Çoğu kişi yeni bir ekran kartı seçimi yaparken çekirdek sayısı, bellek kapasitesi ve frekans gibi detaylara odaklanır. Bellek bant genişliği genellikle göz ardı edilir lakin performans konusunda belirleyici bir faktördür, birçok şeyi sınırlayabilir.
Genel olarak VRAM’in önemini çoğu kullanıcı bilir, biz bant genişliği meselesine daha detaylıca girelim istedik. Bellek bant genişliği, GPU performansı için çok önemlidir ve render çözünürlüklerini, doku kalitesini ve paralel işlemeyi doğrudan etkiler. Eğer bu genişlik sınırlıysa mikro takılmalara, tutarsız kare oranlarına, özetle düşük performansa sebep olabilir. Bugün grafik belleğiyle ilgili birçok ayrıntıya gireceğiz, özellikle de bant genişliği meselesine odaklanacağız.
Ekran kartı belleği (VRAM) Nedir?
VRAM bir GPU’nun (ekran kartı) bilgi depolamak için kullandığı bellek türüdür. Burada tutulan veriler ekrandaki görüntüleri oluşturmak için kullanılır. Tüm grafik kartları belirli miktarda VRAM içerir ve bu miktar GPU’nun performansını kullanım senaryosuna göre etkileyebilir.
Aslında video belleği standart olarak teknolojik cihazlarda kullanılan belleklerle çok benzer. Yalnızca ekran kartına özel olarak adanmış bir RAM (Random Access Memory) türüdür. VRAM’i bilgisayarın geri kalanıyla birlikte kullanmak mümkün değildir. Bunun yerine grafik yongasının işlerini hızlandırmak için ekran kartı PCB’sine entegre ediliyor.
Normal RAM CPU için veri okuyup depolarken, VRAM aynı işi GPU’nuz için yapar. Her zaman olmasa bile genel olarak, bir ekran kartı ne kadar çok VRAM’e sahipse o kadar yüksek performans gösterir çünkü bilgisayarın RAM’i veya işlemcisiyle olan bağlantısı en aza iner. Başka bir deyişle grafik belleği CPU ile ekranınız arasında bir tampon görevi görür, oyunlarda veya video düzenleme sırasında kare hızlarını etkileyebilir.
Grafik işlemcilerinin bellek taraflı çok farklı gereksinimleri vardır. GPU’lar dokulara, çerçeve arabelleğine (GPU’ya bir karede tek tek pikselleri nereye yerleştireceğini tanımlar), RAM’de depolanan ve nispeten yüksek gecikme süresiyle çalışabilen diğer grafik bilgilerine erişmek için çok fazla bellek bant genişliğine ihtiyaç duyar. Bu nedenle VRAM yalnızca grafik işlemcilere uyacak şekilde özel olarak üretilmekle kalmaz, aynı zamanda GPU’ya fiziksel olarak mümkün olduğunca yakındır.
Modern oyun konsolları, akıllı telefonlar ve Apple’ın M1 bilgisayarları gibi bazı bilgisayar sistemleri “birleşik belleğe” sahip. GPU için bir parça sistem RAM’inin kesilmesi yerine, her iki işlemci de gerektiğinde belleği dinamik olarak paylaşır. Ek bir avantaj olarak, CPU ve GPU’nun her ikisi de aynı veriye ihtiyaç duyarsa, iki farklı bellek setinde iki kopya bulundurmaya gerek kalmaz. PlayStation 5 gibi bu sistemlerin bazılarında birleşik RAM’in tamamı GDDR olarak sunulur. Yani hem CPU hem de GPU, GPU kullanımı için tasarlanmış RAM’i kullanıyor.
Ekran kartlarında bellek bant genişliği nedir?
GPU ve VRAM, grafikleri ekranınıza aktarma sürecinde başrol oynayan iki bileşen. Oyun ve uygulamalarda yüksek grafik performansı istiyorsanız bu ikisinin birbiriyle uyum içinde çalışması gerekiyor. GPU ve GPU belleği arasında bir “veri yolu (bus)” bulunur.
Biz grafik işlerinden sorumlu donanıma ekran kartı diyoruz, çünkü bir baskı devre kartı (PCB) üzerine inşa ediliyor. İşte bu baskı devre kartına entegre olarak gelen, bileşenlerin birbiriyle iletişim kurmasını sağlayan veri yolları var. Özetle veri yolu, bileşenler arasında veri sinyallerini taşıyan fiziksel bir bağlantıdır.
Eğer veri yolu kısıtlıysa, tabiri caizse veriler yeterince hızlı akamazsa bir darboğaz oluşur. Darboğaz oluştuğunda GPU’lar grafik işleme işini yapamaz, bunun yerine boşta kalır. Yani grafik yongası veri işlemek için müsait olsa bile, ulaşması gereken veriler ulaşamadığı için işler aksar. Veri yolu, bant genişliğini etkileyen en önemli faktörlerden biridir.
Genişliği etkileyen birden fazla faktör var. Bant genişliği genellikle Gbps (gigabit per second, saniye başına gigabit) veya GB/s (gigabytes per second, saniye başına gigabayt) gibi birimlerle ölçülmekte. Her zaman video ve makalelerimizde görmüşsünüzdür, sürekli belleklerle ilgili belirli rakamlar veriyoruz.
Bu rakamların hesaplanması birkaçşeye bağlı: Bit cinsinden ölçülen bellek veri yolunun genişliği, ekran kartı belleğinin saat hızı ve veri hızı (DDR6, DDR7). Bu faktörlerden herhangi birinin artırılması toplam bellek bant genişliğine doğrudan olumlu etki edecektir. Ancak elbette büyük bir kazanç istiyorsanız birden fazla faktörün yükselişi çarpan etkisi yaratır.
Özetle GPU bellek bant genişliği, verileri bellekten (VRAM) hesaplama çekirdeklerine ne kadar hızlı taşıyabileceğini belirler. Başka bir deyişle, döngü başına aktarılabilen bit sayısıdır. GPU bellek hızı gibi bir göstergeye bakmak yerine, daha genele hitap eden bant genişliğine bakmak daha temsil edici bir göstergedir. Daha geniş veri yolu, aynı anda daha fazla verinin işlenmesine olanak tanıyarak bant genişliğini artırmakta. Örneğin:
- 128 bit veri yolu (RTX 4060): Daha düşük bant genişliği.
- 384 bit veri yolu (RTX 4090): Daha yüksek bant genişliği.
- 4096 bit veri yolu (HBM destekli GPU’lar): Yapay zeka iş yükleri için olağanüstü bant genişliği.
Bellek bant genişliği nasıl hesaplanır?
GPU bellek bant genişliği şu formül kullanılarak hesaplanıyor:
- Bellek Bant Genişliği = Bellek Veriyolu Genişliği × Bellek Hızı × Veri Hızı
Bunların her biri ne anlama geliyor derseniz:
- Bellek Veriyolu Genişliği (bit cinsinden): 128 bit, 256 bit veya 512 bit gibi bellek arabiriminin genişliği. Eğer bir otoban ne kadar çok şeride sahipse o kadar fazla araç aynı yöne doğru akabilir. Böyle örneklendirebiliriz.
- Bellek Hızı (Gbps cinsinden): Bellek modüllerinin ulaşabildiği saat hızı. Dikkat ettiyseniz her ekran kartındaki bellek hızı aynı değil, büyük farklar görebilirsiniz.
- Veri Hızı: Saat döngüsü başına veri aktarım sayısı. Bellek standardına (GDDR6, GDDR7 gibi) bağlı olarak, bellek yongalarının maksimum ulaşabildiği saat hızları vardır. Örneğin GDDR6X bellekler genelde GDDR6’dan daha yüksek veri hızına sahip.
Diyelim ki 256 bit veri yolu, 16 Gbps bellek hızı ve GDDR6 belleği (2 kat veri hızı) olan bir ekran kartı var. Kağıt üzerindeki maksimum bant genişliği kapasitesi şu şekilde:
- 256×16×2/8=512 GB/s
Bellek bant genişliği neden önemli?
GPU bellek kaynaklarının yetersizliği, küçük bilgi paketlerini CPU/genel bellekten GPU belleğine aktarırken performans darboğazlarına veya gereksiz gecikmelere sebep olabilir. VRAM, içindeki verilerin karmaşık matematiksel, grafiksel ve görsel veri işlemlerine yardımcı olması nedeniyle mühimdir.
Oyun, yapay zeka, render veya hangi iş yükü olursa olsun, bellek bant genişliği her türlü alanda söz sahibi desek yanılmış olmayız. Elbette önemi oyundan oyuna, yazılımdan yazılıma değişiklik göstermekte. Yetersiz bellek bant genişliğinin en büyük zararı, uygulama veya oyununun çözünürlüğünü artırmaya başladığınızda ortaya çıkar.
Misal olarak, 4K çözünürlüğün piksel sayısı 1080p’nin tam dört katı. GPU bu render yükünü kaldırabilecek olsa bile, eğer bant genişliği yetersizse darboğaz yaşanır. Bellekler, grafik yongasının ihtiyaç duyduğu verileri zamanında ulaştıramaz. Yüksek çözünürlüklü dokulara geçerek veya GPU’ya daha fazla veri gönderilmesini gerektiren ayarları artırarak bellek bant genişliği üzerindeki yükü artırabilirsiniz.
Günümüzde GPU’lar render işleminin yanı sıra birçok iş yapıyor. Bir ekran kartında binlerce işlemci ve alt işlemci bulunmakta. Bu bileşenlerin paralel olarak çalışması ve hepsinin ihtiyaç duyduğu verileri alabilmesi için yeterli bant genişliği sağlanması gerek. Zincirdeki herhangi bir bağlantı gecikirse, kartın maksimum performansı doğal olarak sınırlanacaktır.
Uzun lafın kısası, yüksek bellek bant genişliğine sahip bir GPU, özellikle büyük veri kümelerini işlerken sorunsuz performans sağlıyor. Çoğunlukla ekran kartları söz konusu olduğunda oyunlardan örnek veriliyor, fakat GPU’nun kullanıldığı her alanda bant genişliği önemli rol oynamakta:
- Makine öğrenimi: Daha hızlı model eğitimi ve çıkarım.
- Oyunlar: Özellikle yüksek çözünürlük ve yüksek yenileme hızı ayarlarında sorunsuz görüntüleme.
- Video düzenleme ve 3D görüntüleme: Dokuların ve varlıkların daha hızlı yüklenmesi.
- Bilimsel hesaplama: Simülasyonlar için geliştirilmiş veri işleme.
Bellek bant genişliği ve bellek boyutu
Bellek kapasitesi, aynı anda ne kadar veri depolanabileceğini belirler. Daha fazla VRAM’e sahip bir GPU, daha büyük veri kümelerini işleyebilir. Bellek bant nenişliği ise verilerin hareket etme hızını belirliyor. Büyük kapasiteli belleğe sahip ekran kartlarında bile, bant genişliği düşükse darboğaz yaşanabilir. Oyunlar için VRAM, yüksek çözünürlüklü dokular için çok önemlidir. Ancak yapay zeka ve makine öğrenimi için genellikle bellek bant genişliği daha büyük bir performans faktörüdür.
GPU bellek bant genişliği sonradan artırılabilir mi?
Bellek bant genişliğini doğrudan artırmak mümkün değil. Son kullanıcı olarak sadece VRAM overclock yapabilirsiniz. Ancak nihayetinde her belleğin çıkabileceği belirli bir saat hızı ve hız aşırtma payı var. Ayrıca overclock işleminin riskli olduğunu bir kez daha hatırlatalım.
