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.