Liczy się jakość, a nie ilość - pamięć karty graficznej

Swój artykuł głównie kieruję do dwóch grup osób:

Pierwsza to ludzie podatni na reklamy, dużych sklepów, które płyną do nas z telewizji, radia i prasy, gdzie podkreśla się tak bardzo, że na przykład karta graficzna ma aż 1GB pamięci. Reklamy tego typu wpływają na mniej doświadczonych użytkowników. Gdy pytamy o posiadaną kartę graficzną, skutkuje to odpowiedzią w stylu: „nie wiem, ale mam 1GB”. Od razu po takiej odpowiedzi myślimy sobie: "ale ten kolega się nie zna" (lub używamy bardziej dosadnych słów).. Próbujemy mu potem wytłumaczyć, że na wydajność w grach i benchmarkach zazwyczaj nie wpływa pamięć karty graficznej, a zastosowany układ graficzny, interfejs pamięci oraz rodzaj zastosowanej pamięci.

Druga grupa ludzi to najczęściej użytkownicy forum, którzy myślą nad wyborem karty graficznej. Zastanawiają się czy wybrać GTSa 250 Nvidii w wersji 1GB czy 512MB, albo Radeona 5750 z pamięcią 512MB czy 1GB. Są też skrajne przypadki osób, które nie umieją dokonać wyboru między GT220 2GB, a 512MB. Oczywiście to nie jedyne karty sprawiające mankamenty, jest ich cała masa, bo producent karty referencyjnej (Ati/AMD czy NVIDIA) opracowuje różne specyfikacje pamięci karty graficznej, a do tego dochodzą autorskie projekty poszczególnych firm.

Postaram się sprawdzić, jak pamięć karty graficznej wpływa na wydajność w poszczególnych aplikacjach. Zapraszam!

Na powyższym obrazku widzimy zależność między popularnymi rozdzielczościami w proporcjach 4:3 (1280x1024 jest w proporcjach 5:4, ale przyjęło się ją stosować) – znana między innymi z monitorów CRT lub z nie panoramicznych monitorów LCD. Widzimy jak bardzo się zwiększa ilość pikseli do wyświetlenia, po zwiększeniu rozdzielczości.

Wiadome jest, że podczas zwiększania rozdzielczości (gdy procesor nam nie ogranicza karty graficznej) poziom płynności gier czy też benchmarków pokroju 3D Marka, się zmniejsza, ale nie to dziś będzie nas interesować. Dzisiaj będzie nas interesowała zależność między ilością pamięci karty graficznej, a wydajnością w aplikacjach testowych – grach i benchmarkach.

• Procesor: AMD Athlon II X2 240 @ 3,5GHz
• Płyta główna: ASRock A785GXH/128M
• Karta graficzna: AMD Radeon HD 4200
• Pamięci: G.SKILL 2x1GB 1000MHz CL5 @ 1000MHz CL6
•              GOODRAM 1GB 800MHz CL5 @ 1000MHz CL6
• Dysk twardy: WD3200AAKS
• Zasilacz: OCZ MODXSTREAM PRO 500W
• System operacyjny: Windows 7 32bit

Na rynku są modele kart graficznych wyposażone w zazwyczaj dwie (ale są także egzemplarze ze specjalnie zwiększoną ilością pamięci, przez konkretnego producenta, co jest wyłącznym pomysłem właśnie tego producenta, a nie Nvidii czy AMD/ATI) różne pojemności, bardzo często jest to na przykład 512MB i 1GB lub w trochę starszych generacjach 256MB oraz 512MB. Ja natomiast testy będę przeprowadzał zmieniając pamięć dedykowaną dla zintegrowanej karty graficznej. Co prawda karta graficzna ma interfejs zaledwie 32bit, ale za to bardzo łatwo regulować ilość pamięci karty graficznej. Wszystkie możliwe kombinacje ilości pamięci, które mogę zastosować wyglądają tak:

• 32MB,
• 64MB,
• 128MB,
• 128MB (siede port),
• 192MB = 64MB + 128MB (siede port),
• 256MB
• 256MB = 128MB + 128MB (side port),
• 384MB = 256MB + 128MB (side port),
• 512MB
• 640MB = 512MB + 128MB (side port),

  Jednak wykonam testy tylko dla:

• 128MB (side port),
• 256MB = 128MB + 128MB (side port),
• 384MB = 256MB + 128MB (side port),
• 640MB = 512MB + 128MB (side port),

Zostawiłem jedynie tryby, które są w połączeniu z side portem, ze względu na przewagę nad wariantu bez side portu. Przykładowo maksymalny wynik jaki udało mi się uzyskać w 3D Marku 2001SE, w konfiguracji 512MB (bez side portu) wyniósł około 14 tysięcy punktów. Po dodaniu 128MB side portu wynik skoczył do 23 tysięcy punktów. Oczywiście taki skok wydajności nie jest osiągalny wszędzie. W 3D Marku 2006 to różnica z około 1700 punktów do 2000 punktów.

Testy będę przeprowadzał na karcie graficznej podkręconej z 500MHz na 850MHz jeżeli chodzi o GPU. Zdecydowałem się podkręcić jedynie GPU, ze względu słabą możliwość podkręcenia side portu – pracował on z rzeczywistą częstotliwością 400MHz. Nie udało mi się rozpracować jakie jest taktowanie pamięci karty graficznej, gdy dodamy do niej pamięć DDR2, o rzeczywistym taktowaniu 500MHz. Czy dalej jest to 400MHz, czy już 500MHz, jest to dla nas zagadką. Programy mówią o 500MHz, ale jak wiemy nie muszą mówić prawdy. Warto również zaznaczyć, ze aplikację nie wykrywały dobrze pamięci karty graficznej. W trybie 128MB (side port) było to rzeczywiście 128MB, natomiast w trybie 128MB + 128MB (side port), GPU-Z rozpoznawał 176MB. Gdy pamięć ustawiona w BIOSie była na 256MB + 128MB (side port), GPU-Z rozpoznawał to jako 336MB, a po ustawieniu 512MB + 128MB (side port) rozpoznawane było 576MB.

Testy będę przeprowadzał na jak najwyższych detalach, aby tekstury zajmowały jak najwięcej miejsca w pamięci karty graficznej, a przez to przy jej małej pojemności spowalniały płynność wyświetlanej animacji. Ale czy tak będzie, dowiemy się po testach.

Jako, że karta oferuje bardzo małą wydajność (chociaż jest jedną z najbardziej wydajnych układów zintegrowanych, gdzie bardzo łatwo można zmieniać ilość pamięci) liczyć się będą nawet najniższe spadki, nawet o parę fpsów. Takie różnice odgrywają tu bardzo dużą rolę.

błędne rozpoznanie ilości pamięci

Od razu widzimy że, o prawie trzy razy gorszy wynik uzyskuje karta graficzna z jedynie 128MB pamięci. Pozostałe ilości pamięci wpływają mniej więcej tak samo, na ilość punktów. Małe różnice mogą być przyczyną błędu pomiarowego. Za każdym razem gdy będziemy testować wydajność naszego komputera w, na przykład benchmarku 3D Mark, dostaniemy inną liczbę punktów. 

Znowu obserwujemy w każdym rozdzielczości karta wyposażona w tylko 128MB jest około trzy razy wolniejsza (1024x768 – 2,66 razy; 1280x1024 – 3 razy; 1600x1200 – 3,5 raza). Dodatkowo znowu obserwujemy, że w każdej innej konfiguracji wyniki są takie same, jeżeli chodzi o daną rozdzielczość, jedynie minimalną różnicę – jednej klatki na sekundę - dostrzegamy w rozdzielczości 1024x768, przy 256MB pamięci. Najprawdopodobniej, nie wynika to z powodu mniejszej ilości pamięci, ponieważ przy wyższych rozdzielczościach płynność jest taka sama, przy różnych ilościach pamięci graficznej (oprócz 128MB).

W tej grze także mamy do czynienia ze spadkiem wydajności w konfiguracji ze 128MB. Reszta konfiguracji znowu jest tak samo wydajna, choć w konfiguracji z 256MB mamy o jeden mniej fps, ale tylko w najniższej rozdzielczości, więc to możemy wytłumaczyć tylko błędem pomiarowym.

Tu jest trochę bardziej ciekawie – pomimo znowu zaobserwowanej słabej wydajności konfiguracji ze 128MB, to mamy sprawy do wyjaśnienia w rozdzielczości 1024x768 oraz 1600x1200. W tej pierwszej mniejszą wydajność ma najwyższa pojemność pamięci. Możemy to wytłumaczyć jedynie błędem pomiarowym. W rozdzielczości 1600x1200 spadek zauważamy pojemności 256MB, a spadek jest dosyć wyraźny – 2 fpsy. Tu może mieć miejsce niedobór pamięci karty graficznej.

Kolejna gra już z kolei gdy 128MB nie jest wystarczające. W pozostałych ilościach pamięci gra działa tak samo płynnie, może poza anomaliami znowu w rozdzielczości 1024x768, gdzie konfiguracja z 384MB jest o jeden fps wydajniejsza. Znowu tą różnicę możemy nazwać anomalią, ponieważ w innych rozdzielczościach ona nie występuje. Różnice w wydajności między 128MB karty graficznej, a którąkolwiek inną zwiększają się wraz ze zwiększeniem rozdzielczości.

Ta gra jest najbardziej ciekawa – zera informują nas nie o tak małej wydajności, jak to miało w miejsce w Call of Duty, ale o w ogóle braku uruchomienia się gry w tym trybie. Benchmark ładował się i ładował, aż się nie załadował – czekałem 20minut. W opcjach grafiki mamy bardzo fajny wskaźnik zapotrzebowania, na ilość pamięci karty graficznej. Gdy przeholujemy z detalami, a nasz „potwór” ma mało pamięci, licznik podświetli się na czerwono. Pomimo odpalenia benchmarka, się nie załadował. Jest to ewidentnie blokada programowa (z czymś podobnym mieliśmy do czynienia, gdy nasza karta nie miała shaderów, a aplikacja ich wymagała). W trybach, które zostały, gra działa tak samo wydajnie.

zużycie w normie pamięci karty graficznej w GTA4

niedobór ilości pamięci karty graficznej w GTA 4

Podobnie jak w 3D marku, większość wyników różni się od siebie, ale największą różnicę dostrzegamy w konfiguracji ze 128MB pamięci. Pozostałe konfiguracje, różnią się między sobą bardzo małą ilością punktów, choć konfiguracja z 640MB na pokładzie jest w testach w rozdzielczości 1280x1024 i 1600x1200 minimalnie gorsza, a konfiguracje 256MB oraz 384MB mają w tych rozdzielczościach takie same wyniki. Dziwne... Czy jest to błąd pomiaru? Raczej tak, a taka sama liczba punktów to zbieg okoliczności. Wracając do konfiguracji ze 128MB, to jest ona jak we wszystkich trybach zauważyliśmy – najmniej wydajna.

Unreal Tournament znowu pokazał równość między, trzema największymi wielkościami pamięci, oczywiście nie mówiąc tu o znowu odbiegającej od innych, pojemności 128MB. Jedynie widać spadek w rozdzielczości 1024x768 przy pojemności pamięci 256MB. Prawdopodobnie jest to błąd pomiaru bo w innych rozdzielczościach on nie występuje.

Tu widać, że inne pojemności pamięci nie idą w parze z tą samą wydajnością. Nie mówiąc tu o pojemności 128MB, obserwujemy minimalne różnice na granicy błędu pomiarowego (1 fps), dlatego potraktuje je jako błąd pomiarowy. Jeżeli sięgały 2 fpsów, można by się już zastanawiać, czy to wpływ ilości pamięci karty graficznej, czy też nie. Jak już we wszystkich aplikacjach, w stalkerze też najmniejsza ilość pamięci skutkuje, najgorszą wydajnością.

W związku z bardzo nietypową wydajnością, konfiguracji ze 128MB (side port) pamięci karty graficznej, postanowiłem przyjrzeć się temu bliżej. Do porównania dodałem dwie konfiguracje:

• 128MB z pamięci ram. Taktowanie procesora bez zmian.
• 128MB z pamięci ram taktowanej 400MHz (bo właśnie z taką częstotliwością pracował side port). Taktowanie procesora bez zmian.
• 128MB z pamięci ram taktowanej 200MHz (side port ma szynę 32bit, przez co jest 2 razy wolniejsza od pamięci DDR2). Taktowanie procesora 2800MHz.

   

  Widzimy, że obniżenie częstotliwości odbiło się na wydajności, ale to nie jest to. Dopiero podwójne obniżenie częstotliwości, co dało podobny efekt jak dwa razy węższa szyna, dało podobny wynik jak pamięć side port. Jedynie można mieć zastrzeżenia do wyższego wyniku konfiguracji z mniejszym taktowaniem procesora. Na pewno nie jest to błąd pomiarowy.

  Podsumowując, pamięć karty graficznej nie ma wpływu na wydajność. Nie mówiąc tu o konfiguracji ze 128MB na side porcie, wszystkie pojemności oferują podobną wydajność. Różnice sięgają 1 fpsa co można tłumaczyć błędem pomiarowym. Są oczywiście wyjątki – Call of Juarez w rozdzielczości 1600x1200, przy 256MB pamięci miał spadek aż 2 fpsów. Tu błąd pomiarowy raczej nie wchodzi w grę. Bardzo specyficzną grą okazało się GTA 4, gdzie po prostu wprowadzono programowe ograniczenie. Przy nie wystarczającym poziomie pamięci karty graficznej, gra się nie załaduje. Jest to dosyć dziwne posunięcie ze strony programistów, bo na pewno wyższą wydajność zapewni na przykład Radeon HD 3850 256MB od Radeona HD 5450 1GB, pomimo aż cztery razy mniejszej ilości pamięci. Oczywiście są znacznie większe rozdzielczości od 1600x1200, na przykład 1920x1080 czy monstrualna 2560×1600 lub połączenie w Eyefinity aż trzech (lub nawet jak kto woli sześciu) monitorów, dające ogromną rozdzielczość. Ale nasuwa się pytanie kto kupując monitor FULL HD czy większy, mając świadomość, że dużo gra, oszczędza na karcie graficznej? W tych większych rozdzielczościach wpływ pamięci karty graficznej już na pewno jest zauważalny.

  Jeżeli więc naszą ulubioną grą jest GTA 4 i bez niej nie umiemy przesiedzieć na miejscu pięciu minut, jesteśmy skazani na zakup karty z większą ilością pamięci, w pozostałych grach wystarczy nam nawet 256MB, o ile nie gramy w większej rozdzielczości (FULL HD i większej).