Yüzeysel yaklaşırsak bunun sadece daha yüksek çözünürlüklerin doğal olarak daha fazla VRAM gerektirdiği bir durum olarak düşünebilirsiniz. 3840×2160 (4K), 1920×1080’den (1080p) dört kat daha fazla piksel içeriyor. Ancak bu ekran kartınızın gerçekleştirmesi gereken hesaplama sayısını önemli ölçüde arttırabilirken, tek başına bir oyunun çok daha fazla VRAM kullanmasına neden olmuyor.
Bugünlerde çıkan bütün oyunların çok sayıda arabelleği var. Çerçeve arabellekleri, derinlik arabellekleri, geometri arabellekleri, gölge haritaları, aydınlatma için arabellekler, ertelenmiş işleme arabellekleri, DLSS ve FRS gibi yükseltme teknolojileri için arabellekler bulunuyor. Ayrıca ışın izleme için sınırlayıcı hacim hiyerarşisi (BHV) yapısı gibi ek depolama gereksinimleri de olabilir.
Bu bellek gereksinimleri çözünürlükle birlikte ölçeklenir. Örnek olarak çerçeve arabelleği VRAM’de kayıpsız olarak sıkıştırılabilse de dört kat daha yüksek bir çözünürlüğe geçmek dört kat daha fazla bellek kullanmak anlamına geliyor.
Tam anlamıyla sıkıştırılmamış 1080p için düşünürsek, her bir arabellek için 8.294.400 bayt gerekir. (Bunu 1920×1080 için piksel başına dört bayt üzerinden hesapladım) 4K bunu dörde katlayarak 33.177.600 bayta çıkarırken, 1440p bunu 14.745.600 bayta çıkarıyor. Bir oyunda bu tür on tane geçici bellek kullanıldığını varsayalım. 4K ve 1080p arasındaki fark 237 MB civarında olacak. Tabii bu değeri sıkıştırma uygulanmadan bulduk. Modern ekran kartları gerçek zamanlı sıkıştırma ile daha da az bellek kullanabilir.
Modern ekran kartlarının çoğunda en az 8 GB VRAM bulunuyor. Bu nedenle bellek gereksinimlerindeki yaklaşık 0,2 GB’lık bir artış çok önemli olmasa gerek değil mi? Peki sizce neden 4K oyunlar buna rağmen çok fazla VRAM tüketiyor?
Buradaki asıl sıkıntı yaratan şey gölge haritaları, çevre haritaları gibi VRAM’de depolanan doku öğeleridir. Muhtemelen “Bunu biliyoruz zaten Ahmet.” diyorsunuzdur. Bu daha yüksek kaliteli dokular olmasıyla ilgili bir durum değil. Düşündüğünüzden çok daha fazlası etkiliyor.
Yapılan testlerle birlikte bir örnek verelim. Bu örnekte Far Cry 6’yı ele alalım. Bu oyun HD doku paketi yüklendiğinde ve 8 GB VRAM’e sahip bir ekran kartında 4K ayarlarda çalıştırıldığında VRAM sorunları yaşıyor. Bir diğer örnek, Total War: Warhammer 3’ü ele alalım. 8 GB VRAM’e sahip ekran kartlarında 4K ayarlarda çalıştırıldığında aşırı derecede VRAM tüketiyor. Acaba perde arkasında neler oluyor?
Dokular ve MipMap’ler
Mipmap’ler bilgisayar grafiklerinde onlarca yıldır kullanılıyor. Mipmap’lerin temel fikri bikübik filtreleme gibi yüksek kaliteli bir yeniden boyutlandırma işlemi kullanarak bir dokunun daha düşük çözünürlüklü versiyonlarını önceden hesaplamaktır. Bunu gerçek zamanlı olarak yapmak ilk başlarda çok maliyetliydi. Bu nedenle oyun geliştiricileri mipmap’leri önceden hesaplardı.
Mipmap’leri kullanmanın faydası, parlak desenleri, örtüşmeyi ve diğer yapay dokuları azaltarak görüntü kalitesini iyileştirebilmenizdir. Aynı zamanda konuyla alakası da mipmap’lerin tüm dokuları depolamak için gereken bellek miktarını da azaltabilmesidir. Bir ekran kartının VRAM’de yalnızca bir dokunun en yüksek erişilen çözünürlüğünü saklaması gerekir. Bu son kurduğum cümle 4K’da neden bu kadar çok VRAM gerektirdiğini anlamanın anahtarı diyebilirim. Anlamadığınızı biliyorum, hadi gelin bunu biraz açalım.
Genelde bir oyun motoru dokuları yerleştirirken nesnenin ekranda kaplayacağı piksel sayısından (orantılı olarak) bir adım daha yüksek doku çözünürlüğünü kullanır. Örneğin, 1080p ekranın üçte birini kaplayan bir dikdörtgen çokgen düşünün. Çokgen bu hesapla 640×360 piksel alan kaplar. Oyun motoru bunun için en fazla 1024×1024 doku çözünürlüğünü kullanır.
Şimdi gidip çokgene yaklaşalım, böylece tüm ekranı tam olarak doldursun. Çokgen bu hesapla 1920×1080 piksel alan kaplar. Oyun motoru bu kez 2048×2048 doku çözünürlüğünü seçecektir. Daha da yaklaştırdığınızda çokgenin yalnızca yarısının görüneceği hale getirdiğinizde oyun motoru 4096×4096 doku çözünürlüğünü seçer.
Bunun ne anlama geldiğini şöyle açıklayalım; 2K dokulara sahip bir oyunu 1080p’de oynarsanız doku kalitesinde maksimuma ulaşırsınız. Yani ekran çözünürlüğünü 4K’ya çıkardığınızda oyun motoru ve ekran kartı aniden VRAM’de daha yüksek çözünürlüklü dokuları çok daha sık depolama yani saklama ve kullanma ihtiyacı duyacaktır. Görüntü kalitesi çok artmasa da VRAM gereksinimleri üç katına kadar çıkacaktır.
4K dokuların gerekli olup olmadığı konusunda pek çok tartışma yapılabilir. Çoğu ekran kartı, görüntü kalitesini büyük ölçüde düşürmeden bir dokuyu 2 katı çözünürlüğe yükseltebiliyor. Hatta DLSS, FSR ve XeSS gibi teknolojiler birden fazla karede veri biriktirerek kalitenin bir kısmını geri kazandırabiliyor.
Mesele sadece doku çözünürlüğü de değil. Dokular genellikle sıkıştırılmış bir formatta saklanıyor. BTC (Block Truncation Coding), S3TC, DirectX’in BCn varyantları gibi birçok format mevcut. Bu formatların alayının ortak bir noktası var. Çok hızlı yüklenirler. Rastgele erişime izin verirler. Sıkıştırma oranları 4X – 8X aralığındadır. “JPEG gibi algoritmalar kullansınlar çok daha iyi sıkıştırma oranlarına ulaşabilirler.” dediğinizi duyar gibiyim ancak JPEG formatına rastgele erişim yok. NVIDIA’nın Nöral Doku Sıkıştırma (NTC) teknolojisinin bu kadar umut verici olmasının nedenlerinden biri de bu. Dokuların daha yüksek kaliteli versiyonlarını aynı miktarda bellekte saklamanın veya benzer kalitede dokuları onda biri kadar bellekle kullanmanın yollarını arıyorlar. Ancak dokulara gerçek zamanlı olarak rastgele bir şekilde erişilmesi gerekiyor bu da duruma karmaşıklık katıyor. Yapay zeka algoritmaları bu teknolojiye geleneksel olarak yaklaşmadığından daha verimli sonuçlar elde edebilir.
Kulağa gerçekten umut verici gelse de bekleyip göreceğiz. Konumuza geri dönersek, 4K ayarlara geçişin getirdiği doku depolama gereksinimlerindeki artış nedeniyle DLSS, FSR ve XeSS gibi yükseltme teknolojileri de performans arttırıcı olarak çok daha kullanışlı hale geliyor. Testler de bunu kanıtlıyor zaten.
4K’da oyun oynamak, yüksek kalite ayarları, yükseltme teknolojilerini kullanmak, tüm bunlar bir seçim. Neyi seçerseniz seçin her iki durumda da ödün vermek zorundasınız. Yani ya yüksek görüntü kalitesi ya da yüksek performans. AMD ekran kartlarına daha fazla VRAM ekleyerek bize fayda sağlasa da bunu sadece üst düzey ekran kartlarında yaptı. 16 GB VRAM istiyorsanız en azından RX 6800 tercih etmek zorundasınız. RX 6700/6750 XT almak isterseniz 12 GB VRAM’e düşüyor. NVIDIA RTX 4060 Ti’ı 8 GB VRAM ile piyasaya sürecek. Belki 16 GB’lık bir varyantı da olabilir. Ayrıca AMD de RX 7600 için 8 GB VRAM kullanacak. Yani daha yüksek bellekli bir orta segment kart ihtiyacı var diyebiliriz.
Kaynak: technopat.net
