为啥游戏对显存的要求越来越大了?小A来告诉你!
今年从我们的测试中已经看到迹象表明,8GB显存对于最新3A游戏来说可能不足,特别是在高分辨率下游玩,并且将图形质量设置为高或最大的时候。例如在生化危机的A卡游玩评测中(可以搜索下钛师父往期文章),RX6650XT的8GB显存已经轻易“爆”了。那么,游戏真的需要使用那么多显存吗?
1、为什么游戏需要显存
简单来说,我们可以总结为3D图形渲染本质只是大量的数学和数据处理工作。
在数据方面,需要尽可能地将数据存储在GPU核心附近。所有GPU都有内置的小型高速内存,也就是缓存,但这只足以存储当前发生的计算所需的信息。
但是,当GPU执行需要纹理或渲染目标样本的着色器程序时,它首先会在L1缓存中寻找该数据。如果它不在那里,那么GPU将通过其余级别的缓存寻找数据,最终通过外围显存来寻找它。
当所有这些搜索的结果都不存在时,那么数据就必须从系统内存复制到显卡,然后再复制到缓存中。所有这些都需要时间,所以GPU会拖延着色器指令,直到它得到所需的样本。要么游戏会暂时暂停,直到程序完成这个操作——这个就是卡顿的由来。
要么就完全放弃,导致各种故障——例如,游戏死机。
十年前,最昂贵的台式机显卡也不过只有 6 GB 的显存,而大多数 GPU 仅配备了 2 或 3 GB。
今天,24 GB 是消费级显卡的最高显存容量,高端卡还有很多 12 或 16 GB 的显存容量,不过8GB显存更为普遍。
一张N卡的基础PCB,可见核心外侧两排硕大的显存芯片2、3A大作怎么消耗显存的?
让我们看看当 3GB显存是较高显存的门槛标准时,最好的游戏图形效果是如何创建的。
那正是2013 年,《刺客信条 4:黑旗》、《生化奇兵:无限》、《地铁:最后的光芒》和《古墓丽影》都是当年的3A大作,拥有出色的画面。
而当时的消费旗舰显卡是 AMD 的 Radeon HD 7970和NVIDIA的 GeForce GTX Titan,分别拥有 3GB 和 6GB 显存。而当时大多数高端游戏显示器是 1080p分辨率。
以《刺客信条4:黑旗》和《地铁:最后的光芒》为例,《黑旗》是一个完全开放世界游戏,拥有广阔的游戏区域,而《地铁:最后的光芒》则主要是狭窄的空间和线性的游戏体验。
《刺客信条4:黑旗》有广阔的海战场景1080p分辨率下,《黑旗》平均显存需要3.3 GB,而《地铁:最后的光芒》仅使用了 2.4 GB。单个 32 位 1920 x 1080 的帧大小不到 8 MB(如果是4K 几乎是 32 MB,所以当年基本没有所谓的4K游戏体验)。
可见,低分辨率就可以让显存需要量显著减少。
这是因为角色模型、物体和环境结构都由数十万个多边形制成,全部包裹在丰富的详细纹理中。
在《刺客信条4:黑旗》中,仅使用屏幕空间反射效果,就需要 5 个单独的缓冲区(颜色、深度、射线行进输出、反射模糊结果),体积阴影效果则需要 6 个缓冲区。而《地铁:最后的光芒》设计更为超前,材质质量上使用非常高的质量设置和分辨率为 2560 x 1600(比 1440p 多 10% 的像素),万元级的GeForce GTX Titan 平均只有 41 fps。
3、如今的3A大作需要多大显存?
实际上开发者和评测工程师为了准确测量游戏中使用的显卡内存量,可以使用微软的 PIX工具进行相关的统计。
这是一种DirectX开发调试工具(有兴趣的朋友可以自行下载:https://devblogs.microsoft.com/pix/download/),可以捕获游戏单个帧。并将其分解为 GPU 发出的每一行代码,并查看处理它所需的时间和使用的资源,但我们只对捕获的显存指标感兴趣。
PIX 记录了三种显存占用,本地预算 (Local Budget)、本地使用量 (Local Usage) 和本地驻留量 (Local Resident)。第一个是 Direct3D 应用程序可用的视频内存量,它会随着操作系统和驱动程序的变化而不断变化。
本地驻留量是所谓的驻留对象占用的显存量,但我们最感兴趣的值是本地使用量。这是游戏试图使用的显存量的记录,游戏必须保持在本地预算限制内,否则会发生各种问题 - 最常见的是卡顿,直到有足够的“预算”为止。
为什么不能用常用的MSI Afterburner来调查如今3A大作的显存使用量呢?
因此这个工具显示的是当前显存占用情况,但游戏本身“希望”获得的显存数量(“本地预算”)则不会显示出来。
而在现在RTX40系显卡平台上,如今的3A大作会占用多少显存呢?以下是一个在非光追情况下的显存占用追踪情况:
《毁灭战士:永恒》、《生化危机 4》和属于非开放世界游戏,游戏区域受到严格限制,而其他游戏是开放世界。因此这两个游戏理论上,可能会将所需的所有3D数据存储在显存中,而其他游戏则必须采用数据流式传输,也就是“边用边加载”,因为整个世界太大而无法在本地显存上存储。
但实际上《生化危机4重制版》的菜单警告我们,最高质量设置会导致我们的显存用尽(显示显存为黄色或红色字体),但实际游戏中并没有遇到这样的问题。
在非光追情况下,如今的3A大作的显存占用几乎翻倍,是建立在更精细的材质分辨率基础上的,当没有光追的情况下,可以看出大部分8G显存的显卡是勉强可以应付的。
而当打开光追后,“光影效果”对显存的需求量,反而是最大的显存黑洞。
《赛博朋克2077》、《漫威蜘蛛侠》和《消逝光芒2》使用光线追踪有明显效果改观的游戏。在其他游戏中,光线追踪的影响要小得多,例如《生化危机4重制版》在画面的“光追”开关旁边说明就是“水面效果”。因此在《生化危机4》中,它并没有对帧率造成太大影响,但在《赛博朋克2077》和《霍格沃茨遗产》中的影响是非常大的。在这两款游戏中,显存本地用量一直超过本地预算,导致出现卡顿。
4、结论:无光追情况下,8G显存尚可支撑
从实测中我们可以看出,对显存的要求确实在上升,而且这种情况只会继续下去,但我们也看到,只要在设置菜单中花点时间,就有可能使目前的游戏在效果可接受情况下能正常运行。
但在今年接下来的几季游戏发布中,8GB的显卡可能会感受到越来越大的压力。
如果你需要光追,那么建议购买显卡时,可以考虑放弃8GB显存了。
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