VRAM oder Video Random Access Memory ist ein stiller, aber unverzichtbarer Held in unseren Computern. Diese spezielle Form von RAM spielt eine entscheidende Rolle bei der Wiedergabe der atemberaubenden Grafiken, die wir in Videospielen, Filmen und professionellen Anwendungen finden. Aber was genau ist VRAM und wie unterscheidet es sich von seinem nahen Verwandten RAM?
Die Ursprünge des Video Random Access Memory lassen sich bis in die Anfänge der Computergrafik zurückverfolgen, als die Grafikverarbeitung noch in den Kinderschuhen steckte. In den späten 1970er und frühen 1980er Jahren wurde Computergrafik hauptsächlich in Forschung und Entwicklung eingesetzt, mit wenigen Anwendungen im Verbraucherbereich. Die Grafikverarbeitung erfolgte damals mit Großrechnern oder spezieller Hardware wie Vektorgrafikterminals.
Als Personalcomputer in den 1980er Jahren immer beliebter wurden, verlagerte sich die Grafikverarbeitung zunehmend auf PCs. Der begrenzte Speicher und die Rechenleistung der damaligen PCs machten die Grafikverarbeitung jedoch zu einer erheblichen Herausforderung. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Hersteller spezielle Grafikkarten entwickelt, die in PCs eingebaut werden können, um die Grafikverarbeitung von der CPU zu entlasten. Diese frühen Grafikkarten verwendeten Standard-RAM zum Speichern von Grafikdaten, stießen jedoch aufgrund der langsamen Zugriffszeiten und der geringen Bandbreite des herkömmlichen RAM schnell an Einschränkungen.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurden Mitte der 1980er Jahre die ersten dedizierten Video-Random-Access-Memory-Chips entwickelt. Diese Chips wurden speziell für schnelle Direktzugriffsmuster entwickelt, die bei der Grafikwiedergabe typisch sind, mit schnelleren Lese- und Schreibgeschwindigkeiten als herkömmlicher RAM. Die Einführung des Video Random Access Memory ermöglichte es Grafikkarten, größere Texturen, Farben und 3D-Modelle zu speichern, was zu einer deutlichen Verbesserung der Grafikqualität führte.
In den folgenden Jahren entwickelte sich der Video-Random-Access-Speicher weiter und verbesserte sich. Neue Technologien wie GDDR (Graphics Double Data Rate) und HBM (High Bandwidth Memory) wurden eingeführt, die noch höhere Übertragungsraten und einen geringeren Stromverbrauch bieten. Heutzutage ist VRAM ein wesentlicher Bestandteil der modernen Grafikverarbeitung und wird in allen Bereichen eingesetzt, von Gaming-PCs bis hin zu professionellen Workstations und Rechenzentren.
Trotz seiner Bedeutung bleibt VRAM für die meisten Benutzer weitgehend unsichtbar. Nur wenige Menschen außerhalb der Computerhardwarebranche sind sich der Feinheiten der Video-Random-Access-Memory-Technologie bewusst, dennoch spielt sie eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung der atemberaubenden Bilder, die wir jeden Tag genießen.
Was ist VRAM?
VRAM steht für Video Random Access Memory. Dabei handelt es sich um einen speziellen RAM-Typ, der zum Speichern von Bilddaten für eine Computeranzeige verwendet wird. Es dient ausschließlich der Bewältigung der grafischen Anforderungen von Anwendungen wie Videospielen und Videobearbeitungssoftware. Es wird direkt in die Grafikkarte integriert und dient als Hochgeschwindigkeitspuffer zwischen der GPU und dem Display.
Es ist für eine Vielzahl von Aufgaben wichtig, besonders wichtig ist es jedoch beim Spielen. Videospiele erfordern häufig große Mengen VRAM zum Speichern von Texturen, Modellen und anderen grafischen Daten. Wenn eine Grafikkarte nicht über genügend VRAM verfügt, muss sie einige dieser Daten in den System-RAM verlagern, was die Leistung erheblich beeinträchtigen kann.
Wie viel davon Sie benötigen, hängt von der Art der Spiele und Anwendungen ab, die Sie verwenden. Für die meisten Gamer sind 8 GB VRAM ein guter Ausgangspunkt. Wenn Sie jedoch anspruchsvolle Spiele mit hohen Auflösungen spielen oder mehrere Monitore verwenden, benötigen Sie möglicherweise mehr VRAM, da VRAM nach dem folgenden Prinzip funktioniert:
- Die GPU sendet Daten an den VRAM, der sie in einem Puffer speichert
- Die GPU greift dann auf die Daten im VRAM-Puffer zu, um Bilder und Videos zu rendern
- Die gerenderten Bilder und Videos werden dann an das Display gesendet
Dieser Vorgang erfolgt sehr schnell, viele Male pro Sekunde, um ein reibungsloses und nahtloses visuelles Erlebnis zu gewährleisten.
Wie unterscheidet sich VRAM vom RAM?
Obwohl es sich bei beiden um RAM-Typen handelt, haben sie unterschiedliche Zwecke und Eigenschaften.
RAM ist ein Allzweckspeicher, der von der CPU zum Speichern aktuell verwendeter Daten und Programme verwendet wird. Die CPU greift sehr häufig darauf zu und muss daher sehr schnell sein.
Video Random Access Memory hingegen ist speziell für die Grafikverarbeitung konzipiert. Es wird zum Speichern von Texturen, Modellen und anderen grafischen Daten verwendet, die die GPU zum Rendern von Bildern und Videos benötigt. Video-Random-Access-Memory muss ebenfalls sehr schnell sein, muss aber nicht so universell einsetzbar sein wie RAM.
Hier ist eine Tabelle, die die wichtigsten Unterschiede zwischen VRAM und RAM zusammenfasst:
| Charakteristisch | VRAM | RAM |
| Zweck | Grafikverarbeitung | Allzweckspeicher |
| Zugriffsgeschwindigkeit | Sehr schnell | Sehr schnell |
| Kapazität | Normalerweise niedriger als RAM | Normalerweise höher als VRAM |
| Kosten | Teurer als RAM | Günstiger als VRAM |
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen VRAM und RAM besteht darin, dass Video-Random-Access-Memory typischerweise über zwei Ports verfügt, während RAM über einen Single-Port verfügt. Das bedeutet, dass VRAM gleichzeitig gelesen und geschrieben werden kann, während RAM nur gleichzeitig gelesen oder beschrieben werden kann. Dadurch ist VRAM ideal für die Grafikverarbeitung, bei der die GPU in der Lage sein muss, sehr schnell auf große Datenmengen zuzugreifen und diese zu verarbeiten.
VRAM befindet sich typischerweise auch auf der Grafikkarte, während RAM auf dem Motherboard untergebracht ist. Dies liegt daran, dass die GPU sehr schnell auf den VRAM zugreifen können muss und sich daher physisch in der Nähe der GPU befinden muss.
Welche Bedeutung hat VRAM für professionelle Workloads?
VRAM (Video Random Access Memory) ist für professionelle Workloads wichtig, da es der GPU ermöglicht, große Datenmengen schnell zu speichern und darauf zuzugreifen. Dies ist für Aufgaben wie 3D-Rendering, Videobearbeitung und wissenschaftliches Rechnen unerlässlich.
Beim Rendern einer 3D-Szene muss die GPU beispielsweise Texturen, Modelle und andere grafische Daten speichern und darauf zugreifen. Wenn die GPU nicht über genügend Video-Random-Access-Speicher verfügt, muss sie einige dieser Daten in den System-RAM verlagern, was die Leistung erheblich beeinträchtigen kann.
Die Videobearbeitung ist ein weiterer professioneller Arbeitsaufwand, der von ausreichend Video-Random-Access-Memory profitiert. Beim Bearbeiten eines Videos muss die GPU die Videobilder sowie alle hinzugefügten Effekte speichern und darauf zugreifen. Wenn die GPU nicht über genügend Video-Random-Access-Speicher verfügt, muss sie einige dieser Daten in den System-RAM verlagern, was zu Stottern oder Einfrieren der Wiedergabe führen kann.
Wissenschaftliches Rechnen ist ein weiterer Bereich, in dem Video-Random-Access-Memory wichtig ist. Viele wissenschaftliche Anwendungen nutzen die GPU, um komplexe Berechnungen durchzuführen. Für diese Berechnungen muss die GPU häufig große Datenmengen speichern und darauf zugreifen. Wenn die GPU nicht über genügend VRAM verfügt, muss sie einige dieser Daten in den System-RAM verlagern, was die Leistung beeinträchtigen und sogar zu Fehlern führen kann.
Hier sind einige konkrete Beispiele dafür, wie Video Random Access Memory in professionellen Workloads verwendet wird:
- 3D-Rendering: Es ist wichtig für die Darstellung von 3D-Szenen, wie sie beispielsweise in Filmen, Videospielen und Architekturdesign verwendet werden
- Videobearbeitung: Wird zum Speichern und Zugreifen auf Videobilder sowie alle hinzugefügten Effekte verwendet
- Wissenschaftliches rechnen: Es wird verwendet, um komplexe Berechnungen durchzuführen, wie sie beispielsweise bei der Klimamodellierung und der Arzneimittelforschung verwendet werden
- Bildverarbeitung: Wird zum Speichern und Zugreifen auf Bilder sowie alle angewendeten Filter oder Effekte verwendet
- Maschinelles Lernen: Es wird zum Trainieren und Ausführen von Modellen für maschinelles Lernen verwendet, die für Aufgaben wie Bilderkennung und Verarbeitung natürlicher Sprache verwendet werden
Wie viel davon Sie für professionelle Workloads benötigen, hängt von den spezifischen Anwendungen ab, die Sie verwenden, und von der Art der Projekte, an denen Sie arbeiten.
Ist mehr VRAM immer besser?
Mehr davon ist bei beruflicher Auslastung nicht immer besser, kann aber bei bestimmten Aufgaben hilfreich sein. Wenn Sie beispielsweise mit großen 3D-Modellen oder hochauflösenden Videos arbeiten, kann mehr Video-Random-Access-Speicher die Leistung verbessern, indem der GPU ermöglicht wird, mehr Daten zu speichern und darauf zuzugreifen, ohne sie in den System-RAM verlagern zu müssen.
Es gibt jedoch einen Punkt, an dem mehr Video-Random-Access-Memory keinen nennenswerten Leistungsvorteil mehr bietet. Dies liegt daran, dass auch die GPU über genügend Rechenleistung verfügen muss, um die Arbeitslast zu bewältigen. Wenn die GPU nicht über genügend Rechenleistung verfügt, macht das Hinzufügen von mehr Video-Random-Access-Speicher keinen Unterschied.
Im Allgemeinen ist es für professionelle Workloads am besten, so viel wie möglich davon zu haben, aber es ist wichtig, eine Grafikkarte zu wählen, die über ein ausgewogenes Verhältnis von Video-Random-Access-Memory und Rechenleistung verfügt.
So überprüfen Sie die VRAM-Kapazität
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Video-Random-Access-Memory-Kapazität Ihres Computers zu überprüfen:
Verwenden der Windows-Einstellungen:
- Öffnen Sie das Startmenü und geben Sie „Einstellungen“ ein.
- Klicken Sie auf „System“
- Klicken Sie auf „Anzeigen“
- Klicken Sie auf „Erweiterte Anzeigeeinstellungen“
- Klicken Sie auf „Eigenschaften des Anzeigeadapters für Anzeige 1“.
Suchen Sie im neuen Fenster nach der Zeile „Dedizierter Videospeicher“. Dies ist die Menge an Video-Random-Access-Speicher, über den Ihr Computer verfügt.
Verwenden des DirectX-Diagnosetools:
- Öffnen Sie das Startmenü und geben Sie „dxdiag“ ein.
- Klicken Sie auf die Registerkarte „Anzeige“.
- Suchen Sie im Abschnitt „Gerät“ nach der Zeile „Speicher anzeigen“. Dies ist die Menge an Video-Random-Access-Speicher, über den Ihr Computer verfügt
Wenn Sie über mehrere Monitore verfügen, müssen Sie die VRAM-Kapazität für jeden Bildschirm separat überprüfen. Wiederholen Sie dazu einfach die oben genannten Schritte für jede Anzeige.
Ist es möglich, den VRAM zu erhöhen, ohne die GPU zu wechseln?
Ja, es ist möglich, den VRAM zu erhöhen, ohne die GPU zu wechseln. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten:
Aktualisieren Sie den vorhandenen VRAM
Bei einigen Grafikkarten können Sie den VRAM aufrüsten, indem Sie der Karte weitere Speicherchips hinzufügen. Dies kann durch den Austausch der vorhandenen VRAM-Chips durch solche mit höherer Kapazität oder durch das Hinzufügen neuer Chips zur Karte erreicht werden.
Allerdings ist diese Option möglicherweise nicht für alle Grafikkarten verfügbar und es sind möglicherweise einige technische Fachkenntnisse erforderlich, um das Upgrade durchzuführen.
Verwenden Sie ein VRAM-Erweiterungsmodul
Einige Grafikkarten verfügen über ein zusätzliches Video-Random-Access-Memory-Erweiterungsmodul, das installiert werden kann, um den Video-Random-Access-Memory zu vergrößern. Diese Module werden normalerweise in den Speichersteckplatz der GPU gesteckt und bieten zusätzliche VRAM-Kapazität.
NVIDIA stellt seinen brandneuen GH200 Superchip vor
Nutzen Sie System-RAM als VRAM
In einigen Fällen ist es möglich, den System-RAM als Video-Random-Access-Speicher zu verwenden. Dies wird als „System RAM-basiertes VRAM“ oder „SRV“ bezeichnet. SRV ermöglicht es der GPU, einen Teil des RAM des Systems als VRAM zu nutzen, was zur Verbesserung der Grafikleistung beitragen kann, wenn der GPU der dedizierte VRAM ausgeht.
Die Verwendung des System-RAM als Video-Random-Access-Memory kann jedoch Auswirkungen auf die Leistung haben, da dadurch möglicherweise die für andere Systemaufgaben verfügbare RAM-Menge verringert wird.
Verwenden Sie eine Hybrid-VRAM-Lösung
Einige neuere Grafikkarten nutzen eine Hybrid-VRAM-Lösung, die die Speichertypen GDDR6 (Graphics Double Data Rate 6) und HBM2 (High Bandwidth Memory 2) kombiniert. Der GDDR6-Speicher fungiert als herkömmlicher Video-Random-Access-Speicher, während der HBM2-Speicher als Cache-Speicher zum Speichern häufig aufgerufener Daten verwendet wird.
Dieser Ansatz trägt dazu bei, die Menge der Datenübertragungen zwischen der GPU und dem Systemspeicher zu reduzieren, was zu einer verbesserten Leistung und einem geringeren Stromverbrauch führt.
Beachten Sie, dass nicht alle Grafikkarten alle diese Optionen unterstützen. Schauen Sie daher unbedingt in der Dokumentation Ihrer spezifischen GPU oder auf der Website des Herstellers nach, um Einzelheiten darüber zu erfahren, welche Optionen für Ihre bestimmte Karte verfügbar sind.
Hervorgehobener Bildnachweis: Racool_studio/Freepik.
