همواره یکی از مهم ترین فاکتور های مطرح شده در بازار و بین مردم برای خرید یک کارت گرافیک میزان حافظه آن مثل 1 گیگابایت ، 2 گیگابایت یا ... است . اما سوال اینجاست که اصلاً آیا فاکتور حافظه، معیار اصلی انتخاب کارت گرافیک است ؟ چه قدر واقعاً اهمیت دارد ؟ با ما همراه باشید تا واقعیت را متوجه شوید!

  بگذارید کمی برایتان مقدمه بگوییم و بعد به اصل مطلب برسیم. قطعه ای بود و قطعه ای نبود!! :)

کارت گرافیک همانطور که می دانید و یا شاید هم ندانید، وظیفه پردازش تصویری را در یک سیستم کامپیوتری بر عهده دارد. این سیستم کامپیوتری تنها کامپیوتر شخصی ما را شامل نمی شود بلکه سرورهای شبکه های کوچک و بزرگ و مراکز داده را نیز شامل می شود. شاید از خود بپرسید که آیا در مراکز داده هم FIFA بازی می کنند؟ خوب، شاید بلی! اما در ابتدا باید از خود پرسید که در هر صورت یک کاربر اگر بخواهد کاری را با کامپیوتر خود انجام دهد در ابتدای مسیر نیاز به تصاویری دارد که بر روی صفحه نمایش آن شکل می گیرد و پردازش این تصاویر توسط کارت گرافیکی و یا چیپ گرافیکی انجام می گیرد.

حال کمی مختصر و کوتاه به بخش های فیزیکی کارت گرافیکی می پردازیم. ظاهر کارت که به واسطه چیپ مورد استفاده می تواند متفاوت باشد. یعنی می تواند دارای سیستم خنک کننده ای قدرتمند با فن های بزرگ و کوچک باشد و یا به یک خنک کننده Passive یا همان بدون فن خنک کننده اکتفا کرده باشد. همانطور که می دانید وقتی حرف از رساندن پردازش های تصویری به صفحه نمایش به میان می آید باید رابط هایی هم باشند! در اینجا کارت گرافیک (و یا خروجی گرافیکی) می تواند دارای یکی از خروجی های تصویری DVI ، D-sub ، HDMI و Display Port باشد که هر کدام کارایی و مشخصات مخصوص به خود را دارند که توضیح در رابطه با آنها از حوصله این مقاله خارج است. پس لطفاً در خصوص این رابط ها در این مقاله از نویسنده سوال نفرمایید!

برسیم به بخش های درونی یک کارت گرافیک. چیپ پردازشگر کارت که می توان آن را با پردازنده کامپیوتر مقاسیه کرد مغز متفکر کارت گرافیک شما به شمار می رود و به صورت کوتاه شده GPU نام دارد. هسته گرافیکی دارای فناوری ساخت خاص خود بوده و متشکل از چند صد میلیون تا چند میلیارد ترانزیستور است. مشخصات این هسته پردازشی معمولاً شامل، کلاک هسته یا همان فرکانس کاری در حالت عادی و توربو است که وارد این مبحث نمی شویم. اما بخش های دیگری نیز وجود دارد از قبیل مدار تأمین کننده توان مورد نیاز کارت گرافیکی، پورت های تأمین توان، خازن ها و... و یکی از مهم ترین بخش های کارت گرافیکی که همان چیپ های حافظه مورد استفاده در این قطعه دوست داشتنی به شمار می رود که موضوع مقاله پیش رو را نیز در بر می گیرد.

باید تا کنون این حرف را از فروشندگان قطعات سخت افزاری در خصوص کارت گرافیکی شنیده باشید که برای نشان دادن قدرت و کیفیت یک کارت از اصطلاحاتی مانند: این کارت 1 است و آن کارت 2 است و فلان کارت 4 ؛ بهره برده اند؛ حال نویسنده شما را به دل این اصطلاحات خواهد برد.

بگذارید ماهیت وجودی حافظه را در کارت های گرافیکی روشنتر کنیم. شما بازیخور عزیز، بله دقیقاً خود شما را عرض می کنیم! هنگامیکه بر روی آیکن بازی مورد نظر خود کلیک می کنید، در ابتدا اطلاعات آن از هارددیسک خوانده و بر روی رم بارگذاری و به پردازنده مرکزی فرستاده می شود. پردازنده مرکزی با علم به اینکه این پردازش ها مختص کارهای گرافیکی است دستور می دهد تا پردازش های مذکور راهی کارت گرافیکی شوند. در این بین پردازنده گرافیکی یا همان GPU اقدام به پردازش داده های رسیده می کند اما این داده ها خام بوده و باید در محلی ذخیره شوند تا با داده های دیگر ادغام و برای ارسال به واحد خروجی آماده شوند.

این مکانی که پردازنده برای بارگذاری داده ها انتخاب می کند همان حافظه کارت گرافیکی است. حافظه کارت گرافیکی دارای مشخصات خاص خود است. این مشخصات شامل: مقدار فیزیکی حافظه، فرکانس حافظه، رابط حافظه و نسل حافظه است.

مقدار فیزیکی حافظه

مقدار حافظه دقیقاً با همان فضای مورد استفاده شما در HDD ها یا همان هارددیسک ها یکسان است. البته در اینجا منظور نویسنده نام مورد استفاده است نه مقدار آن! چراکه برای تعیین مقدار حافظه گرافیکی از همان استاندارد همیشگی یعنی مگابایت و گیگابایت بهره گرفته می شود. وقتی می گوییم فلان کارت گرافیکی دارای یک گیگابایت حافظه است، به این معنی است که این کارت دارای 8589934592 بیت سلول حافظه است. حال چه شد که از گیگابایت به بیت آمدیم؟ مثالی برایتان می زنم، شما وقتی می روید یک کیلوگرم برنج می خرید، هر کیلوگرم دارای 1000 گرم است، با فرض اینکه هر برنج یک گرم وزن داشته باشد، پس؛ یک کارت گرافیک یک گیگابایتی 8589934592 بیت دارد. بیت واحد اصلی در ذخیره سازی داده ها در یک کامپیوتر است. حال سوالی که نویسنده از شما دارد این است که آیا شما این عدد 8589934592 را تا آخر خواندید؟ : ))

هر پردازشی که توسط کارت گرافیکی انجام می شود نیاز به این بیت های حافظه دارد تا ذخیره شود و در هنگام نیاز دوباره فراخوانی گردد تا اطلاعات پردازشی در رابطه با پردازش تصویر بارگذاری شوند و در صفحه نمایش نشان داده شوند.

اما سوال اصلی اینجاست که ما تا چه میزان نیاز به حافظه گرافیکی داریم؟ با فرض اینکه یک صفحه نمایشی 17 اینچی داریم و کارت گرافیکی مجهز به یک کیلوگرم حافظه و در حالی که تصویر ما با رزولوشنی برابر با 1280×1024 پیکسل پردازش می شود!

نویسنده پاسخ شما را اینطور می دهد: مقدار حافظه گرافیکی، به طور کاملاً مستقیم، به اندازه صفحه نمایش شما (که بر حسب اینچ است) ، رزولوشن تصویر (که بر حسب پیکسل است) و تنظیمات اجرای تصاویر مثل Anti-Aliasing یا ... بستگی دارد. پس اگر صفحه نمایشی 17 اینچی دارید حتماً لازم نیست کارتی با 4 گیگابایت تهیه کنید!

پس اگر به مانند من، صفحه نمایشی 17 اینچی دارید و رزولوشنی برابر با 1024×1280 مطمئن باشید که نیازی به داشتن کارت گرافیکی با حداکثر میزان حافظه گرافیکی نخواهد بود و یک کارت گرافیکی یک گیگابایتی برای شما کاملاً مناسب است! (و حتی کمتر از آن) پس همینجا به من قول بدهید که دیگر فریب فروشندگان را نخورید، و بیشتر از آنچه که به حجم حافظه کارت گرافیکی اهمیت بدهید به موارد دیگری که خواهیم گفت اهمیت دهید!

فقط نکته ای را در اینجا متذکر شوم و آن اینکه اگر حافظه گرافیکی از آن میزانی که باید، کمتر باشد، پردازنده گرافیکی برای اینکه تصاویر پردازش شده را به این واحد ارجاع دهد تا برای صفحه نمایش صادر شود به اجبار باید منتظر خالی شدن حافظه بماند تا داده های جدید را در آن آدرس دهی نماید و این دقیقاً همان زمانی است که شما با افت فریم روبرو می شوید! : (

مواردی را که خواندید را در گوشه ذهن خود نگه دارید تا به یکسری دیگر از مشخصاتی که تا به حال شنیده اید و به واسطه آن کارت گرافیک خود را انتخاب کرده اید نیز برسیم. فکر می کنیم که تا به حال واژه هایی مانند Shared Memory و یا Up To و از این دست را شنیده اید. در کنار این موارد حتماً واژه Dedicated Memory نیز برای شما آشناست! اما این واژه ها به چه چیز اشاره دارد؟ آیا حافظه اصلی یا همان RAM با کارت گرافیک، به اشتراک گذاشته می شود یا خیر؟

اگر کارت گرافیکی که شما تهیه می کنید دارای حافظه گرافیکی یا همان VRAM به آن اندازه که گفته شده نباشد، ما از واژه Shared Memory برای مشخصات آن استفاده می کنیم. فرض کنید که کارت گرافیکی تهیه می کنید و بر روی آن نوشته است Up To 2 GB و یا 2 GB Shared این به این معنی است که این کارت به طور خاص دارای حافظه گرافیکی نمی باشد و برای پردازش داده ها نیازمند به استفاده از حافظه اصلی سیستم است. و اعداد جلوی آنها به معنی این است که چیپ های مورد استفاده در آنها نهایتاً امکان آدردهی 2 گیگابایت حافظه را دارند. و البته شما می توانید از داخل BIOS خود، میزانی که می خواهید را به کارت گرافیک خودتان اختصاص دهید. این موضوع باعث می شود تا در مواقعی که سیستم نیازمند حافظه اصلی است (به دلیل پردازش سنگین) دچار افت کارایی شود. پس دیگر فریب تبلیغات اغوا کننده شرکت های تولید کننده در رابطه با حافظه های کارت های گرافیکی را نخورید چراکه اعداد بزرگ نمایی شده را می توان اینطور گفت که، واقعی نیستند!

از طرفی دیگر ما Dedicated Memory را داریم. این حافظه همان حافظه گرافیکی معروف است! کارت های گرافیکی ای که دارای DM باشند دیگر نیازی به بهره گیری از حافظه اصلی سیستم را ندارند و حافظه درون ساختی را دارا هستند که از حافظه اصلی سیستم که اشتراک شده نیز هست، بسیار سریعتر عمل کرده و بازدهی بالاتری دارد. پهنای باندی که این نوع از حافظه ها در اختیار کارت گرافیک قرار می دهد نیز کاملاً واقعی است. یکی از معمول ترین حافظه هایی که امروزه در کارت های گرافیکی مورد استفاده قرار می گیرد نیز با نام GDDR5 شناخته می شود که برای انتقال داده ها از چهار مسیر بهره می برد.

اما یکی از بخش های مهم کارت گرافیک، جدای حافظه آن واحد ROP کارت گرافیک است. این واحد که مخفف عبارت Raster Operator Unit می باشد، وظیفه دارد تا بعد از به پایان رسیدن مراحل پردازش ویدیویی مانند ساخت اجسام ، تعیین رنگ و نور، داده ها را بر روی حافظه کارت گرافیکی ذخیره کند. ROP ها که در معماری کارت گرافیک بعد از پردازنده های جریانی یا همان Stream Processor ها قرار دارند در واقع با فشرده سازی رنگ و Anti Aliasing سروکار دارند. توجه داشته باشید که هرچه تعداد ROPها بیشتر باشد عملکرد کارت بالاتر می رود.

اما Anti Aliasing (AA) خود به چه معناست و به چه چیز اشاره دارد؟ AA یکی از تکنیک های بهبود کیفیت تصاویر در پردازش نهایی است. در ایجاد تصاویر در بازی های کامپیوتری ما شاهد استفاده از چند ضلعی ها (مثلث) هستیم. فرض کنید که یک توپ و یا یک جسم گرد متشکل از این چند ضلعی ها ساخته می شود، اما حتماً مشاهده کرده اید که در لبه های این چنین شکل ها ما شاهد پله پله شدن تصویر می باشیم. با بهره گیری از AA می توان تا حد بسیار زیادی این موضوع را برطرف نمود.

بگذارید موضوع را کمی بازتر کنم! در هنگام اجرای بازی های کامپیوتری ما شاهد پردازش تصاویر زیادی از جمله لبه های هر شی ای هستیم. به طور مثال، وجود لبه های تیز در یک راه پله در یک بازی کامپیوتری تصاویر نشان داده را از حالت واقعی درآورده و نمایی ناخوشایند را به گیمر نشان می دهد که به آن در اصطلاح Aliasing گویند. دلیل وقوع چنین مشکلی به واسطه ساختاری است که در کامپیوتر شاهد آن هستیم. این ساختار به واسطه معماری کارت گرافیک است که به واسطه اینکه صفحات نمایشگری که ما امروزه از آن بهره می بریم ساختاری پیکسل گونه دارد، توسط کارت گرافیک به صورت پیکسل وارد پردازش می شوند. حال اگر شما از صفحه نمایشی بهره ببرید که دارای رزولوشن بالایی باشد، تعداد پیکسل هایی که در یک اینچ نمایش داده می شود متعاقباً بالاتر می رود و به طور مثال اگر در رزولوشنی مانند 1280×1024 ما توپی را در اندازه یک اینچ داشته باشیم، در رزولوشنی مانند 1920×1080 ما این توپ را در ابعادی کوچکتر می توانیم ببینیم. پس نتیجه آنکه با بالاتر رفتن تعداد پیکسل ها و کوچکتر شدن جزئیات Aliasing ایجاد شده نیز کمتر محسوس خواهد بود اما همچنان باقی است. به خاطر داشته باشید که با بالاتر رفتن رزولوشن صفحه نمایش، کارت گرافیک می بایست تعداد پیکسل های بیشتری را در آن واحد پردازش نماید که این خود باعث پایین آمدن میزان فریمدهی کارت می شود. اما کاری که AA انجام می دهد به این شکل است که به دور از اینکه کاربر بخواهد مقدار رزولوشن را بالا ببرد تا نتیجه نهایی زیباتر شود، می تواند آن لبه های ناهوار را هموار سازد آن هم به واسطه اضافه کردن پیکسل هایی به بخش هایی که دچار این مشکل شده اند. در این بین AA نیاز دارد تا بازسازی ای از تصاویر داشته باشد و برای آن نیاز به اسکن کردن داده های موجود می کند. در این بین به واسطه این اسکن کردن و اضافه کردن پیکسل های بیشتر به دور اجسام، موجب کاهش فریم دهی نهایی نیز می شود. AA می تواند هم بر تصاویر 2D و هم بر تصاویر 3D تأثیرگذار باشد.

اما سوال اینجاست که ما چرا شاهد بهره گیری از AA به صورت پیش فرض در ساختار بازی ها نیستیم؟ دلیل آن این است که AA نیازمند پردازش بالا و حجم حافظه گرافیکی بالایی است. به همین دلیل است که ما در تنظیمات بازی ها شاهد سطح های مختلفی از AA مانند 2x ، 4x و ... هستیم. حال معنای این اعداد چیست؟ این اعداد به کارت گرافیک می گویند که از چه تعداد الگو برای هموار سازی لبه های تصاویر استفاده نماید. هرچه تعداد الگوها بالاتر رود، کارایی کارت نیز پایین تر خواهد آمد. به این نکته نیز دقت داشته باشید که بهره گیری از AA به میزان رزولوشن شما نیز بستگی دارد. به عنوان مثال 8x AA برای رزولوشنی مانند 1280x720 مناسب است و 2x AA برای رزولوشنی مانند 1920x1200 .

اما بیایید کمی هم در مورد Anisotropic Filtering و از کارکرد آن بگوییم. AF پوششی از رنگ های مختلف است که بر روی اجسام قرار می گیرد. این پوشش می تواند سبب شود تا جسم ما شبیه به یک تکه چوب، خط کشی خیابان ، آجر و ... باشد. اما وظیفه AF به همینجا ختم نمی شود، اگر AA وظیفه داشت تا لبه های تصاویر و شکل ها را شفاف تر نماید، AF وظیفه دارد تا درون اجسام را زنده تر و قابل باورتر نماید. حتماً دیده اید که با فاصله گرفتن از اجسام در بازی های کامپیوتری تصاویری که در دور دست می بینید دچار محو شدگی می شوند، از طریق این تکنیک این محو شدگی به حداقل خود می رسد.

فرکانس حافظه:

یکی دیگر از مواردی که باید مورد توجه قرار گیرد فرکانس حافظه گرافیکی است. خوب شاید در برخی مواقع و در بعضی چیزها بیشتر بهتر نباشه اما در اینجا بیشتر بهتر است. فرکانس حافظه هرچه بیشتر باشد می تواند پهنای باند بیشتری را نیز ایجاد نماید. یکی از مواردی که تأثیری مستقیم در اجرای روان بازی ها دارد همین فرکانس حافظه است.

 رابط حافظه:

رابط حافظه که با اصطلاح بیت شناخته می شود را می توان به لاین های یک اتوبان تشبیه کرد. اگر فرکانس حافظه تعداد ماشین هایی باشند که از یک اتوبان می توانند در هر ثانیه عبور کنند، رابط حافظه تعداد لاین های آن به شمار میرود و طبیعی است که هرچه مقدار آن بیشتر باشد بهتر است. رابط حافظه را می توان مهمترین بخش در پردازش داده ها نامید.

نوع و یا همان نسل حافظه:

نسل های حافظه کارت های گرافیکی شامل پنج نسل با نام های GDDR1 تا GDDR5 می باشد که هرکدام دارای مشخصات و معماری به نسبت متفاوتی هستند که ما در این مقاله به آنها نخواهیم پرداخت. اما هرچه نسل جدیدتر باشد بهتر است.

حال بیایید تا نتایج یک بررسی را با هم مرور کنیم که با استفاده از یک سیستم قدرتمند متشکل از قطعات زیر انجام گرفته است. این نتایج حاصل از اجرای بازی زیبای BF4 است که در نسل حاضر یکی از سردمداران در زمینه کیفیت گرافیکی است. لازم به ذکر است که کارت های گرافیکی مورد استفاده در این تست دو کارت Gigabyte GeForce GTX 760 OC 4GBوNVIDIA GeForce GTX 760 2GB reference  می باشند.

در ابتدای تست تمامی تنظیمات گرافیکی در این بازی بر روی بالاترین میزان قرار گرفته است تا بتوان به عملکرد کلی این دو کارت در نتایج نهایی بیشتر پی برد.

در تصویر بعدی ملاحظه می کنید که با تنظیم دقت تصویر بر روی 1920×1080 و در بالاترین سطح تنظیمات نتایج به دست آمده تا حدودی برابر یکدیگر می باشد و حتی شاهد این هستیم که کارت گرافیک Nvidia که دارای 2 گیگابایت حافظه است کمی جلوتر از رقیب 4 گیگابایتی خود گام برداشته است.

در مرحله بعد دقت تصویر را از 1920×1080 به 2560×1600 ارتقا بخشیدیم تا نتایج را در تنظیمات گرافیکی بالاتر نیز مورد بررسی قرار داده باشیم. همانطور که می بینید تعداد فریم ثبت شده توسط این دو کارت در این دقت، چیزی در حدود 40 درصد افت داشته به طوریکه کارت گرافیکی nVIDIA توانسته است به طور میانگین 31 فریم در ثانیه را به ثبت برساند و کارت گرافیک گیگابایت نیز 30 فریم را به ثبت رسانده است.

در آخرین تست با قرار دادن دقت تصویر بر روی 3840×2160 پیکسل ما شاهد افت فریم قابل توجهی در این بازی هستیم. به طوریکه هر دو کارت به طور میانگین توانستند 16 فریم در ثانیه را پردازش نمایند.

سخن پایانی

همانطور که در نتایج و بررسی به عمل آمده مشاهده کردید، نتایج به طور کاملاً گویا حاکی از آن است که حتی در بازی مانند BF4 که در نسل حاضر یکی از سردمداران گرافیک کامپیوتری به شمار میرود چندان تفاوتی حتی در بالاترین میزان تنیظیمات گرافیکی مشاهده نشد. می توان با این نتایج به این مورد اشاره کرد که بازی های کامپیوتری به میزان از پیش تعریف شده ای نیاز به حافظه گرافیکی دارند  با توجه به اندازه و ریزولوشن صفحه و تنظیمات رندرینگ تصاویر مثل AA. پس دارا بودن مقدار بیشتر حافظه گرافیکی همیشه و در همه جا به معنی داشتن کارایی بالاتر نیست. لازم می بینم اشاره کنم که تنها تفاوت بین دو کارت فوق در اختلاف کلاک هسته ای برابر با 105 مگاهرتز است که کارت، مربوط به کارت گیگابایت می باشد یعنی نسخه 4 گیگابایتی و باز هم تفاوت شایانی مشاهده نکردیم !

با خواندن این مقاله ای که سعی شد بسیار ساده و شیوا توضیح داده شود، فکر می کنم داده های بیشتری را توانستید در خصوص این قطعه دوست داشتنی بدست بیاورید و ابهامات شما در خصوص مقدار و نوع حافظه نیز برطرف شده باشد.

باز هم اشاره می کنم که کارایی یک کارت گرافیکی به هیچ وجه رابطه مستقیمی با میزان حافظه گرافیکی آن ندارد و عوامل بسیاری در کارایی حافظه از جمله رابط حافظه و ... در آن دخیل هستند. به یک نکته هم دقت نمایید که اگر تمامی موارد گفته شده در بالاترین حد ممکن باشند و تنها چیپ گرافیکی از سطح متوسط برخوردار باشد باز هم کاربر نمی تواند آن کارایی ای را که مد نظر دارد را بدست بیاورد. پس یک کارت ارزان قیمت ولو با 4 گیگابایت حافظه نمی تواند کارت مناسبی برای اجرای بازی های فعلی باشد و در مقایسه با یک کارت 1 گیگابایتی با معماری ، رابط ، فرکانس و ... بهتر یا به عبارتی نسبت به یک کارت گران قیمت تر با کلاس کاری بالاتر ، ضعیف تر است.

در نهایت لازم به ذکر است که برای بازی های فعلی و کار های معمول شما با یک صفحه نمایش با ریزولوشن FullHD هم به ندرت به بیشتر از دو گیگابایت حافظه واقعی کارت گرافیک نیاز دارید پس دیگر فریب حقه های بازاری را نخورید ...

در آخر منتظر نظرات شما و شنیدن تجربیات شما از شنیدن چنین جملاتی تا به امروز از اطرافیان یا بازاریان هستیم ...