Gry na PC a ilość pamięci na karcie graficznej część 1

Na początek, słowem wstępu, chciałbym wyjaśnić że to moja pierwsza "poważna" mini-recenzja. Jestem pewien że poniższy tekst nie jest doskonały, niemniej jednak od czegoś trzeba zacząć. Będąc osobą otwartą na wszelką krytykę, z chęcią wysłucham wszelkich uwag. Jako że jest to mini-recenzja, musiałem stosować pewne uproszczenia.

Zgodnie z tytułem testu, jest to pierwsza częśc artykułu. Dalsze publikacje nawiązujące do tego tematu ukażą się niebawem.  W pierwszej części chciałbym skupić uwagę tylko na jednej grze, gdyż "eksperymentując" z opcjami konfiguracyjnymi Crysis'a  można wyciągnąć interesujące wnioski.

Każdy kto samodzielnie stara się  złożyć swój własny komputer, na pewno zastanawia się nad wyborem odpowiedniej karty graficznej, szczególnie jeśli jest graczem. A ilość zamontowanej pamięci graficznej jest jednym z ważniejszych parametrów tego podzespołu.  Celowo podkreśliłem wyraz ważniejszych, gdyż przed zakupem trzeba koniecznie zorientować się także w innych aspektach takich jak rodzaj obsługiwanych bibliotek DirectX, wydajność GPU czy pobór prądu. Nie będę szczegółowo się rozpisywał na ten temat, gdyż to tylko mini-recenzja, zresztą najbardziej zainteresowani artykułem powinny być osoby zaawansowane, które już wielokrotnie zmieniały sprzęt (i nadal będą zmieniać). Czy jest sens kupowania takich produktów jak na przykład Sapphire Radeon HD 5970 Toxic z 4 GB VRAM na pokładzie ? W tym miejscu pewnie częśc czytelników zaprotestuje i powiedzą: "Przecież wiadomo że duża ilość pamięci to dobry, PRZYSZŁOŚCIOWY  zakup."

No właśnie, czy na pewno taki przyszłościowy? ........ Sęk w tym że każdy kto na poważnie zajmuje się gaming'iem, zmienia swoje GPU przeciętnie co 3 lata.  Każdy kto nie ma nadmiaru pieniędzy, a chciałby sobie porządnie pograć, stawia na segment middle-end. Czyli dlatego taki sukces odniósł kilka lat temu GeForce 8800GT, później GTX 280, rok temu chip GTX 460 , a teraz rodzina GTX 560/560Ti. Po co kupować teraz Radeon'a 7970, skoro Kowalski pomysli sobie "Ehhh, kupie sobie tego GTX'a 560TI z 1 GB VRAM, to już sprawdzone modele, poza tym mi wystarczy do wszystkich gier, na dwa  lata styknie, a w przyszłości pojawią się lepsze modele......."

Dobra, wróćmy do omawiania układów pamięci na karcie. Po co są zamontowane kości pamięci graficznej na karcie, a nie np. na płycie głównej ? Wiecie? WIEMY !!! To dobrze, ale to było proste pytanie. A czy wiecie który parametr pracy karty ma największy wpływ na wystepowanie "wąskiego gardła" w jej wydajności ? To już trudniejsze pytanie, ale podpowiem że rozmiar szyny i przepustowość pamięci. W końcu właściwy rendering obrazu 3D  zaczyna się  od odczytu bajtów zapisanych wcześniej w VRAM, a dopiero potem bajty te są "obrabiane" przez ciąg operacji arytmetyczno-logicznych procesora graficznego. Niektóre gry, szczególnie te nowsze, silnie korzystają z jednostek cieniowania , z popularnie mówiąc "szaderami" , a na wydajność innych największy wpływ mają jednostki teksturujące TMU. To wyjaśnia dlaczego podczas pomiarów znakomitym narzędziem on-screen display server zawartym w aplikacji MSI Afterburner, niektóre gry po wyłączeniu synchronizacji pionowej obrazu nadal nie mogły w 99-100 procentach obciążyć mocy karty.  Natomiast z pamięci graficznej korzystają wszystkie tytuły i dlatego jej przepustowość ma kluczowe znaczenie.

Teraz  zwróce uwagę na inny apekt, na przykład to że karta graficzna GTX 570 ma przepustowość pamięci równą 148 GB/s oznacza że zbiór tekstur o wadze 1 GB może zostać odczytany 148 razy w ciągu jednej sekundy  (przepustowość to inaczej prędkość odczytu). Po uświadomieniu sobie tego faktu można dalej ciągnąć ten proces myślowy: "Powyższe zdanie może oznaczać że każda gra która zapycha pamięć karty do maksimum, może działać z maksymalną prędkością 148GB/1.28 GB=115,625 klatek na sekundę.

A przecież renderowanie sceny 3D to nie tylko odczyt, ale też zapis przetworzonych danych na karcie!" .

Oczywiście te gdybania na szczęście dla graczy  nie mają swojego uzasadnienia w rzeczywistości, ponieważ na bieżąco karta operuje tylko na fragmencie danych zapisanych w pamięci, a nie na całości. W dodatku nowoczesne silniki graficzne oferują tak zwany streaming tekstur, czyli w zależności od potrzeb tekstury obiektów są odczytywane z dysku twardego w "locie".  Na podstawie takich rozważań chciałbym zwrócić uwagę na to, jak poszczególne elementy hardware'u ograniczają wydajność komputera.

Dobrze. Koniec teoretyzowania. Od razu przejdę do pomiarów, potem pokrótce je omówię i zostawie każdemu pole do własnych przemyśleń.

Hardware:

• GPU Gigabyte GeForce GTX 570 OC 1280 MB GDDR5
• Software:
• Crysis spatchowany do wersji 1.2
• MSI Afterburner 2.1.0
• NVIDIA Forceware 285.62
• system Windows 7 64-bit

Konfiguracja bazowa:

• rozdzielczość ekranu 1920 x 1080
• jakość grafiki Very High (bardzo wysoka)
• antyaliasing wyłączony = off
• streaming tekstur włączony, pełny, domyślny dla powyższych ustawień (r_texturesstreaming=2)
• rozdzielczość cieni domyślna dla powyższych ustawień (e_shadows_max_texture_size=1024)
• brak dodatkowych modów, brak pliku autoexec.cfg

Wszystkie pomiary przeprowadzałem na mapie Recovery w tym samym miejscu testowym. (Aby powiększyć kliknij prawy przycisk myszy -> pokaż obrazek).

Po spisaniu pomiaru z konfiguracji bazowej za każdym razem zmieniałem wartość tylko jednej zmiennej (np. zmieniłem wartość wygładzania krawędzi na ośmiokrotny, ponownie uruchamiałem grę, spisanie wyniku, powrót do wartośc zmiennej z konfiguracji bazowej na AA=off , zmiana następnej zmiennej itp.)
W skład High Definition Texture Pack znalazły się cztery modyfikacje: Rygel Texture Pack, High Resolution Foliage Pack, HD Grass oraz zzzz_treepalmtexture.pak .
Analizując wyniki pomiarów, doszedłem do nastepujących wniosków:
- 1 GB pamięci graficznej to minimum aby w pełni wykorzystać możliwości nowoczesnych gier
- zarówno antyaliasing jak i rozdzielczość cieni mają bardzo duży wpływ na wydajność GPU / ilość zajętej pamięci
- streaming tekstur jest dobry tylko w przypadku kart graficznych z 1 GB pamięci oraz mniejszej.
- w przypadku niedoboru pamięci graficznej zmniejszenie rozdzielczości ekranu może przynieść korzyści względem wydajności

Z ciekawości przeprowadziłem jeszcze kilka niezależnych testów.

Pomiar nr 1:
minimalne ustawienia graficzne, wszystkie ustawienia "low" , antyaliasing wyłączony, rozdzielczośc ekranu 800x600, cienie  przy tych ustawieniach są wyłączone całkowicie
Ilość użytej pamięci: 238 MB
Komentarz: twórcy Crysis'a trafnie określili w minimalnych wymaganiach ilość pamięci na 256 MB

Pomiar nr 2:
jakość tekstur ustawiona na "low" , reszta (obiekty, postprocessing itp.) na "very high" , antyaliasing 8x, streaming tekstur wyłączony, rozdzielczość 1920x1080
Ilość użytej pamięci: 652 MB
Komentarz: Graficznie tak ustawiona gra wygląda dziwnie. Wygląda na to, że nawet widząc na ekranie tekstury marnej jakości można w łatwy sposób zapchać pamięć.

Pomiar nr 3:
wszystkie ustawienia na "high" , antyaliasing wyłączony, rozdzielczość 1920 x 1080
Ilość użytej pamięci: 558 MB
Komentarz: standardowe ustawienia "high" i "very high" nie tworzą pomiędzy sobą zbyt dużej różnicy zarówno pod względem wizualnym jak i zasobów pamięciowych.

Na koniec przedstawiam jeszcze screeny z gry przy maksymalnych ustawieniach obrazu (to jest antyaliasing 8x, rozdzielczośc fullHD plus paczka tekstur, ekstremalną jakośc cieni sobie darowałem i zostałem przy opcji 1024).