VRAM-Zuordnung vs. VRAM-Nutzung – Was ist der Unterschied?

Nvidia hat am 1. September seine neueste RTX 3000-Grafikkartenserie angekündigt^st, 2020 inmitten eines massiven Hypes. Diese Grafikkarten versprachen beispiellose Leistung nicht nur beim traditionellen gerasterten Rendering, sondern auch bei modernen RayTracing-Spielen. Die RTX 3000-Kartenserie sollte zu den schnellsten Karten auf dem Markt werden, die mit den Top-Angeboten von AMD in der RX 6000-Serie konkurrieren. Die auf Ampere basierende GPU, die sich in diesen Karten befand, war allein schon ziemlich schnell, aber die weitaus bessere Leistung war auch das Ergebnis einer weiteren Verbesserung. Die beiden Top-Karten der RTX 3000-Serie, die RTX 3090 und die RTX 3080, waren ebenfalls mit brandneuem GDDR6X-Speicher ausgestattet, der für Consumer-Grafikkarten ganz neu ist.

Die RTX 3080 hatte eine Speicherpuffergröße von 10 GB, während die RTX 3090 eine massive Speicherpuffergröße von 24 GB hat. Die relativ unscheinbare Speichergröße der RTX 3080 verursachte bei den Nvidia-Gläubigen einige Bedenken, insbesondere wenn man bedenkt, dass das ältere RTX 2080 Ti-Flaggschiff über 11 GB VRAM verfügte. Kurz darauf veröffentlichte AMD seine brandneuen Grafikkarten der RX 6000-Serie, die alle über 16 GB VRAM verfügten, obwohl sie die langsameren GDDR6-Speichermodule trugen. AMD wies in seinem Werbematerial auch auf die Möglichkeit moderner Spiele hin, die mehr als 10 GB VRAM bei Auflösungen wie 4K verwenden. Kurz darauf veröffentlichte Nvidia die RTX 3060, eine Grafikkarte der Mittelklasse, die jedoch seltsamerweise 12 GB VRAM hatte. Dies trug nur dazu bei, das Wasser noch mehr zu trüben.

Debatte über Speichergröße

Aufgrund der Nenngröße des VRAM-Puffers der RTX 3080 wiesen viele Enthusiasten darauf hin, dass moderne Spiele in bestimmten Szenarien möglicherweise mehr als 10 GB VRAM benötigen. Besonders in höheren Auflösungen wie 4K neigen viele Spiele dazu, die 8-GB- und 10-GB-VRAM-Grenzen zu überschreiten, wenn sie mit hochwertigen Assets geladen werden. Die Debatte wurde intensiviert, als viele Medien auch Beispiele für Spiele wie Doom Eternal und Resident Evil lieferten, die mehr als 10 GB VRAM bei 4K verbrauchen.

Nvidia Gläubige hingegen antwortete mit der klugen Beobachtung, dass viele dieser Spiele tatsächlich mehr VRAM zugewiesen haben, als sie benötigen, und daher nicht mehr als 10 GB VRAM gleichzeitig verwenden. Die VRAM-Zuweisung ist ein etwas kompliziertes Konzept, das in jedem Spiel anders funktioniert, aber im Grunde bedeutet dies, dass das Spiel den gesamten verfügbaren VRAM nimmt und mit Assets füllt, die später möglicherweise benötigt werden. Dies ist ein starkes Argument, da viele Spiele wie Call of Duty Modern Warfare sogar mehr als 20 GB VRAM zuweisen, wenn Ihre Grafikkarte darüber verfügt.

AMD sprang ebenfalls in den Mix ein, als sie ihren neuesten Einstieg in die RX 6000-Serie, die Radeon RX 6700 XT, ankündigten. AMD zeigte bei seiner Präsentation die folgende Folie, die zeigt, dass mehrere Spiele unter bestimmten Bedingungen mehr als 8 GB VRAM „verbrauchen“. Das Wort "Gebrauch" wird absichtlich vage gelassen.

Um den Unterschied zwischen Speichernutzung und Speicherzuweisung zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, was VRAM ist und was es tatsächlich tut.

Was macht VRAM?

Der größte Teil des „Heavy-Lifting“ in Bezug auf die grafische Verarbeitung wird vom Kern der Grafikkarte übernommen, der als GPU bekannt ist. Die GPU ist ein sehr leistungsstarkes Stück Silizium, das für die Verarbeitung grafischer Aufgaben wie Spiele entwickelt und optimiert wurde. Es übernimmt den größten Teil der Verarbeitung, die erforderlich ist, um die Frames zu verschieben, die Ihr Monitor anzeigt. Aber um große Datenmengen zu verarbeiten und die Frames schnell genug vorzubereiten, braucht die GPU etwas, woran sie arbeiten kann. Hier kommt VRAM ins Spiel.

VRAM oder Video Memory ist eine sehr schnelle Speicherform, die auf der Grafikkarte selbst gespeichert wird, damit die GPU direkt darauf zugreifen kann. Der VRAM speichert Assets und Texturen, die vom Spiel benötigt werden, damit die GPU bei Bedarf daran arbeiten und die anzuzeigenden Frames vorbereiten kann. Wenn der VRAM diese Assets und andere wichtige Daten nicht schnell genug an die GPU liefern kann, kann es beim Benutzer zu Verlangsamungen, Stottern oder sogar Abstürzen kommen. Im Allgemeinen erfordern höhere Auflösungen wie 1440p und 4K mit hohen Grafikeinstellungen mehr VRAM, um diese höherwertigen Assets zu verwalten und zu speichern. Dies bedeutet, dass Sie eine höhere VRAM-Kapazität benötigen, wenn Sie mit diesen Einstellungen bei diesen Auflösungen spielen möchten. Gleichzeitig benötigen Sie einen schnelleren Speicher, um die Daten schnell genug vom VRAM auf die GPU zu verschieben. Das ist wo Speichertechnologien wie GDDR6X als hilfreich erweisen.

VRAM-Zuweisung

Die VRAM-Zuweisung ist ein etwas kompliziertes und vages Konzept, da die tatsächliche Anwendung von Spiel zu Spiel und zwischen verschiedenen Entwicklern variiert. Grundsätzlich beansprucht ein Spiel, wenn es VRAM „zuordnet“, den gesamten Speicherpuffer der Karte und speichert Assets und Texturen darauf, die es später möglicherweise benötigt. Ein gutes Beispiel für die VRAM-Zuweisung findet sich in modernen Call of Duty-Spielen wie Call of Duty Modern Warfare. Vor allem in der Multiplayer-Version beansprucht das Spiel den gesamten VRAM, den die Karte zu bieten hat, und füllt ihn randvoll mit Assets und Texturen, die irgendwann im Spiel benötigt werden könnten. Dies kann verschiedene Texturen von Objekten in der Karte, verschiedene grafische Elemente, Wireframe-Maps usw. umfassen.

Die gesamte Kapazität des VRAM zu beanspruchen und mit zugegebenermaßen unnötigen Assets zu füllen, mag verschwenderisch erscheinen, aber es erfüllt einen Zweck. Wenn Assets auf diese Weise vorab in den Speicher geladen werden, muss das Spiel nicht darauf warten, dass die viel langsamere Festplatte oder SSD das Asset lädt, wenn es auf dem Bildschirm benötigt wird. Auf das erforderliche Asset kann schnell über den VRAM der Grafikkarte zugegriffen werden, der viel schneller ist als jede heute verfügbare Speicherform. Dadurch kann das Spiel Texturen und Assets sofort laden, wodurch jede Art von Verzögerung oder Textur-Pop-in-Artefakten vermieden werden. Das gesamte Spielerlebnis wird daher verbessert, wenn diese Technik verwendet wird.

Man sollte bedenken, dass das Spiel nicht alle diese Assets im Videospeicher speichern muss, um richtig zu funktionieren. Wenn Sie Call of Duty Modern Warfare auf einer Grafikkarte mit 6 GB VRAM ausführen, funktioniert es einwandfrei, während der gesamte 6 GB VRAM-Puffer zugewiesen wird. In ähnlicher Weise weist das Spiel sogar 20 GB VRAM zu, wenn Sie es auf einer Grafikkarte mit mehr als 20 GB VRAM spielen. Das Spiel verwendet nicht wirklich den gesamten VRAM, um die Szene zu rendern, aber das Spiel speichert potenziell wichtige Assets und Texturen im VRAM, die später nützlich sein könnten.

Tatsächliche VRAM-Nutzung

Während einige moderne Spiele dem Spiel gerne die gesamte VRAM-Kapazität zuweisen, um das Spielerlebnis zu optimieren, wenden ältere Spiele und ein Großteil neuerer Spiele diese Technik nicht an. Die VRAM-Zuweisung ist eine ziemlich neue Technik, die in den letzten Jahren aufgrund des Aufkommens von Grafikkarten mit mehr als 8 GB VRAM populär geworden ist. Diese Spiele verwenden so viel VRAM, wie sie tatsächlich zum Rendern einer Szene benötigen, und der Rest bleibt ungenutzt.

Die VRAM-Nutzung kann als die Menge an VRAM definiert werden, die aktiv am Rendern einer Szene beteiligt ist, die auf dem Bildschirm angezeigt wird, oder nachfolgender Szenen, für die das Spiel sofortigen Zugriff auf Assets und Texturen benötigt. Die VRAM-Nutzung ist das tatsächliche Maß für die Menge an VRAM, die ein Spiel benötigt, um richtig zu funktionieren. Wenn ein Spiel unter bestimmten Bedingungen 8 GB VRAM „verbraucht“, führt eine Verwendung von weniger als 8 GB VRAM zu schweren Aussetzern und Rucklern oder möglicherweise sogar zu Abstürzen, wenn diese Bedingungen erfüllt sind.

Es sollte beachtet werden, dass Überwachungssoftwares wie MSI Afterburner nicht die Möglichkeit haben, die VRAM-Zuordnung von der VRAM-Nutzung zu unterscheiden und daher nur die VRAM-Zuordnung anzeigen. Dies bedeutet, dass das Auslesen des VRAM in diesen Softwares zwischen verschiedenen Computern sehr unterschiedlich sein kann. Wenn ein Spiel wie DOOM Eternal einem PC mit einer RTX 2080 Ti 12 GB VRAM zuweist, wird es möglicherweise nicht direkt auf einen anderen PC mit einer Grafikkarte mit nur 8 GB VRAM übertragen. Dies bedeutet, dass die VRAM-Zuordnung zwischen verschiedenen PCs mit unterschiedlichen Grafikkarten variiert und nicht einfach auf verschiedene Systeme repliziert werden kann. Die VRAM-Nutzung hingegen kann fast immer zu einem ziemlich genauen Grad über verschiedene Systeme hinweg repliziert werden.

Wie viel VRAM benötigen Sie?

Dies ist eine uralte Frage, die sich bei jeder neuen Grafikkartenversion wiederholt und wahrscheinlich auch in Zukunft wiederholt werden wird. Trotzdem bleibt die Antwort dieselbe; es hängt davon ab, ob. Die VRAM-Nutzung variiert stark zwischen verschiedenen Spielen, die auf verschiedenen Engines basieren und verschiedene Entwicklungstechniken verwenden. Man kann einem Spiel oder einer Reihe von Spielen nicht einfach einen VRAM-Wert zuweisen und damit fertig werden. Es gibt viele Faktoren, die die VRAM-Nutzung in der Praxis beeinflussen.

Der größte Faktor, der sich auf die VRAM-Nutzung auswirkt, ist Ihre Auflösung. Die drei wichtigsten Auflösungen von heute sind 1080p, 1440p und 4K. Die VRAM-Auflösung steigt ziemlich exponentiell, wenn wir die Auflösung von 1440p auf 4K erhöhen, während der Sprung von 1080p auf 1440p ebenfalls ziemlich signifikant ist. 4K ist die Auflösung, die derzeit den meisten VRAM beansprucht, aber auch Gespräche über 8K-Spiele zeichnen sich ab.

Der andere Faktor, der die VRAM-Auslastung erheblich beeinflusst, ist die Art der Spiele, die Sie auf Ihrer Grafikkarte spielen. Wenn Sie mehr an Echtzeit-Strategiespielen interessiert sind, wird Ihre VRAM-Nutzung deutlich niedriger sein als bei anderen Spielern, die mehr an Open-World-Spielen interessiert sind. Ebenso wird ein etwas älterer AAA-Titel wie Assassin’s Creed IV: Black Flag viel weniger VRAM verbrauchen als der neueste Eintrag der Serie: Assassin’s Creed Valhalla. Es gibt keine Faustregel für die VRAM-Nutzung, aber wenn wir uns das breite Spektrum an Spielen in mehreren Genres ansehen, sind Open-World-AAA-Spiele diejenigen, die die höchste Menge an VRAM verbrauchen. Denken Sie daran, dass wir hier über die VRAM-Nutzung sprechen und nicht über die VRAM-Zuweisung.

Die Einstellungen im Spiel wirken sich auch ziemlich stark auf die VRAM-Nutzung aus. Die meisten Spiele bieten heutzutage eine ganze Reihe von grafischen Einstellungen, die Sie ändern können, um Ihr Spielerlebnis zu optimieren. Es gibt einige Einstellungen, die einen erheblichen Einfluss auf die VRAM-Nutzung haben. Texturqualität ist die wichtigste Einstellung, auf die Sie achten müssen, wenn Sie über VRAM sprechen. Texturen mit höherer Qualität sehen deutlich besser aus als Texturen mit niedrigerer Qualität, verbrauchen jedoch oft auch viel mehr VRAM, was für Spieler, denen es in dieser Abteilung fehlt, ein Problem darstellen kann. Die Schattenqualität ist eine weitere Einstellung, die sich spürbar auf die VRAM-Nutzung auswirken kann. Anti-Aliasing-Techniken wie MSAA oder Multi-Sample-Anti-Aliasing können die VRAM-Nutzung ebenfalls erheblich steigern.

Ist 10 GB VRAM genug?

Wie viel VRAM heute tatsächlich benötigt wird, ist schwer zu beziffern. Die VRAM-Anforderungen eines Spielers können stark von den VRAM-Anforderungen eines anderen Spielers abweichen. In dieser Hinsicht können jedoch einige verallgemeinerte Beobachtungen gemacht werden, wobei die VRAM-Nutzungszahlen verschiedener Spiele in verschiedenen Auflösungen im Auge behalten werden.

Wenn Sie ein Spieler sind, der gerne das neueste und beste AAA-Spiel in 4K mit allen Einstellungen spielt, dann sind 10 GB für Ihre Bedürfnisse vorerst vielleicht gerade noch ausreichend. Wenn Sie jedoch bereit sind, einige Einstellungen herunterzudrehen oder die Auflösung auf 1440p herunterzudrehen und mit einer höheren Bildrate zu spielen, sollten 10 GB VRAM noch eine Weile reichen. Für kompetitive Spieler und Spieler, die leichtere oder ältere Titel spielen möchten, sollten sogar 8 GB VRAM ausreichen, selbst wenn Sie mit 4K-Auflösung spielen möchten.

Letzte Worte

Die VRAM-Zuweisung ist ein kniffliges Konzept, das heutzutage mit dem Aufkommen von Grafikkarten mit mehr als 8 GB VRAM immer beliebter wird. Die Zuweisung unterscheidet sich jedoch erheblich von der tatsächlichen VRAM-Nutzung, da bei der Zuweisung möglicherweise der gesamte verfügbare VRAM verwendet wird, um das Spielerlebnis zu optimieren. Andererseits ist die VRAM-Nutzung die tatsächliche Menge an VRAM, die das Spiel benötigt, um eine bestimmte Szene zu rendern. Die beiden Parameter sind ziemlich unterschiedlich, und dies hat bei den Spielern viel Verwirrung verursacht, einfach weil sie unter dem gleichen Dach von „VRAM“ zusammengefasst sind. Da immer mehr Spiele die Technik der VRAM-Zuweisung übernehmen, muss die Branche einen Weg finden, die beiden zu unterscheiden, um Mehrdeutigkeiten und Fehlinformationen zu beseitigen, die derzeit üblich sind.