¿Cuánto rendimiento puede ganar una GPU dependiendo del bus de VRAM?
Igual que sucede con el procesador de nuestro PC, la GPU de nuestra tarjeta gráfica necesita del uso de memoria VRAM para poder funcionar. Y, para comunicarse con esta, es necesario el uso del bus de VRAM. Salvo que, a diferencia del bus de memoria RAM, existen muy diferentes anchos de banda en este bus de memoria. Y los diferentes anchos de banda, afectan directamente al rendimiento de la gráfica. En este artículo veremos cuál es la relación entre estos conceptos.
La interfaz de la memoria VRAM de nuestra tarjeta gráfica hace referencia al ancho del bus de memoria VRAM. Este bus se suele expresar por el número de bits de datos que es capaz de enviar y/o recibir desde la VRAM de la gráfica. Es decir, un bus de memoria de 256 bits es capaz de enviar y recibir hasta 256 bits de datos cada ciclo de reloj. Digamos que se podría comparar con el número de carriles de una carretera. Cuanto mayor el número de carriles, mayor la cantidad de coches que pueden circular por ella cada hora.
Cuáles son los anchos del bus de memoria más utilizados
Diferentes categorías de tarjetas gráficas usan diferentes anchos en su bus de memoria, por razones que explicaremos luego. Por el momento, es importante que entendáis la siguiente clasificación:
- 64 y 128 bits: destinadas a la gama más baja de tarjetas gráficas.
- 192 y 256 bits: inicialmente destinadas a la gama media. Ahora 256 bits también se usa para la gama alta.
- 352, 384, 512 y 1024 bits: destinados a la gama alta.
- 1024 bits, 2048 bits y 4096 bits: Utilizado por las memorias del tipo HBM que utilizan amplios anchos de banda a menor velocidad de reloj con tal de reducir el consumo energético por transferencia de datos.
Tanto 64 como 128 bits siempre se han usado para las tarjetas gráficas de la gama de entrada y gama media-baja. De hecho, todavía se da el caso de sacar un modelo de tarjeta gráfica con un tipo de GPU, pero con dos posibles buses de memoria: 128 y 64 bits. Obviamente, esto significa que el modelo con el bus de VRAM más pequeño solía ser más barato. Pero también porque rendía bastante menos que el otro.
¿Cómo se calcula el ancho de banda disponible en una tarjeta gráfica?
Dependiendo del tipo de memoria utilizado el ancho de banda se calcula de una manera u otra:
- HBM: (Cantidad de bits del bus*2*memclk/8).
- GDDR6 (modo estándar): (Cantidad de chips de memoria GDDR6*2 canales*16 bits*memclk*8/8).
- GDDR6 (modo Clamshell o x8):(Cantidad de chips de memoria GDDR6*2 canales*8 bits*memclk*8/8).
Por ejemplo: en el caso de una tarjeta gráfica AMD Radeon RX 5700, sabemos que la memclk VRAM GDDR6 es de 1750 MHz. Y sabemos que su bus de VRAM tiene un ancho de 256 bits, con 8 chips GDDR6 a su alrededor:
(8 chips de memoria*16 bits*2 canale*1750 Mhz*8*)/8= 448 GB/s
¿Qué sucedería si redujéramos el ancho de banda a 192 bits? Pues que, lógicamente, el valor final se vería reducido.
(6 chips de memoria*16 bits*2 canale*1750 Mhz*8*)/8= 336 GB/s
Al tener un ancho de banda inferior, el rendimiento de la tarjeta gráfica se vería, correspondientemente, reducido. Dado que la GPU no podría mandar ni recibir datos desde la VRAM de la tarjeta con la suficiente rapidez.
¿Qué determina el ancho del bus de VRAM?
El ancho del bus de memoria viene determinado por el número de chips de VRAM que monta la gráfica.
Por ejemplo, las tarjetas gráficas NVIDIA GeForce GTX 1060 salieron en dos versiones: una con 6 GB y otra con 3 GB. Ambas versiones tenían un ancho de bus de 192 bits. Sin embargo, la versión de 5 GB salió con un ancho de bus de 160 bits. Esto se debe a que es el número de chips de VRAM va ligado al número de controladores de la GPU y por lo tanto, el bus de la VRAM también va unido al número de chips de memoria en el PCB.
En el caso del modelo de 6 GB, NVIDIA optó por usar 6 chips de 1 GB de capacidad. En el caso del modelo de 3 GB, NVIDIA optó por usar 6 chips de 512 MB de capacidad. A cada uno de los chips les llega una vía de datos de 32 bits. Con el modelo de 5 GB, al poder usar solo 5 chips:
32 x 5 = 160 bits
De ahí el menor ancho del bus de datos de la VRAM. Igualmente, el cálculo del ancho de banda no determina una mejora exponencial en cuanto a uno mayor frente a otro como podemos pensar. De hecho, es bastante más óptimo subir la frecuencia del núcleo antes de subir la VRAM, ya que el porcentaje de ganancia es bastante más relevante en cuanto a FPS se refiere.
Además, el ganar ancho de banda requiere para compensar precisamente una mayor frecuencia en la GPU, porque la memoria caché no aumenta de tamaño, pero necesita trabajar a mayor velocidad.
