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.
ВИДЕОКАРТЫ
Что нужно знать о видеокартах? Руководство THG для начинающих пользователей, часть II
Архитектура графического процессора: технология
Техпроцесс
Под этим термином понимают размер одного элемента (транзистора) чипа и точность процесса производства. Совершенствование техпроцессов позволяет получить элементы меньших размеров. Например, техпроцесс 0,18 мкм даёт элементы большего размера, чем 0,13-мкм техпроцесс, поэтому он не такой эффективный. Транзисторы меньшего размера работают от меньшего напряжения. В свою очередь, снижение напряжения приводит к уменьшению теплового сопротивления, что даёт снижение количества выделяемого тепла. Совершенствование техпроцесса позволяет уменьшить расстояние между функциональными блоками чипа, а на передачу данных требуется меньше времени. Сокращение расстояний, понижение напряжения и другие улучшения позволяют достигать более высоких тактовых частот.
Несколько усложняет понимание то, что для обозначения техпроцесса сегодня используют как микрометры (мкм), так и нанометры (нм). На самом деле всё очень просто: 1 нанометр равен 0,001 микрометру, поэтому 0,09-мкм и 90-нм техпроцессы — это одно и то же. Как уже отмечалось выше, меньший техпроцесс позволяет получить более высокие тактовые частоты. Например, если сравнивать видеокарты с чипами 0,18 мкм и 0,09 мкм (90 нм), то вполне разумно ожидать от 90-нм карты более высокой частоты.
Тактовая частота графического процессора
Тактовая частота графического процессора измеряется в мегагерцах (МГц), то есть в миллионах тактов за секунду.
Тактовая частота напрямую влияет на производительность графического процессора. Чем она выше, тем больше работы можно выполнить за секунду. Для первого примера возьмём видеокарты nVidia GeForce 6600 и 6600 GT: графический процессор 6600 GT работает на частоте 500 МГц, а у обычной карты 6600 — на 400 МГц. Поскольку процессоры технически идентичны, 20% прирост тактовой частоты 6600 GT приводит к более высокой производительности.
Но тактовая частота — это ещё далеко не всё. Следует учитывать, что на производительность очень сильно влияет архитектура. Для второго примера возьмём видеокарты GeForce 6600 GT и GeForce 6800 GT. Частота графического процессора 6600 GT составляет 500 МГц, но 6800 GT работает всего на 350 МГц. А теперь примем во внимание, что у 6800 GT используются 16 пиксельных конвейеров, а у 6600 GT — только восемь. Поэтому 6800 GT с 16 конвейерами на 350 МГц даст примерно такую же производительность, как процессор с восемью конвейерами и удвоенной тактовой частотой (700 МГц). С учётом сказанного, тактовую частоту вполне можно использовать для сравнения производительности.
Локальная видеопамять
Память видеокарты очень сильно влияет на производительность. Но разные параметры памяти влияют по-разному.
Объём видеопамяти
Объём видеопамяти, наверное, можно назвать параметром видеокарты, который больше всего переоценивают. Неопытные потребители часто используют объём видеопамяти для сравнения разных карт между собой, но в реальности объём слабо влияет на производительность по сравнению с такими параметрами, как частота шины памяти и интерфейс (ширина шины).
В большинстве случаев карта со 128 Мбайт видеопамяти будет работать почти так же, как карта с 256 Мбайт. Конечно, есть ситуации, когда больший объём памяти приводит к увеличению производительности, но следует помнить, что больший объём памяти не будет автоматически приводить к росту скорости в играх.
Где объём бывает полезен, так это в играх с текстурами высокого разрешения. Игровые разработчики прилагают к игре несколько наборов текстур. И чем больше памяти будет на видеокарте, тем более высокое разрешение могут иметь загружаемые текстуры. Текстуры высокого разрешения дают более высокую чёткость и детализацию в игре. Поэтому вполне разумно брать карту с большим объёмом памяти, если все другие критерии совпадают. Ещё раз напомним, что ширина шины памяти и её частота намного сильнее влияют на производительность, чем объём физической памяти на карте.
Ширина шины памяти
Ширина шины памяти — один из самых важных аспектов производительности памяти. Современные шины имеют ширину от 64 до 256 бит, а в некоторых случаях даже 512 бит. Чем шире шина памяти, тем больше информации она может передать за такт. А это напрямую влияет на производительность. Например, если взять две шины с равными частотами, то теоретически 128-битная шина передаст в два раза больше данных за такт, чем 64-битная. А 256-битная шина — ещё в два раза больше.
Более высокая пропускная способность шины (выражается в битах или байтах в секунду, 1 байт = 8 бит) даёт более высокую производительность памяти. Именно поэтому шина памяти намного важнее, чем её объём. При равных частотах 64-битная шина памяти работает со скоростью всего 25% от 256-битной!
Возьмём следующий пример. Видеокарта со 128 Мбайт видеопамяти, но с 256-битной шиной даёт намного более высокую производительность памяти, чем 512-Мбайт модель с 64-битной шиной. Важно отметить, что у некоторых карт из линейки ATi X1x00 производители указывают спецификации внутренней шины памяти, но нас интересуют параметры внешней шины. Например, у X1600 внутренняя кольцевая шина имеет ширину 256 бит, но внешняя — всего 128 бит. И в реальности шина памяти работает со 128-битной производительностью.
Типы памяти
Память можно разделить на две основные категории: SDR (одиночная передача данных) и DDR (удвоенная передача данных), при которой данные передаются за такт в два раза быстрее. Сегодня технология одиночной передачи SDR устарела. Поскольку у памяти DDR данные передаются в два раза быстрее, чем у SDR, важно помнить, что у видеокарт с памятью DDR чаще всего указывают удвоенную частоту, а не физическую. Например, если у памяти DDR указана частота 1000 МГц, то это эффективная частота, при которой должна работать обычная память SDR, чтобы дать такую же пропускную способность. А на самом деле физическая частота составляет 500 МГц.
По этой причине многие удивляются, когда для памяти их видеокарты указана частота 1200 МГц DDR, а утилиты сообщают о 600 МГц. Так что придётся привыкнуть. Память DDR2 и GDDR3/GDDR4 работает по такому же принципу, то есть с удвоенной передачей данных. Различие между памятью DDR, DDR2, GDDR3 и GDDR4 кроется в технологии производства и некоторых деталях. DDR2 может работать на более высоких частотах, чем память DDR, а DDR3 — ещё на более высоких, чем DDR2.
Частота шины памяти
Подобно процессору, память (или, точнее, шина памяти) работает на определённых тактовых частотах, измеряемых в мегагерцах. Здесь повышение тактовых частот напрямую влияет на производительность памяти. И частота шины памяти является одним из параметров, которые используют для сравнения производительности видеокарт. Например, если все другие характеристики (ширина шины памяти и т.д.) будут одинаковыми, то вполне логично утверждать, что видеокарта с 700-МГц памятью работает быстрее, чем с 500-МГц.
Опять же, тактовая частота — это ещё не всё. 700-МГц память с 64-битной шиной будет работать медленнее, чем 400-МГц память со 128-битной шиной. Производительность 400-МГц памяти на 128-битной шине примерно соответствует 800-МГц памяти на 64-битной шине. Следует также помнить, что частоты графического процессора и памяти — совершенно разные параметры, и обычно они различаются.
Интерфейс видеокарты
Все данные, передаваемые между видеокартой и процессором, проходят через интерфейс видеокарты. Сегодня для видеокарт используется три типа интерфейсов: PCI, AGP и PCI Express. Они различаются пропускной способностью и другими характеристиками. Понятно, что чем выше пропускная способность, тем выше и скорость обмена. Впрочем, высокую пропускную способность могут использовать только самые современные карты, да и то лишь частично. В какой-то момент скорость интерфейса перестала быть «узким местом», её сегодня попросту достаточно.
Самая медленная шина, для которой выпускались видеокарты, это PCI (Peripheral Components Interconnect). Если не вдаваться в историю, конечно. PCI действительно ухудшала производительность видеокарт, поэтому они перешли на интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port). Но даже спецификации AGP 1.0 и 2x ограничивали производительность. Когда стандарт увеличил скорость до уровня AGP 4x, мы начали приближаться к практическому пределу пропускной способности, которую могут задействовать видеокарты. Спецификация AGP 8x ещё раз удвоила пропускную способность по сравнению с AGP 4x (2,16 Гбайт/с), но ощутимого прироста графической производительности мы уже не получили.
Самая новая и скоростная шина — PCI Express. Новые графические карты обычно используют интерфейс PCI Express x16, который сочетает 16 линий PCI Express, дающих суммарную пропускную способность 4 Гбайт/с (в одном направлении). Это в два раза больше, чем пропускная способность AGP 8x. Шина PCI Express даёт упомянутую пропускную способность для обоих направлений (передача данных на видеокарту и с неё). Но скорости стандарта AGP 8x было уже достаточно, поэтому мы пока не встречали ситуации, когда переход на PCI Express дал прирост производительности по сравнению с AGP 8x (если другие аппаратные параметры одинаковы). Например, AGP-версия GeForce 6800 Ultra будет работать идентично 6800 Ultra для PCI Express.
Сегодня лучше всего покупать карту с интерфейсом PCI Express, он продержится на рынке ещё несколько лет. Самые производительные карты уже не выпускаются с интерфейсом AGP 8x, и решения PCI Express, как правило, найти уже легче аналогов AGP, да и стоят они дешевле.
Решения на нескольких видеокартах
Использовать несколько видеокарт для увеличения графической производительности — идея не новая. В ранние дни 3D-графики копания 3dfx вышла на рынок с двумя видеокартами, работающими параллельно. Но с исчезновением 3dfx технология совместной работы нескольких потребительских видеокарт была предана забвению, хотя ATi выпускала подобные системы для профессиональных симуляторов ещё с выхода Radeon 9700. Пару лет назад технология вернулась на рынок: с появлением решений nVidia SLI и, чуть позднее, ATi Crossfire .
Совместное использование нескольких видеокарт даёт достаточную производительность, чтобы вывести игру с высокими настройками качества в высоком разрешении. Но выбирать то или иное решение не так просто.
Начнём с того, что решения на основе нескольких видеокарт требуют большое количество энергии, поэтому блок питания должен быть достаточно мощным. Всё это тепло придётся отводить от видеокарты, поэтому нужно обратить внимание на корпус ПК и охлаждение, чтобы система не перегрелась.
Кроме того, помните, что SLI/CrossFire требует соответствующей материнской платы (либо под одну технологию, либо под другую), которая обычно стоит дороже по сравнению со стандартными моделями. Конфигурация nVidia SLI будет работать только на определённых платах nForce4, а карты ATi CrossFire — только на материнских платах с чипсетом CrossFire или на некоторых моделях Intel. Ситуацию осложняет и то, что некоторые конфигурации CrossFire требуют, чтобы одна из карт была специальной: CrossFire Edition. После выхода CrossFire для некоторых моделей видеокарт ATi разрешила включать технологию совместной работы по шине PCI Express, причём с выходами новых версий драйверов число возможных комбинаций увеличивается. Но всё же аппаратный CrossFire с соответствующей картой CrossFire Edition даёт более высокую производительность. Но и карты CrossFire Edition стоят дороже обычных моделей. На данный момент вы можете включить программный режим CrossFire (без карты CrossFire Edition) на видеокартах Radeon X1300, X1600 и X1800 GTO.