什么是 VRAM（显存）？

视频 RAM（VRAM）就像普通 RAM 一样，但 VRAM 的工作是处理图像，以便显示器能够显示图像。所有类型的 VRAM 都是动态 RAM 的特殊排列。视频 RAM 是计算机和显示器之间的缓冲区，它也被称为帧缓冲。当系统发送图像在屏幕上显示时，它们会被处理器读取到专用的视频 RAM 或集成视频 RAM 中。然后，视频会在 RAM 中进行处理并显示在显示器上。

早期的高性能视频 RAM 类型是双端口的，这意味着当 CPU 正在创建新图像到 VRAM 时，屏幕会从 VRAM 读取以修改其当前显示数据。双端口设计是 20 世纪 80 年代和 90 年代计算机 RAM 和视频 RAM 之间的主要区别。

多バンク动态 RAM 是一种由 MoSys 构建的高性能 RAM，它将内存分成多个 32KB 的部分或バンク，可以独立访问。传统的 VRAM 是单片的，可以一次访问整个帧缓冲。拥有连续的内存バンク可以同时执行访问，从而提高整体性能。多バンク动态 RAM 也更便宜，因为卡可以只生产适合特定分辨率带宽的量，而不是像许多其他视频 RAM 类型那样需要多兆字节。

同步图形 RAM 是一种相对低成本、时钟同步的 DRAM 视频内存。SGRAM 是单端口内存，但通过同时构建新内存页而不是只构建一个，可以像双端口内存一样工作。

Windows RAM 与 Microsoft Windows 无关。它是一种高性能双端口 VRAM，容量比 VRAM 高约 25%，但成本更低。它具有读取数据以更有效地用于块填充和文本绘制的特性。使用正确的颜色，WRAM 可用于非常高的分辨率。

VRAM 用途

现代显卡使用一种称为 GDDR5 的 SGRAM 变体。顾名思义，GDDR5 是 RAM 双倍数据速率。DDR4 在今天的电子产品中用作机器 RAM。

VRAM 和设备 RAM 之间的唯一关键区别在于速度和模仿双端口功能的潜力。VRAM 非常适合需要查看复杂纹理图像或渲染基于多边形的三维结构的应用程序。视频游戏或 3D 图形设计软件是这些应用程序最常见的示例。

系统中显卡上的 VRAM 数量对于运行复杂数据处理功能的任务几乎不重要。

显存（VRAM）对游戏的重要性

VRAM 在游戏性能方面起着重要作用，例如加载时间和图像质量。要在各种分辨率下运行游戏，需要特定级别的 VRAM。以 1920*1080 分辨率渲染大型 AAA 游戏与以 4K UHD 质量渲染游戏不同，后者需要额外的图形内存（例如 6GB、8GB、12GB）。需要额外的视频 RAM 才能正确渲染高质量图像，否则，用户尝试渲染的纹理和图像将使视频 RAM 过载，导致 GPU 将数据溢出到 RAM 中。这可能会导致性能问题。

VRAM 的演变和类型

多年来，视频内存设计者一直在推动芯片技术向前发展，以使内存能够跟上更清晰的显示、更快的刷新率和繁重的图形处理。下面的列表涵盖了现代显卡上仍能找到的主要 VRAM 类型。

1. GDDR（图形双倍数据速率）系列

GDDR3

GDDR3：首次出现在 2000 年代中期的主流高端显卡上，GDDR3 的电压更低，时钟速度比旧的 GDDR2 更高。其稳健的带宽和可管理的延迟组合适合大多数主流游戏和早期的 3D 工作负载。

GDDR4

GDDR4 的带宽和时钟速度略高于 GDDR3，但出货量很低，因为工厂迅速转向了更有前景的 GDDR5。

GDDR5

在 2010 年代，GDDR5 已成为高端游戏电脑和工作站的首选，其引脚速度达到约 8 Gbps，比 GDDR3 带来了巨大的性能提升。

GDDR5X

GDDR5X 的引脚速度峰值接近 14 Gbps，专为超高端显卡设计，可让 4K 游戏和 VR 运行得更凉快、更快。

GDDR6

GDDR6 内存将 GDDR5 的数据速率翻倍，达到每引脚 16 Gbps。结合改进的功耗和更大的容量，它能够处理当今高端 GPU 中的光线追踪和 AI 密集型图形。内置于 NVIDIA 的 RTX 30 系列显卡中，GDDR6X 添加了 PAM4 信号，每个时钟可以传输两倍的数据。这一改进将理论带宽推高到每引脚约 21 Gbps，在当前游戏中具有显著优势。

GDDR6X

HBM（高带宽内存）HBM 直接放置在 GPU 芯片本身旁边，甚至就在芯片上，从而创建了一个紧密、快速的链接。由于芯片堆叠并通过硅通孔（TSV）连接，它们能够提供数百 GB/s 的带宽，同时消耗更少的功率并显示更低的延迟。相比之下，GDDR 分布在宽总线上，因此这两种技术服务于不同的细分市场。

2. HBM（高带宽内存）

HBM 是一种放置在 GPU 芯片非常近的位置或相同封装中的内存类型。它提供极高的带宽（数百 GB/s），同时功耗更低，延迟更低。与分布在宽总线上的 GDDR 内存不同，HBM 将内存芯片垂直堆叠，并使用硅通孔（TSV）连接它们。

HBM 与 GDDR 的比较

• HBM 在带宽和效率方面优于 GDDR，但其制造成本高昂且复杂。
• GDDR 仍然更经济实惠，也更容易集成到消费类显卡中。您主要在工作站、数据中心和机器学习设备中使用 HBM2 和 HBM2e。

VRAM 与系统 RAM 的对比

虽然 VRAM 和系统 RAM 都充当临时内存，但它们的工作和对性能的影响却大不相同。

在依赖集成显卡的机器中，GPU 会借用系统 RAM 的一部分，这可以节省成本，但通常会在繁重的工作负载中扼杀帧速率。

VRAM 如何影响不同应用

VRAM 位于每张显卡上，对图像在屏幕上移动的速度和清晰度起着重要作用。人们通常将其与游戏联系起来，但许多重型软件视频编辑器、细节需求高的 3D 艺术家和繁忙的机器学习模型同样依赖于此内存。下面快速概述一下额外的 VRAM 对最常见任务的好处。

1. 游戏

游戏 在游戏中，VRAM 充当一个短期文件柜，所有图形文件在动作进行时都存储在此处。像《荒野大镖客 2》、《赛博朋克 2077》和《微软飞行模拟》这样的现代大片会加载超高清纹理、变化的灯光和巨大的探索世界。仅加载中等预设的纹理就可能占用 6GB，而高端配置的电脑几乎毫不费力地就会超过 12GB。对于要求不高的游戏。

屏幕分辨率与资源大小一样重要。从 1080p 跳转到 1440p 或 4K，就需要存储数百万个额外的独立像素。再添加一个抗锯齿技巧来柔化粗糙边缘，内存占用就会再次膨胀。更高的绘制距离和阴影保真度设置，用于勾勒场景的清晰或黑暗部分，会进一步提高需求。当 VRAM 不足时，玩家会看到卡顿、掉帧或模糊的纹理延迟加载，从而破坏了流畅性。

2. 视频编辑和渲染

视频编辑和渲染 Adobe Premiere Pro、DaVinci Resolve 和 After Effects 等程序在拥有充足 VRAM 时表现尤为出色。当您剪辑或调色高分辨率素材（4K、6K 甚至 8K）时，GPU 需要空间来同时存储多个视频流和高质量素材。例如，流畅的时间线播放取决于将多层视频数据保存在显卡的内存中。

像色彩校正、色度键控或运动跟踪这样的效果会给芯片带来很大压力，并迅速消耗 VRAM。额外的内存还可以通过让 GPU 处理 CPU 原本要完成的任务来加速导出。对于 4K 工作，8GB 是一个安全的起点。对于 6K 或 8K 项目，许多专业人士会寻找具有 12GB、16GB 或更多内存的显卡。

3. 3D 建模和 CAD

3D 建模和 CAD 在 Blender、AutoCAD 或 SolidWorks 等 3D 软件包和 CAD 软件中，充足的 VRAM 可以让即使在复杂场景中进行导航、平移和实时模拟也能保持稳定。这些程序将几何数据、纹理、灯光和着色器加载到内存中，以便 GPU 可以快速处理它们，而无需访问较慢的系统 RAM。对于轻量级建模或中等作业，4GB 到 6GB 通常就足够了。然而，当涉及高多边形模型、大型地图或动画渲染时，8GB 到 24GB 或更多就成为理想选择。

4. 机器学习和 AI

机器学习和 AI 机器学习，尤其是深度学习 AI，处理内存的速度非常快，因为它一次处理大量数据和大型模型。TensorFlow、PyTorch 和 CUDA 等框架将模型权重、输入数据集和所有中间计算保存在 VRAM 中，以便它们能够以闪电般的速度运行。

训练甚至微调 GPT 或 BERT 等流行模型通常至少需要 12GB 的板载内存。尽管一些显卡可以通过虚拟内存分页将额外数据溢出到系统 RAM 中，但这样做会降低速度，因为该总线的速度远慢于本地 VRAM。

优化 VRAM 使用的技巧

优化 VRAM 使用的技巧 无论您是玩游戏、编辑视频还是制作 3D 模型，保持 VRAM 使用量在可控范围内都很重要；没有人喜欢卡顿或意外崩溃。这些简单的提示有助于在不明显降低视觉质量的情况下，最大限度地利用内存。

1. 降低分辨率设置： 提高纹理清晰度和阴影细节会几乎立即占用显存。将这些选项调回中等到低级别，在大多数地方看起来仍然不错，并为更重的资源腾出空间。
2. 降低纹理和阴影质量： 高分辨率贴图加上复杂的阴影会迅速吞噬 VRAM。控制它们的细节可以节省内存，并可以减轻卡顿或 durante 游戏期间烦人的纹理弹出。
3. 禁用不必要的特效： 动态模糊、景深、泛光甚至环境光遮蔽等功能能使画面赏心悦目，但很少能提高游戏性或生产力。禁用这些额外的功能可以减轻内存负担，并通常会提高帧速率。
4. 监控使用情况： 密切关注使用情况。MSI Afterburner、GPU-Z 或内置的 Windows 任务管理器等工具可以实时显示 VRAM，并帮助您发现不健康的峰值。了解哪些设置或程序占用内存最多，可以帮助您更明智地进行调整，以获得更流畅的性能。

您需要多少 VRAM？

用于游戏

用于专业工作

集成与独立 VRAM

集成显卡

• 共享系统 RAM。
• 性能较低。
• 在经济型笔记本电脑和办公台式机中找到。
• 适用于轻度游戏、流媒体和浏览。

独立显卡

• 拥有自己的 VRAM。
• 性能更优。
• 在游戏 PC、工作站和高端笔记本电脑中找到。

示例：NVIDIA GTX 1660（6GB GDDR5）与 Intel UHD 620（共享 RAM）。独立显卡在游戏和渲染任务中的表现始终优于集成显卡。

视频 RAM 的未来趋势

视频 RAM 的未来趋势 随着游戏、AI 和创意软件对图形芯片的要求越来越高，位于这些芯片最近的内存 VRAM 正在迅速变得更智能、更快。以下是关于板载视频内存未来发展方向的快速概览。

1. GDDR7 及更高版本： 即将推出的 GDDR7 标准将改写速度规则，在原始性能和功耗效率方面都有重大飞跃。早期数据显示，传输速率接近每引脚 32 Gbps，远远超过 GDDR6。如此高的带宽将使 8K 游戏、实时光线追踪和复杂的物理模拟等繁重工作变得流畅且响应迅速。更好的是，GDDR7 设计旨在以更低的电压提供更高的吞吐量，这一优势将受到游戏机制造商、顶级 GPU 和专业设备的欢迎。
   
2. AI 优化的 VRAM： 由于 AI 已渗透到从 台式机工具到数据中心的各种设备中，未来的显卡将配备针对这些工作负载优化的内存。期待更智能的带宽路由、快速访问通道以及为适应大型模型和数据集而设计的布局。这些改进应会缩短训练和推理时间，从而使计算机能够在相同时间内完成更多工作。
3. 统一内存架构： 像 Apple M 系列中的统一内存芯片将 CPU 和 GPU 整合到同一个内存池中，让批量数据并排存储，而不是来回跳转。由于所有内容都存储在一个空间中，因此延迟会降低，总线流量会减少，并且两个处理器都可以充分利用带宽。期望这种设计将扩展到更多的笔记本电脑、台式机和工作站，让普通用户以更少的内存浪费感受到专业级的速度。
4. 模块化和可扩展 VRAM： 模块化，谁曾想过？数据中心构建者已经开始关注它，设想带有插槽的显卡，可以像我们升级系统 RAM 一样升级视频内存；这个选项仍然仅限于实验室。如果这个想法进入我们的桌面，爱好者就可以添加 8GB 或更换 32GB 套件，这样 GPU 就能为大型渲染、AI 任务或下一代大型游戏提供更多空间。

比较消费级和企业级 GPU 的 VRAM

在为家庭游戏、流媒体或专业 3D 工作选择显卡时，了解每个系列的内存行为是成功的一半。面向消费者的显卡——熟悉的 NVIDIA GeForce 和 AMD Radeon RX 系列——配备了高速 GDDR6 或 GDDR6X 芯片，专为极快的刷新率、流畅的帧时间以及光线追踪或可变速率着阴影等功能而设计。

相比之下，工作站级 GPU（在企业服务器或研究实验室中找到）——NVIDIA Quadro 卡、AMD Radeon Pro 单位或专注于数据的 A100——非常重视庞大的 VRAM 池，容量从 16GB 到 80GB 不等，内置 ECC 内存用于捕获和修复错误，以及能够不间断地传输数据。

关键区别

对于处理大型数据集或需要实时渲染场景的编码人员、设计师或工程师来说，多花一点钱购买这些高内存的强大设备之一，可以缩短等待时间并保持整个项目顺利进行。

操作系统中的 VRAM 分配

操作系统中的 VRAM 分配 在不同的平台（尤其是在使用板载芯片时）上，RAM 的行为方式有所不同。每个系统都以自己的方式管理内存的分配、使用和释放，而这些选择会影响帧速率、渲染时间和整体速度。

Windows

在 Windows 机器上，系统内存可以即时分配给集成显卡，这是大多数用户从未见过的一个功能。当游戏或视频编码运行时，部分 RAM 会被悄悄地分配出去，以便 iGPU 获得所需的空间，而不会减慢 CPU 的速度。

想要手动调整的用户仍然可以进入 BIOS 或 UEFI 并为芯片设置固定的视频内存量。这个选项在那些缺乏独立显卡但有时仍能处理繁重图形负载的老式笔记本电脑上尤其有用。Windows 任务管理器还会显示 GPU 内存的使用量，因此任何好奇的人都可以在运行游戏时查看这些数字。

macOS

基于 Apple Silicon（M1、M2 及更高版本）的新款 Mac 使用该公司所谓的统一内存架构。在这里，CPU 和 GPU 从同一个快速、低延迟的 RAM 池读取，而不是从不同的部分读取。由于这种安排，没有固定的 VRAM 限制；操作系统会在工作负载发生变化时重新分配内存，在后台切换档位。对于创作者来说，这意味着视频编辑、3D 渲染和其他内存密集型任务运行得更顺畅，因为系统在需要时恰好分配了正确的内存量。

Linux

在 Linux 机器上，VRAM 的处理效果在很大程度上取决于您安装的图形驱动程序。Mesa 等开源堆栈为许多显卡提供了强大的支持，而 NVIDIA 驱动程序等专有软件包则提供了您可能需要的额外速度和低级选项。

内核可以处理内置和独立 GPU，并可以使用 Vulkan、OpenCL 或 CUDA 作为粘合剂将繁重的渲染任务转移到独立芯片上。像 Nvidia-semi 或 rade-ontop 这样的命令行工具，以及 GreenWithEnvy 这样的桌面监视器，允许您实时查看和调整 VRAM 使用情况，因此许多开发者和艺术家仍然选择 Linux。

VRAM 和光线追踪

VRAM 和光线追踪 光线追踪在 3D 空间中模拟真实世界的光线传播，产生逼真的反射、阴影和柔和的光照。因为它计算每一束光线，所以该技术会迅速耗尽 GPU 及其 VRAM。光线追踪所需的 VRAM。

光线追踪所需的 VRAM

• 光线追踪所需 的自定义着色器非常占用资源；在 1440p 或 4K 分辨率下，它们需要大量内存才能加载场景。
• 如今，使用完全实时光线追踪控件的游戏，如《赛博朋克 2077》和《我的世界》，需要 8GB 到 16GB 的 VRAM 才能获得最佳流畅度和质量。
• Unreal Engine 5 等新引擎将渲染推向了更远，加载了超现实的模型和高级光照，这需要显卡上的巨大内存。
• 这些数据——巨大的纹理、复杂的光照贴图和移动的阴影——必须存储在 VRAM 中，否则玩家在高级设置下会看到卡顿、伪影或掉帧。

为了挤出额外的帧，大多数当前显卡都依赖 NVIDIA 开发的一项称为 DLSS（深度学习超级采样）的功能。简单来说，DLSS 允许游戏以较低的内部分辨率运行，然后使用机器学习算法将其图像放大到显示器尺寸。由于游戏一开始处理的像素较少，VRAM 和 GPU 的负载会降低，但图像仍然接近甚至等于原生渲染的效果。

VRAM 的误区和误解

关于 VRAM 仍然存在许多误区，使得显卡选购或基准测试比应有的更复杂。

1)“更多的 VRAM 总是意味着更好的性能。”

 - **错误**。额外的内存只有在游戏或应用程序实际填满它时才有帮助。如果工作负载在 4GB 时就满了，那么增加到 12GB 会给你带来余量，但不会带来任何速度提升。显卡的实际速度来自其芯片设计、时钟速率、内存带宽以及核心数量。

2)“VRAM 可以像 RAM 一样升级。”

 - **错误**。与系统 RAM 不同，VRAM 直接焊接到 GPU 上，用户无法升级。要增加 VRAM，必须安装新的显卡。

3)“集成显卡不需要 VRAM。”

 - **错误**。集成 GPU（iGPU）使用系统 RAM 作为视频内存。这可能会在图形密集型任务期间对 GPU 和 CPU 的性能产生负面影响，因为它们共享同一个内存池。

4)“低 VRAM 只会影响游戏。”

 - **错误**。VRAM 对于许多 GPU 加速任务至关重要，包括 3D 渲染、视频编辑、AI 模型训练和模拟。VRAM 不足可能导致在各种专业和创意应用程序中出现速度慢、崩溃或质量下降。

根据 VRAM 需求选择 GPU

选择合适的 GPU 在很大程度上取决于您的预期用途以及您的任务需要多少 VRAM。以下快速指南可以帮助您进行选择：

• 休闲用户：如果您的活动仅限于网络浏览、视频流和使用办公应用程序，那么像 Intel UHD 或 AMD Vega 这样的集成显卡就足够了。它们使用系统 RAM 作为共享 VRAM，通常在 2GB-4GB 左右。
• 入门级游戏玩家：以中等设置玩 1080p 游戏需要像 NVIDIA GTX 1650 或 AMD RX 6500 XT 这样的经济型 GPU。这些卡配备 4GB-6GB VRAM，足以应对要求不高的游戏。
• 硬核游戏玩家：对于更高分辨率（1440p）、VR 或以高设置玩游戏，请考虑 RTX 3060 或 RX 6700 XT 等 GPU。它们提供 8GB-12GB VRAM，支持更流畅的游戏体验和更好的视觉效果。
• 创作者和专业人士：4K 视频编辑、3D 建模和 CAD 设计等任务需要 RTX 3080 或 Quadro RTX 5000 等强大 GPU。这些 GPU 通常提供 12GB-24GB VRAM，用于处理大型资源和渲染任务。
• AI 研究人员和开发人员：深度学习和大规模模型训练需要顶级 GPU，如 RTX 4090、A100 或 H100，它们提供 24GB 至 80GB 的海量 VRAM 容量，非常适合高效处理大型数据集。

结论

VRAM 是当今计算领域的重要组成部分，特别是随着数字内容变得越来越具视觉复杂性和数据密集性。无论您是游戏玩家、内容创作者、工程师还是研究人员，了解 VRAM 都能帮助您做出明智的硬件选择，优化性能，并为未来的工作负载做好规划。

随着 HBM2e、GDDR6X 和即将到来的 GDDR7 等创新，VRAM 的未来有望实现更快的速度、更高的效率以及与 AI 驱动型应用程序的更深入集成。选择合适数量和类型的 VRAM 可以确保您的系统可靠运行——无论您是玩 4K 游戏、编辑电影级视频，还是训练神经网络。

常见问题解答 - VRAM

1. VRAM 和系统 RAM 有什么区别？

VRAM（视频 RAM）是一种专用内存，用于处理图形数据以进行显示，而系统 RAM 则负责通用计算任务。VRAM 针对 GPU 的高速访问进行了优化，通常具有双端口功能（在某些类型如传统 VRAM 和 WRAM 中），以允许同时读/写操作。而系统 RAM 是单端口的，与 CPU 共享。

此外，VRAM 在图形工作负载方面通常更快，但每 GB 的价格比系统 RAM 更高。

2. VRAM 如何影响游戏性能？

VRAM 存储纹理、着色器和帧缓冲，因此 VRAM 不足可能导致卡顿、纹理弹出或 FPS 下降——尤其是在更高的分辨率（例如 4K）下。例如，现代 AAA 游戏在 1080p 下可能需要 6GB VRAM，而 4K 游戏通常需要 8GB-16GB。如果 VRAM 被耗尽，GPU 会将数据溢出到较慢的系统 RAM 中，导致性能瓶颈。

3. GDDR6 和 HBM 内存之间有什么主要区别？

GDDR6 具有成本效益，使用宽总线，常见于消费级 GPU（例如 NVIDIA RTX 30 系列），提供高达每引脚 16 Gbps 的速度。HBM（高带宽内存）将内存垂直堆叠在 GPU 核心附近，提供更高的带宽（数百 GB/s）和更低的功耗，但成本更高。HBM 通常用于专业/工作站 GPU（例如 AMD Instinct、NVIDIA A100）。

4. 您可以像升级系统 RAM 一样升级 VRAM 吗？

不可以，VRAM 焊接到 GPU 上，无法单独升级。要增加 VRAM，您必须更换整个显卡。一些集成 GPU 会共享系统 RAM，但独立 GPU 具有固定的 VRAM 容量（例如 8GB GDDR6）。

5. 我需要多少 VRAM 才能进行 3D 渲染或 AI 等专业工作？

对于 4K 视频编辑，建议使用 **8GB-12GB**；对于复杂的 3D 建模/CAD，建议使用 8GB-16GB。机器学习/AI 任务（例如训练神经网络）通常需要 12GB-24GB+（例如 NVIDIA RTX 4090 或数据中心 GPU 如 A100）。VRAM 不足可能导致崩溃或迫使系统使用较慢的虚拟内存。