропускной способностью. Пропускная способность обычно измеряется в мегабайтах в секунду и показывает скорость, с которой происходит обмен данными между видеопамятью и графическим контроллером.

Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути. Графический контроллер производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате разгружается центральный процессор системы. Отсюда следует, что графический контроллер должен оперировать своей собственной, можно даже сказать частной, местной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные, называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на обработку 3D-приложений, требуется еще и наличие специальной памяти, называемой z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. Также, в некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), т.е. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен.

Появление насыщенных мультимедиа и видеорядом приложений, так же, как и увеличение тактовой частоты современных центральных процессоров, сделало невозможным и дальше использовать стандартную динамическую память со случайным доступом (DRAM). Современные мультимедиа контроллеры требуют от основной системной памяти большей пропускной способности и меньшего времени доступа, чем когда-либо ранее до этого. Идя навстречу новым требованиям, производители предлагают новые типы памяти, разработанные с помощью обычных и революционных методов. Впечатляющие усовершенствования делают проблему правильного выбора типа памяти для приложения особенно актуальной и сложной.

Производители улучшили технологии и создали новые архитектуры в ответ на требования более высоких скоростей работы памяти. Широкий выбор новых типов памяти ставит перед производителем видеоадаптеров проблему, для какого сегмента рынка или каких приложений выбрать тот или иной тип.

Под воздействием требований перемен полупроводниковая индустрия предлагает множество новых интерфейсов. Некоторые объединили в себе свойства существующих интерфейсов с ограниченным набором изменений, другие имеют совершенно новый дизайн и оригинальную архитектуру.

Существующие типы памяти, доступные производителям видеоадаптеров, перечислены в нижеследующей таблице.

Для чего используется видеопамять?

Обычно частота обновления экрана имеет значение не менее 75Hz, или циклов в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть достаточно высоким, не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета — это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 2 8 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах. Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024×768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера. В современных видеоакселераторах для систем на базе Windows типичен размер установленной памяти в 4 Мб. Дополнительная память сверх необходимой для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур. Стандартные архитектуры

Первые чипы памяти, пригодные для использования в компьютерной графике, были микросхемы DRAM. DRAM является энергозависимой памятью. Электрический заряд в каждой из ячеек памяти оставляет нулевой или единичный бит данных. Заряд каждой ячейки должен непрерывно обновляться с целью избежать потери электрического сигнала со временем, в следствии чего теряются хранящиеся в памяти данные. Требуется два цикла вычислений для считывания данных в память и из нее.

VRAM была разработана в качестве альтернативы DRAM и была призвана преодолеть ограничения по производительности за счет считывания и записи данных из банков памяти за один цикл. В то же время использование VRAM требует наличия специального контроллера, разработанного для использования именно с этим типом памяти. Рынок обоих типов памяти четко сегментирован. VRAM все еще используется в подсистемах, рассчитанных на очень высокое разрешение, в которых очень важна возможность работы с 24-битным представлением цвета (например в системах CAD, верстки и цветоделения). Память типа DRAM используется в стандартных графических подсистемах, рассчитанных, в основном, на офисное применение (электронные таблицы, текстовые процессоры). Однако экзотические типы памяти все больше и больше используются вместо VRAM и DRAM в их традиционных областях применения. Все более отчетливо можно видеть, что для разных приложений предлагается использовать разные типы памяти.

Улучшения в архитектуре DRAM заключались в увеличении производительности за счет ускорения разными путями скорости выполнения циклов чтения и записи. Типы памяти Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM), Extended Data Out (EDO DRAM), Fast EDO DRAM и Burst EDO могут служить примерами эволюции архитектуры DRAM. Эта традиционная, хотя и работающая быстрее, архитектура DRAM требует небольших или вообще не требует изменений в интерфейсе графического процессора для использования в видеоподсистеме.

Ускорение работы этих типов памяти достигается за счет увеличения частоты, с которой происходят циклы чтения и записи DRAM. Время, требуемое на снаряжение зарядом конденсатора ячейки памяти DRAM, является физическим ограничением. Для преодоления этого ограничения DRAM, производители размещают высокопроизводительный буфер памяти между блоком памяти и графическим процессором. Это обеспечивает возможность увеличения пропускной способности за счет организации сквозной очередности данных для всех блоков памяти, даже несмотря на то, что память DRAM может быть недостаточно быстрой для обработки данных, приходящих от процессора. Этот эффект можно сравнить с быстрым входом массы людей в метро, когда несколько турникетов обслуживают сразу группу пассажиров. Вы можете наблюдать пакетное перемещение, когда за промежуток времени, требуемый для прохода через турникет одному человеку, происходит перемещение сразу нескольких пассажиров. В результате пропускная способность становится гораздо выше. В улучшенных архитектурах DRAM оптимизированы потоки информации в и из буфера, что обеспечивает оптимизацию потока данных из памяти и обеспечивает обновление содержимого ячеек памяти с большей, нежели нормальная, скоростью. В итоге, видно, что главной целью улучшений архитектуры было снижение времени ожидания, требуемого данным для записи в память и считывания из нее. Новые типы памяти

Новые экзотические технологии памяти предлагают лучшую производительность по сравнению с DRAM и более выгодную цену, чем у VRAM. Скорейшее внедрение этих новых типов памяти напрямую зависит от появления графических подсистем, которые их поддерживают. Скорость не является главным критерием. Большое число производителей и низкая стоимость, обусловленная массовым производством чипов памяти в больших количествах, обеспечивают конкурентоспособные цены.

3D RAM и CDRAM

Создателем памяти типа 3D RAM является компания Mitsubishi, которая впоследствии оптимизировала ее для процессов визуализации изображений в 3D графике с помощью дополнительно встроенных в чип блоков арифметической логики (arithmetic logic unit — ALU), сравнения, видеобуферов последовательного доступа к памяти (serial access memory — SAM) и других функций.

3D RAM имеет двухпортовую архитектуру, аналогичную VRAM. Этот тип памяти имеет некоторое количество встроенной развитой логики и вычислительную мощность, которые обеспечивают параллелизм операций. Параллелизм операций — это то, как чип справляется со своей работой при пиковой загруженности ширины полосы пропускания. Кроме этого, огромную помощь в обеспечении высокой производительности 3D RAM оказывают встроенные буферы. Память 3D RAM являет собой великолепную комбинацию лучших свойств архитектур VRAM, DRAM и embedded memory (встраиваемой памяти).

Память типа CDRAM (Cached DRAM — кэшированная память) cостоит из 4Mbit и 16Mbit DRAM и 16Kbit SRAM (кэш), отсюда и название. CDRAM используется в качестве текстурной памяти. При размещении элементов текстур (texels) в кэше минимизируется время случайного чтения текселов и обеспечивается прирост производительности. Скорость передачи необходимых для наложения текстурных элементов, текселов, из которых и состоят текстуры из памяти CDRAM, достигает 800 Мб в секунду. CDRAM специально оптимизирована для минимизации случайных перемещений текстурных данных между графическим контроллером и памятью.

1.1 cm), 3.3V. На одном модуле размещается 4Мб или 16Мб. Память CDRAM имеет 128 битную внутреннею шину данных и 16 битную внешнюю шину данных и работает на частотах 66/83/100 MHz — SRAM и 33/42/50 MHz — DRAM, при синхронизированных операциях. Время доступа с произвольной выборкой к SRAM и буферу составляет 15ns-10ns. Дополнительный прирост производительности достигается за счет применения конвейера блочной передачи данных из страницы DRAM в и из SRAM. При этом SRAM и DRAM функционируют независимо друг от друга. Имеются несколько настраиваемых режимов вывода данных: сквозной, буферизованный и с фиксацией.

CDRAM используется в качестве текстурной памяти и для кэширования высокоскоростных жестких дисков с интерфейсом Fibre Channel.

Оба типа памяти, CDRAM и 3D RAM, используются в комбинации с чипсетом 3Dpro от компании Mitsubishi, сделанного по технологии REALimage компании Evans & Sutherland.

MDRAM

Многобанковая (Multibank) DRAM, или MDRAM, организована в виде большого массива независимых банков памяти с высокой пропускной способностью. Банки памяти MDRAM организованы вокруг внутренней, высокоскоростной общей шины внутри чипа памяти. Чрезвычайно большой объем данных может передаваться по этой шине. Каждый банк памяти вдоль шины также способен обрабатывать большой объем данных. Представьте себе узкое место на шоссе со множеством ответвлений. Каждое из ответвлений имеет много полос. Попадая на шоссе, большое количество данных может выбраться с него через множество широких ответвлений. Чем больше данных может передаваться из основной шины, тем больше данных может перемещаться по ней, поступая в другие банки памяти. Это способ, с помощью которого достигается увеличение пропускной способности памяти в архитектуре MDRAM. Главная выгода от использования памяти типа MDRAM — это возможность получить пиковую пропускную способность в 800 Мб/с. Разработчиком памяти типа MDRAM является компания MoSys. Единственной компанией, которая сделала контроллер для этой памяти, была компания Tseng Labs. Эта же компания выпустила графические чипсеты ET6000 и ET6100, имеющие встроенный контроллер, обеспечивающий интерфейс для работы с MDRAM. В декабре 1997 года компания Tseng Labs была куплена корпорацией ATi Tech. Вероятно, перспективные разработки Tseng Labs, в частности 128 разрядный чипсет ET6300 с поддержкой функций 3D графики, лягут в основу нового 128 разрядного графического процессора ATi Tech.

RDRAM

Компания Rambus для своего типа памяти RDRAM использует собственную внутреннюю шину для оперирования потоками с большим количеством данных. Новая технология позволяет чипам DRAM и контроллерам передавать данные со скоростью 500 мегабайт в секунду по каналу Rambus (Rambus Channel). Канал представляет собой узкую, шириной в байт, шину данных внутри чипа. Контроллер, управляющий каналом Rambus, включает в себя Rambus ASIC cell (ячейка со специализированной интегральной схемой Rambus — RAC), которая обеспечивает электрический и логический интерфейс для памяти RDRAM. Теоретически графический контроллер с RAC может поддерживать до четырех каналов Rambus, если они будут доступны. В этом случае станет возможным обеспечить пропускную способность до 2 гигабайт в секунду. Архитектура графического контроллера с RAC состоит из нескольких частей: самого контроллера и одного или двух DRAM компонентов. Возможность изменения количества составных частей является одним из преимуществ технологии Rambus. Другим достоинством является высокая пропускная способность каждого канала Rambus. Чем больше доступно каналов, тем быстрее работает память RDRAM.

В августе 1998 г. Samsung объявил об окончании разработки 64-Мбит модулей Rambus DRAM и о готовности к их массовому производству. Чип производится по технологии 0.23мкм и работает со скоростью 0.9-1Ггц. Это примерно в 10 раз быстрее нынешней PC-100 памяти. Samsung полон энтузиазма и планирует к 2000 году захватить около половины рынка памяти для PC.

SGRAM/SDRAM

Не так давно появившиеся на рынке синхронная DRAM (Synchronous DRAM — SDRAM) и синхронная графическая память (Synchronous Graphics RAM — SGRAM) являются высокопроизводительными наследниками памяти типа DRAM. Принцип, по которому работает SDRAM, можно сравнить с тем, как движется автомобиль по длинной дороге с множеством светофоров. Если на каждом перекрестке загорается красный свет, машина должна остановиться, а затем вновь начать движение. Если бы был способ, с помощью которого на пути следования встречалось бы как можно больше зеленых сигналов светофора, поездка была бы плавной и быстрой. SDRAM имеет средства, гарантирующие, что входящим и исходящим данным потребуются небольшие временные задержки по сравнению с задержками при передаче данных через стандартную DRAM, необходимые для синхронизации всех элементов и строк данных внутри чипа памяти. В реализации SGRAM разработчики пошли еще дальше, определяя количество перекрестков на нашей воображаемой улице, чтобы еще больше оптимизировать движение по сравнению с SDRAM. В обоих случаях скорость перемещения данных увеличивается за счет полного контроля за временными издержками, требующимися различным элементам чипов памяти для функционирования. SDRAM и SGRAM имеют потенциальную возможность полностью заменить стандартную память DRAM. Эти типы памяти имеют простую архитектуру и не требуют слишком много специализированных управляющих схем. Со временем стоимость SDRAM и SGRAM будет на уровне или ниже чипов DRAM. И это заметно невооруженным взглядом, стоит лишь вспомнить о динамике изменения цен на память за последний год. Этому способствовало наличие множества поставщиков, массовое производство и появление промышленных стандартов и спецификаций. Несомненными преимуществами SDRAM и SGRAM, по сравнению с DRAM, является большая пропускная способность и емкость чипов памяти.

Embedded RAM

Встраиваемая память. Мы уже определили, что главная цель при создании новых типов памяти, — это передать данные в память и извлечь их оттуда так быстро, насколько это возможно. Соединение между чипами контроллера и чипами памяти является большим источником задержек по времени или замедлений из-за того, что данным требуется время на перемещение между памятью и контроллером. Один из путей для минимизации физических ограничений устройств памяти, это разместить память в том же чипе, что и контроллер, т.е. внутри полупроводника. Когда так сделано, то этот тип памяти называется Embedded RAM. В микропроцессорах существует сравнимая ситуация, например, Pentium II имеет арифметический процессор (его, по аналогии, можно сравнить с графическим контроллером), внутреннюю шину и внутреннюю память (кэш). До появления процессора Intel 8086 эти элементы процессора располагались в качестве отдельных компонентов на печатных платах. Каждому такому компоненту требуется свой собственный доступ к шине данных, свой собственный таймер и схема синхронизации, а также собственная печатная плата, где все это смонтировано. Архитектура Embedded RAM тесно связывает процессор и память, снижая необходимость в дополнительных тактах и сигналах синхронизации, а также уменьшает расстояние, которое должны преодолевать данные, перемещаясь между компонентами. Среди преимуществ, которые могут появиться при использовании Embedded RAM, можно назвать увеличение производительности и, потенциально, более низкую себестоимость. Однако недостатком Embedded RAM является негибкость при использовании и возможные сложности при модернизации.

Windows RAM, или WRAM, подобна VRAM и тоже является двухпортовой памятью. Ее два порта обеспечивают осуществление одновременного ввода и вывода графических данных. Выгода от использования двухпортовой памяти в том, что, пока графические данные передаются и размещаются в буфере экрана, изображение на экране продолжает обновляться за счет графической информации, поступающей из того же буфера экрана и в то же время. Другое преимущество WRAM в том, что эта память имеет такую характерную особенность, как ускорение операций за счет двойной буферизации. Двойная буферизация (Double buffering) означает, что запись одного графического изображения или кадра в память осуществляется в то же время, когда другое изображение считывается и выводится на экран. Это очень полезная функция для приложений, связанных с обработкой видео и 3D графики, в которых частота смены кадров является ключевым показателем производительности.

К сожалению, WRAM имеет лишь небольшое преимущество в цене по сравнению с VRAM из-за того, что этот тип памяти производит всего одна компания — Samsung. Существование всего одного поставщика какого-либо устройства не может гарантировать достаточных поставок для обеспечения повсеместного применения этих компонентов. Выводы

Существует два основных способа того, как и где разместить видеопамять:

Снаружи — более традиционный подход, при котором память и графический контроллер используются в качестве двух независимых компонентов. Графический чипсет имеет интерфейс, обеспечивающий возможность использования различных типов памяти, таких, как VRAM, DRAM, 3D RAM, CDRAM, SDRAM или WRAM. Архитектуры, поддерживающие память типа DRAM, свободно доступны от разных производителей. Что обеспечивает постоянную и последовательную поддержку этого типа памяти и гарантирует конкурентоспособные цены. Это же верно и для VRAM, несмотря на то, что этот тип памяти относится к high-end продуктам. Чем более быстрая видеопамять используется, тем более быстрой получается графическая подсистема. Комбинация 3D RAM и CDRAM с графическим контроллером RealIMAGE подтверждает эту точку зрения наиболее красноречиво.

Внутри — встраиваемая память (embedded memory), являющаяся частью графического контроллера, кстати, этого было непросто достичь. Размещение видеопамяти внутри того же чипа, что и графический процессор, обеспечивает невероятное снижение производственных затрат, уменьшает размеры компонентов и увеличивает быстродействие. Многие компании, такие как NeoMagic, Silicon Magic и NEC, уже анонсировали производство таких компонентов. Производители графических чипсетов тоже анонсировали устройства со встроенными компонентами. Идея производства устройств со встроенными компонентами витала просто-таки в воздухе в течении более, чем пяти лет, и, возможно, сейчас мы становимся свидетелями становления нового стандарта.

Одно несомненно — обработка графики является одним из важнейших приложений среди прочих, которому требуется высокопроизводительная память, но в меньших объемах, чем нужно для системной (оперативной) памяти компьютера. Сам по себе тип памяти DRAM не отвечает потребностям основных графических приложений, в особенности после того, как 3D графика стала неотъемлемой частью мультимедиа в персональных компьютерах. Поэтому богатый выбор новых типов видеопамяти, доступных для использования производителям графических адаптеров и подробно описанных в этом обзоре, необходим для достижения такого уровня производительности, который необходим современным Windows-акселераторам. Что нас ожидает в будущем?

В этом параграфе будут описаны несколько новейших концепций архитектур памяти, которые, возможно, будут доступны для применения в ближайшие пару лет. В настоящее время нет графических контроллеров, которые позволяли бы использовать эти типы памяти в видеоадаптерах.

FeRAM

Ферроэлектрическая память, или Ferroelectric RAM (FeRAM) — это энергонезависимый тип памяти, аналогичный Flash памяти, что означает возможность хранения данных без использования источников энергии. Чипы FeRAM имеют маленькую емкость, на уровне килобит, но производство 1 Мбит чипов FeRAM уже не за горами, этим занимается компания NEC. Ожидается, что этот тип памяти будет пригоден для использования в качестве системной (оперативной) памяти в персональных компьютерах и, возможно, в графических адаптерах. В настоящее время 1 Мбит чипы FeRAM имеют время доступа 60 ns, которое сопоставимо с временем доступа 40-50 ns у чипов DRAM. Корпорации NEC более интересно добиться большей емкости чипов FeRAM, например, большей, чем 16 Мбит, и, по мнению представителей компании, этого следует ожидать в ближайшие 3-5 лет. Варианты чипов FeRAM с маленькой емкостью уже доступны в промышленных образцах для производителей компьютерного оборудования.

Другой игрок на этом рынке — компания Fujitsu, которая ведет разработки чипов FeRAM с емкостью от 64Мбит до 1Гбит.

DRDRAM

Около года назад корпорация Intel объявила о своем намерении сделать технологию памяти Rambus основной архитектурой для изготовления системной памяти персональных компьютеров, в результате чего с 1999 года начнется вытеснение с этого рынка памяти типа SDRAM. Зная возможности Intel, можно с большой долей уверенности сказать, что так оно и будет. Специалисты корпорации Intel опробовали различные технологии памяти типа DRAM, прежде чем остановить свой выбор на технологии Rambus. Intel лицензировала архитектуру RDRAM у компании Rambus, после чего обе фирмы начали совместные разработки по созданию нового типа памяти, получившего наименование DRDRAM (Direct RDRAM). Кстати, компания Rambus выдала лицензии на свою технологию изготовления памяти семи крупнейшим производителям чипов DRAM и более, чем 15 производителям контроллеров. Результатом выбора корпорацией Intel технологии Rambus может стать появление более быстрой и более совершенной памяти, которая будет применятся повсеместно.

Недавно Intel закончила тестирование чипов DRDRAM от Toshiba в 64 Мбит и 72 Мбит исполнении. Все прошло нормально, чипы показали запланированную скорость передачи данных 1.6 Гб/с. Сейчас проводится тестирование чипов от LG, а компания Fujitsu заявила о своей готовности представить собственные варианты чипов DRDRAM. В общем, похоже 1999 год станет годом тотального наступления Rambus. Хотя сбрасывать со счетов DDR SDRAM и SLDRAM явно не стоит. Но в любом случае, кто бы ни стал победителем, а память менять придется.

DDR SDRAM

Новый тип памяти DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) появился в следствие улучшений архитектуры SDRAM, поэтому другое название этого типа памяти — SDRAM II. Лидерство в разработке этого типа памяти принадлежит корпорации Samsung. В настоящее время многие крупные производители чипов памяти заявили о намерении продвигать эту архитектуру. Однако в свете того, что Intel собирается продвигать другую архитектуру памяти — DRDRAM, будущее DDR SDRAM представляется туманным.

Память типа DDR SDRAM может передавать и принимать данные по восходящему и нисходящему уровню сигнала шины, в отличие от обычной памяти типа SDRAM, которая передает данные только по восходящему уровню сигнала. При этом команды и адреса в DDR SDRAM все равно передаются по верхнему фронту сигнала. Память типа DDR SDRAM имеет большую ширину полосы пропускания, но только в случае передачи длинных пакетов данных. Максимальная величина ширины полосы пропускания DDR SDRAM может достигать 1.6 Гб/сек при частоте шины 100MHz.

Осенью 1998 компания Fujitsu Microelectronics представит первые образцы модулей DIMM, созданных по технологии DDR SDRAM. Работает эта память на частоте 125 Мгц, с пропускной способностью около 200 миллионов операций в секунду, что примерно соответствует DRDRAM. При всех своих достоинствах, эта технология прекрасно работает с нынешними машинами, являясь эволюционным развитием DRAM, в отличие от совершенно новой технологии Rambus, для которой опять понадобятся новые чипсеты системных плат и т.д.

ESDRAM

Enhanced SDRAM (ESDRAM — улучшенная SDRAM) — более быстрая версия SDRAM, сделанная в соответствии со стандартом JEDEC компанией Enhanced Memory Systems (EMS). С точки зрения времени доступа производительность ESDRAM в два раза выше по сравнению со стандартной SDRAM. В большинстве приложений ESDRAM, благодаря более быстрому времени доступа к массиву SDRAM и наличию кэша, обеспечивает даже большую производительность, чем DDR SDRAM.

Более высокая скорость работы ESDRAM достигается за счет дополнительных функций, которые используются в архитектуре этой памяти. ESDRAM имеет строку кэш-регистров (SRAM), в которых хранятся данные, к которым уже было обращение. Доступ к данным в строке кэша осуществляется быстрее, чем к ячейкам SDRAM, со скоростью 12 ns, т.к. не требуется обращаться к данным в строке через адрес в колонке. При этом скорость работы ячеек ESDRAM составляет 22 ns в отличие от стандартной скорости работы ячеек SDRAM, имеющей значения 50 — 60 ns.

При этом стоит заметить, что память ESDRAM полностью совместима со стандартной памятью JEDEC SDRAM на уровне компонентов и модулей, по количеству контактов и функциональности. Однако, чтобы использовать все преимущества этого типа памяти, необходимо использовать специальный контроллер (чипсет).

Увеличение производительности при использовании ESDRAM достигается за счет применения двухбанковой архитектуры, которая состоит из массива SDRAM и SRAM строчных регистров (кэш). Строчные регистры вместе с быстрым массивом SDRAM обеспечивают более быстрый доступ для чтения и записи данных по сравнению со стандартной SDRAM. ESDRAM может работать в режиме «упреждающего обращения» к массиву SDRAM, в результате следующий цикл записи или чтения может начаться в момент, когда выполнение текущего цикла не завершено. Возможность использовать такой режим напрямую зависит от центрального процессора, управляющего работой конвейера адресации.

С точки зрения применения в качестве системной (оперативной) памяти компьютера чипсет VCS-164 (Polaris) компании VLSI Technology поддерживает ESDRAM, правда, этот чипсет рассчитан для применения в системах на базе процессора Digital Alpha. ESDRAM полностью соответствует спецификации Intel PC-100 SDRAM, и соответственно, совместима с чипсетами Intel 440BX и Via Technologies MVP-3.

FCRAM

Fast Cycle Random Access Memory (FCRAM). Разработчик этого типа памяти — компания Fujitsu. В основу этого типа памяти легла принципиально иная концепция по сравнению с DRAM. Время выполнения цикла соответствует всего 20нс, т.е. в 3-4 раза меньше, чем у нынешних модулей DRAM. Это достигнуто благодаря двум принципиальным моментам. Во-первых, в отличие от современных чипов памяти, где сначала выясняется адрес строки (RAS), а потом, после некоторой задержки, адрес столбца (CAS), где находится нужная ячейка, в FCRAM мгновенно выясняются обе координаты. Во-вторых, существующая память типа DRAM имеет время выполнения цикла 70нс, из-за того, что после выполнения каждой операции над ячейкой должна пройти команда сброса. В FCRAM же встроена цепь автоматического сброса, благодаря чему возможна конвейерная обработка команд, где следующая команда начинает выполняться еще до окончания выполнения предыдущей. Итог — время выполнения цикла — 20нс. В результате мы получаем очень интересный гибрид. По скорости работы FCRAM более напоминает SRAM, а по объему — обычную память DRAM.

MRAM — Magnetic random access memory. Разработчик — компания Toshiba. Уже есть пробный образец основной структуры чипа MRAM, воплощающего в себе новую технологию памяти, потенциально способную превзойти существующие типы DRAM и по скорости, и по объему, и по энергопотреблению. Уже этот тестовый образец демонстрирует выдающиеся скоростные качества — цикл чтения занимает всего 6 нс.

Согласно заявлению компании, технология хранения информации в чипе MRAM заключается в создании элемента с мелкими частицами платины и кобальта, находящихся между двумя магнитными слоями. Запись и чтение происходят путем изменения магнитной активности в контуре.

Toshiba планирует создать прототип чипа MRAM к 2000 году. Примерно тогда же планируют создание первых чипов MRAM и ее конкуренты: Motorola, IBM, Siemens и Philips.

Источник