Was ist gemeinsam genutzter GPU-Speicher? Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen

Shared GPU Memory ist eine Funktion, die von einigen modernen Grafikkarten angeboten wird, insbesondere von solchen, die auf der NVIDIA Turing–  oder AMD RDNA-Architektur basieren  . Diese Funktion ermöglicht es der Grafikkarte, einen Teil des Systemspeichers (RAM) zusätzlich zum Videospeicher (VRAM) zu verwenden oder für den an die Grafikkarte selbst angeschlossenen Videospeicher (VRAM) zu reservieren.

Auf diese Weise kann die Grafikkarte mehr Speicherplatz zum Speichern von Grafikdaten wie Texturen, Shadern und Framepuffern haben, wodurch die Grafikleistung und -qualität in einigen Szenarien verbessert werden kann.

Diese Funktion hat jedoch auch einige Nachteile und Einschränkungen, die Sie kennen müssen, bevor Sie sie verwenden. In diesem Artikel erklären wir, was gemeinsam genutzter GPU-Speicher ist, wie er funktioniert, wann Sie ihn verwenden sollten und was seine Vor- und Nachteile sind.

Wie funktioniert der gemeinsam genutzte GPU-Speicher?

Um zu verstehen, wie gemeinsam genutzter GPU-Speicher funktioniert, müssen wir einige grundlegende Konzepte über Speicher und Grafikkarten kennen. Einfach ausgedrückt ist der Arbeitsspeicher der Ort, an dem Daten gespeichert werden und auf den der Prozessor zugreift, sowohl die CPU als auch die GPU. Es gibt verschiedene Speicher, wie DRAM, SRAM, GDDR, HBM und andere, die unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen haben.

Der Systemspeicher oder RAM ist der am häufigsten verwendete Speichertyp, der von der CPU zum Speichern und Abrufen von Daten verwendet wird. RAM verwendet in der Regel DRAM-Technologie , d. h. dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff. Das bedeutet, dass von jedem Ort im Speicher aus zufällig auf Daten zugegriffen werden kann, ohne einer bestimmten Reihenfolge folgen zu müssen. Das bedeutet aber auch, dass Daten verloren gehen, wenn kein Strom in den Speicher fließt.

Videospeicher (VRAM) ist ein Speichertyp, der speziell von GPUs zum Speichern und Abrufen von Grafikdaten verwendet wird. VRAM verwendet in der Regel GDDR-  oder HBM-Technologie,  bei denen es sich um DRAM-Varianten handelt, die  für hohe Geschwindigkeit und Bandbreite optimiert sind. Das bedeutet, dass Daten schnell zwischen GPU und VRAM verschoben werden können, was für die Erstellung von Bildern mit hoher Auflösung und Bildrate wichtig ist. Das bedeutet aber auch, dass VRAM teurer und schwieriger herzustellen ist als RAM.

Die Grafikkarte ist die Hardware, die für die Verarbeitung von Grafikdaten und deren Übertragung an den Monitor verantwortlich ist. Grafikkarten haben in der Regel GPU, VRAM und einige andere Komponenten, die an einer Platine befestigt sind. Die GPU ist das Gehirn der Grafikkarte, die komplexe mathematische Berechnungen durchführt, um Bilder zu erzeugen. VRAM ist der Ort, an dem die GPU die Grafikdaten speichert, die zum Erstellen des Bildes benötigt werden, z. B. Texturen, Shader und Framepuffer.

Sehen wir uns nun an, wie der gemeinsam genutzte GPU-Speicher funktioniert. Standardmäßig kann die GPU nur den an die Grafikkarte angeschlossenen VRAM als Speicherquelle verwenden. Die Menge des verfügbaren VRAM hängt vom Modell und den Spezifikationen der Grafikkarte ab. Zum Beispiel  hat die NVIDIA GeForce RTX 3080 Grafikkarte 10 GB VRAM, während die AMD Radeon RX 6800 Grafikkarte 16 GB VRAM hat.

Es gibt jedoch Fälle, in denen der verfügbare VRAM nicht ausreicht, um alle von der GPU benötigten Grafikdaten zu speichern. Wenn Sie z. B. ein Spiel oder eine Grafikanwendung ausführen, die sehr anspruchsvoll ist, oder sehr hohe Auflösungen oder Grafikeinstellungen verwenden, kann ein Phänomen auftreten, das als VRAM-Engpass bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass der VRAM voll wird und keine weiteren Daten mehr aufnehmen kann, was zu einer verminderten Leistung und Grafikqualität führen kann, z. B. zu Stottern, Knacken oder Artefakten.

Um dieses Problem zu lösen, bieten einige moderne Grafikkarten eine Shared-GPU-Speicherfunktion,  die es der GPU ermöglicht, einen Teil des Arbeitsspeichers zusätzlich zu nutzen oder für VRAM zu reservieren. Auf diese Weise kann die GPU mehr Speicherplatz zum Speichern von Grafikdaten haben, was in einigen Szenarien die Leistung und Grafikqualität verbessern kann.

Der gemeinsam genutzte GPU-Speicher funktioniert wie folgt:

• Zunächst wird die GPU wie üblich versuchen, alle benötigten Grafikdaten im VRAM zu speichern.
• Zweitens, wenn der VRAM voll ist und keine weiteren Daten mehr speichern kann, nimmt die GPU weniger wichtige oder selten verwendete Grafikdaten auf und verschiebt sie in den RAM. Grafikdaten, die in den RAM übertragen werden, werden als gemeinsam genutzter GPU-Speicher bezeichnet.
• Drittens: Wenn die GPU Grafikdaten benötigt, die in den RAM verschoben wurden, ruft sie diese aus dem RAM ab und verschiebt sie in den VRAM. Dieser Vorgang wird als Speicherauslagerung bezeichnet.

Auf diese Weise kann die GPU RAM als alternative Speicherquelle verwenden, wodurch die Menge an Grafikdaten, die die GPU speichern und auf die sie zugreifen kann, erhöht werden kann.

Wann sollten Sie gemeinsam genutzten GPU-Speicher verwenden?

Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher kann in einigen Szenarien von Vorteil sein, insbesondere wenn Sie eine Grafikkarte mit begrenztem VRAM haben oder wenn Sie Spiele oder Grafikanwendungen ausführen, die sehr anspruchsvoll sind. In diesen Fällen kann diese Funktion Ihnen helfen, die Leistung und Grafikqualität zu verbessern, indem Sie die Wahrscheinlichkeit eines VRAM-Engpasses verringern.

Diese Funktion hat jedoch auch einige Nachteile und Einschränkungen, die Sie kennen müssen, bevor Sie sie verwenden. Hier sind einige davon:

• Erstens kann die Shared-GPU-Speicherfunktion die tatsächliche Menge an VRAM, die auf der Grafikkarte installiert ist, nicht erhöhen. Diese Funktion kann RAM nur als zusätzliche Speicherquelle verwenden, die nicht so schnell oder so breitbandig wie VRAM ist. Daher kann dieses Feature den eigentlichen VRAM nicht ersetzen, sondern nur als Übergangs- oder Notfalllösung.
• Zweitens  können gemeinsam genutzte GPU-Speicherfunktionen die Leistung und Grafikqualität beeinträchtigen, je nachdem, wie oft und wie viel Grafikdaten zwischen VRAM und RAM verschoben werden. Der Speicheraustauschprozess kann  zeit- und ressourcenaufwändig sein, was zu einer verminderten Leistung und Grafikqualität führen kann, z. B. zu Verzögerungen, Stottern oder Artefakten. Daher ist diese Funktion am besten als letzter Ausweg zu verwenden, wenn VRAM nicht ausreicht.
• Drittens  können gemeinsam genutzte GPU-Speicherfunktionen die Gesamtleistung und -qualität des Systems beeinträchtigen, je nachdem, wie viel RAM von der GPU verwendet wird. Wenn die GPU zu viel RAM verwendet, kann sie die Menge an RAM reduzieren, die der CPU und anderen Anwendungen zur Verfügung steht. Dies kann zu einer Verringerung der Gesamtleistung und -qualität des Systems führen, z. B. zu Verzögerungen, Abstürzen oder Bluescreens. Daher sollte diese Funktion mit Bedacht verwendet werden und die vom Betriebssystem oder der Grafikkarte festgelegten Grenzen nicht überschreiten.

Wie aktiviere oder deaktiviere ich gemeinsam genutzten GPU-Speicher?

Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher wird in der Regel automatisch vom Betriebssystem oder Grafikkartentreiber aktiviert, je nach Speicherbedarf und Verfügbarkeit. Sie müssen diese Funktion nicht manuell aktivieren oder deaktivieren, es sei denn, Sie möchten die mit dieser Funktion verknüpften Einstellungen oder Voreinstellungen ändern.

Im Folgenden finden Sie einige Möglichkeiten, den gemeinsam genutzten GPU-Speicher zu aktivieren oder zu deaktivieren oder Einstellungen im Zusammenhang mit dieser Funktion zu ändern:

• Zunächst können Sie den Task-Manager verwenden,  um die GPU-Speicherauslastung nach GPU zu überwachen. Dazu können Sie den Task-Manager öffnen,  indem  Sie Strg+Umschalt+Esc drücken, dann auf die Registerkarte Leistung klicken und GPU auswählen. Hier können Sie verschiedene Statistiken zu GPUs anzeigen, einschließlich dediziertem GPU-Speicher, gemeinsam genutztem GPU-Speicher und GPU-Speichernutzung. Der dedizierte GPU-Speicher ist die  Menge an VRAM, die auf der Grafikkarte installiert ist. Der gemeinsam genutzte GPU-Speicher ist  die Menge an RAM, die von der GPU neben VRAM verwendet wird oder für VRAM reserviert ist. Die GPU-Speicherauslastung ist die Gesamtmenge des von der GPU verwendeten Speichers, sowohl VRAM als auch RAM. Sie können diese Informationen verwenden, um herauszufinden, wie viel gemeinsam genutzter GPU-Speicher von der GPU verwendet wird und ob sich dies auf die Grafik- oder Systemleistung und -qualität auswirkt.
• Zweitens können Sie die NVIDIA-Systemsteuerung oder die AMD Radeon-Software verwenden, um Einstellungen für den gemeinsam genutzten GPU-Speicher zu ändern. Dazu können Sie die NVIDIA-Systemsteuerung oder die AMD Radeon-Software öffnen, indem Sie mit der rechten Maustaste auf den Desktop klicken und dann NVIDIA-Systemsteuerung oder AMD Radeon-Software auswählen. Hier können Sie einige Einstellungen ändern, die sich auf die Verwendung des gemeinsam genutzten GPU-Speichers durch die GPU auswirken können, z. B. Texturqualität, anisotrope Filterung, Anti-Aliasing und andere. Je höher die Grafikeinstellung, desto mehr Grafikdaten werden von der GPU benötigt, was die Nutzung des gemeinsam genutzten GPU-Speichers erhöhen kann. Daher können Sie versuchen, die Grafikeinstellungen zu verringern, wenn Sie die Verwendung des gemeinsam genutzten GPU-Speichers durch die GPU reduzieren oder die Leistung und Grafikqualität verbessern möchten.
• Drittens können Sie die Windows-Einstellungen verwenden, um Einstellungen im Zusammenhang mit dem freigegebenen GPU-Speicher zu ändern. Dazu können Sie die Windows-Einstellungen öffnen, indem Sie Windows+I drücken, dann auf System klicken und Anzeigen auswählen. Hier können Sie einige Einstellungen ändern, die sich auf die Verwendung des freigegebenen GPU-Speichers durch die GPU auswirken können, z. B. Auflösung, Skalierung und Layout, Grafikeinstellungen und andere. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Auflösung oder der Maßstab des Bildschirms, desto mehr Grafikdaten werden von der GPU benötigt, was die Nutzung des gemeinsam genutzten GPU-Speichers erhöhen kann. Daher können Sie versuchen, die Auflösung oder den Maßstab des Bildschirms zu verringern, wenn Sie die Verwendung des gemeinsam genutzten GPU-Speichers durch die GPU reduzieren oder die Leistung und Grafikqualität verbessern möchten.

Was sind die Vor- und Nachteile von gemeinsam genutztem GPU-Speicher?

Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher hat mehrere Vor- und Nachteile, die Sie berücksichtigen müssen, bevor Sie sie verwenden. Hier sind einige davon:

Vorteil

• Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher kann die  Menge an Arbeitsspeicher erhöhen, die der GPU zur Verfügung steht, was die Leistung und Grafikqualität in einigen Szenarien verbessern kann, insbesondere wenn Sie über eine Grafikkarte mit begrenztem VRAM verfügen oder wenn Sie Spiele oder Grafikanwendungen ausführen, die besonders anspruchsvoll sind.
• Gemeinsam genutzte GPU-Speicherfunktionen können die  Wahrscheinlichkeit von VRAM-Engpässen verringern, die zu Leistungseinbußen und Beeinträchtigungen der Grafikqualität führen können, z. B. Stottern, Knacken oder Artefakte.
• Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher kann Flexibilität und Anpassungsfähigkeit für die GPU bieten, die die Speicherauslastung entsprechend den Speicheranforderungen und der Verfügbarkeit anpassen kann. Dies kann die GPU-Effizienz und die Optimierung bei der Verwaltung von Grafikdaten verbessern.

Verlust

• Die Funktion für gemeinsam genutzten GPU-Speicher kann die tatsächliche Menge an VRAM, die auf der Grafikkarte installiert ist, nicht erhöhen. Diese Funktion kann RAM nur als zusätzliche Speicherquelle verwenden, die nicht so schnell oder so breitbandig wie VRAM ist. Daher kann dieses Feature den eigentlichen VRAM nicht ersetzen, sondern nur als Übergangs- oder Notfalllösung.
• Funktionen für gemeinsam genutzten GPU-Speicher  können sich auf die Grafikleistung und -qualität auswirken, je nachdem, wie oft und wie viel Grafikdaten zwischen VRAM und RAM verschoben werden. Der Speicheraustauschprozess kann  zeit- und ressourcenaufwändig sein, was zu einer verminderten Leistung und Grafikqualität führen kann, z. B. zu Verzögerungen, Stottern oder Artefakten.
• Gemeinsam genutzte GPU-Speicherfunktionen können sich auf die Gesamtleistung und -qualität des Systems auswirken, je nachdem, wie viel RAM von der GPU verwendet wird. Wenn die GPU zu viel RAM verwendet, kann sie die Menge an RAM reduzieren, die der CPU und anderen Anwendungen zur Verfügung steht. Dies kann zu einer Verringerung der Gesamtleistung und -qualität des Systems führen, z. B. zu Verzögerungen, Abstürzen oder Bluescreens.

Schlussfolgerung

Shared GPU Memory ist eine Funktion, die von einigen modernen Grafikkarten angeboten wird, insbesondere von solchen, die auf der NVIDIA Turing–  oder AMD RDNA-Architektur basieren  . Diese Funktion ermöglicht es der Grafikkarte, einen Teil des Arbeitsspeichers zusätzlich zu verwenden oder für VRAM zu reservieren, was in einigen Szenarien die Leistung und Grafikqualität verbessern kann.

Diese Funktion hat jedoch auch einige Nachteile und Einschränkungen, die Sie kennen müssen, bevor Sie sie verwenden. Diese Funktion kann die tatsächliche Menge an VRAM nicht erhöhen und kann sich je nach Speicherauslastung auf die Grafik- oder Systemleistung und -qualität auswirken.

Daher sollte diese Funktion mit Bedacht verwendet werden und die vom Betriebssystem oder der Grafikkarte festgelegten Grenzen nicht überschreiten. Sie können auch einige Einstellungen im Zusammenhang mit dieser Funktion ändern, um die Speicherauslastung durch die GPU zu optimieren.