Una desarrolladora de Valve lanza parches para Linux que optimizan el consumo de memoria VRAM en GPU de 8 GB: reduce a la mitad la memoria GTT y logra FPS más constantes

Las tarjetas gráficas de 8 GB han existido desde hace más de una década y sin necesidad de gastar miles de euros. En 2014, AMD anunció la Radeon R9 290X con 8 GB de VRAM y dos años más tarde, en 2016, NVIDIA lanzó su GTX 1070. El problema es que las compañías (sobre todo NVIDIA) se estancaron ahí y aunque era mucha memoria en esa época, con las siguientes consolas estarían funcionando al límite. Los 8 GB son el mínimo actual y a veces ni eso, pues tenemos que buscar formas de evitar llenar la memoria al máximo. Una desarrolladora de Valve ha encontrado una forma de conseguirlo y lanzó parches para Linux que bajan el consumo de VRAM en juegos y mejoran la estabilidad de los FPS en GPU limitadas como las de 8 GB o menos.

Con la llegada de una nueva generación de consolas, los requisitos de los videojuegos en PC suben considerablemente para adaptarse a los gráficos de última generación que funcionan en estas. Como mínimo se recomienda tener un hardware equivalente a la consola actual, pero claro ya sabes como va la optimización de ports a PC y suelen ir bastante peor que en consola. Teniendo en cuenta que una PS5 o Xbox Series X tienen 16 GB de memoria compartida y de ahí alrededor de 8 GB se usarán para VRAM y como tal, una GPU de 8 GB de PC para videojuegos va a estar al límite.

Una desarrolladora de Valve consigue reducir la memoria GTT (lenta) y aumentar la VRAM usada en juegos en Linux para reducir las caídas de FPS en GPU de 8 GB

Así ha ocurrido que los desarrolladores de videojuegos han puesto esos 8 GB de VRAM como un mínimo en cada vez más títulos y si tu gráfica tenía esa memoria o menos, probablemente sufrieras caídas de FPS al no haber suficiente memoria. Si bien existen tecnologías como NTC (Neural Texture Compression), estas no se han usado de forma extendida en juegos. No todo está perdido si tienes una gráfica de 8 GB de VRAM, pues si tienes Linux te alegrará saber que una contratista independiente de Valve RADV ha lanzado un conjunto de parches para el kernel de Linux que reducen el consumo de memoria en juegos. En la comparativa de la imagen de arriba puedes ver la diferencia entre antes del parche (izquierda) y después (derecha).

La prueba se realizó con Cyberpunk 2077 y otros programas de fondo y a la izquierda podemos ver que consume 7.664 MB de los 8.176 MB de la gráfica, aunque esto se divide en 6.105 MB VRAM y 1.370 MB GTT para el juego. A la derecha vemos que consume un total de 7.719 MB de VRAM en total, pero en este caso se divide en 7.395 MB de VRAM en el juego y 650 MB GTT, menos de la mitad. La memoria GTT hace referencia a Graphics Translation Table y es memoria accesible por la GPU, pero que se encuentra en la RAM actuando como un búfer/caché del sistema. Bajando la memoria GTT se reduce la migración y las caídas de FPS.

Con Dmem Cgroup Controller, Linux prioriza la VRAM en apps y juegos importantes y la libera de procesos en segundo plano

Lo habitual es que haya cierta cantidad de memoria asignada como GTT y en el caso de Cyberpunk 2077 es de aproximadamente 650 MB. El problema es que ya ves que antes de los parches la cifra es más del doble y eso tiene un nombre, ha ocurrido lo que denomina el autor como un "eviction". Esto ocurre cuando el PC quiere usar la VRAM de la que tiene y como no hay y sobrepasarla provocaría un error, lo que hace es liberarla y usar GTT (RAM) más lenta. Este cuello de botella por falta de memoria provoca stuttering, bajadas de FPS y un rendimiento inestable en juegos.

La desarrolladora de Valve Natalie Vock, a.k.a "Pixelcluster" ha explicado en su blog todo el proceso. Estuvo probando varios métodos  siendo uno de ellos el de mover la memoria constantemente, pero había overhead. También utilizó un rate limit y GTT como sistema de fallback automático, pero nada conseguía los resultados que quería. Al final lo que funcionó fue un método que emplea el dmem cgroup controller, creado por ella y otros dos desarrolladores.

Este reemplaza AMDGPU VRAM Management en el kernel de Linux y funciona con un sistema de prioridad donde cada aplicación da preferencia a la VRAM. Las aplicaciones pertenecen a su propio cgroup y se define la memoria protegida evitando que el sistema mueva la memoria en apps más importantes como un videojuego. Si quieres saber todos los detalles, eres libre de consultar la web de Pixelcluster.