或许以前在1080P分辨率下2GB、4GB的显存就已经满足需求,但是近几年来游戏大作开始使用新的游戏引擎,可以支持更高清的纹理贴图,随着2K、4K分辨率显示器普及,VR浸沉式设备降临,这些因素都对显存大小提出了全新的要求。到底什么样的情况下会出现玩家诉说的“爆显存”?今天我们就拿RX480 4GB和RX480 8GB两张的显卡测试,到底什么样的情况下会“爆显存”,“爆显存”又会有怎么样的现象,多少显存才够用?
什么是显存?
显存就是显卡上专用的“内存”,用于临时存储GPU核心即将渲染各种数据,因此大容量显存可以帮助我们存储更多的数据,有利于提高游戏特效全开、高分辨率下的游戏体验。
但值得注意的是显卡的整体性能应该同时与GPU核心、显存以及显存带宽挂钩。倘若GPU核心性能羸弱,即便是GT610 4GB显存也毫无意义,需要GPU核心渲染的纹理数据根本来不及处理。而高显存带宽可以帮助显存在相同时间内更快地把数据传输给GPU进行计算,尽量避免像GTX 970最后0.5GB显存存取速度大幅度下降问题。只有确保GPU核心性能、显存带宽足够使用情况下,探讨显存大小才有意义的。
为什么对显存大小要求越来越高?
1.游戏场景越加复杂
现在越来越多游戏都加入沙盘玩法,玩家可以自由地在庞大的游戏世界内游玩,自由的世界必然增加更多额外的场景,需要渲染的物体数量倍增,必然导致需要占用的显存大幅度增加。如果游戏支持PhysX物理特效的话,爆炸、粒子、火焰特效场景则需要消耗更多的GPU、显存资源。
例如丧尸围城3中,所有的建筑和内部装饰都是手工建造和制作,而僵尸的外观均由系统随机动态组合生成,保证画面内绝对不会出现重复的建筑与僵尸造型,这将会占用更多的额外显存。
2.游戏物体贴图越加精细(数据引用自知乎)
2002年GTA罪恶都市中,主角Tommy Vercetti纹理贴图分辨率仅256*256,大小仅为70KB。
2013年“男朋友4”中,中国美女Hanna在最高LOD模型下,一共采用了38张贴图,最大分辨率为4096*4096,贴图总容量302.7MB。
同样在Crysis3中的男配角,人物模型使用了1.5万三角形,10张分辨率2048*2048,5张分辨率1024*1024的纹理贴图。
3.更加先进的场景特效
若果你希望劳拉拥有一头海飞丝般的秀发,而打开了TressFX 3.0技术,那么所需的显存又增加一大截。
AMD和NVIDIA两家都有各自的显存压缩技术,尽管它们的显存数据压缩技术效率不一,但他们共同目标都希望优秀的压缩算法能在无损贴图的情况下,提高纹理数据压缩率,使得显存带宽需求减少。即便有如此技术,目前来看,1080P分辨率、普通设置下,所有大作对显存占用在1.5GB左右,如果希望体验各种绚丽的特效,那么只能更换一块显存更大性能更好的显卡。种种原因组合起来,那就是现在对显存容量要求越来越高的原因。
测试方案
原则:选择同一规格的GPU核心,但拥有两种显存容量的显卡,测试时希望能够显卡GPU核心、显存频率保持一致,同时也要保证测试场景具备代表性、可重复性。
这次我们运用手上已有的RX 480 8GB以及RX 480 4GB作为测试卡,尽管两者GPU核心频率同为1338MHz,但RX 480 4GB显存频率下降为1750MHz,RX 480 8GB为2000MHz。
为保持两者参数一样,尝试将RX 480 4GB显存超频至2000MHz,但超频后会出现无法进入游戏或者花屏现象。因此采用25MHz为步进,不断尝试超频后运行杀手6 Benchmark并记录数据,直到无法运行Benchmark为止。最后成功将显存频率稳定在1975MHz下完成杀手6 Benchmark。最终让RX 480 4GB显存工作在1975MHz下完成所有测试。另外,为消除读者对两张显卡的显存频率不同的疑虑,将会放出超频过程中记录的杀手6 Benchmark数据,证明显存频率微弱差别不足以影响测试结果。
测试工具
利用Fraps录制游戏Benchmark测试画面的每秒生成帧数、累计帧生成时间点、最大最小平均帧,同时使用GPU-Z观察显存占用情况。
在三年前,路饭翻译总结过一篇关于Fraps软件的可靠性以及关于卡顿、延迟的文章。文章中AMD提出了一个很重要的观点:我们可以用工具客观测量出卡顿的存在,但是我们不能客观地衡量卡顿对每个用户的影响。以及Fraps记录的帧时间不一定准确,因为Fraps记录的只能生成两个渲染帧之间的时间,并非整个渲染过程,因此它只能告诉你每一帧的开始时间,并不能告诉你帧生成时间,无法告诉你渲染完成之后发生了什么,因此帧延迟的真正原因可能是多方面的。
但是小编个人认为,虽然我们不知道卡顿的真正原因是什么,但其中的卡顿是我们确确实实能够感知到的。大量前期测试结果表明在帧生成时间特别长的时候,卡顿会同时发生的,而且这些卡顿情况在测试中是可以复现,推测是在相同GPU核心情况下,不同显存容量在复杂的场景下,显存容量不足会导致渲染数据进入GPU核心处理时间增大,最终导致卡顿。
注意,Fraps录制游戏数据是需要手动触发的,因此并不能保证两张显卡测试时开始时间保持一致,只能多次测试使得两组数据尽可能靠近。
游戏的选择
在测试前,我们进行了多方面的测试和意见征求,综合现有的游戏库以及是否拥有benchmark测试便利性,最终选择了可以直观查看显存需求的GTA 5,显存要求变态的古墓丽影:崛起,可以与超大规模人群互动的杀手6。
游戏画面设置
在GTA5 1080P分辨率测试中,使用RX 480 8GB测试非常高画质,所有特效开到最高,8X MSAA以及FXAA未占满4GB显存,因此开启1.25倍超采样,需求显存瞬间提升至4613MB。测试成绩选取场景复杂、测试时间较长的第四部分。2K、4K分辨率下设定与1080P下保持一致,唯一区别在于4K下关闭超采样,原因是开启后并不能进入游戏。
古墓丽影1080P分辨率要设置为非常高画质,RX 480 8GB测试下占用6328MB显存,已经满足我们的要求。2K、4K分辨率下所有设置保持一致,只更改分辨率。
在杀手6 1080P分辨率测试中,由于使用RX 480 8GB测试过1080P下Ultra画质下仍占不满4GB,开启1.5倍超采样后,显存可以使用到4304MB。2K、4K分辨率下设定与1080P下保持一致,但4K下同样关闭超采样。
测试平台
显存频率对帧数、帧生成时间影响
前文提到过两张卡显存频率不一致,这里放出不同显存频率下的数据,供读者鉴别公正性。
杀手6 Benchmark中,在五种显存频率情况下,记录了平均帧数、最大最小帧,表现基本一致但会有误差性浮动。
从下列图表中可以看到,其实五个显存频率下帧数、帧生成时间表现是十分相似。数据量太多读者看着也眼花,特意挑出两个频率差距最大的1800、1975MHz观察。
小总结:虽然帧生成时间不一定能够准确对齐,而且两组数据纵横交错,但是总体上认为显存频率工作在1975MHz下表现与1800MHz并没有出现巨大差异,该卡的时候还是会卡,在特定的场景中帧生成时间还是同样那么长,因此我们可以认为微小的显存频率差距不足以影响总体的性能表现。
1080P测试结果
在预定的游戏画面设置下,GTA5中,RX 480 8GB能够占用到5511MB显存,而RX 480 4GB只占用3738MB,并没有完全占满;古墓丽影中,RX 480 8GB直接占用恐怖的6328MB显存,RX 480 4GB也几乎占满了4096MB显存;同样的情况出现在杀手中。这种情况下,RX 480 4GB显存容量已经明显不足,多出来的纹理数据将会进入带宽有限的系统内存缓冲池。
另一方面测试结果表明,即使是爆显存下RX 480 4GB、8GB两者平均帧数差距不足1%,甚至可以认为是测试过程中的随机误差,最大最小帧数会出现较大误差。GTA5仅有24帧一般般的游戏体验,而杀手以及古墓丽影则可以流畅游玩。
在每个游戏的帧曲线图,RX 480 8GB和RX 480 4GB数据互有交错,难分胜负,即便是有零点几帧的优势也是意义不大。
但是在GTA、古墓丽影的复杂场景加载时,RX 480 8GB加载速度快于RX 480 4GB,这个也可以算是大显存优势之一。
在帧生成时间折线图上,杀手测试中RX 480 4GB、8GB会在同一时间出现尖峰,代表着帧生成时间特别高,具体反映到游戏中的体验就是突然出现卡顿。在卡顿时场景下,RX 480 8GB所需的帧生成时间要比RX 480 4GB少,换句话说RX 480 4GB在游戏画面卡顿感会更明显。
在GTA5 Part4中,由于场景复杂,而且开启全特效,帧生成时间图表显示帧生成时间极度不稳定,起伏特别大,相对来说RX 480 4GB稳定性会更差,当然和Rockstar的优化也有一定关系。
相反在古墓丽影中,帧生成时间十分平稳。由于数据值的影响,纵坐标刻度间隔比较大,分辨不出数据变化情况,受限于篇幅不能一一展示。但是小编从数据值看到帧生成时间都在10-15ms之间徘徊,RX 480 8GB更为平稳,但该卡的地方一样卡,只是RX 480 4GB卡顿会更多。
2K测试结果
目前很多游戏玩家都逐渐购入2K显示器,而在游戏中开启2K分辨率的话,游戏引擎将会使用更高清的纹理贴图,变相增加了显存需求。三款游戏在RX 480 4GB、8GB显卡下显存占用情况分别如下。
可以发现在三款游戏2K分辨率下,无论在平均症最大、最小帧上RX 480 8GB都比RX 480 4GB多出3-6帧,大显存的优势慢慢在体现。
GTA5测试结果表明,在高显存容量需求下,RX 480 4GB出现严重卡顿情况,因为每一帧生成时间变长导致整个测试所需时间也变长,需时163秒完成测试,比1080P下的115秒多了整整48秒,显然RX 480 8GB能更好地解决这一问题。
杀手6测试中也开启了1.5倍超采样,RX 480 4GB、8GB出现明显的帧数差异,但此时性能帧数依然满足游戏需求,两者帧数差距可以认为显存容量大小导致的。
而在古墓丽影中却出现截然不同的情况,虽然RX 480 8G消耗了6677MB显存,RX 480 4G也几乎用完4G显存,但是两者帧曲线却还算比较平缓,波动很小,RX 480 8G稍微压RX 480 4G一头。
RX 480 8G在三款游戏的帧生成时间都短于RX 480 4GB。
三款游戏测试中,尽管RX 480核心负荷已经很重,但4GB、8GB显存两者之间的差距慢慢在体现,核心性能相同情况下,RX 480 8GB能够提供更加流畅的游戏体验,游戏贴图数据载入时间更短,但是在某些测试节点中,两者都会有无法避免的卡顿。RX 480 4GB应付2K分辨率下的显存需求已经开始比较吃力,勉强可以支撑。
4K测试结果
1080P下测试结果表明,RX 480 4GB、8GB在游戏占用超过4GB显存情况下,两者差距不大,2K分辨率两者开始出现差距,我们尝试加入4K分辨率的极限测试。
三款游戏显存占用上,RX 480 4GB同样已经基本使用完毕,RX 480 8GB则可以在GTA5、古墓丽影中使用超过7GB显存,杀手中占用4739MB显存。
在4K高清纹理贴图、全特效的巨大性能压力下,RX 480的核心已经不堪重荷,在GTA5效能测试中帧数已经下跌到个位数,画面就像是看PPT一样,一卡一顿。但是8GB显存就发挥了它的作用,RX 480 8GB比RX 480 4GB多了足足5帧,虽然不能玩,但还是能够发现一些端倪。另外古墓丽影以及杀手两款游戏中,RX 480 8GB也凭借大显存优势,帧数分别多了3症5帧,而且两者帧数都在24帧以上,但也只能说仅供体验,不能正常游戏。
在GTA5效能测试中,RX 480 4GB需要407秒完成整个测试,比RX 480 8GB多花费一半时间,具体可以在帧曲线图中体现。
杀手6 4K分辨率下Benchmark测试结果中,得出RX 480 8GB在游戏中显存要求越高的情况下帧数会越高的结论。
另外不得不佩服古墓丽影的神级优化,即便是占用了7655MB显存,RX 480 4GB、RX 480 8GB都能在大部分场景稳定在25帧以上,但RX 480 4GB也有数次跌落20帧的时候。
GTA5的帧时间生成折线图,由于大量的渲染数据已经占满4GB显存以外,还进入低带宽的系统内存中,导致RX 480 4GB需要更多的时间来传输数据给GPU核心,帧生成时间暴增,在Benchmark运行过程中,画面卡顿得难以接受,当然这只是一个测试,这样游戏体验是绝对毫无意义。
古墓丽影和杀手表现情况与2k分辨率中基本一致,这里不再累述。
4K分辨率下,RX 480 4GB、8GB在GTA5中已经被核心性能拖累,无法及时处理纹理数据,再大的显存也是于事无补。虽然古墓丽影和杀手6游戏中,都能有24帧以上表现,但是实际游戏场景中,一些复杂纹理的物体会延迟或者突然出现,十分影响游戏体验,这样糟糕画面估计所有玩家都没有心情继续玩下去的。因此4K分辨率下也只能体验和测试游戏需求,能够正常游戏显得不切实际。
总结:4GB亲民,8GB亦有用武之地
综上所述,我们可以明确地得出一个结论:
1080P分辨率下,GPU核心能够负载得起,那么4GB显存在全特效下尚且够用,即便是在“爆显存”的瓶颈状态下,RX 480 4GB也能基本保持与RX 480 8GB一样的帧数,但是会有较频繁的卡顿,载入时间更长的现象,场景物体出现时间延长,这些对于FPS游戏来说体验影响较大,这也是众多网友抱怨在很多游戏中出现卡顿的原因。
2K分辨率下,RX 480 4GB和RX 480 8GB之间的差距开始出现,RX 480 4GB略显疲态,8GB显存的优势逐渐体现,能提供更好的游戏体验。
4K分辨率下,RX 480 GPU核心性能已经不堪负荷,即便是8GB显存也满足不了需求,游戏处于不可玩状态,很多场景物体会延迟或者突然出现,游戏体验十分糟糕,可以说仅供体验和测试。
其实厂商在设计每一款显卡的时候已经对其有一个明确定位,绝大部分大显存的显卡都会搭配与其性能匹配的GPU核心,毕竟需要大显存的游戏场景,必定对GPU核心性能有一定的要求。对于RX 480这样的定位中高端显卡来说,4GB显存即可满足你在1080P下绝大部分的游戏需求,并不会存在性能上的瓶颈。而 8GB的存在意义就是为了在2K分辨率下,FPS游戏中换取更流畅的游戏体验;4K分辨率就只是“镜中花,水中月”而已,两者都不能胜任,看看就好。
购买建议
如果说你是一名网游爱好者,或者是1080P分辨下进行单机游戏,它们共同特点就是对显存需求并不那么敏感,RX 480 4GB显然更加适合你,1599元的起步价就能够让你在绝大部分游戏下获得流畅的游戏体验。
如果你想尝鲜2k分辨率,RX 480 8GB才是你的菜了,额外4GB的显存能够帮助你更快地载入游戏场景,在全开最高特效下获取更高帧数,游戏体验更加优异。
如果你是4K党,显然RX 480这样的核心性能已经无法满足你对画质极致追求的胃口,即使8GB显存也只是一个花瓶,你需要做的是换一张性能更好的显卡,或者是考虑RX 480交火。
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