مقدمه
در بین کنسول‌های مختلف بازی‌، شمار زیادی از افراد، از کامپیوترهای شخصی برای این منظور استفاده می‌کنند. چنین کامپیوتر‌هایی برای اجرای بازی‌های کامپیوتری مدرن در بهترین حالت، باید دارای  پردازنده‌های قدرتمند،حافظه اصلی با سرعت و حجم مناسب و از همه مهم تر کارت گرافیک به روز و سریع باشند.
آمار و تجربه در بین فروشندگان قطعات سخت افزاری کامپیوترهای شخصی، نشان می‌دهد بیشتر افرادی که از کامپیوترهای شخصی خود برای اجرای بازی‌های کامپیوتری نیز استفاده می‌کنند، هزینه ای بین 90 الی 150 هزار تومان را برای خرید کارت گرافیک کنار می‌گذارند.
حال جالب است بدانید، بیشترین تنوع در بین کارت‌های گرافیک با مدل‌های یکسان از نظر سرعت و حجم حافظه و ... در این محدوده قیمت وجود دارد. لذا همواره در بین خریداران نوعی دو دلی وجود دارد که انتخاب نهایی را مشکل می‌سازد.
در این مقاله قصد داریم با اتکا به تست‌های استاندارد و مختلف انتخاب را برای شما آسان‌تر سازیم.

معرفی
قبل از شروع هر گونه توضیح ابتدا لازم است، بخش‌های مختلف و عواملی که در افزایش توانایی و سرعت کارت‌های گرافیک نقش مهمی‌ایفا می‌کنند را نام ببریم.

GPU :
پردازنده گرافیکی که به اصطلاح لاتین Graphic Processing Unit نامیده می‌شود نوعی پردازنده است که بر اساس پردازش موازی کار می‌کنند و بر خلاف CPU که از دستورالعمل‌های(Single Instruction Multiple Data)SIMD  برای پرداش بردار استفاده می‌کنند، از دستورالعمل‌های  (Single Instruction Multiple Thread)SIMTبرای این منظور استفاده می‌کنند.
عوامل زیادی در افزایش تواناییGPU  موثرند، از این موارد می‌توان به تعداد پردازنده‌های جریانی(Stream Processors)‌ به کار رفته در آن، فرکانس هسته و فرکانس پردازنده‌های سایه زن  (Shader Clock)و در نهایت کیفیت و بازدهی معماری به کار رفته در GPU اشاره کرد.

Video Memory
 این حافظه که به اصطلاح Local Video Memory نامیده می‌شود و بر روی بورد کارت گرافیک مستقر است به طور مستقیم با پردازنده گرافیکی (GPU) و به واسطه MCH یا چیپ کنترلر حافظه مادربورد، با پردازنده مرکزی (CPU) و در نهایت  حافظه اصلی سیستم(RAM) در ارتباط است.
Interface یا اصطلاحا درگاهی که این ارتباط را بین حافظه VGA و مادربورد مرتبط می‌سازد، در کامپیوترهای امروزی PCI-Express نام دارد که در نسخه 1.0 ، سرعت تبادل اطلاعات حداکثر 8GB/S و در نسخه 2.0 این مقدار، حداکثر به 16GB/S می‌رسد.
آنچه در نگاه اول از نرخ تبادل اطلاعات، بین حافظه کارت‌های گرافیک و حافظه اصلی سیستم استنتاج می‌شود، این است که تراکنش اطلاعات بین این دو، به اندازه سرعت تبادل اطلاعات بین GPU و حافظه محلی موجود در کارت گرافیک به مراتب اهمیت کمتری دارد. این موضوع دو دلیل عمده دارد:
• پهنای باند حافظه اصلی سیستم در پلتفرم‌های کنونی و رایج کمپانی‌های Intel و AMD حتی با استفاده از بهترین و پرسرعت‌ترین حافظه‌های موجود به ندرت از مقدار حداکثر 16GB/S عبور می‌کند ( البته با وجود پلتفرم جدید Corei7 کمپانی اینتل این موضوع کمی‌اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد). همچنین پهنای باند ارتباط GPU با حافظه Local در مدل‌های‌ قدرتمند کارت‌های گرافیک موجود در بازار چیزی بیشتر از 100GB/S است که اختلاف فاحش بین این دو، به وضوح این مسئله را ثابت می‌کند.
• معمولا موتور‌های گرافیکی به کار رفته در بازی‌های کامپیوتری و بسیاری از نرم افزار‌های ویرایش تصاویر 3D به گونه‌ای کد نویسی و در نهایت بهینه سازی می‌شوند که ارتباط بین این دو حافظه، حداقل در رزولیشن‌ها و تکنیک‌های هموار کردن ناصافی‌ها (Anti-Aliasing) متعارف به کمترین مقدار خود برسد.

از آن گذشته، هدف اصلی ما در این مقاله بررسی نتایج به دست آمده در ماحصل تغییرات حجم و پهنای باند حافظه موجود بر روی بورد کارت گرافیک می‌باشد که همانطور که قبلا اشاره کردیم به صورت مستقیم با GPU در ارتباط است.

حجم حافظه ( Memory Size ) :
کارت‌های گرافیکی مدرن و امروزی معمولا بیش از256MB  حافظه بر روی برد خود دارند. همچنین تجربه و نتایج به دست آمده در تست‌های مختلف نرم افزار‌ها وبرایش تصاویر 3 بعدی و بازی‌های کامپیوتری مدرن نشان داده است که در رزولیشن‌های متعارف که کاربردهای عمومی‌بیشتری دارند (رزولیشنی که مونیتورهای ال‌سی‌دی حداکثر 20 اینچ موجود در بازار پشتیبانی می‌کنند) و همینطور مقدار جزئیات قابل پردازش به نحو قابل قبول توسط کارت‌های گرافیک رده متوسط، 512MB  حافظه Local به خوبی جوابگوی نیاز‌های کنونی و حتی آینده نزدیک است.

پهنای باند حافظه ( Memory Bandwidth )
2 عامل مهم، در شکل گیری پهنای باند بین GPU و حافظه Local ، نقش مهمی ‌دارند :

• width Memory Bus :
در واقع واسط حافظه نامیده می‌شود. این واسط در کارت‌های گرافیک مدرن امروزی بیش از 256Bit می‌باشد. کمپانی‌های سازنده، با توجه به  Controller به کار رفته در GPU و محاسبه قیمت تمام شده کارت‌های گرافیک، این مقدار را تعیین می‌کنند. لازم به ذکر است که یکی از مهم ترین عواملی که قیمت تمام شده یک کارت گرافیک را در نهایت تعیین می‌کند همین عامل می‌باشد.

• Memory Clock :
فرکانس کاری حافظه  نیز عامل دیگر است که در شکل گیری پهنای باند حافظه موثر می‌باشد، این عامل خود در وحله اول به تکنولوژی ساخت حافظه وابسته است. هر یک از تکنولوژی‌های DDR ،DDR2 ،DDR3 ، GDDR4 وGDDR5 محدوه فرکانس خاص خود را دارند. برای مثال حافظه‌های DDR2، در استاندارد JEDEC و با توجه به مدل، در محدوده فرکانسی 1066MHz - 800MHz - 667MHz - 533MHz - 400MHz کار می‌کنند و دارای ولتاژ کاری1.8v  هستند. همچنین مدل‌های GDDR2 این حافظه‌ها که از استاندارد‌های JEDEC تبعیت نمی‌کنند در  Cycle time‌های کمتر و با ولتاژی حدود 2.0v کار می‌کنند. حافظه‌های DDR3 نیز تحت همان استاندارد JEDEC در محدوده فرکانسی
 800MHz - 1066MHz - 1333MHz - 1600MHz و با ولتاژ کاری حدودا 1.5v کار می‌کنند. همچنین مدل‌های GDDR3 نیز با Cycle time‌ های کمتر و ولتاژی حدودا تا 1.9v نیز در محدوده فرکانسی 1600MHz - 1800MHz - 2000MHz کار می‌کنند.

برای درک بیشتر تاثیر دو عامل بالا می‌توانیم این طور مثال بزنیم:
کارت گرافیکی با واسط حافظه  128 Bitو فرکانس کاری2000MHz  GDDR3 - دارای پهنای باند حافظه برابر با حداکثر 32GB/S  می‌باشد.
حال همان کارت گرافیک با واسط حافظه 256 Bit و فرکانس کاری GDDR2 -1000MHz نیز دارای همان پهنای باند حداکثر 32GB/S می‌باشد.
در واقع مشاهده کردید که این دو عامل در واقع مکمل یکدیگر می‌باشد.

تست و بررسی و تحلیل نتایج
برای این منظور از یکی از مدل‌های پرفروش بازار، یعنی nvidia Geforce 9500GT استفاده کردیم. انواع و اقسام مختلف از این مدل در بازار موجود هستند.
مشخصات فنی چیپ گرافیکی G96 کمپانی nVidia که در این مدل به کار رفته و همچنین مدل حافظه‌های توصیه شده توسط کمپانی سازنده چیپ مطابق شکل 3 است:

همانطور که در جدول فوق مشخص است، کمپانی سازنده، حجم حافظه از نوع DDR3 1600MHz را 256MB تعیین کرده است، همچنین برای مدل DDR2 استفاده از حافظه با حجم 512MB و فرکانس کاری 1000MHz را کافی دانسته است. در واقع سیاست‌های کمپانی سازنده  برای کنترل قیمت تمام شده مدل مورد نظر، در زمانی اعمال شده بود که قیمت جهانی حافظه‌ها بالا بوده، در حال حاضر که قیمت جهانی حافظه‌های یاد شده به مقدار قابل توجهی کاهش یافته، حتی کمپانی‌های معتبر نیز اقدام به استفاده از حافظه‌های مختلف با حجم‌های دو برابر مقدار یاد شده کرده‌اند. لازم به ذکر است که تقریبا تمام کمپانی‌های تولید کننده کارت‌های گرافیک که از مدل 1GB حافظه DDR2 برای این مدل استفاده نموده‌اند از نوع DDR2-800MHz در این استفاده کرده¬اند. این تغییر، بدون شک جهت کنترل قیمت تمام شده محصول بوده است.

لابراتوار رایانه خبر برای این مقاله دو مدل زیر را تهیه کرده‌ است :
Model : SPARKLE Nvidia Geforce 9500GT
Memory Type : GDDR3 1600MHz
Memory Size : 512MB
Memory Width : 128Bit
 

Model : SPARKLE Nvidia Geforce 9500GT
Memory Type : DDR2  800MHz
Memory Size : 1024MB  
Memory Width : 128Bit

شکل 5 : مشخصات کارت انتخابی 2

در حال حاضر این دو مدل با قیمت مشابه حدود 90 هزار تومان در بازار ایران ( با گارانتی شرکت فاره ) موجود هستند.
همانطور که از مشخصات مدل‌های بالا نمایان است، ما دو مدل را انتخاب کردیم، به این صورت که پهنای باند حافظه در مدل DDR3 دو برابر و از سوی دیگر حجم حافظه در مدل DDR2  2 برابر مدل DDR3 است.
در واقع هدف اصلی ما از این مقاله، بررسی و تست شرایط بالا بود تا تاثیرات حجم و پهنای باند حافظه را در کارت‌های گرافیک با GPU‌های یکسان مشاهده کنیم. 

شرایط تست :
برای تست کارت‌های گرافیک یاد شده از سیستم پلتفرم اینتل لابراتوار رایانه خبر استفاده نمودیم.

جدول 1: جدول مشخصات سیستم تست
از آنجا که تقریبا تمام بازی‌های کامپیوتری مدرن بر پایه DirectX 10.0 پایه ریزی می‌شوند، ما هم در تست‌ها به غیر از تست 3DMARK 06 تماما از بازی‌های کامپیوتری و نرم افزار معتبر بر پایه Direct X 10 بهره بردیم.
همچنین این پیش‌بینی را نیز کردیم که چون حافظه Local فقط زمانی به خوبی محک می‌خورد که تست‌ها در رزولیشن‌های بالا و تنظیمات جزییات بازی بالا انجام شود، به همین دلیل تست ها تماما با حداکثر رزولیشن قابل پشتیبانی توسط یک مونیتور ال‌سی‌دی 20 اینچ رایج (1680 x 1050) و جزییات گرافیکی بالا انجام شده است. همچنین اگر FPS در حین تست قابل قبول بود از Anti-Aliasing نیز در تست استفاده کردیم.

تست(3DMARK 06 (DX 9.0
تست مزبور همواره یکی از بهترین تست ها جهت محک زنی کارت‌های گرفیک بوده، این نرم افزار با استفاده از تست‌های مجزا، تکنیک‌های سایه‌زنی رنگ  Shader Model 2.0 و Shader Model 3.0 کارت‌های گرافیک را با تست‌های نسبتا سنگین ارزیابی می کند.

آنچه از نگاه اول از نتیجه این تست بدست می‌آید این است که برتری 30% درصدی مدل 512MB DDR3 به روشنی نمایان است.

تست(3DMARK Vantage (DX 10.0
این تست بدون شک یکی از سنگین‌ترین و در عین حال معتبرترین تست‌های Direct X 10.0 محسوب می‌شود. این تست به شدت در رزولوشن‌های بالا، حافظه Local موجود بر روی بورد کارت گرافیک را اشغال می‌کند و از زوایای مختلف نظیر استفاده از آخرین تکنولوژی‌های سایه زنی رنگ (Shader model 4.0) و نور پردازی، GPU را مورد آزمایش قرار  می‌دهد. همچنین اگر کمی ‌موشکافانه در حین تست این نرم افزار CPU Usage را مشاهده کرده باشید، متوجه می‌شوید که تست‌های GPU این نرم افزار به شدت نسبت به پردازنده ایزوله هستند، به بیان دیگر پردازنده در تست یاد شده خود را دخالت نمی‌دهد یا اینکه تاثیر بسیار کمی دارد و فقط کارت گرافیک است که مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. این خصیصه، نرم افزار یاد شده را در زمره نرم افزار‌های کاملا تخصصی تست کارت‌های گرافیک قرار می‌دهد.

در این تست نیز برتری 40% درصدی، با مدل 512MB DDR3 است.

تست(Call of Juarez (DX 10.0
این بازی یکی از بازی‌های پرفروش و در عین حال مدرن که در بسیاری از منابع معتبر تست و بررسی سخت افزار، مرجع معتبری برای تست کارت‌های گرافیک است.

در این تست نسبتا سنگین نیز برتری 42% درصدی مدل 512MB DDR3 مشهود است. در واقع نتیجه به دست آمده برای هر دو مدل به دلیل کم بودن FPS مناسب نیست، ولی هدف اصلی ما از این تست تحت فشار قرار دادن هر دو مدل بود که به خوبی محقق شده است.

تست(Crysis warhead (DX 10.0
بدون شک، شاهکار کمپانی Crytek با بهره گیری از موتور گرافیکی قدرتمند Cry Engine تا به امروز، بهترین بازی از لحاظ گرافیکی است، در این بازی کامپیوتری از آخرین تکنولوژی‌های سایه پردازی، سایه زنی رنگ‌ها و همین طور جلوه‌های واقع گرایانه تصویر برای داشتن طبیعی‌ترین صحنه‌ها، استفاده شده است.

در این تست نیز مدل 512MB DDR3 با اختلاف 33% درصدی، عملکرد بهتری نسبت به مدل 1GB DDR2 داشت.

تست(DEVIL MAY CRY 4 (DX 10.0
این تست نیز، به دلیل استفاده از جلوه‌های واقع گرایانه بسیار مهیج و طرفداران کثیر این بازی، در بسیاری از منابع تست و بررسی قطعات سخت افزاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این تست نیز، باوجود برتری  35% درصدی مدل 512MB DDR3، جایی برای بحث باقی نمی‌ماند.

تست(Far Cry 2 (DX 10.0
Far Cry 2 نیز با بهره بردن از موتور گرافیکی Cry Engine از آخرین تکنولوژهای گرافیکی به کار رفته در بازی‌های کامپیوتری مدرن، پشتیبانی می‌کند، در این بازی کامپیوتری شما می‌توانید دورنمایی چند کیلومتری از جنگل‌های آفریقا را به همراه نور پردازی مثال زدنی، مشاهده کنید.

در آخرین تست این مقاله نیز، کماکان مدل 512MB DDR3 حدودا 25% عملکرد بهتری نسبت به مدل   1GB DDR2 داشت.

نتیجه نهایی
همانطور که  نتایج تست‌ها نشان می‌دهد، به طور میانگین مدل 512MB DDR3 حدودا 34% از مدل 1GB DDR2  نتایجی بهتری کسب کرده است. در واقع حجم حافظه بیشتر حتی در رزولیشن‌های بالا نتوانست به هیچ وجه، ضعف پهنای باند حافظه را جبران کند. از سوی دیگر اگر نتایج را به صورت موشکافانه بررسی کرده باشید، و احیانا از طرفداران بازی‌های کامپیوتری باشید، متوجه خواهید شد که مقدار فریم در ثانیه (FPS) در اکثر تست‌ها کمتر از مقدار قابل قبول برای داشتن حداقل کیفیت مطلوب برای اجرای بازی‌های مورد نظر است ( اگر آستانه کیفیت مطلوب را 20FPS در نظر بگیریم ). در نتیجه، حتی برای داشتن کیفیتی مطلوب‌تر، باید رزولیشن و جزئیات کمتری را برای اجرای قابل قبول بازی‌های کامپیوتری نام برده، به کار بگیریم.
 در واقع اینطور می‌توان نتیجه‌گیری کرد که در کاربردهای معمولی، نظیر بازی‌های کامپیوتری، نرم‌افزار‌های فنی مهندسی رایج و... حجم بیشتر حافظه گرافیکی Local،  نسبت به مقدار استاندارد تعیین شده توسط کمپانی سازنده پردازنده گرافیکی، در کارت‌های گرافیک رده متوسط و رده ضعیف، به هیچ وجه راهکار مناسبی برای افزایش کارایی نهایی نیست. از طرفی دیگر همانطور که قبلا اشاره کردیم، کمپانی‌های تولید کننده کارت‌های گرافیکی برای کنترل قیمت تمام شده مدل‌های یاد شده، با افزایش حجم حافظه گرافیکی، از حافظه‌هایی با سرعت کمتر استفاده می‌کنند که در نهایت کاهش پهنای باند حافظه را به دنبال دارد. این امر نیز همانطور که در این تست و بررسی دیدیم، نتیجه خوبی را به دنبال ندارد.
و سرانجام، در سخن پایانی می‌توان به این نکته اشاره کرد که در کارت‌های گرافیکی امروزی که پردازنده‌های گرافیکی نقش بسیار بیشتری نسبت به پردازنده مرکزی در اجرای جلوه‌های سه بعدی دارند ، حجم حافظه گرافیکی بیشتر نمی‌تواند عاملی برای برتری باشد، بلکه پهنای باند حافظه است که نقش محوری تری در این امر دارد.

این 2 مدل کارت گرافیک اسپارکل را شرکت محترم شرکت فاره رایانه فرد جهت تست و نگارش مقاله در اختیار لابراتوار ماهنامه رایانه خبر قرار داد که بدین طریق از این همکاری، صمیمانه قدردانی می‌گردد.