Los juegos consumen más VRAM ¿a qué tarjeta gráfica actualizo?

Hasta el momento, muchos se fijaban más en la GPU que en la capacidad de la memoria VRAM a la hora de elegir su tarjeta gráfica. Es algo totalmente normal, pero ahora deberías prestar algo más de atención a esta memoria, ya que han cambiado las cosas con los últimos videojuegos que se han lanzado al mercado…

¿Qué es la memoria VRAM?

Antes de seguir con la capacidad necesaria, es importante que sepas qué es la VRAM y para qué se usa, para que luego puedas entender mejor todo lo demás. La memoria VRAM o Video RAM, es una memoria de acceso aleatorio como la RAM de la CPU, pero está especialmente dedicada a la GPU. En esta memoria se almacenan los píxeles, texturas, estructuras de malla, y otros datos necesarios el framebuffer con los fotogramas que se representarán en el monitor. Además, hay que tener en cuenta que en muchos sistemas esta memoria no se puede acceder como la RAM convencional, ya que no está mapeada o visible para el programador.

Además, hay que tener en cuenta que la GPU también necesita recibir información desde la CPU, como la posición de los objetos determinados y datos de la física para procesar los gráficos. Por tanto, estos otros datos necesarios también estarán almacenados en la VRAM, y no solo los resultados.

Historia de la VRAM

En 1980, Frederick Dill, Daniel Ling y Richard Matick inventaron la VRAM en uno de los centros de investigación de IBM. Pero esta memoria gráfica no se patentaría hasta cino años más tarde, y se utilizaría por primera vez en un sistema comercial en 1986, para un adaptador gráfico que se usó en el IBM PC RT.

Después de que se lanzara este PC al mercado, los costes de fabricación de esta memoria de doble puerto fueron disminuyendo, lo que facilitó que otros fabricantes también usaran la VRAM para sus productos de aceleración gráfica o tarjetas gráficas. Esto supuso un antes y un después en el mundo de los gráficos, ya que se posibilitó mejorar la velocidad y la calidad.

Tipos de VRAM

Aunque siempre se suele hablar de generaciones, como la GDDR5 o GDDR6, etc., lo cierto es que existen varios tipos de memoria VRAM que deberías conocer, como:

• SONIC: se trata de una memoria SAM en forma de registro lienal que contiene los datos empleados por el RANDAC que incluían algunas tarjetas gráficas del pasado, cuando se debía convertir de digital a analógico por los puertos analógicos de los antiguos monitores.
• CDRAM (Cache DRAM): es una mezcla entre una memoria estática o SRAM y una memoria dinámica o DRAM, similar a la caché de los procesadores, pero dedicada a los gráficos. No obstante, era cara, y limitada en capacidad.
• MDRAM o Multibank DRAM: es un tipo de memoria RAM de alto rendimiento que fue desarrollada por la empresa MoSys Inc. Se suele dividir en bancos DRAM de 32 KB de tamaño, y se pueden acceder de forma individual a cada uno de ellos. Esta memoria ya no se usa en la actualidad, pero se empleó en el pasado, por ejemplo para la Hercules Dynamite 128, con 4MB de esta MDRAM.
• Rambus VRAM: la empresa Rambus también patentó un bus para acelerar el flujo de datos entre la VRAM y el buffer de trama.
• 3D RAM: este tipo de memoria gráfica fue creado por Mitsubishi, donde se integraba también lógica, como una ALU, lo que permitía realizar algunas operaciones de cálculo para, por ejemplo, realizar test del Z-Buffer. Se usó para las tarjetas gráficas para estaciones de trabajo Sun Microsystems basadas en procesadores UltraSPARC.
• SGRAM (Synchoronous Graphics RAM): es un tipo de SDRAM con un precio de producción relativamente bajo, pero con solo un puerto de acceso, aunque podía actuar como una memoria de doble puerto al abrir dos páginas de memoria al mismo tiempo.
• WRAM (Windows  RAM): se trata de otra VRAM de alto rendimiento con dos puertos y con un gran ancho de banda. Fue usada, por ejemplo, en tarjetas gráficas como la Number Nine Revolution 3D, o en la Matrox MGA Millennium.
• RAM extendida o compartida: es frecuente cuando se usa una iGPU o GPU integrada, que en vez de usar una VRAM dedicada, se usa una porción de la memoria RAM principal compartida con la CPU.
• HBM (High Bandwidth Memory): es una memoria de alto ancho de banda que usó AMD en sus Radeon Fury y que tenía ventajas en cuando a rendimiento con respecto a la GDDR, pero era maś cara y tenía limitaciones en cuento a capacidad. Finalmente se optaría por dar un paso hacia la GDDR, aunque la HBM se sigue usando en el sector HPC.
• GDDR (Graphics DDR): es un tipo de memoria SDRAM DDR pero especialmente diseñada para tarjetas gráficas. Se basa en la DDR convencional, y se caracteriza por tener tiempos de acceso más rápidos y frecuencias de reloj más altas. Dentro de este tipo han surgido varias generaciones, como la GDDR3, GDDR4, GDDR5, GDDR6, etc.

VRAM vs RAM

La VRAM es un tipo específico de memoria física como la propia RAM. De hecho, incluso la RAM podría funcionar para fines gráficos, y así lo es en el caso de las iGPUs, que usan la memoria RAM que compartirán con la CPU. En estos casos, se reserva un porcentaje de la capacidad de la memoria principal para uso exclusivo de la GPU, por lo que restará espacio a la CPU.

Lo que quiero decir con esto es que no es un tipo de memoria demasiado diferente. Sin embargo, las necesidades de una GPU y una CPU son bastante diferentes, ya que la latencia, el ancho de banda y la velocidad tienen que ser mejor para la GPU debido a la cantidad de núcleos que tienen estas unidades necesitan de un acceso más ancho para satisfacer las necesidades de este paralelismo. Ten en cuenta que para procesar los gráficos se necesitan procesar datos de forma masiva, con flujos SIMD.

Por este motivo se ha desarrollado una versión especialmente optimizada para las GPUs, como es el caso de la GDDR. Aunque se base en una memoria RAM DDR convencional, tiene importantes mejoras en cuanto al bus y la velocidad para satisfacer esas necesidades de las que he hablado en el párrafo anterior.

Antes de terminar, también hay que decir que algunos sistemas usan un sistema de memoria unificada, o Unified Memory. Estos sistemas suelen estar presentes en los dispositivos móviles, en muchas videoconsolas modernas, y también en los Apple M-Series. Todos ellos tienen en común que usan un SoC donde se integran los núcleos de CPU y también los núcleos de la GPU. Al estar integrada, compartirán el mismo espacio de direcciones de memoria RAM como ocurre con las iGPUs o APUs.

Esto no es lo ideal, ya que la memoria RAM (puede ser DDR4, DDR5, LPDDR5,…) no está optimizada para conseguir ese ancho de banda y velocidades necesarias para la GPU, pero como ventaja tiene el hecho de que no es necesario tener copias de conjuntos de datos que sean idénticos para la CPU y GPU, como ocurre cuando existe una VRAM separada de la RAM. Incluso, existen algunos sistemas donde se sustituye directamente la RAM unificada por GDDR, como es el caso de la APU AMD que tiene la PlayStation 5 de Sony. De esta forma tenemos una memoria optimizada para la GPU, y no para la CPU…

Cómo saber cuánta VRAM tengo

Saber cuánta memoria VRAM tienes es tan sencillo como mirar en el propio sistema operativo, por ejemplo:

• Windows:
  1. Abre Configuración.
  2. Luego ve a Sistema.
  3. Después accede a Pantalla > Pantalla avanzada.
  4. En las propiedades del adaptador podrás ver una línea con la memoria de vídeo dedicada.
• Linux (Ubuntu):
  1. Ve a Preferencias del Sistema.
  2. Luego pulsa en Acerca de este sistema.
  3. Después mira la información del apartado de Hardware, y allí podrás ver la cantidad de memoria.
• macOS:
  1. Ve al icono de la manzana de la parte superior izquierda.
  2. Pulsa en Acerca de este Mac en el menú desplegable.
  3. Ahora mira el apartado de Gráficos. Si es un Apple M-Series, recuerda que será unificada y compartida con el resto de SoC.

Otra opción para conocer la cantidad de memoria VRAM que tienes es haciendo uso de herramientas de terceros, como por ejemplo una muy conocida denominada GPU-Z de TechPowerUp. Descarga la app, ejecuta esta y mira el apartado Memory Size de la pestaña Graphic Card.

¿Se puede aumentar la VRAM?

La respuesta a esta pregunta dependerá de cada caso. Por ejemplo:

• Si tienes un PC con una tarjeta gráfica dedicada, tendrás que cambiar la tarjeta gráfica por otra con más VRAM.
• Si tienes un portátil con una tarjeta gráfica dedicada, tampoco podrás cambiar la capacidad de la VRAM, ya que estarán los chips soldados a la placa base, junto a la GPU. Y si tienes un módulo MXM, entonces también tendrías que cambiar el módulo por otro con más VRAM.
• Si tienes un Mac con GPU dedicada de AMD (o NVIDIA en los antiguos), también tendrías que sustituir la tarjeta gráfica por otro modelo con más VRAM, si hay disponibles, ya que estos sistemas están más limitados y el soporte solo tolera ciertos modelos.
• Si tienes un Mac con iGPU de Intel, no se podrá aumentar la memoria destinada a gráficos.
• Si tienes un Mac con SoC Apple M-Series, tampoco podrás cambiarlo, ya que tiene memoria unificada y es la que es para el modelo de SoC que hayas comprado.
• Si tienes un PC o portátil con una iGPU, y sea en una APU de AMD o una iGPU de Intel, entonces se podría cambiar la cantidad de memoria RAM compartida con la GPU en algunos casos. Para ello, podrías usar varios métodos:
  • Algunos sistemas admiten modificar la capacidad de memoria RAM compartida destinada a la GPU desde el BIOS/UEFI:
    1. Accediendo al menú, del Setup.
    2. Luego en pestañas como Advanced Features o Chipset o similares, dependiendo de la marca del firmware.
    3. Dentro de la Graphics Configuration o Video Configuration o similares.
    4. Y allí buscar opciones como VGA size memory o el VRAM size para modificarlas. Esto dependerá de la cantidad de memoria RAM que tengas instalada, por ejemplo, con 4 GB de RAM podrías usar 512 MB, con 8 GB podrías usar 1 GB, con 16 GB puedes usar 2 GB para gráficos, etc.
  • Desde el registro de Windows también se podría modificar. Para ello, los pasos a seguir son:
    1. Pulsa Windows + R.
    2. Escribe regedit y pulsa INTRO.
    3. Busca la entrada HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Intel o AMD (según tu caso).
    4. Clic con el botón derecho en Intel o AMD.
    5. Selecciona Nuevo.
    6. Luego Clave.
    7. Ponle el nombre GMM.
    8. Tienes que usar DedicatedSegmentSize y asignarle un valor Decimal. Pone el número de memoria que quieras dedicar.
    9. Finalmente, reinicia el sistema.
• Otra opción sería comprar una GPU externa, como admiten algunos sistemas, y que esta eGPU tenga una VRAM superior, como las que se conectan por Thunderbolt 3.
• También existe la alternativa de usar una configuración multi-GPU, si tienes un slot PCIe x16 disponible para agregar una segunda tarjeta gráfica y que trabajen juntas.

¿Cómo se calcula la memoria necesaria según la resolución?

Seguramente tengas una idea sobre la memoria VRAM que se necesita para jugar en cada resolución. Pero, ¿de dónde viene todo esto? Pues veamos un ejemplo para calcular el tamaño de framebuffer para una resolución FullHD de 1920×1080 px y color de 32-bit:

1920×1080 = 2073600 píxeles totales en la pantalla

2073600 x 32-bit = 66355200 bits

66355200 / 8 = 8294400 Bytes

8294400 / 1024 = 8100 KB

8100 / 1024 = 7,9 MB

Es decir, que con un tamaño de unos 8MB se podría mostrar una imagen en esa resolución. Entonces ¿los tamaños de VRAM actuales no son necesarios? Lo cierto es que no, esto es simplemente para mostrar un frame. Pero sin embargo, se deben almacenar otros muchos valores, por lo que los tamaños necesarios son bien diferentes.

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Por ejemplo, se podría necesitar el doble o el triple de capacidad si se está usando copias dobles o triples, etc. Por eso, esos 8MB no son lo que realmente se necesita en el mundo real para gráficos 3D modernos y dinámicos. A esto hay que agregar que la GPU también almacenará en la VRAM otros datos, e incluso copias internas y transformadas de las texturas de renderizado, haciendo que el videojuego (a través de la CPU), no tenga que enviar repetidamente las mismas texturas una y otra vez, sino que ya se encuentren allí listas para usar.

Como ves, la cantidad de VRAM juega un papel clave para el rendimiento de los videojuegos y también de aplicaciones que necesiten procesar gráficos o renderizar, ya que de esta cantidad de memoria dependerá la calidad de la imagen que se puede emplear, los tiempos de carga, y también las resoluciones que se pueden manejar.

Si no se tiene suficiente VRAM, ésta se llenará y haría que la GPU tenga una caída de rendimiento importante. Y aquí es donde viene el problema. Y es que muchos aseguran que con 4GB se podría ejecutar cualquier videojuego AAA para resoluciones de 1080p, y con 8 GB a resoluciones UHD. Pero últimamente se está viendo que no…

Lo que sabías hasta ahora

Lo que se sabía hasta el momento, o se creía, es que la cantidad de VRAM necesaria para gamers era de aproximadamente:

• 2 GB para títulos ejecutados en 720p.
• 4 GB para títulos ejecutados a resolución 1080p.
• 6 GB para juegos en 1440p.
• 8 – 12 GB para 2160p o 4K.

Si además los usuarios son profesionales y lo necesitan para renderizar o editar gráficos, entonces tendremos que las capacidades de VRAM recomendadas son:

• 8 GB para 720p a 1080p.
• 16 GB para 4K.
• 32 – 64 GB para 8K, para usos comerciales.

¿Por qué 8GB de VRAM no serán suficientes nunca más?

Ahora bien, esto es lo que se decía hasta el momento, sin embargo, últimamente están surgiendo muchos críticos en ciertas plataformas como YouTube, entre otros, y que aseguran que 8 GB ya no es una VRAM suficiente para jugar a 1440p, incluso si tienes una tarjeta gráfica de última generación como las NVIDIA GeForce RTX 40 Series o las AMD Radeon RX 7000 Series.

Y es que hay que tener en cuenta algo más que la resolución, también es necesario pensar en:

• Tipo de videojuego, ya que no todos los videojuegos tienen gráficos con la misma calidad, por lo que no hacen uso de la misma capacidad VRAM incluso a una misma resolución.
• Configuración gráfica, ya que según la configuración o calidad elegida por el usuario, la cantidad de VRAM empleada puede subir o bajar.
• Nuevos motores gráficos, ya que los nuevos Game Engines, al ser más avanzados, están disparando la cantidad de VRAM necesaria.

Esto último es algo que se discute aquí, por uno de los desarrolladores de Unreal Engine 5:

This is a must watch for those of you interested in VRAM and the future of gaming. MLID interviewed a UE5 developer and they spoke at length about VRAM usage: https://t.co/rxHc17kCTT

— Hardware Unboxed (@HardwareUnboxed) April 4, 2023

Y es algo que ya adelantamos aquí.

Y a todo esto ahora hay que agregar que el uso de VRAM se está incrementando de forma dramática para los últimos títulos AAA con motores gráficos avanzados, por lo que usar 8 GB es realmente difícil para ciertas resoluciones y configuraciones gráficas.

Los desarrolladores de videojuegos tienen una ardua tarea a partir de ahora si quieren que sus títulos lleguen a más gamers que cuentan con tarjetas gráficas de 8GB, ya que será cada vez más difícil que los nuevos títulos puedan correr en estas gráficas, incluso con optimización.

Recuerda, la calidad de los gráficos actuales y las nuevas tecnologías gráficas están haciendo que cada vez se necesiten mayor cantidad de datos almacenados en la VRAM y que éstos ocupen cada vez más espacio. La VRAM no solo tiene las texturas, también las mallas, los shaders o sombreados, framebuffers, y otra información necesaria para renderizar la escena, como objetos, valores para los shaders, datos de iluminación, etc.

También te invito a leer nuestra guía con las mejores configuraciones gaming.

Conclusión

En conclusión, los gráficos van mejorando de forma rápida, pero con ello también lo hacen las necesidades de un hardware más potente, con GPUs con nuevas microarquitecturas de mayor rendimiento y también con mayores tamaños de VRAM. Actualmente, los 12 GB deberían ser los nuevos 8GB de capacidad…