Даже если вы только время от времени следите за техническими новостями, вы не могли не заметить, что объем видеопамяти (VRAM) на видеокарте сейчас является горячей темой. Мы уже видим признаки того, что 8 ГБ уже может быть недостаточно для новейших игр, особенно при воспроизведении с высоким разрешением и с высоким или максимальным качеством графики. AMD также подчеркивала, что ее карты имеют значительно больше оперативной памяти, чем у Nvidia, а новейшие модели последней подвергались критике за то, что у них всего 12 ГБ.
Итак, действительно ли игры используют такой объем памяти, и если да, то что именно во внутренней работе этих игр требует так много? Давайте "поднимем капот" современного 3D-рендеринга и посмотрим, что на самом деле происходит в этих графических движках.
Игры, графика и гигабайты
Прежде чем мы углубимся в наш анализ графики, игр и видеопамяти, возможно, стоит потратить время на быстрый обзор основ того, как обычно выполняется 3D-рендеринг.
3D-графика — это «просто» много математики и обработки данных. Что касается данных, их необходимо хранить как можно ближе к графическому процессору. Все графические процессоры имеют небольшой объем встроенной высокоскоростной памяти (также известной как кеш-память), но этого достаточно только для хранения информации для вычислений, происходящих в любой момент времени.
Данных слишком много, чтобы хранить их все в кеше, поэтому остальное хранится в лучшем месте — видеопамяти. Она похожа на основную системную память, но предназначена для графических рабочих нагрузок. Десять лет назад самые дорогие графические карты для настольных ПК имели на своей печатной плате 6 ГБ видеопамяти, хотя большинство графических процессоров имели только 2 или 3 ГБ.
У этих видеокарт точно нет недостатка в кеше и оперативной памяти
Сегодня 24 ГБ — это максимальный доступный объем видеопамяти, и существует множество моделей с 12 или 16 ГБ, хотя 8 ГБ встречаются гораздо чаще. Естественно, вы ожидаете увеличения через десятилетие, но это существенный скачок. Чтобы понять, почему это так много, нам нужно понять, для чего именно используется ОЗУ, и для этого давайте посмотрим, как создавалась лучшая графика, когда нормой было 3 ГБ видеопамяти.
Сегодня это 24 ГБ на самом верху, и есть много моделей с 12 или 16 ГБ видеопамяти, хотя 8 ГБ встречаются гораздо чаще. Естественно, вы ожидаете увеличения через десятилетие, но это существенное повышение. Чтобы понять, почему это так много, нам также нужно понять, для чего именно используется оперативная память и для чего, давайте посмотрим, как создавалась лучшая графика, когда нормой было 3 ГБ видеопамяти.
Еще в 2013 году компьютерные геймеры получили поистине выдающуюся графику: Assassin's Creed IV: Black Flag, Battlefield 4 (ниже), BioShock Infinite, Metro: Last Light и Tomb Raider показали, чего можно достичь с помощью технологий, художественного дизайна, и много "ноу-хау"-кодирования.
Самыми быстрыми видеокартами, которые можно было купить за деньги, были AMD Radeon HD 7970 GHz Edition и Nvidia GeForce GTX Titan с 3 и 6 ГБ видеопамяти каждая по цене 499 и 999 долларов соответственно. Действительно хороший монитор для игр мог бы иметь разрешение 2560 x 1600, но большинство из них имели разрешение 1080p — минимум в наши дни, но вполне приемлемый для того периода.
Чтобы увидеть, сколько видеопамяти использовали эти игры, давайте рассмотрим две из них: Black Flag и Last Light. Обе игры были разработаны для нескольких платформ (Windows PC, Sony PlayStation 3, Microsoft Xbox 360), хотя первая появилась на PS4 и Xbox One немного позже выхода игры, а Last Light был переработан в следующем году для ПК и новые консоли.
С точки зрения графических требований эти две игры являются полярными противоположностями; Black Flag — это игра с полностью открытым миром и обширной игровой зоной, в то время как Metro: Last Light имеет в основном узкие пространства и линейную тематику. Даже его открытые участки жестко ограничены, хотя визуальные эффекты создают впечатление более открытой среды.
При всех настройках графики на максимальном значении и разрешении 4K (3840 x 2160) Assassin's Creed IV достиг пика в 6,6 ГБ в городских районах, тогда как в открытом море использование памяти упадет примерно до 4,8 ГБ. Metro: Last Light постоянно используется менее 4 ГБ и обычно отличается лишь небольшим объемом памяти, чего и следовало ожидать от игры, которая фактически представляет собой просто последовательность коридоров для навигации.
Конечно, в 2013 году в 4K мало кто играл, так как такие мониторы стоили запредельно дорого и были нацелены исключительно на профессиональный рынок. Даже самые лучшие видеокарты не могли рендерить с таким разрешением, и увеличение количества GPU с помощью CrossFire или SLI не сильно помогло бы.
Снижение разрешения до 1080p приближает его к тому, что геймеры использовали на ПК в 2013 году, и это оказало заметное влияние на использование видеопамяти — Black Flag сократился в среднем до 3,3 ГБ, а Last Light использовал всего 2,4 ГБ. Один 32-битный кадр 1920 x 1080 имеет размер чуть менее 8 МБ (4K — это почти 32 МБ), так как же уменьшение разрешения кадра приводит к такому значительному уменьшению объема используемой видеопамяти?
Ответ лежит глубоко в чрезвычайно сложном процессе рендеринга, которому обе игры подвергаются, чтобы дать вам визуальные эффекты, которые вы видите на мониторе. Разработчики при поддержке Nvidia сделали все возможное для ПК-версий Black Flag и Last Light, используя новейшие методы создания теней, правильного освещения и эффектов тумана/частиц. Модели персонажей, объекты и структуры окружающей среды были сделаны из сотен тысяч полигонов, и все они были обернуты множеством детализированных текстур.
В Black Flag для использования одних только отражений в экранном пространстве требуется 5 отдельных буферов (цвет, глубина, вывод трассировки лучей, результат размытия отражения), а для объемных теней требуется шесть буферов. Поскольку у целевых платформ, PS3 и Xbox 360, была половина от общего объема 8 ГБ ОЗУ, доступного для игры и рендеринга, эти буферы имели гораздо более низкое разрешение, чем окончательный буфер кадра, но все это складывается из использования видеопамяти.
У разработчиков были аналогичные ограничения памяти для ПК-версий игр, над которыми они работали, но в то время общий выбор дизайна заключался в том, чтобы настройки графики превышали возможности видеокарт, доступных при запуске. Идея заключалась в том, что пользователи вернутся в игру после перехода на более новую модель, чтобы увидеть преимущества, которые дал им прогресс в технологии графических процессоров.
Это ясно видно, если посмотреть на производительность Metro: Last Light десять лет назад — при настройках качества Very High и разрешении 2560 x 1600 (на 10% больше пикселей, чем 1440p) GeForce GTX Titan за 999 долларов в среднем показала всего 41 балл. Перенесемся на год вперед, и GeForce GTX 980 будет на 15% быстрее в той же игре, но по цене всего 549 долларов.
Так что насчет того, сколько именно видеопамяти сегодня используют игры?
Дьявол кроется в деталях
Чтобы точно измерить объем оперативной памяти видеокарты, используемой в игре, мы использовали Microsoft PIX — это инструмент отладки для разработчиков, использующих DirectX, который может собирать данные и представлять их для анализа. Можно захватить один кадр и разбить его на каждую строку кода, выданную графическому процессору, и посмотреть, сколько времени потребуется для его обработки и какие ресурсы используются, но нас интересовало просто получение показателей оперативной памяти.
Большинство инструментов, записывающих использование видеопамяти, на самом деле просто сообщают об объеме локальной памяти графического процессора, выделенной игрой, и, следовательно, о драйверах графического процессора. PIX, с другой стороны, записывает три — местный бюджет, местное использование и местный житель. Первый — это объем видеопамяти, доступный для приложения Direct3D, который постоянно меняется по мере того, как операционная система и драйверы им манипулируют.
Локальный резидент — это то, сколько видеопамяти занимают так называемые резидентные объекты, но значение, которое нас больше всего интересует, — это локальное использование. Это запись того, сколько видеопамяти пытается использовать игра, и игры должны оставаться в пределах ограничения локального бюджета, в противном случае возникнут всевозможные проблемы — наиболее распространенной из которых является то, что программа на мгновение останавливается, пока снова не будет достаточно бюджета.
В Direct3D 11 и более ранних версиях управление памятью осуществлялось самим API, но в версии 12 все, что связано с памятью, должно полностью выполняться разработчиками. Сначала необходимо определить объем физической памяти, а затем установить соответствующий бюджет, но серьезной проблемой является обеспечение того, чтобы движок никогда не оказался в ситуации, когда он перегружен.
А в современных играх с огромными открытыми мирами это требует многократных повторных анализов и проверок.
Для всех исследованных нами игр каждая переменная качества графики и детализации была установлена на максимальное значение (трассировка лучей не была включена), а разрешение кадра было установлено на 4K без активации масштабирования. Это было сделано для того, чтобы мы видели максимально возможную загрузку памяти в условиях, которые каждый мог повторить.
Всего для каждой игры было составлено три прогона, каждый из которых длился 10 минут; игра также полностью перезапускалась между выборками данных, чтобы убедиться, что память была правильно очищена. Наконец, используемая тестовая система включала Intel Core i7-9700K, 16 ГБ DDR4-3000 и Nvidia GeForce RTX 4070 Ti, а все игры загружались с твердотельного накопителя NVMe емкостью 1 ТБ на шине PCIe 3.0 4x.
Приведенные ниже результаты представляют собой среднее арифметическое трех запусков с использованием средних и максимальных показателей использования локальной памяти, зарегистрированных PIX.
В то время как Doom Eternal, Resident Evil 4 и The Last of Us похожи на Metro: Last Light тем, что игровые зоны жестко ограничены, остальные имеют открытый мир — в зависимости от размера уровней первые потенциально могут хранить все данные, необходимые в VRAM, в то время как остальные должны передавать данные в потоковом режиме, потому что весь мир слишком велик, чтобы хранить его локально.
Тем не менее, потоковая передача данных довольно распространена в современных играх, независимо от жанра, и Resident Evil 4 успешно ее использует. Несмотря на то, что экран меню предыдущей игры предупреждал нас о том, что максимальные настройки качества приведут к нехватке видеопамяти, в реальном игровом процессе таких проблем не возникало. Использование памяти было довольно постоянным в большинстве протестированных игр, особенно в Resident Evil 4, хотя Hogwarts Legacy было исключением, которое время от времени менялось настолько сильно, что мы думали, что PIX не работает.
Принимая во внимание результаты Assassin's Creed Valhalla, возникает очевидный вопрос: что способствует увеличению использования видеопамяти в 1,5 раза? Ответ на этот вопрос, как и на всю статью, прост — детализация.
Для своего времени Black Flag была передовой графической точностью в играх с открытым миром. Но в то время как последняя сага в бесконечной серии AC по-прежнему использует множество тех же методов рендеринга, количество дополнительных деталей в Valhalla и в большинстве современных игр значительно выше.
Модели персонажей, объекты и окружающая среда в целом создаются из значительно большего количества полигонов, что повышает точность меньших частей. Текстуры также содержат гораздо больше деталей — например, ткань в Valhalla отображает переплетение материала, и единственный способ сделать это возможным — использовать текстуры с более высоким разрешением.
Это особенно заметно в текстурах, используемых для ландшафта, что позволяет земле и стенам зданий выглядеть богаче и реалистичнее. Чтобы повысить реалистичность листвы, текстуры с прозрачными участками (например, трава, листья, папоротники и т. д.) имеют гораздо больший размер, что способствует смешиванию с объектами позади них.
И дело не только в текстурах и сетках — Valhalla выглядит лучше, чем Black Flag, потому что процедуры освещения используют буферы с более высоким разрешением, и их больше, для хранения промежуточных результатов. Все это просто увеличивает нагрузку на память.
The Last of Us появилась позже, чем Valhalla, и является еще одним примером того, как большая детализация достигается за счет использования большего количества полигонов, детальных текстур, лучших алгоритмов и так далее. Однако объем видеопамяти, занимаемой всем этим, совершенно другого уровня: в среднем на 60% больше, чем у Valhalla.
На приведенном выше снимке экрана показан уровень детализации его текстур. В частности, обратите пристальное внимание на трещины в асфальте, выветривание и рост растений — общий материал с почти фотографическим уровнем реализма.
Другие аспекты менее впечатляющие. Одежда персонажей выглядит совершенно нормально, особенно когда персонажи не находятся близко к камере, но она далеко не так впечатляет, как окружающая среда и здания.
А еще есть «Наследие Хогвартса» (Hogwarts Legacy). Это явно не игра, основанная на реальности, поэтому нельзя ожидать, что графика будет иметь такую же точность, как в The Last of Us, но то, что предлагает тайтл с точки зрения богатой детализации мира, в котором вы играете, ему очень не хватает с точки зрения разрешения текстур.
Когда графика эпохи 2013 года производит загрузку памяти эпохи 2023 года
Загрузка видеопамяти для этого конкретного снимка экрана колебалась чуть ниже 9,5 ГБ, и во время нашего тестирования было много раз, когда показатели локального использования превышали локальный бюджет, что приводило к большому количеству заиканий.
Но какой бы большой ни казалась эта сумма, особенно для такой простой графики, ее можно легко сделать намного, намного хуже.
Для лучшего освещения требуется еще больше памяти
Hogwarts Legacy, как и многие игры, протестированные для этой статьи, предоставляет возможность использовать трассировку лучей для определения конечного результата для отражений, теней и окружающего затенения (базовая часть глобального освещения, которая игнорирует определенные источники света).
Напротив, последняя версия Cyberpunk 2077 теперь предлагает возможность использовать трассировку пути и специальный алгоритм, называемый передискретизацией пространственно-временного резервуара, для большей части освещения в игре.
Такая трассировка лучей увеличивает потребность в дополнительном объеме памяти VRAM
Все эти трюки с рендерингом имеют свою цену, и не только из-за объема обработки, который должен выполнять графический процессор. Трассировка лучей генерирует огромное количество дополнительных данных в виде иерархий ограничивающих объемов, а также еще больше буферов, необходимых для точного определения того, с чем взаимодействуют лучи.
Используя 4K и те же настройки графики, что и раньше, но на этот раз, когда каждый параметр трассировки лучей включен или установлен на максимальное значение, нагрузки VRAM значительно меняются.
Cyberpunk 2077, Spider-Man и Dying Light 2 — на самом деле единственные игры, демонстрирующие какую-либо заметную выгоду от использования трассировки лучей, хотя насколько можно пожертвовать производительностью для достижения этого — это совсем другая тема. В других играх влияние трассировки лучей гораздо более приглушено — Far Cry 6 иногда выглядит очень хорошо в определенных сценариях, когда она включена, но Resident Evil 4 и Hogwarts Legacy не показывают заметной пользы от ее использования.
В RE4 это не сильно повлияло на частоту кадров, но влияние в Cyberpunk 2077 и Hogwarts Legacy было экстремальным. В обеих играх локальное использование постоянно превышало локальный бюджет, в результате чего драйверы графического процессора постоянно пытались освободить место для данных, которые должны оставаться в видеопамяти. Эти игры постоянно транслируют активы в обычном игровом процессе, поэтому теоретически это не должно быть проблемой.
Текстуры высокого разрешения и трассировка лучей делают сцены в Far Cry 6 невероятно красивыми
Но когда GPU выполняет шейдерную процедуру, требующую образца текстуры или цели рендеринга, первое место, где он будет искать эти данные, — это первый уровень кеша. Если его там нет, то процессор будет работать с оставшимися уровнями и, в конечном счете, с VRAM, чтобы его найти.
Когда все эти поиски приводят к промаху, тогда данные приходится копировать из системной памяти в видеокарту, а затем в кэш. Все это требует времени, поэтому графический процессор просто остановит выполнение инструкции шейдера до тех пор, пока не будет получен требуемый образец. Либо игра просто остановится на мгновение, пока процедура не будет завершена, либо вообще откажется от нее, что приведет к всевозможным сбоям.
В случае с «Наследием Хогвартса» применение трассировки лучей в разрешении 4K с максимальными настройками и графической картой на 12 ГБ, по сути, сделало игру совершенно неиграбельной. Cyberpunk 2077 справился с этой проблемой намного лучше, и было очень мало пауз, хотя игра все время работала со скоростью ниже 10 кадров в секунду, это была своего рода пиррова победа для движка.
Таким образом, наше тестирование показало, что современные игры действительно используют много видеопамяти (по крайней мере, те, которые мы исследовали), и в зависимости от используемых настроек можно заставить игру оказаться в ситуации, когда она пытается использовать больше локальной памяти. чем есть в наличии.
Настройки спасают
На данный момент можно справедливо возразить, что все эти цифры несколько однобоки — в конце концов, у скольких людей будут ПК, которые смогут играть в игры в 4К на максимальных настройках или даже захотят? Уменьшение разрешения до 1080p действительно уменьшает объем используемой видеопамяти, но в зависимости от игры это не всегда может иметь большое значение.
Взяв худшего "пожирателя" VRAM, The Last of Us, повторив тестирование с разрешением 1080p, мы увидели среднее использование памяти 9,1 ГБ и пиковое значение 9,4 ГБ — это на 3 ГБ меньше, чем при 4K. Мы также обнаружили, что таких же показателей можно добиться, используя более высокое разрешение, но установив для всех переменных качества текстур значение «Низкое».
Сочетание 1080p с низкими текстурами еще больше снизило нагрузку на видеопамять: в среднем она упала до 6,4 ГБ, а в пике — до 6,6 ГБ. Идентичные результаты были получены с использованием 4K и предустановки графики «Низкий» (показан выше), тогда как предустановка «Средний» использовала в среднем 7,3 ГБ (макс. 7,7 ГБ).
Выполнение той же комбинации предустановок 4K + Low в Cyberpunk 2077 привело к тому, что было использовано 6,3 ГБ, а в других играх было легко опуститься значительно ниже 8 ГБ, используя комбинации низкого разрешения кадров и текстур, сохраняя при этом высокие уровни освещения и теней.
Масштабирование также может снизить нагрузку на видеопамять, но результаты сильно зависят от игры. Например, использование предустановки 4K Ultra + производительность DLSS в The Last of Us снизило среднее использование с 11,8 ГБ до 10,0 ГБ, тогда как запуск Cyberpunk 2077 с тем же параметром масштабирования снизил пиковые значения с 8,9 ГБ до 7,7 ГБ. В этой игре использование FSR 2.1 Balanced дало нам максимальное использование видеопамяти 8,2 ГБ, хотя параметр Ultra Performance был чуть ниже — 8,1 ГБ.
С трассировкой лучей снизить нагрузку на память было так же просто. В Cyberpunk 2077 при использовании 1080p с включенной производительностью DLSS и максимальными настройками RT Overdrive среднее использование ОЗУ составило 7 ГБ, а пиковое значение всего на 0,5 ГБ выше. По общему признанию, это выглядело не очень красиво, с большим количеством ореолов в кадре в движении. Увеличение разрешения до 1440p помогло убрать большую часть артефактов, но загрузка видеопамяти увеличилась в среднем до 7,5 ГБ, при этом максимально записывалось 8 ГБ.
Тем не менее, Hogwarts Legacy по-прежнему требовала оперативной памяти при разрешении 1080p + производительности DLSS при использовании максимальных настроек качества и трассировки лучей — среднее использование составляло 8,5 ГБ, а пиковое значение было чуть меньше 10 ГБ.
Одна из последних протестированных игр также оказалась самой простой в настройке требуемого бюджета памяти — Resident Evil 4. Все, что нужно было — это использование апскейлинга FSR и понижение пары настроек качества на одну ступень от их максимальных значений. потребовалось для получения вывода 4K и сохранения бюджета оперативной памяти менее 8 ГБ.
Мы продолжаем упоминать 8 ГБ, потому что производители графических процессоров обычно придерживаются этого объема локальной памяти в большинстве своих продуктов в течение ряда лет. Первыми моделями, оснащенными таким объемом видеопамяти, были AMD Radeon R9 390 2015 года и Nvidia GeForce GTX 1080, выпущенные в 2016 году (хотя у GeForce GTX Titan X 2015 года было 12 ГБ). Спустя почти восемь лет это все еще стандартное количество моделей бюджетного и среднего класса.
На этом этапе важно обратить ваше внимание на тот факт, что игры будут пытаться выделить значительную часть имеющейся видеопамяти (мы видели цифры в диапазоне от 10 до 12 ГБ), поэтому все цифры использования памяти вы только что было бы иначе, если бы бюджет был ниже или выше.
К сожалению, это не то, что мы можем изменить сами, кроме как использовать разные видеокарты, но хорошо написанная игра должна использовать доступную видеопамять в пределах физических ограничений и никогда не превышать их. Однако, как мы видели в некоторых случаях, это может произойти, убивая производительность, когда это происходит.
Если вы готовы поиграть с настройками, достаточно просто разместить все в доступной памяти. Конечно, вам может не понравиться, как выглядит игра в уменьшенном масштабе. Тем не менее, мы все еще не полностью ответили на основную цель этой статьи — почему современные игры требуют больше видеопамяти ПК, чем когда-либо прежде?
Конфликт консолей
Все игры, которые мы рассмотрели в этой статье, были разработаны для нескольких платформ, и это понятно. Поскольку миллионы людей по всему миру владеют консолями последнего или последнего поколения, создание дорогостоящего блокбастера игры только для одной платформы, как правило, нецелесообразно с финансовой точки зрения.
Два года назад Microsoft и Sony выпустили свои игровые приставки «нового поколения» — Xbox Series X и S, а также PlayStation 5. По сравнению со своими предшественниками они выглядят совершенно современно под капотом, так как обе имеют 8-ядерный, 16-ядерный процессор и графический чип, которые вполне уместны в приличном игровом ПК. Самым важным обновлением, применительно к рассматриваемой здесь теме, стало увеличение оперативной памяти.
В отличие от настольных ПК, в консолях используется унифицированная структура памяти, в которой ЦП/система и ГП жестко подключены к одному и тому же набору микросхем ОЗУ. В предыдущем раунде консолей и Microsoft, и Sony оснастили свои устройства 8 ГБ памяти, за исключением Xbox One X, у которого было 12 ГБ. И PS5, и Xbox Series X (показаны выше) используют 16 ГБ GDDR6, хотя на двух машинах она не настроена одинаково.
Игры не могут получить доступ ко всей этой оперативной памяти, так как часть ее зарезервирована для операционной системы и других фоновых задач. В зависимости от платформы и настроек, которые выбрал разработчик, для использования программного обеспечения доступно от 12 до 14 ГБ. Это может показаться не таким уж большим, но это более чем вдвое больше, чем было доступно на PS4 и Xbox One.
Но там, где ПК хранят сетки, материалы и буферы в VRAM, а игровой движок (вместе с копией всех используемых ресурсов) — в системной памяти, консоли должны помещать все в один и тот же объем оперативной памяти. Это означает, что текстуры, промежуточные буферы, цели рендеринга и исполняемый код занимают свою долю этого ограниченного пространства. В последнее десятилетие, когда для игры было всего 5 ГБ или около того, разработчикам приходилось быть чрезвычайно осторожными при оптимизации использования данных, чтобы получить максимальную отдачу от этих машин.
Вот почему кажется, что игры просто резко увеличили загрузку памяти. В течение многих лет они создавались с очень жесткими ограничениями по оперативной памяти, но поскольку издатели начали отказываться от выпуска игр для старых машин, этот лимит теперь в два-три раза выше.
Посмотрите, как создается кадр за кадром в Elden Ring
Раньше не было необходимости создавать высокодетализированные активы, используя миллионы полигонов и текстуры сверхвысокого разрешения. Уменьшение масштаба таких объектов до такой степени, что их можно было бы использовать, например, на PS4, лишило бы цели сделать их такими хорошими. Так что все было создано в масштабе, который в нативном виде для ПК того времени был абсолютно удобен.
Этот процесс все еще используется, но PS5 и Xbox Series X также поставляются с современными технологиями хранения, которые значительно ускоряют передачу данных с внутреннего SSD в общую оперативную память. Это настолько быстро, что потоковая передача данных теперь является фундаментальной системой в играх для консолей следующего поколения, и, наряду с гораздо более мощными процессором и графическим процессором, планка производительности, ограничивающая степень детализации ресурсов, теперь намного выше, чем когда-либо.
Таким образом, если консольная игра следующего поколения использует, скажем, 10 ГБ единой оперативной памяти для мешей, материалов, буферов, целей рендеринга и т. д., мы можем ожидать, что версия для ПК будет по крайней мере такой же. И как только вы добавите ожидаемые более высокие настройки детализации для таких портов, эта сумма станет намного больше.
Нас ждет большое будущее
Итак, по мере того, как на рынке появляется все больше конвертируемых консолей и мультиплатформенных игр, означает ли это, что у владельцев видеокарт с 8 ГБ вскоре возникнут проблемы? Простой ответ заключается в том, что никто за пределами отрасли не знает с абсолютной уверенностью. Можно сделать некоторые обоснованные предположения, но реальный ответ на этот вопрос, вероятно, будет многогранным, сложным и зависит от таких факторов, как то, как обстоят дела на рынке видеокарт и как разработчики игр управляют портами для ПК.
Нынешнее поколение консолей все еще находится в расцвете своей молодости, но приближается к середине своей жизни, и мы можем быть уверены, что выйдет больше игр, которые будут предъявлять серьезные требования к оборудованию для версий Windows. Отчасти это будет связано с тем, что со временем разработчики и инженеры платформ учатся выжимать больше производительности из фиксированных компонентов, используя для этого все больше специфичных для консоли подпрограмм.
Новейшие методы и инструменты в графике могут дать невероятные результаты
Поскольку ПК не могут работать точно так же, будут использоваться более общие подходы, и на разработчиков будет возложена большая ответственность за правильную оптимизацию своих игр для множества комбинаций оборудования. Это можно до некоторой степени облегчить, используя непатентованный движок, такой как Unreal Engine 5, и позволяя этим разработчикам решать большую часть проблем с кодированием, но даже в этом случае создателям игр остается еще много работы, чтобы получить вещи. в самый раз.
Например, в версии 1.03 The Last of Us мы видели средние показатели VRAM 12,1 ГБ с пиковым значением 14,9 ГБ при настройках 4K Ultra. С патчем v1.04 эти значения упали до 11,8 и 12,4 ГБ соответственно. Это было достигнуто за счет улучшения потоковой передачи текстур в игре, и, хотя, возможно, можно выполнить дополнительную оптимизацию, улучшение подчеркивает, насколько большую разницу может иметь небольшая тонкая настройка порта для ПК.
Еще одна причина, по которой требования к оборудованию и загрузка VRAM, вероятно, вырастут за пределы 8 ГБ, заключается в том, что игры являются причиной продажи очень большого количества настольных ПК и интенсивно поддерживают большую часть индустрии дискретных компонентов и периферийных устройств. AMD, Intel, Nvidia и другие тратят огромные средства на спонсорство игр, хотя иногда это не более чем обмен средств на использование нескольких логотипов.
Однако в мире видеокарт такие сделки обычно связаны с продвижением использования определенной функции или новой технологии. Последние поколения графических процессоров от AMD, Intel и Nvidia имеют 12 ГБ или более оперативной памяти, но не повсеместно, и пройдут годы, прежде чем игровая база пользователей ПК будет насыщена таким оборудованием.
Емкость видеопамяти — новейшее маркетинговое оружие AMD
Точка, когда консольные порты начнут последовательно требовать 8 ГБ в качестве минимального требования при самых низких настройках, вероятно, немного далека, но это не произойдет через десятилетие в будущем. Поставщики графических процессоров предпочли бы, чтобы геймеры тратили больше денег и покупали модели более высокого уровня, где размер прибыли намного выше, и почти наверняка будут использовать этот аспект игр в качестве маркетингового инструмента.
Есть и другие, несколько менее гнусные факторы, которые также будут играть свою роль — команды разработчиков, не имеющие опыта в портировании ПК или использовании Unreal Engine, например, и слишком сжатые сроки, установленные издателями, отчаянно пытающимися достичь целей продаж до финансового квартала, — все это приводит к игры с большим бюджетом имеют множество проблем, и использование VRAM является наименьшей из них.
Мы видели, что требования к памяти графического процессора действительно растут, и это будет только продолжаться, но мы также увидели, что можно заставить текущие игры работать нормально с любым объемом памяти, просто потратив время в меню настроек. Пока, конечно...
Мощные видеокарты с 8 Гб, вероятно, почувствуют себя в затруднении, когда объем видеопамяти ограничивает то, с чем в конечном итоге может справиться GPU, в ближайшие пару сезонов релизов игр. Сегодня есть исключения, но мы немного далеки от того, чтобы это стало нормой.
И кто знает — через десять лет мы вполне можем оглянуться на сегодняшние игры и воскликнуть: «Они использовали только 8 ГБ?!»
Даже если вы только время от времени следите за техническими новостями, вы не могли не заметить, что объем видеопамяти (VRAM) на видеокарте сейчас является горячей темой. Мы уже видим признаки того, что 8 ГБ уже может быть недостаточно для новейших игр, особенно при воспроизведении с высоким разрешением и с высоким или максимальным качеством графики. AMD также подчеркивала, что ее карты имеют значительно больше оперативной памяти, чем у Nvidia, а новейшие модели последней подвергались критике за то, что у них всего 12 ГБ.
Итак, действительно ли игры используют такой объем памяти, и если да, то что именно во внутренней работе этих игр требует так много? Давайте "поднимем капот" современного 3D-рендеринга и посмотрим, что на самом деле происходит в этих графических движках.
Игры, графика и гигабайты
Прежде чем мы углубимся в наш анализ графики, игр и видеопамяти, возможно, стоит потратить время на быстрый обзор основ того, как обычно выполняется 3D-рендеринг.
3D-графика — это «просто» много математики и обработки данных. Что касается данных, их необходимо хранить как можно ближе к графическому процессору. Все графические процессоры имеют небольшой объем встроенной высокоскоростной памяти (также известной как кеш-память), но этого достаточно только для хранения информации для вычислений, происходящих в любой момент времени.
Данных слишком много, чтобы хранить их все в кеше, поэтому остальное хранится в лучшем месте — видеопамяти. Она похожа на основную системную память, но предназначена для графических рабочих нагрузок. Десять лет назад самые дорогие графические карты для настольных ПК имели на своей печатной плате 6 ГБ видеопамяти, хотя большинство графических процессоров имели только 2 или 3 ГБ.
У этих видеокарт точно нет недостатка в кеше и оперативной памяти
Сегодня 24 ГБ — это максимальный доступный объем видеопамяти, и существует множество моделей с 12 или 16 ГБ, хотя 8 ГБ встречаются гораздо чаще. Естественно, вы ожидаете увеличения через десятилетие, но это существенный скачок. Чтобы понять, почему это так много, нам нужно понять, для чего именно используется ОЗУ, и для этого давайте посмотрим, как создавалась лучшая графика, когда нормой было 3 ГБ видеопамяти.
Сегодня это 24 ГБ на самом верху, и есть много моделей с 12 или 16 ГБ видеопамяти, хотя 8 ГБ встречаются гораздо чаще. Естественно, вы ожидаете увеличения через десятилетие, но это существенное повышение. Чтобы понять, почему это так много, нам также нужно понять, для чего именно используется оперативная память и для чего, давайте посмотрим, как создавалась лучшая графика, когда нормой было 3 ГБ видеопамяти.
Еще в 2013 году компьютерные геймеры получили поистине выдающуюся графику: Assassin's Creed IV: Black Flag, Battlefield 4 (ниже), BioShock Infinite, Metro: Last Light и Tomb Raider показали, чего можно достичь с помощью технологий, художественного дизайна, и много "ноу-хау"-кодирования.
Самыми быстрыми видеокартами, которые можно было купить за деньги, были AMD Radeon HD 7970 GHz Edition и Nvidia GeForce GTX Titan с 3 и 6 ГБ видеопамяти каждая по цене 499 и 999 долларов соответственно. Действительно хороший монитор для игр мог бы иметь разрешение 2560 x 1600, но большинство из них имели разрешение 1080p — минимум в наши дни, но вполне приемлемый для того периода.
Чтобы увидеть, сколько видеопамяти использовали эти игры, давайте рассмотрим две из них: Black Flag и Last Light. Обе игры были разработаны для нескольких платформ (Windows PC, Sony PlayStation 3, Microsoft Xbox 360), хотя первая появилась на PS4 и Xbox One немного позже выхода игры, а Last Light был переработан в следующем году для ПК и новые консоли.
С точки зрения графических требований эти две игры являются полярными противоположностями; Black Flag — это игра с полностью открытым миром и обширной игровой зоной, в то время как Metro: Last Light имеет в основном узкие пространства и линейную тематику. Даже его открытые участки жестко ограничены, хотя визуальные эффекты создают впечатление более открытой среды.
При всех настройках графики на максимальном значении и разрешении 4K (3840 x 2160) Assassin's Creed IV достиг пика в 6,6 ГБ в городских районах, тогда как в открытом море использование памяти упадет примерно до 4,8 ГБ. Metro: Last Light постоянно используется менее 4 ГБ и обычно отличается лишь небольшим объемом памяти, чего и следовало ожидать от игры, которая фактически представляет собой просто последовательность коридоров для навигации.
Конечно, в 2013 году в 4K мало кто играл, так как такие мониторы стоили запредельно дорого и были нацелены исключительно на профессиональный рынок. Даже самые лучшие видеокарты не могли рендерить с таким разрешением, и увеличение количества GPU с помощью CrossFire или SLI не сильно помогло бы.
Снижение разрешения до 1080p приближает его к тому, что геймеры использовали на ПК в 2013 году, и это оказало заметное влияние на использование видеопамяти — Black Flag сократился в среднем до 3,3 ГБ, а Last Light использовал всего 2,4 ГБ. Один 32-битный кадр 1920 x 1080 имеет размер чуть менее 8 МБ (4K — это почти 32 МБ), так как же уменьшение разрешения кадра приводит к такому значительному уменьшению объема используемой видеопамяти?
Ответ лежит глубоко в чрезвычайно сложном процессе рендеринга, которому обе игры подвергаются, чтобы дать вам визуальные эффекты, которые вы видите на мониторе. Разработчики при поддержке Nvidia сделали все возможное для ПК-версий Black Flag и Last Light, используя новейшие методы создания теней, правильного освещения и эффектов тумана/частиц. Модели персонажей, объекты и структуры окружающей среды были сделаны из сотен тысяч полигонов, и все они были обернуты множеством детализированных текстур.
В Black Flag для использования одних только отражений в экранном пространстве требуется 5 отдельных буферов (цвет, глубина, вывод трассировки лучей, результат размытия отражения), а для объемных теней требуется шесть буферов. Поскольку у целевых платформ, PS3 и Xbox 360, была половина от общего объема 8 ГБ ОЗУ, доступного для игры и рендеринга, эти буферы имели гораздо более низкое разрешение, чем окончательный буфер кадра, но все это складывается из использования видеопамяти.
У разработчиков были аналогичные ограничения памяти для ПК-версий игр, над которыми они работали, но в то время общий выбор дизайна заключался в том, чтобы настройки графики превышали возможности видеокарт, доступных при запуске. Идея заключалась в том, что пользователи вернутся в игру после перехода на более новую модель, чтобы увидеть преимущества, которые дал им прогресс в технологии графических процессоров.
Это ясно видно, если посмотреть на производительность Metro: Last Light десять лет назад — при настройках качества Very High и разрешении 2560 x 1600 (на 10% больше пикселей, чем 1440p) GeForce GTX Titan за 999 долларов в среднем показала всего 41 балл. Перенесемся на год вперед, и GeForce GTX 980 будет на 15% быстрее в той же игре, но по цене всего 549 долларов.
Так что насчет того, сколько именно видеопамяти сегодня используют игры?
Дьявол кроется в деталях
Чтобы точно измерить объем оперативной памяти видеокарты, используемой в игре, мы использовали Microsoft PIX — это инструмент отладки для разработчиков, использующих DirectX, который может собирать данные и представлять их для анализа. Можно захватить один кадр и разбить его на каждую строку кода, выданную графическому процессору, и посмотреть, сколько времени потребуется для его обработки и какие ресурсы используются, но нас интересовало просто получение показателей оперативной памяти.
Большинство инструментов, записывающих использование видеопамяти, на самом деле просто сообщают об объеме локальной памяти графического процессора, выделенной игрой, и, следовательно, о драйверах графического процессора. PIX, с другой стороны, записывает три — местный бюджет, местное использование и местный житель. Первый — это объем видеопамяти, доступный для приложения Direct3D, который постоянно меняется по мере того, как операционная система и драйверы им манипулируют.
Локальный резидент — это то, сколько видеопамяти занимают так называемые резидентные объекты, но значение, которое нас больше всего интересует, — это локальное использование. Это запись того, сколько видеопамяти пытается использовать игра, и игры должны оставаться в пределах ограничения локального бюджета, в противном случае возникнут всевозможные проблемы — наиболее распространенной из которых является то, что программа на мгновение останавливается, пока снова не будет достаточно бюджета.
В Direct3D 11 и более ранних версиях управление памятью осуществлялось самим API, но в версии 12 все, что связано с памятью, должно полностью выполняться разработчиками. Сначала необходимо определить объем физической памяти, а затем установить соответствующий бюджет, но серьезной проблемой является обеспечение того, чтобы движок никогда не оказался в ситуации, когда он перегружен.
А в современных играх с огромными открытыми мирами это требует многократных повторных анализов и проверок.
Для всех исследованных нами игр каждая переменная качества графики и детализации была установлена на максимальное значение (трассировка лучей не была включена), а разрешение кадра было установлено на 4K без активации масштабирования. Это было сделано для того, чтобы мы видели максимально возможную загрузку памяти в условиях, которые каждый мог повторить.
Всего для каждой игры было составлено три прогона, каждый из которых длился 10 минут; игра также полностью перезапускалась между выборками данных, чтобы убедиться, что память была правильно очищена. Наконец, используемая тестовая система включала Intel Core i7-9700K, 16 ГБ DDR4-3000 и Nvidia GeForce RTX 4070 Ti, а все игры загружались с твердотельного накопителя NVMe емкостью 1 ТБ на шине PCIe 3.0 4x.
Приведенные ниже результаты представляют собой среднее арифметическое трех запусков с использованием средних и максимальных показателей использования локальной памяти, зарегистрированных PIX.
В то время как Doom Eternal, Resident Evil 4 и The Last of Us похожи на Metro: Last Light тем, что игровые зоны жестко ограничены, остальные имеют открытый мир — в зависимости от размера уровней первые потенциально могут хранить все данные, необходимые в VRAM, в то время как остальные должны передавать данные в потоковом режиме, потому что весь мир слишком велик, чтобы хранить его локально.
Тем не менее, потоковая передача данных довольно распространена в современных играх, независимо от жанра, и Resident Evil 4 успешно ее использует. Несмотря на то, что экран меню предыдущей игры предупреждал нас о том, что максимальные настройки качества приведут к нехватке видеопамяти, в реальном игровом процессе таких проблем не возникало. Использование памяти было довольно постоянным в большинстве протестированных игр, особенно в Resident Evil 4, хотя Hogwarts Legacy было исключением, которое время от времени менялось настолько сильно, что мы думали, что PIX не работает.
Принимая во внимание результаты Assassin's Creed Valhalla, возникает очевидный вопрос: что способствует увеличению использования видеопамяти в 1,5 раза? Ответ на этот вопрос, как и на всю статью, прост — детализация.
Для своего времени Black Flag была передовой графической точностью в играх с открытым миром. Но в то время как последняя сага в бесконечной серии AC по-прежнему использует множество тех же методов рендеринга, количество дополнительных деталей в Valhalla и в большинстве современных игр значительно выше.
Модели персонажей, объекты и окружающая среда в целом создаются из значительно большего количества полигонов, что повышает точность меньших частей. Текстуры также содержат гораздо больше деталей — например, ткань в Valhalla отображает переплетение материала, и единственный способ сделать это возможным — использовать текстуры с более высоким разрешением.
Это особенно заметно в текстурах, используемых для ландшафта, что позволяет земле и стенам зданий выглядеть богаче и реалистичнее. Чтобы повысить реалистичность листвы, текстуры с прозрачными участками (например, трава, листья, папоротники и т. д.) имеют гораздо больший размер, что способствует смешиванию с объектами позади них.
И дело не только в текстурах и сетках — Valhalla выглядит лучше, чем Black Flag, потому что процедуры освещения используют буферы с более высоким разрешением, и их больше, для хранения промежуточных результатов. Все это просто увеличивает нагрузку на память.
The Last of Us появилась позже, чем Valhalla, и является еще одним примером того, как большая детализация достигается за счет использования большего количества полигонов, детальных текстур, лучших алгоритмов и так далее. Однако объем видеопамяти, занимаемой всем этим, совершенно другого уровня: в среднем на 60% больше, чем у Valhalla.
На приведенном выше снимке экрана показан уровень детализации его текстур. В частности, обратите пристальное внимание на трещины в асфальте, выветривание и рост растений — общий материал с почти фотографическим уровнем реализма.
Другие аспекты менее впечатляющие. Одежда персонажей выглядит совершенно нормально, особенно когда персонажи не находятся близко к камере, но она далеко не так впечатляет, как окружающая среда и здания.
А еще есть «Наследие Хогвартса» (Hogwarts Legacy). Это явно не игра, основанная на реальности, поэтому нельзя ожидать, что графика будет иметь такую же точность, как в The Last of Us, но то, что предлагает тайтл с точки зрения богатой детализации мира, в котором вы играете, ему очень не хватает с точки зрения разрешения текстур.
Когда графика эпохи 2013 года производит загрузку памяти эпохи 2023 года
Загрузка видеопамяти для этого конкретного снимка экрана колебалась чуть ниже 9,5 ГБ, и во время нашего тестирования было много раз, когда показатели локального использования превышали локальный бюджет, что приводило к большому количеству заиканий.
Но какой бы большой ни казалась эта сумма, особенно для такой простой графики, ее можно легко сделать намного, намного хуже.
Для лучшего освещения требуется еще больше памяти
Hogwarts Legacy, как и многие игры, протестированные для этой статьи, предоставляет возможность использовать трассировку лучей для определения конечного результата для отражений, теней и окружающего затенения (базовая часть глобального освещения, которая игнорирует определенные источники света).
Напротив, последняя версия Cyberpunk 2077 теперь предлагает возможность использовать трассировку пути и специальный алгоритм, называемый передискретизацией пространственно-временного резервуара, для большей части освещения в игре.
Такая трассировка лучей увеличивает потребность в дополнительном объеме памяти VRAM
Все эти трюки с рендерингом имеют свою цену, и не только из-за объема обработки, который должен выполнять графический процессор. Трассировка лучей генерирует огромное количество дополнительных данных в виде иерархий ограничивающих объемов, а также еще больше буферов, необходимых для точного определения того, с чем взаимодействуют лучи.
Используя 4K и те же настройки графики, что и раньше, но на этот раз, когда каждый параметр трассировки лучей включен или установлен на максимальное значение, нагрузки VRAM значительно меняются.
Cyberpunk 2077, Spider-Man и Dying Light 2 — на самом деле единственные игры, демонстрирующие какую-либо заметную выгоду от использования трассировки лучей, хотя насколько можно пожертвовать производительностью для достижения этого — это совсем другая тема. В других играх влияние трассировки лучей гораздо более приглушено — Far Cry 6 иногда выглядит очень хорошо в определенных сценариях, когда она включена, но Resident Evil 4 и Hogwarts Legacy не показывают заметной пользы от ее использования.
В RE4 это не сильно повлияло на частоту кадров, но влияние в Cyberpunk 2077 и Hogwarts Legacy было экстремальным. В обеих играх локальное использование постоянно превышало локальный бюджет, в результате чего драйверы графического процессора постоянно пытались освободить место для данных, которые должны оставаться в видеопамяти. Эти игры постоянно транслируют активы в обычном игровом процессе, поэтому теоретически это не должно быть проблемой.
Текстуры высокого разрешения и трассировка лучей делают сцены в Far Cry 6 невероятно красивыми
Но когда GPU выполняет шейдерную процедуру, требующую образца текстуры или цели рендеринга, первое место, где он будет искать эти данные, — это первый уровень кеша. Если его там нет, то процессор будет работать с оставшимися уровнями и, в конечном счете, с VRAM, чтобы его найти.
Когда все эти поиски приводят к промаху, тогда данные приходится копировать из системной памяти в видеокарту, а затем в кэш. Все это требует времени, поэтому графический процессор просто остановит выполнение инструкции шейдера до тех пор, пока не будет получен требуемый образец. Либо игра просто остановится на мгновение, пока процедура не будет завершена, либо вообще откажется от нее, что приведет к всевозможным сбоям.
В случае с «Наследием Хогвартса» применение трассировки лучей в разрешении 4K с максимальными настройками и графической картой на 12 ГБ, по сути, сделало игру совершенно неиграбельной. Cyberpunk 2077 справился с этой проблемой намного лучше, и было очень мало пауз, хотя игра все время работала со скоростью ниже 10 кадров в секунду, это была своего рода пиррова победа для движка.
Таким образом, наше тестирование показало, что современные игры действительно используют много видеопамяти (по крайней мере, те, которые мы исследовали), и в зависимости от используемых настроек можно заставить игру оказаться в ситуации, когда она пытается использовать больше локальной памяти. чем есть в наличии.
Настройки спасают
На данный момент можно справедливо возразить, что все эти цифры несколько однобоки — в конце концов, у скольких людей будут ПК, которые смогут играть в игры в 4К на максимальных настройках или даже захотят? Уменьшение разрешения до 1080p действительно уменьшает объем используемой видеопамяти, но в зависимости от игры это не всегда может иметь большое значение.
Взяв худшего "пожирателя" VRAM, The Last of Us, повторив тестирование с разрешением 1080p, мы увидели среднее использование памяти 9,1 ГБ и пиковое значение 9,4 ГБ — это на 3 ГБ меньше, чем при 4K. Мы также обнаружили, что таких же показателей можно добиться, используя более высокое разрешение, но установив для всех переменных качества текстур значение «Низкое».
Сочетание 1080p с низкими текстурами еще больше снизило нагрузку на видеопамять: в среднем она упала до 6,4 ГБ, а в пике — до 6,6 ГБ. Идентичные результаты были получены с использованием 4K и предустановки графики «Низкий» (показан выше), тогда как предустановка «Средний» использовала в среднем 7,3 ГБ (макс. 7,7 ГБ).
Выполнение той же комбинации предустановок 4K + Low в Cyberpunk 2077 привело к тому, что было использовано 6,3 ГБ, а в других играх было легко опуститься значительно ниже 8 ГБ, используя комбинации низкого разрешения кадров и текстур, сохраняя при этом высокие уровни освещения и теней.
Масштабирование также может снизить нагрузку на видеопамять, но результаты сильно зависят от игры. Например, использование предустановки 4K Ultra + производительность DLSS в The Last of Us снизило среднее использование с 11,8 ГБ до 10,0 ГБ, тогда как запуск Cyberpunk 2077 с тем же параметром масштабирования снизил пиковые значения с 8,9 ГБ до 7,7 ГБ. В этой игре использование FSR 2.1 Balanced дало нам максимальное использование видеопамяти 8,2 ГБ, хотя параметр Ultra Performance был чуть ниже — 8,1 ГБ.
С трассировкой лучей снизить нагрузку на память было так же просто. В Cyberpunk 2077 при использовании 1080p с включенной производительностью DLSS и максимальными настройками RT Overdrive среднее использование ОЗУ составило 7 ГБ, а пиковое значение всего на 0,5 ГБ выше. По общему признанию, это выглядело не очень красиво, с большим количеством ореолов в кадре в движении. Увеличение разрешения до 1440p помогло убрать большую часть артефактов, но загрузка видеопамяти увеличилась в среднем до 7,5 ГБ, при этом максимально записывалось 8 ГБ.
Тем не менее, Hogwarts Legacy по-прежнему требовала оперативной памяти при разрешении 1080p + производительности DLSS при использовании максимальных настроек качества и трассировки лучей — среднее использование составляло 8,5 ГБ, а пиковое значение было чуть меньше 10 ГБ.
Одна из последних протестированных игр также оказалась самой простой в настройке требуемого бюджета памяти — Resident Evil 4. Все, что нужно было — это использование апскейлинга FSR и понижение пары настроек качества на одну ступень от их максимальных значений. потребовалось для получения вывода 4K и сохранения бюджета оперативной памяти менее 8 ГБ.
Мы продолжаем упоминать 8 ГБ, потому что производители графических процессоров обычно придерживаются этого объема локальной памяти в большинстве своих продуктов в течение ряда лет. Первыми моделями, оснащенными таким объемом видеопамяти, были AMD Radeon R9 390 2015 года и Nvidia GeForce GTX 1080, выпущенные в 2016 году (хотя у GeForce GTX Titan X 2015 года было 12 ГБ). Спустя почти восемь лет это все еще стандартное количество моделей бюджетного и среднего класса.
На этом этапе важно обратить ваше внимание на тот факт, что игры будут пытаться выделить значительную часть имеющейся видеопамяти (мы видели цифры в диапазоне от 10 до 12 ГБ), поэтому все цифры использования памяти вы только что было бы иначе, если бы бюджет был ниже или выше.
К сожалению, это не то, что мы можем изменить сами, кроме как использовать разные видеокарты, но хорошо написанная игра должна использовать доступную видеопамять в пределах физических ограничений и никогда не превышать их. Однако, как мы видели в некоторых случаях, это может произойти, убивая производительность, когда это происходит.
Если вы готовы поиграть с настройками, достаточно просто разместить все в доступной памяти. Конечно, вам может не понравиться, как выглядит игра в уменьшенном масштабе. Тем не менее, мы все еще не полностью ответили на основную цель этой статьи — почему современные игры требуют больше видеопамяти ПК, чем когда-либо прежде?
Конфликт консолей
Все игры, которые мы рассмотрели в этой статье, были разработаны для нескольких платформ, и это понятно. Поскольку миллионы людей по всему миру владеют консолями последнего или последнего поколения, создание дорогостоящего блокбастера игры только для одной платформы, как правило, нецелесообразно с финансовой точки зрения.
Два года назад Microsoft и Sony выпустили свои игровые приставки «нового поколения» — Xbox Series X и S, а также PlayStation 5. По сравнению со своими предшественниками они выглядят совершенно современно под капотом, так как обе имеют 8-ядерный, 16-ядерный процессор и графический чип, которые вполне уместны в приличном игровом ПК. Самым важным обновлением, применительно к рассматриваемой здесь теме, стало увеличение оперативной памяти.
В отличие от настольных ПК, в консолях используется унифицированная структура памяти, в которой ЦП/система и ГП жестко подключены к одному и тому же набору микросхем ОЗУ. В предыдущем раунде консолей и Microsoft, и Sony оснастили свои устройства 8 ГБ памяти, за исключением Xbox One X, у которого было 12 ГБ. И PS5, и Xbox Series X (показаны выше) используют 16 ГБ GDDR6, хотя на двух машинах она не настроена одинаково.
Игры не могут получить доступ ко всей этой оперативной памяти, так как часть ее зарезервирована для операционной системы и других фоновых задач. В зависимости от платформы и настроек, которые выбрал разработчик, для использования программного обеспечения доступно от 12 до 14 ГБ. Это может показаться не таким уж большим, но это более чем вдвое больше, чем было доступно на PS4 и Xbox One.
Но там, где ПК хранят сетки, материалы и буферы в VRAM, а игровой движок (вместе с копией всех используемых ресурсов) — в системной памяти, консоли должны помещать все в один и тот же объем оперативной памяти. Это означает, что текстуры, промежуточные буферы, цели рендеринга и исполняемый код занимают свою долю этого ограниченного пространства. В последнее десятилетие, когда для игры было всего 5 ГБ или около того, разработчикам приходилось быть чрезвычайно осторожными при оптимизации использования данных, чтобы получить максимальную отдачу от этих машин.
Вот почему кажется, что игры просто резко увеличили загрузку памяти. В течение многих лет они создавались с очень жесткими ограничениями по оперативной памяти, но поскольку издатели начали отказываться от выпуска игр для старых машин, этот лимит теперь в два-три раза выше.
Посмотрите, как создается кадр за кадром в Elden Ring
Раньше не было необходимости создавать высокодетализированные активы, используя миллионы полигонов и текстуры сверхвысокого разрешения. Уменьшение масштаба таких объектов до такой степени, что их можно было бы использовать, например, на PS4, лишило бы цели сделать их такими хорошими. Так что все было создано в масштабе, который в нативном виде для ПК того времени был абсолютно удобен.
Этот процесс все еще используется, но PS5 и Xbox Series X также поставляются с современными технологиями хранения, которые значительно ускоряют передачу данных с внутреннего SSD в общую оперативную память. Это настолько быстро, что потоковая передача данных теперь является фундаментальной системой в играх для консолей следующего поколения, и, наряду с гораздо более мощными процессором и графическим процессором, планка производительности, ограничивающая степень детализации ресурсов, теперь намного выше, чем когда-либо.
Таким образом, если консольная игра следующего поколения использует, скажем, 10 ГБ единой оперативной памяти для мешей, материалов, буферов, целей рендеринга и т. д., мы можем ожидать, что версия для ПК будет по крайней мере такой же. И как только вы добавите ожидаемые более высокие настройки детализации для таких портов, эта сумма станет намного больше.
Нас ждет большое будущее
Итак, по мере того, как на рынке появляется все больше конвертируемых консолей и мультиплатформенных игр, означает ли это, что у владельцев видеокарт с 8 ГБ вскоре возникнут проблемы? Простой ответ заключается в том, что никто за пределами отрасли не знает с абсолютной уверенностью. Можно сделать некоторые обоснованные предположения, но реальный ответ на этот вопрос, вероятно, будет многогранным, сложным и зависит от таких факторов, как то, как обстоят дела на рынке видеокарт и как разработчики игр управляют портами для ПК.
Нынешнее поколение консолей все еще находится в расцвете своей молодости, но приближается к середине своей жизни, и мы можем быть уверены, что выйдет больше игр, которые будут предъявлять серьезные требования к оборудованию для версий Windows. Отчасти это будет связано с тем, что со временем разработчики и инженеры платформ учатся выжимать больше производительности из фиксированных компонентов, используя для этого все больше специфичных для консоли подпрограмм.
Новейшие методы и инструменты в графике могут дать невероятные результаты
Поскольку ПК не могут работать точно так же, будут использоваться более общие подходы, и на разработчиков будет возложена большая ответственность за правильную оптимизацию своих игр для множества комбинаций оборудования. Это можно до некоторой степени облегчить, используя непатентованный движок, такой как Unreal Engine 5, и позволяя этим разработчикам решать большую часть проблем с кодированием, но даже в этом случае создателям игр остается еще много работы, чтобы получить вещи. в самый раз.
Например, в версии 1.03 The Last of Us мы видели средние показатели VRAM 12,1 ГБ с пиковым значением 14,9 ГБ при настройках 4K Ultra. С патчем v1.04 эти значения упали до 11,8 и 12,4 ГБ соответственно. Это было достигнуто за счет улучшения потоковой передачи текстур в игре, и, хотя, возможно, можно выполнить дополнительную оптимизацию, улучшение подчеркивает, насколько большую разницу может иметь небольшая тонкая настройка порта для ПК.
Еще одна причина, по которой требования к оборудованию и загрузка VRAM, вероятно, вырастут за пределы 8 ГБ, заключается в том, что игры являются причиной продажи очень большого количества настольных ПК и интенсивно поддерживают большую часть индустрии дискретных компонентов и периферийных устройств. AMD, Intel, Nvidia и другие тратят огромные средства на спонсорство игр, хотя иногда это не более чем обмен средств на использование нескольких логотипов.
Однако в мире видеокарт такие сделки обычно связаны с продвижением использования определенной функции или новой технологии. Последние поколения графических процессоров от AMD, Intel и Nvidia имеют 12 ГБ или более оперативной памяти, но не повсеместно, и пройдут годы, прежде чем игровая база пользователей ПК будет насыщена таким оборудованием.
Емкость видеопамяти — новейшее маркетинговое оружие AMD
Точка, когда консольные порты начнут последовательно требовать 8 ГБ в качестве минимального требования при самых низких настройках, вероятно, немного далека, но это не произойдет через десятилетие в будущем. Поставщики графических процессоров предпочли бы, чтобы геймеры тратили больше денег и покупали модели более высокого уровня, где размер прибыли намного выше, и почти наверняка будут использовать этот аспект игр в качестве маркетингового инструмента.
Есть и другие, несколько менее гнусные факторы, которые также будут играть свою роль — команды разработчиков, не имеющие опыта в портировании ПК или использовании Unreal Engine, например, и слишком сжатые сроки, установленные издателями, отчаянно пытающимися достичь целей продаж до финансового квартала, — все это приводит к игры с большим бюджетом имеют множество проблем, и использование VRAM является наименьшей из них.
Мы видели, что требования к памяти графического процессора действительно растут, и это будет только продолжаться, но мы также увидели, что можно заставить текущие игры работать нормально с любым объемом памяти, просто потратив время в меню настроек. Пока, конечно...
Мощные видеокарты с 8 Гб, вероятно, почувствуют себя в затруднении, когда объем видеопамяти ограничивает то, с чем в конечном итоге может справиться GPU, в ближайшие пару сезонов релизов игр. Сегодня есть исключения, но мы немного далеки от того, чтобы это стало нормой.
И кто знает — через десять лет мы вполне можем оглянуться на сегодняшние игры и воскликнуть: «Они использовали только 8 ГБ?!»
У этих видеокарт точно нет недостатка в кеше и оперативной памяти
Когда графика эпохи 2013 года производит загрузку памяти эпохи 2023 года
Такая трассировка лучей увеличивает потребность в дополнительном объеме памяти VRAM
Текстуры высокого разрешения и трассировка лучей делают сцены в Far Cry 6 невероятно красивыми
Никакие причудливые RT не помогут производительности 1080p + DLSS выглядеть достойно
Новейшие методы и инструменты в графике могут дать невероятные результаты
Емкость видеопамяти — новейшее маркетинговое оружие AMD
