حافظه VRAM چیست؟

حافظه VRAM به نوعی حافظه‌ی رم اشاره دارد که برای ذخیره‌ی داده‌های تصویری و ویدیویی در نمایشگر استفاده می‌شود. این حافظه با نام رم ویدیویی و یا حافظه‌ی ویدیویی نیز شناخته می‌شود. VRAM جهت اجرای روان و یکنواخت تصاویر گرافیکی استفاده می‌شود. این حافظه در نمایش بافت‌های تصویری پیچیده (texture) و یا رندر کردن ساختارهای سه بعدی مبتنی بر چند ضلعی بسیار ضروری است. به طور کلی VRAM در گیمینگ و برنامه‌های طراحی گرافیک سه بعدی کاربرد دارد.

حافظه VRAM نوعی حافظه‌ی بافر بین نمایشگر و پردازنده‌ی سیستم است که فریم بافر نیز نامیده می‌شود. زمانی که می‌خواهید تصویری روی نمایشگر اجرا و مشاهده شود، ابتدا پردازنده اطلاعات را از روی رم اصلی (غیر ویدیویی) می‌خواند و سپس روی VRAM نوشته می‌شود. سپس اطلاعات به صورت یک سیگنال دیجیتال، توسط رابط ویدیویی دیجیتال یا چند رسانه‌ای با کیفیت و یا حتی پورت HDMI، از VRAM به صفحه نمایش مدرن یا تخت LED ارسال می‌شوند. اگر نمایشگر قدیمی باشد و یا نمایشگر مدرن از طریق پورت قدیمی VGA به کارت ویدیو متصل شود، سیگنال ویدیویی ابتدا توسط مبدل RAM دیجیتال به آنالوگ، به سیگنال آنالوگ تبدیل شده و سپس به نمایشگر فرستاده می‌شود.

VRAMهای رده بالای گذشته، دارای دو پورت بودند. یعنی در حالی که پردازنده در حال نوشتن اطلاعات جدید روی حافظه VRAM است، صفحه نمایش دیتا را از VRAM می‌خواند تا محتوای فعلی را به روزرسانی کند. در دهه‌ی 1980 تا 1990، این تفاوت در طراحی، VRAM را از RAM مجزا می‌ساخت.

تاریخچه VRAM

در سال 1980 فردریک دیل، دنیل لینگ و ریچارد ماتیک، حافظه VRAM را در مرکز تحقیقات IBM اختراع کردند. اولین حافظه ویدئویی تجاری نیز در یک آداپتور گرافیکی با وضوح بالا، در سال 1986 برای سیستم RT PC IBM استفاده شد. پس از آن هزینه‌ی حافظه VRAM به میزان قابل توجهی کاهش یافته و تعداد افراد بیشتری از VRAM استفاده کردند. درواقع این حافظه‌ی ویدیویی توان عملیاتی کلی فریم بافر را افزایش داده و گرافیک رنگی، رزولوشن بالاتر، سرعت بهتر و هزینه‌ی کمتر را ممکن ساخت.

VRAM جهت اجرای روان و یکنواخت تصاویر گرافیکی استفاده می‌شود

انواع حافظه VRAM

• Multibank DRAM (چند بانکی) (MDRAM)
• Rambus DRAM
• Synchronous Graphics RAM (SGRAM)
• Window RAM (WRAM)

Multibank DRAM (چند بانکی) (MDRAM)

MDRAM نوعی رم با کارایی بالاست که توسط شرکت MoSys توسعه یافته است. این حافظه به چندین بخش 32 کیلوبایتی تقسیم شده که توانایی دسترسی به هر یک را به صورت جداگانه فراهم می‌کند. VRAM در حالت عادی یکپارچه است و در لحظه به کل آن دسترسی خواهید داشت. اما با وجود بانک‌های حافظه‌ی مجزا، می‌توان به طور همزمان به بخش‌های مختلف دسترسی داشت و در نتیجه عملکرد افزایش می‌یابد. MDRAM هزینه‌ی خرید کمتری نیز دارد. زیرا برخلاف سایر اشکال VRAM، می‌توان آن‌ها را با مقدار مشخصی برای یک وضوح خاص تولید کرد.

Rambus DRAM

نوعی حافظه VRAM است که شرکت Rambus آن را طراحی کرده است. این حافظه‌ی موقت شامل یک گذرگاه اختصاصی است. Rambus DRAM سرعت انتقال داده بین خود و فریم بافر را افزایش می‌دهد.

Synchronous Graphics RAM (SGRAM)

یک DRAM با سرعت کلاک یکسان است که که نسبتاً مقرون به صرفه‌تر است. این حافظه از یک پورت استفاده می‌کند. اما با باز کردن همزمان دو صفحه حافظه، می‌تواند دو پورته عمل کند. synchronous DRAM جهت اجرای برنامه‌ها، بارگذاری سیستم عامل و اجرای وظایف استفاده می‌شود.

Window RAM (WRAM)

WRAM نوعی حافظه VRAM با کارایی بسیار بالاست که دو پورت دارد. WRAM تقریبا 25 درصد پهنای باند بیشتر و هزینه کمتری نسبت به VRAM دارد. این مدل حافظه، با توجه به ویژگی‌هایش می‌تواند خواندن داده‌ها را برای مصارفی چون پر کردن بلاک‌ها و افزودن متون کارآمدتر انجام دهند. از این حافظه برای وضوح بسیار بالا مانند 1200×1600 پیکسل و نمایش رنگ‌های طبیعی استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که Window RAM با ویندوز مایکروسافت ارتباطی ندارد.

مقایسه‌ی حافظه VRAM و RAM

اگر بخواهیم به زبان ساده توضیح دهیم، VRAM نوعی رم است. در واقع RAM در پردازش عمومی سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد اما VRAM پردازش مرتبط با گرافیک را به صورت مجزا انجام می‌دهد. حافظه VRAM تمام اطلاعات تصاویر که روی نمایشگر نشان داده می‌شود را در خود ذخیره می‌کند تا نمایش گرافیک‌ها روان و یکنواخت اجرا شود. هرچه ظرفیت VRAM بیشتر باشد، داده‌های بیشتری ذخیره و اجرا می‌کند. همچنین می‌تواند نرخ فریم، رندر و شبیه سازی کلی فیزیک را در پردازش‌های ویدیویی بهبود بخشد.

RAM در پردازش عمومی سیستم مورد و VRAM در پردازش مرتبط با گرافیک کاربرد دارد

کاربرد VRAM چیست؟

کارت‌های گرافیکی مدرن، از سری جدید SGRAM به نام GDDR6 (مخفف Graphics Double Data Rate 6) استفاده می‌کنند. GDDR6 مشابه DDR4 یا DDR5 در رم اصلی سیستم است. GDDR6 به عنوان سری جدید GDDR5ها عرضه شده و دارای ظرفیت و پهنای باند بیشتری می‌باشد. از این حافظه‌ی گرافیکی برای ساختارهای تراشه روی هم، استفاده در کارت‌های گرافیکی پرقدرت و رده بالا و همچنین کنسول‌های بازی استفاده می‌شود.

برای استفاده از نرم افزارهای مخصوص پردازش‌های محاسباتی پیچیده، مقدار VRAM موجود در کارت گرافیک، اهمیت بسیار کمتری نسبت به RAM دارد. یک سیستم قدرتمند تجاری (Business workstation)، بدون داشتن کارت گرافیک هم به خوبی کار می‌کند و در صورت نیاز به نمایش تصویر از رم نصب شده روی مادربرد استفاده می‌کند.

حافظه VRAM اغلب برای کاربری‌هایی چون پردازش‌های گرافیکی یا بازی‌های ویدیویی سطح بالا مفید است. همه‌ی کارت‌های گرافیکی دارای مقداری VRAM هستند. برای مثال کارت‌های گرافیکی Geforce RTX 3090,3080,3080 Ti از GDDR6 پشتیبانی می‌کنند.

چرا حافظه VRAM در گیمینگ اهمیت دارد؟

VRAM در گیمینگ اهمیت بالایی دارد. کوتاه کردن زمان بارگذاری و بهبود کیفیت تصویر، از جمله مواردی است که به حافظه VRAM بستگی دارد. برای اجرای بهتر بازی‌های مدرن با وضوح مختلف، ظرفیت خاصی از VRAM مورد نیاز است. برای مثال میزان مورد نیاز VRAM جهت رندر کردن یک بازی با دو وضوح 1080 پیکسل و یا 4K متفاوت است. می‌توان گفت برای اینکه تصویری با وضوح بالاتر و کیفیت بهتر مشاهده کنیم، نیاز به ظرفیت بیشتری از VRAM خواهیم داشت. در غیر این صورت، بارگذاری در VRAM بسیار بالا رفته و واحد پردازش گرافیکی، اطلاعات را به RAM منتقل می‌کند. بنابراین نمایش تصویر و عملکرد با افت روبرو می‌شود.

در حال حاضر برای بازی‌هایی با وضوح 1080 پیکسل، 4 گیگابایت VRAM مورد نیاز است. اما کاربرانی که می‌خواهند با وضوح بالاتر و فوق العاده‌ای بازی کنند، باید از حداقل 8 گیگابایت VRAM استفاده کنند.

در بخش زیر، ظرفیت مورد نیاز VRAM جهت نمایش تصاویر با وضوح متفاوت را نوشته‌ایم:

• 2 گیگابایت VRAM، وضوح 720p
• 6 تا 8 گیگابایت VRAM، وضوح 1440p
• 8 تا 12 گیگابایت VRAM، وضوح 2160p یا 4K

همچنین در بخش زیر، ظرفیت مورد نیاز VRAM جهت ویرایش فایل‌های محتوای رسانه با وضوح متفاوت را نوشته‌ایم:

• 8 گیگابایت VRAM، فایل‌هایی با وضوح 720p تا 1080p
• 16 گیگابایت VRAM، فایل‌هایی با وضوح 4K
• 32 گیگابایت VRAM، ویرایش انواع فایل‌ها
• 64 گیگابایت VRAM، برای کاربران حرفه‌ای یا تجاری که می‌خواهند فایل‌های 8K را ویرایش کنند

پشتیبانی کارت گرافیک Geforce RTX 3090 از GDDR6

نحوه‌ی افزایش VRAM در سیستم

بازی‌ها هنگام اجرا مقدار VRAM را بررسی می‌کنند. برای این که متوجه شویم آیا سیستممان به ظرفیت VRAM بیشتری نیاز دارد، باید مراحل زیر را طی کنید:

• گزینه‌ی Display Setting را جستجو کنید
• عبارت Advanced Display Settings را انتخاب نمایید
• روی جمله‌ی “Display adapter properties for display” کلیک کنید
• مقدار VRAM سیستم را مشاهده خواهید کرد

بهترین و ساده‌ترین راه برای افزایش ظرفیت VRAM، ارتقای کارت گرافیک است. به عنوان مثال استفاده از یک کارت گرافیک اختصاصی به جای کارت گرافیک یکپارچه، موجب بهبود عملکرد می‌شود.

در برخی از سیستم‌ها می‌توان از طریق BIOS (سیستم ورود/خروجی پایه) مقدار نظری VRAM را افزایش داد. برای این کار باید مراحل زیر را طی کنید:

• وارد قسمت تنظیمات سیستم شوید
• گزینه‌ی System را انتخاب کنید
• وارد منوی Advanced Features و یا Advanced Chipset Features شوید
• سپس گزینه‌ای که یکی از سه عنوان Graphics Settings، Video Settings و یا VGA Share Memory Size را دارد، انتخاب کنید.
• سپس با چند گزینه جهت تنظیم ظرفیت حافظه‌ی پردازنده‌ی گرافیکی روبرو می‌شوید که قادر به افزایش از 128 تا 512 مگابایت را خواهید داشت

در هنگام اجرای بازی، مقدار VRAM بررسی می‌شود. به همین دلیل افزایش مقدار حافظه‌ی اختصاصی ویدیویی برای گرافیک‌های یک پارچه انجام می‌شود. اما در واقع این مقدار در ظاهر تغییر می‌کند و در واقعیت ثابت است. برای تغییر ظرفیت می‌توانید مراحل زیر را طی کنید:

• کلمه‌ی regedit را جست‌وجو نمایید
• پنجره‌ی Registry Editor window را باز کنید
• گزینه‌ی HKEY_LOCAL_MACHINE را انتخاب نمایید
• فایل نرم افزار را باز کرده و روی گزینه‌ی Intel کلیک کنید
• به قسمت New بروید
• گزینه‌ی DWORD (32-bit) Value را انتخاب نمایید
• می‌توانید پوشه‌ی جدید را نامگذاری کنید
• حداقل و حداکثر مقدار 0 و 512 را به آن بدهید
• سیستم را مجددا راه اندازی نمایید

جمع بندی

حافظه‌های VRAM در کارت‌های گرافیکی استفاده می‌شود. این حافظه‌ها داده‌های گرافیکی را پردازش کرده و در نتیجه تصاویر بازی و یا نرم افزارهای گرافیکی روی صفحه نمایش نشان داده می‌شود. به طور کل RAM برای پردازش‌های محاسباتی و VRAM برای پردازش‌های گرافیکی اهمیت دارد. هرچه حافظه VRAM بیشتر باشد، تصاویر با وضوح بهتر و حداقل تأخیر اجرا می‌شوند.

منبع:

What is VRAM?