為啥遊戲對顯存的要求越來越大了?

為啥遊戲對顯存的要求越來越大了?

今年從我們的測試中已經看到跡象表明,8GB顯存對於最新3A遊戲來說可能不足,特別是在高分辨率下游玩,並且將圖形質量設置為高或最大的時候。例如在生化危機的A卡遊玩評測中(可以搜索下鈦師父往期文章),RX6650XT的8GB顯存已經輕易“爆”了。那麼,遊戲真的需要使用那麼多顯存嗎?

為什麼遊戲需要顯存

簡單來說,我們可以總結為3D圖形渲染本質只是大量的數學和數據處理工作。

在數據方面,需要儘可能地將數據存儲在GPU核心附近。所有GPU都有內置的小型高速內存,也就是緩存,但這隻足以存儲當前發生的計算所需的信息。

但是,當GPU執行需要紋理或渲染目標樣本的著色器程序時,它首先會在L1緩存中尋找該數據。如果它不在那裡,那麼GPU將通過其餘級別的緩存尋找數據,最終通過外圍顯存來尋找它。

當所有這些搜索的結果都不存在時,那麼數據就必須從系統內存複製到顯卡,然後再複製到緩存中。所有這些都需要時間,所以GPU會拖延著色器指令,直到它得到所需的樣本。要麼遊戲會暫時暫停,直到程序完成這個操作——這個就是卡頓的由來。

要麼就完全放棄,導致各種故障——例如,遊戲死機。

十年前,最昂貴的臺式機顯卡也不過只有 6 GB 的顯存,而大多數 GPU 僅配備了 2 或 3 GB。

今天,24 GB 是消費級顯卡的最高顯存容量,高端卡還有很多 12 或 16 GB 的顯存容量,不過8GB顯存更為普遍。

一張N卡的基礎PCB,可見核心外側兩排碩大的顯存芯片

3A大作怎麼消耗顯存的?

讓我們看看當 3GB顯存是較高顯存的門檻標準時,最好的遊戲圖形效果是如何創建的。

那正是2013 年,《刺客信條 4:黑旗》、《生化奇兵:無限》、《地鐵:最後的光芒》和《古墓麗影》都是當年的3A大作,擁有出色的畫面。

而當時的消費旗艦顯卡是 AMD 的 Radeon HD 7970和NVIDIA的 GeForce GTX Titan,分別擁有 3GB 和 6GB 顯存。而當時大多數高端遊戲顯示器是 1080p分辨率。

以《刺客信條4:黑旗》和《地鐵:最後的光芒》為例,《黑旗》是一個完全開放世界遊戲,擁有廣闊的遊戲區域,而《地鐵:最後的光芒》則主要是狹窄的空間和線性的遊戲體驗。

《刺客信條4:黑旗》有廣闊的海戰場景

1080p分辨率下,《黑旗》平均顯存需要3.3 GB,而《地鐵:最後的光芒》僅使用了 2.4 GB。單個 32 位 1920 x 1080 的幀大小不到 8 MB(如果是4K 幾乎是 32 MB,所以當年基本沒有所謂的4K遊戲體驗)。

可見,低分辨率就可以讓顯存需要量顯著減少。

這是因為角色模型、物體和環境結構都由數十萬個多邊形制成,全部包裹在豐富的詳細紋理中。

在《刺客信條4:黑旗》中,僅使用屏幕空間反射效果,就需要 5 個單獨的緩衝區(顏色、深度、射線行進輸出、反射模糊結果),體積陰影效果則需要 6 個緩衝區。而《地鐵:最後的光芒》設計更為超前,材質質量上使用非常高的質量設置和分辨率為 2560 x 1600(比 1440p 多 10% 的像素),萬元級的GeForce GTX Titan 平均只有 41 fps。

如今的3A大作需要多大顯存?

實際上開發者和評測工程師為了準確測量遊戲中使用的顯卡內存量,可以使用微軟的 PIX工具進行相關的統計。

這是一種DirectX開發調試工具(有興趣的朋友可以自行下載:https://devblogs.microsoft.com/pix/download/),可以捕獲遊戲單個幀,並將其分解為 GPU 發出的每一行代碼,並查看處理它所需的時間和使用的資源,但我們只對捕獲的顯存指標感興趣。

PIX 記錄了三種顯存佔用,本地預算 (Local Budget)、本地使用量 (Local Usage) 和本地駐留量 (Local Resident)。第一個是 Direct3D 應用程序可用的視頻內存量,它會隨著操作系統和驅動程序的變化而不斷變化。

本地駐留量是所謂的駐留對象佔用的顯存量,但我們最感興趣的值是本地使用量。這是遊戲試圖使用的顯存量的記錄,遊戲必須保持在本地預算限制內,否則會發生各種問題 – 最常見的是卡頓,直到有足夠的“預算”為止。

為什麼不能用常用的MSI Afterburner來調查如今3A大作的顯存使用量呢?

因此這個工具顯示的是當前顯存佔用情況,但遊戲本身“希望”獲得的顯存數量(“本地預算”)則不會顯示出來。

而在現在RTX40系顯卡平臺上,如今的3A大作會佔用多少顯存呢?以下是一個在非光追情況下的顯存佔用追蹤情況:

《毀滅戰士:永恆》、《生化危機 4》和屬於非開放世界遊戲,遊戲區域受到嚴格限制,而其他遊戲是開放世界。因此這兩個遊戲理論上,可能會將所需的所有3D數據存儲在顯存中,而其他遊戲則必須採用數據流式傳輸,也就是“邊用邊加載”,因為整個世界太大而無法在本地顯存上存儲。

但實際上《生化危機4重製版》的菜單警告我們,最高質量設置會導致我們的顯存用盡(顯示顯存為黃色或紅色字體),但實際遊戲中並沒有遇到這樣的問題。

在非光追情況下,如今的3A大作的顯存佔用幾乎翻倍,是建立在更精細的材質分辨率基礎上的,當沒有光追的情況下,可以看出大部分8G顯存的顯卡是勉強可以應付的。

而當打開光追後,“光影效果”對顯存的需求量,反而是最大的顯存黑洞。

《賽博朋克2077》、《漫威蜘蛛俠》和《消逝光芒2》使用光線追蹤有明顯效果改觀的遊戲。在其他遊戲中,光線追蹤的影響要小得多,例如《生化危機4重製版》在畫面的“光追”開關旁邊說明就是“水面效果”。因此在《生化危機4》中,它並沒有對幀率造成太大影響,但在《賽博朋克2077》和《霍格沃茨遺產》中的影響是非常大的。在這兩款遊戲中,顯存本地用量一直超過本地預算,導致出現卡頓。

結論:無光追情況下,8G顯存尚可支撐

從實測中我們可以看出,對顯存的要求確實在上升,而且這種情況只會繼續下去,但我們也看到,只要在設置菜單中花點時間,就有可能使目前的遊戲在效果可接受情況下能正常運行。

但在今年接下來的幾季遊戲發佈中,8GB的顯卡可能會感受到越來越大的壓力。

如果你需要光追,那麼建議購買顯卡時,可以考慮放棄8GB顯存了。

來源:鈦師父

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