Технологии видеокарт за последние несколько поколений развивались семимильными шагами, и каждое поколение приводило к существенному улучшению не только общей производительности видеокарт, но и функций, которые они предлагают. Неудивительно, что и для Nvidia, и для AMD жизненно важно продолжать внедрять инновации и продолжать улучшать наборы функций своих карт и встроенные в них технологии, а также улучшать производительность для каждой последующей линейки видеокарт.
Nvidia GeForce RTX 3080 - одна из самых быстрых видеокарт, поддерживающих трассировку лучей - Изображение: Nvidia
Повышение тактовой частоты стало основной функцией в индустрии аппаратного обеспечения для ПК в наши дни, причем как графические карты, так и процессоры, предлагающие эту технологию. Изменение тактовой частоты компонента из-за изменения условий работы ПК может привести к значительному повышению производительности, а также эффективности этой части, что в конечном итоге обеспечивает гораздо лучший пользовательский опыт. Однако в связи с быстрым прогрессом в этой области стандартное поведение видеокарт при ускорении было дополнительно улучшено и усовершенствовано с помощью таких технологий, как GPU Boost 4.0, которые выходят на передний план в 2020 году. Эти новые технологии были разработаны для максимального повышения производительности видеокарты. когда это необходимо, сохраняя при этом максимальную эффективность при более легких нагрузках.
GPU Boost
Так что же такое GPU Boost? Проще говоря, GPU Boost - это метод Nvidia, который динамически увеличивает тактовую частоту видеокарт до тех пор, пока карты не достигнут заранее установленного предела мощности или температуры. Алгоритм ускорения графического процессора - это узкоспециализированный и условно осведомленный алгоритм, который вносит мгновенные изменения в большое количество параметров, чтобы графическая карта работала на максимально возможной частоте ускорения. Эта технология позволяет карте ускоряться намного выше, чем рекламируемые «Boost Clock», которые могут быть указаны на коробке или на странице продукта.
GPU Boost позволяет карте максимизировать свою производительность, используя доступные ресурсы - Изображение: Nvidia
Прежде чем мы углубимся в механизм, лежащий в основе этой технологии, необходимо объяснить и дифференцировать несколько важных терминов.
Терминологии
Покупая видеокарту, средний потребитель может столкнуться с множеством цифр и запутанной терминологии, которая имеет мало смысла или, что еще хуже, в конечном итоге противоречит друг другу и еще больше сбивает с толку покупателя. Поэтому необходимо вкратце взглянуть на то, что означают различные термины, связанные с тактовой частотой, когда вы просматриваете страницу продукта.
- Базовые часы: Базовая частота графической карты (также иногда называемая «тактовой частотой ядра») - это минимальная скорость, с которой объявлен графический процессор. В нормальных условиях частота GPU карты не упадет ниже этой тактовой частоты, если только условия не будут существенно изменены. Это число более значимо для старых карт, но становится все менее и менее актуальным, поскольку в центре внимания находятся технологии повышения.
- Часы ускорения: Объявленная частота ускорения карты - это максимальная тактовая частота, которую видеокарта может достичь в нормальных условиях до активации ускорения графического процессора. Это значение тактовой частоты обычно немного выше, чем базовая частота, и карта использует большую часть своего бюджета мощности для достижения этого числа. Если карта не имеет термических ограничений, она будет работать с объявленной частотой ускорения. Это также параметр, который изменяется в платах «Заводской разгон» от партнеров AIB.
- «Игровые часы»: С выпуском новой архитектуры RDNA AMD на E3 2019 AMD также анонсировала новую концепцию, известную как Game Clock. Этот брендинг является эксклюзивным для видеокарт AMD на момент написания и фактически дает название произвольным тактовым частотам, которые можно увидеть во время игр. По сути, игровые часы - это тактовая частота, которую графическая карта должна поддерживать и поддерживать во время игры, которая обычно находится где-то между базовой тактовой частотой и тактовой частотой ускорения для видеокарт AMD. Разгон карты напрямую влияет на эту частоту.
Рекламируемая базовая и повышающая тактовая частота GeForce RTX 3070 - Изображение: TechPowerUp
Механизм разгона GPU
GPU Boost - интересная технология, которая очень полезна для геймеров и действительно не имеет, так сказать, значительных недостатков. Ускорение графического процессора увеличивает эффективную тактовую частоту графической карты даже сверх заявленной частоты ускорения при соблюдении определенных условий. По сути, GPU Boost - это разгон, при котором тактовая частота GPU превышает заявленную «Boost Clock». Это позволяет видеокарте автоматически повышать производительность, и пользователю вообще не нужно ничего настраивать. Алгоритм по сути является «умным» из-за того, что он может вносить мгновенные изменения в различные параметры одновременно, чтобы поддерживать постоянную тактовую частоту на максимально высоком уровне без риска сбоев или артефактов и т. видеокарты работают с тактовой частотой выше заявленной, что дает пользователю, по сути, разогнанную карту без необходимости какой-либо ручной настройки.
GPU Boost - это в основном бренд Nvidia, и у AMD есть нечто подобное, но работает по-другому. В этом материале мы сосредоточимся в основном на реализации NVIDIA GPU Boost. С линейкой видеокарт Turing , Nvidia представила четвертую итерацию GPU Boost под названием GPU Boost 4.0, которая позволила пользователям вручную настраивать алгоритмы, которые использует GPU Boost, если они сочтут нужным. Это было невозможно с GPU Boost 3.0, поскольку эти алгоритмы были заблокированы внутри драйверов. С другой стороны, GPU Boost 4.0 позволяет пользователям вручную настраивать различные кривые для повышения производительности, что будет хорошей новостью для оверклокеров и энтузиастов.
В GPU Boost 4.0 также были добавлены различные другие тонкие настройки, такие как температурный домен, где были добавлены новые точки перегиба. В отличие от GPU Boost 3.0, где при превышении определенного температурного порога происходило резкое и внезапное падение от тактовой частоты разгона до базовой частоты, теперь между двумя тактовыми частотами может быть несколько шагов. Это обеспечивает более высокий уровень детализации, что позволяет графическому процессору выжать даже последний бит производительности в неблагоприятных условиях.
PU Boost 4.0 допускает дополнительные определяемые пользователем шаги между исходной тактовой частотой ускорения и базовой тактовой частотой - Изображение: Nvidia
Разгон видеокарт с помощью GPU Boost довольно прост, и в этом отношении мало что изменилось. Любое добавленное смещение к тактовой частоте ядра фактически применяется к «Boost Clock», и алгоритм GPU Boost пытается улучшить максимальную тактовую частоту с аналогичным запасом. В этом отношении может значительно помочь увеличение ползунка ограничения мощности до максимума. Это немного усложняет стресс-тестирование разгона, поскольку пользователь должен следить за тактовой частотой, а также за температурой, потребляемой мощностью и значениями напряжения, но наше подробное руководство по стресс-тестированию может помочь в этом процессе.
Условия для ускорения GPU
Теперь, когда мы обсудили механизм, лежащий в основе самого GPU Boost, важно обсудить условия, которые должны быть выполнены, чтобы GPU Boost был эффективным. Существует большое количество условий, которые могут повлиять на конечную частоту, достигаемую с помощью GPU Boost, но есть три основных условия, которые имеют наиболее значительное влияние на это поведение повышения.
Запас мощности
GPU Boost будет автоматически разгонять карту при условии, что у карты достаточно мощности, чтобы обеспечить более высокие тактовые частоты. Понятно, что более высокие тактовые частоты потребляют больше энергии от блока питания, поэтому чрезвычайно важно, чтобы графической карте было достаточно энергии, чтобы ускорение графического процессора могло работать должным образом. В большинстве современных видеокарт Nvidia функция GPU Boost будет использовать всю доступную мощность, которую он может использовать, чтобы максимально увеличить тактовую частоту. Это делает запас мощности наиболее частым ограничивающим фактором для алгоритма GPU Boost.
Ускорение графического процессора может сильно зависеть от ограничения мощности - Изображение: Nvidia
Простое увеличение ползунка «Power Limit» до максимума в любом программном обеспечении для разгона может иметь большое влияние на конечные частоты, которые достигаются видеокартой. Дополнительная мощность, которая предоставляется карте, используется для повышения тактовой частоты, что является свидетельством того, насколько алгоритм GPU Boost зависит от запаса мощности.
вольтаж
Система подачи питания видеокарты должна обеспечивать дополнительное напряжение, необходимое для достижения и поддержания более высоких тактовых частот. Напряжение также напрямую влияет на температуру, поэтому оно также связано с условием теплового запаса. Тем не менее, существует жесткий предел того, какое напряжение может использовать карта, и этот предел устанавливается BIOS карты. GPU Boost использует любой запас по напряжению, чтобы попытаться поддерживать максимально возможную тактовую частоту.
Напряжение также влияет на конечные тактовые частоты - Изображение: Nvidia
Температурный запас
Третье важное условие, которое необходимо выполнить для эффективной работы GPU Boost, - это наличие достаточного теплового запаса. GPU Boost чрезвычайно чувствителен к температуре графического процессора, поскольку он увеличивает и снижает тактовую частоту даже при малейших изменениях температуры. Для достижения максимальной тактовой частоты важно поддерживать как можно более низкую температуру графического процессора.
Температура выше 75 градусов по Цельсию начинает заметно снижать тактовую частоту, что может сказаться на производительности. Тактовая частота при этих температурах, вероятно, будет выше, чем у Boost Clock, однако оставлять производительность на столе - не лучшая идея. Следовательно, адекватная вентиляция корпуса и хорошая система охлаждения самого графического процессора могут оказать значительное влияние на тактовую частоту, достигаемую с помощью ускорения графического процессора.
Boost Binning и тепловое регулирование
Интересное явление, присущее работе GPU Boost, известно как биннинг ускорения. Мы знаем, что алгоритм ускорения графического процессора быстро изменяет тактовую частоту графического процессора в зависимости от различных факторов. Тактовая частота фактически изменяется блоками по 15 МГц каждый, и эти 15 МГц части тактовой частоты известны как бункеры ускорения. Нетрудно заметить, что значения ускорения графического процессора будут отличаться друг от друга в 15 МГц в зависимости от мощности, напряжения и теплового запаса. Это означает, что изменение основных условий может снизить или увеличить тактовую частоту карты на 15 МГц за раз.
Понятие теплового дросселирования интересно исследовать и в режиме ускорения GPU. Графическая карта фактически не начинает регулирование температуры, пока не достигнет установленного предела температуры, известного как Tjmax. Эта температура обычно соответствует 87-90 градусам Цельсия на ядре графического процессора, и это конкретное число определяется BIOS графического процессора. Когда ядро графического процессора достигает этой установленной температуры, тактовые частоты будут постепенно падать, пока не упадут даже ниже базовой частоты. Это верный признак теплового дросселирования по сравнению с обычным бустингом, который осуществляется за счет ускорения графического процессора. Ключевое различие между термическим дросселированием и бустингом заключается в том, что термическое дросселирование происходит на уровне базовой тактовой частоты или ниже, а биннинг в ускоренном режиме изменяет максимальную тактовую частоту, которая достигается за счет ускорения графического процессора с использованием данных температуры.
Недостатки
У этой технологии не так много недостатков, что само по себе является довольно смелым заявлением о функции видеокарты. GPU Boost позволяет карте автоматически увеличивать тактовую частоту без какого-либо вмешательства пользователя и раскрывает весь потенциал карты, обеспечивая дополнительную производительность без дополнительных затрат для пользователя. Однако есть несколько вещей, о которых следует помнить, если у вас есть видеокарта Nvidia с GPU Boost.
Из-за того, что карта использует весь выделенный ей бюджет мощности, значения потребляемой мощности карты будут выше, чем можно предположить в рекламируемых числах TBP или TGP. В дополнение к этому, дополнительное напряжение и потребляемая мощность приведут к более высоким температурам из-за того, что карта автоматически разгоняется за счет использования доступного ей температурного запаса. Ни в коем случае температура не станет опасно высокой, потому что, как только температура превысит определенный предел, напряжение и потребляемая мощность будут снижены, чтобы компенсировать дополнительное тепло.
Энергопотребление может превышать заявленное значение TBP (320 Вт в случае RTX 3080) с помощью GPU Boost - Изображение: Techspot
Заключительные слова
Быстрый прогресс в технологиях видеокарт привел к тому, что некоторые чрезвычайно впечатляющие функции стали доступны потребителям, и GPU Boost, безусловно, является одной из них. Функция Nvidia (и аналогичная функция AMD) позволяет видеокартам раскрыть свой максимальный потенциал без необходимости какого-либо вмешательства пользователя, чтобы обеспечить максимально возможную готовую производительность. Эта функция почти устраняет необходимость в ручном разгоне, поскольку для ручной тонкой настройки действительно не так много места из-за отличного управления GPU Boost.
В целом, GPU Boost - отличная функция, которую мы хотели бы видеть все лучше и лучше с улучшением основного алгоритма, лежащего в основе этой технологии, который контролирует крошечные корректировки различных параметров для достижения максимально возможной производительности.
