第1部：ゲーム機とPCのVRAM要件に関する歴史的な証拠
歴史的に見ても、PCの要件は少なくともゲーム機で作成されるゲームによって半ば決定されてきました。
PCではゲーム機よりもさらに上を行くUltra Texture Packがまだあると信じていますし、MODも常に限界を超えていくでしょう。
簡略化のために、XO/XSXやPS4/PS5では共有システムメモリをVRAMと呼んでいますが、このシステムではCPUとGPUの両方が共有しなければならないことを覚えておいてください。
まずは文脈に沿った話をしなければなりません。PS3とPS4の間のジャンプは256MBから8GBです。VRAMが32倍に増えました。
GTX780のような初期世代GPUが7年間ずっと一線で活躍できなかったのは、PS4が発売された2013年の8GBのVRAMがあり得ないほど大きかったからだ。実際、これはほとんどの人が驚いていました。
PlayStation 4の公式スペックが発表されましたが、これまでのDigital Foundryの記事の内容とほぼ一致しています。
昨日のPlayStation Meetingで、ソニーは新型ゲーム機にGDDR5 RAM 8GBを搭載することを明らかにしましたが、これは私たちが以前に報告した4GBではありませんでした。
これは、私たちだけでなく、現在PS4のタイトルを制作している多くのゲーム開発者にとっても嬉しい驚きでした。
引用：https://www.eurogamer.net/articles/df-hardware-spec-analysis-playstation-4
PS4は2013年11月に前代未聞の8GBのVRAMを搭載して発売され、3GBはOSに割り当てられ、5GBは開発者が利用できるようになった。
これを開発者が選んだ通りにCPUとGPUに分割した。この指標を使用すると、256MBから5GBへと20倍に増加した。
PS4/XOとPS5/SXの間のジャンプは8GBから16GBへと2倍増えました。
さらに具体的に説明しましょう。Xbox Oneの8GBも共有されており、実はXbox OneはOS用に3GB、その他のシステム用に5GBが確保されていることがわかっています。
XSXはゲームに割り当てるVRAMが13.5GBあり、この量をCPUと共有しなければならなりません。
また、XSXのVRAMのうち10GBだけが560GB/sの高速な帯域幅を持っており、残りの3.5GBは336GB/sで動作します。
開発者は10GB以上をGPUに割り当てることはないでしょうが、そうしないと帯域幅のペナルティが発生します。
13.5GBを使うと、2.7倍のVRAM世代が増えたことになる。
この間、PCはどうなっていたのだろうか。
2013年5月にはNvidiaのフラッグシップモデル「Geforce 780」が発売され、3GBのVRAMを搭載。2013年11月にはAMDが4GBのVRAMを搭載したAMD Radeon R290をリリース。NvidiaのGeforce 980がリリースされたのは、約1年後の2014年9月で、より快適な4GBのVRAMを搭載したNvidiaのGeforce 980は、1080pで何年も問題なく使用できました。
7年間のPS4/XO世代では、NvidiaはGTX780の3GBからRTX3080の10GBへと3.33倍になった。
XOからXSXへの2.7倍の世代ジャンプに対して、PS3からPS4は20倍の世代ジャンプだったことを覚えておいてください。
これらの比較をしているのは、X360にはESRAMの変なところがあったからで、PS5のVRAMがどれだけOS用に確保されているかは今のところわかりませんが、似たような数字が期待できるのではないでしょうか。
画面解像度はPS3からPS4は720p→1080pと2.25倍ジャンプ、PS4からPS5は1080p→2160pと4倍ジャンプ。
大幅な解像度アップでより多くのVRAMが使われているのは、テクスチャ品質だけではない。
なのにコンソール用のVRAMは2.7倍しか増えていないのか？なぜでしょうか？
答えはI/Oにあります。
PlayStation 5では、16GBのGDDR6ユニファイドRAMを搭載し、メモリ帯域幅は448GB/secとなっています。
このメモリは、SSDとアーキテクチャレベルで相乗効果を発揮し、RAMの効率を大幅に向上させます。
メモリはもはやHDDからのデータを「駐車」しているのではなく、SSDはほぼ瞬時にRAMにデータを転送することができます。
本質的にSSDは、データ配信とメモリ自体の間のレイテンシを大幅に削減します。
その結果、RAMがアセットやデータを保持するのは、ゲームプレイの次の1秒間だけになります。PS4の8GBのGDDR5メモリは、次の30秒間のゲームプレイのために資産を保持していました。
"システムメモリに大量のデータを格納して、使用される可能性があるのを待つ必要はありません。別の言い方をすれば、RAMの大部分がゲームのために働いているということです。"
SSDにより、ソニーはRAMの容量を抑え、コストを削減することができます。
"SSDの存在は、世代間の大規模なサイズアップの必要性を軽減します。"
引用：https://www.tweaktown.com/news/71340/understanding-the-ps5s-ssd-deep-dive-into-next-gen-storage-tech/index.html
この記事はマーク・サーニーの以下のビデオを分析しています。
I/Oの改善により、開発者が次世代のためにメモリを利用する方法のパラダイムが変わったため、VRAMが2.7倍に増えただけで済みました。
私たちは最近、この同じ驚くべきI/O革命がRTX 30シリーズでも有効になることを知った。
NVME SSDと30シリーズGPUをペアリングしている人にとっては、DirectStorageやRTX I/O、サンプラーフィードバックストリーミングなどの技術のおかげで、VRAMがパフォーマンスを制限する要因になることはありません。
これらの技術の詳細については、この記事の最後にあるリンクを参照してください。
Part 1の結論：2021+の10GBのVRAMは、2020年の10GBのVRAMと同じではない。
第2部：人が気になる理由を確立する
現在、PCゲーム業界には非常に大きな誤解があります。
多くの人が、現在プレイしているゲームは、実際よりも多くのVRAMを使用していると考えています。
これは、ゲームがすでに8～11GBのVRAMを使用しているのを見て、I/Oの改善を考慮しても、これが次世代機に十分な量になる可能性はないのではないかと心配している人がいます。
幸いなことに、人々は勘違いしています。
昔、私たち老人は、ゲームのフレームレートを測定するためにFRAPSと呼ばれるプログラムを使用していました。
FRAPSは今では8年ほど前に放棄されていますが、それ以前にも、ほとんどの人がRivatuner Statistics Serverと呼ばれるプログラムを使うように移行していました。
RTSSは10年以上もの間、FPSやその他の統計情報を表示するためのソフトウェアとしてプレミアな選択をしてきました。
しかし、RTSSには固有の問題があり、GPU-ZからEVGA Precision、さらにはHWiNFO64まで、コンピュータ上の他のほとんどすべての監視プログラムにも問題があります。
これらのツールはすべて「割り当てられたVRAM」を報告しますが、これは「VRAM使用率」と同じではありません。
GPU-Z、この不完全なツール
GPU-Zは、GPUが実際に使用しているVRAMの量を報告すると主張していますが、この指標には重要な注意点があります。
GPU-Zは、GPUが実際に使用しているVRAMの量をレポートするのではなく、ゲームが要求したVRAMの量をレポートします。
この件についてNvidiaのブランドン・ベル氏に話を聞いたところ、以下のように語ってくれました。
"市場に出回っているGPUツールは、GPU-Z、Afterburner、Precisionなどのいずれも、メモリ使用量を正しくレポートしてくれません。
市販されているGPUツールは、GPU-Z、Afterburner、Precisionなどのどれも、実際のメモリ使用量ではなく、GPUが要求したメモリの量を報告します。
カードはより大きいメモリを要求しますが、それは実際にそれを使用することを意味しません。彼らは単にメモリが利用可能であるために要求しているだけです。
引用：https://www.extremetech.com/gaming/213069-is-4gb-of-vram-enough-amds-fury-x-faces-off-with-nvidias-gtx-980-ti-titan-x
Brandon Bell氏は2010年からNvidiaに勤務しており、Nvidiaのシニア・テクニカル・マーケティング・マネージャーとして、Nvidiaのアーキテクチャ・ホワイトペーパーの執筆をサポートしています。
Q: RTX 3080のメモリはなぜ10GBしかないのか？前世代から停滞しているのに、それはどのようにして十分な数と判断されたのでしょうか？
私たちは常に最新のゲームのメモリ要件を分析しており、ゲーム開発者と定期的にレビューを行い、現在のゲームや今後のゲームに必要なメモリを把握しています。
3080の目標は、可能な限り最高の価格で、すべての設定を最大にして最大4k解像度で素晴らしいパフォーマンスを提供することです。
これを実現するためには、高速メモリを搭載した非常に強力なGPUと、ゲームのニーズを満たすのに十分なメモリが必要です。
いくつかの例としては、シャドウ オブ ザ トゥームレイダー、アサシン クリード オデッセイ、メトロ エクソダス、ウルフェンシュタイン ヤングブラッド、ギアーズ オブ ウォー5、ボーダーランズ3、レッドデッド リデンプション2を3080でMax設定（該当する高解像度テクスチャパックを含む）とRTX Onで4kで実行した場合、ゲームがそれをサポートしている場合、60-100fpsの範囲になり、4GBから6GBのメモリを使用することになります。
余分なメモリは常に持っていると良いですが、それはグラフィックカードの価格を増加させることになるので、我々は適切なバランスを見つける必要があります。
引用：https://www.nvidia.com/en-us/geforce/news/rtx-30-series-community-qa/
これに答えたのは、2005年からNvidiaに勤務し、GeForceデスクトップGPUのプロダクトマネージャーを務めるJustin Walker氏だ。
では、現在使用しているツールが誤解を招いている場合、ゲームが実際にどのくらいのVRAMを使用しているかを調べるにはどうすればよいのでしょうか？
割り当てられたVRAMだけでなく、使用中のVRAMの正確な量を見たい場合は、『Doom Eternal』や『Flight Simulator 2020』に見られるような内蔵の監視オーバーレイを使用するか、あるいは、独自のリアルタイムモニタを提供していないゲームには、メモリバジェットを使用してVRAMを報告するSpecial Kを使用する必要があります。
これらのツールがどのように異なる数値を報告しているのか、例を挙げてみました。これは、Flight Simulator 2020のゲームパス版で、VRAMが6GBの980 Tiを使用しています。
※ クリックすると別Window・タブで拡大します
この例では、1 番目の数値は FS2020 開発者オーバーレイからのもので、2426 MB の使用量を報告しています。
2番目の数字は、Special K GPU Widgetからのもので、2426.4MBの使用量のローリング平均を報告しています。
3番目の数字は、多くの人が認識している数字で、現在割り当てられているVRAMは5926 MBです。
この例では、誰もが使用していると報告された数字は、2.45倍もずれています。
Part 2の結論：PCゲームのVRAM使用率は、誤解を招くソフトウェアのおかげで、実際の使用率は信じられているよりもはるかに低い。
Part 3: しかし、それは何を意味するのでしょうか？
現在のPCゲームは実際には私たちが思っているよりも少ないVRAMしか使用していないことが確立されましたし、RTX I/Oやサンプラーフィードバックストリーミングのような近い将来の改善のおかげで、VRAMの利用状況は進歩するでしょう。
Nvidia Hopperが出る予定の2024年までの2年間は、3080の10GBで4kでUltra-maxのテクスチャを持つどんなゲームでもプレイできると私は非常に自信を持っていますし、次のGPUが出ると予想される2024年になっても、これを実現できると確信しています。
※ 2022年の間違いだと思われる
ゲーム以外のことにVRAMを使う人や、4年以上GPUを維持することに不安を感じている人、目の前のエビデンスがあるにも関わらずVRAM量に悩んでいる人のために、Nvidiaは3080 20GB(中止になりました。)や3090という製品を用意してくれています。
私たちの残りの部分（今は4Kでさえゲームをプレイしていない人が多く、1440pや1080pのような低い解像度でゲームをしている人が多い）にとっては、3080 10GBは私たちのやりたいことの障害になることはありません。
パート3の結論：10GBで十分（今のところ)
もしあなたが最後まで飛ばさずにここまで読んでくれたなら、私は本当にこれを読んで時間を割いてくれたことに感謝しています。
ソース：https://www.resetera.com/threads/vram-in-2020-2024-why-10gb-is-enough.280976/
解説：
techpowreupのある記事から面白い議論がなされていましたので、取り上げてみました。
RTX3080Tiのリーク情報が次々と出ていますが、そもそも、20GBと言うメモリ容量が必要なのかどうかと言うところをあるユーザーが指摘していました。
記事中ではモニタリングツールに関してSpecial Kを使用すれば実際の使用量がわかるかのようなわかりにくい表現になっていますが、実際のGPUメモリ使用量に関しては、MSI Afterburner 4.6.3 Betaからメモリ予約量ではなく割り当て量で表示されるようになったようです。
※ 画像でも一番下のメモリ割り当て量の表示をしているのはAfterburnerです。
ですので、MSI Afterburner 4.6.3 Beta以降を使用すればわかるということのようです。
また、別のトピックからの情報ですが、5Kの解像度でゲームをプレイしているユーザーの報告では、3-5年前のゲームの一部は今のゲームとほとんどVRAMの使用量が変化ないものがあるため、当面のところ、少なくともゲーム用途に限っては10GBで困ることは無いでしょう。
techpowerupで意見を述べているこのユーザーは、GPUのメモリに資金をつぎ込むくらいならば、より高速で大容量のSSDに資金をつぎ込むべきだと主張しています。
纏めると
- GPUのメモリの大部分は高速バッファとして画面に表示されていないデータを読み込むのに使われており、画面の表示に使用されている実際の使用量はそんなに大きくない。
- NV CacheやNVMe SSDの高速化によって、SSDから高速にゲームデータの読み出しが可能になりつつあり、単なるバッファとして使用されていたGPUのVRAM使用量に対する要求は減りつつある。
誤解のないようにお断りしておきますが、レンダリングなどのクリエイター向けの用途に関しては大量のメモリが必要です。
そういった用途ではメモリはあればあるほど良いです。
※ 補足 発売が噂されている、RTX3060 12GBに関してですが、「こちらはメモリが大量に積まれているではないか」と思われる方がいると思います。
バス幅が192bitの場合、搭載メモリは3/6/12GBの何れかになり、6GBではやはり不安があるので、12GB搭載するのは正解であると件のユーザーは解説しています。(256Bitの場合は8/16GB)
「8GBあれば困ることは無い」と言うのがこのユーザーの考えのようです。
