даунвольтинг видеокарты что это

Как разогнать видеокарту. Часть 2 — андервольтинг

Содержание

Содержание

Современные чипы имеют отличные способности к повышению частоты, а массивные системы охлаждения могут спокойно переваривать до нескольких сотен ватт тепловыделения. Естественно, производители стараются поддерживать порядок в иерархии производительности комплектующих, поэтому все возможности кремния используются сразу «из коробки». Вряд ли кого-то заинтересуют модели верхнего ценового сегмента, если бюджетную карту можно запредельно разогнать и получить аналогичную производительность. Но энтузиасты не могут сидеть спокойно и постоянно придумывают новые способы настройки железа. Даже если с завода выжали все.

В прошлом материале мы пытались разогнать RTX 2070 Super, которая хорошо бустится еще с завода. Поэтому, как показало сравнение производительности и энергопотребления, повышение частоты чипа почти не меняет производительность, но заметно повышает аппетиты к электричеству. И дарит пользователю несколько лишних градусов тепла в корпусе.

Такой разгон называется «кукурузным»: когда мощность не меняется, а железо плавится от жары. Конечно, референсные видеокарты стоят особняком в этой ситуации, потому что их заводские характеристики заметно ниже, чем у Asus, Gigabyte и других производителей. Да, они позволяют без проблем прибавить к базовой частоте 100–150 МГц. Это будет стабильно и заметно на графике фреймрейта. Остальные видеокарты уже имеют эти 150 МГц прибавки с завода. Поэтому примерная итоговая частота будет одинакова для всех карт.

Несмотря на такие условия, энтузиасты нашли способ побаловаться с настройкой так, чтобы потребление и температура снизились, но поднялась производительность. Другими словами, если с завода все сделали за нас, то почему бы не попытаться сделать это еще лучше.

Разгон наоборот

Андервольтинг (undervolting) — снижение вольтажа. Идеальный андервольтинг — снижение вольтажа без потери фпс. Этим мы и займемся.

Если разгон RTX 2070 Super не принес существенной прибавки, то почему бы не попытаться заставить видеокарту работать на заводских частотах, но с меньшим нагревом. В теории, регулировка напряжения дает множество плюсов:

Так это или нет, проверим на практике.

Тестовый стенд

Почему автоматика хуже ручной настройки

Принцип работы турбобуста: повышение частоты, если того позволяет максимальная температура. Так как игровые сцены меняются очень быстро, а значит и нагрузка на графику тоже, алгоритм не всегда удерживает постоянную стабильную частоту. При высокой нагрузке она может варьироваться в широких пределах, работая то на 1950 МГц, то на 2080 МГц. Естественно, это отражается на плавности графика фреймрейта. Если же частота всегда стабильна, то при переходе между сценами нет скачков потребления, температуры и частоты. Это не означает прибавку мощности, но немного влияет на плавность геймплея. Задача ручной настройки — добиться постоянной частоты при минимальном напряжении.

Софт для настройки

Андервольтинг видеокарты не отличается от разгона, поэтому программное обеспечение остается то же самое.

MSI Afterburner — не только разгоняет, но и андервольтит.

GPU-Z — в рамках этого материала почти не понадобится, но для мониторинга информации можно оставить.

3DMark TimeSpy Stress Test — для окончательной проверки настройки видеокарты.

Андервольтинг

Начиная с моделей Pascal, оптимальный вольтаж для настройки стабильной частоты — 0.950 В. Температуры остаются низкими, а частота не опустится ниже необходимой для хорошей производительности в таком режиме. Обычно при таком вольтаже средний чип работает как минимум на 1950–1980 МГц. Свежие модели Turing и Ampere без проблем берут частоты повыше, до 2050 МГц, совсем удачные могут даже 2100 МГц. Вообще, с выходом новых видеокарт графика стала разгонятся еще лучше относительно базовых частот. Это заслуги новой архитектуры и улучшенной системы питания.

Подготовка

Андервольтинг, как и разгон, желательно производить при хорошем обдуве, так как стабильность работы на высоких частотах зависит и от температуры. Для этого нажимаем на значок шестеренки в Afterburner, затем выбираем вкладку «кулер», далее пункт «Включить программный пользовательский режим» и выставляем график примерно таким образом:

Ориентируемся на такое соотношение температуры к оборотам вентиляторов: 40/60, 60/80, 70/95. В таком режиме вентиляторы реагируют на изменение температуры быстрее.

Снимать лимиты энергопотребления не нужно. Низкий вольтаж не позволит видеокарте выйти из заводских рамок Power Limit. То же самое и с Temp Limit:

Снижаем аппетиты видеокарты

Открываем MSI Afterburner и нажимаем кнопку, выделенную на первом скриншоте красным, или пользуемся сочетанием клавиш Ctrl+F. Откроется график кривой частот/напряжений:

Если нажать на одну из точек, появятся цифры для частоты и вольтажа. То есть, в данных температурных рамках, а именно, при 31 °C по чипу стабильная частота для 0.950 В составит 1935 МГц. При 60-70 градусах она уменьшается на 10 единиц.

Так настроен алгоритм регулирования частоты Nvidia. Эта информация приводится для того, чтобы пользователь понимал принцип работы турбобуста и как будет снижаться вольтаж.

Настройка происходит в несколько этапов:

1. Перед каждым изменением частоты необходимо охлаждать чип до 32–35 °C, чтобы частота вернулась в исходное состояние. Для примера на скрине это 1935 МГц.

2. Определяемся с вольтажом. Можно взять за основу любой, но для Nvidia золотое сечение это 0.950 В.

3. Находим точку для напряжения на графике и поднимаем ее на несколько единиц. Например, делаем +45, нажимаем Enter, а затем кнопку «Применить». Все точки после выделенной необходимо привести в такой порядок:

Так мы заставляем видеокарту думать, что 0.950 В это максимальный для нее вольтаж.

Не забываем сохранить настройки в профиль программы, чтобы не двигать противные точки после неудачного разгона.

4. Включаем бенчмарк Unigine на таких настройках и следим за частотой и температурой:

Выставили 1980 МГц, а после прогрева видеокарты получили 1965 МГц. Оставляем тест в таком режиме на 5–10 минут, после чего пробуем поднимать точку на графике. Если тест завис или сыпет артефактами, то снижаем частоту или пробуем взять вольтаж повыше. Например, 1 В.

5. Поднимаем частоту памяти. Как известно, для каждого производителя памяти есть примерный диапазон рабочих частот:

Samsung — легко переваривают прибавку +1000 Мгц и даже выше.
Micron — стабильны от +500 до +900.
Hynix — максимум +300 Мгц к общей частоте, при этом греются сильнее предыдущих.

Узнать производителя чипов памяти можно в GPU-Z:

6. Тестируем окончательные настройки на стабильность в тесте 3DMark TimeSpy:

На стабильной системе должно быть более 95 %. На скриншоте пример неудачного разгона.

Что на практике

Assassin’s Creed Valhalla

Что и требовалось доказать. В первом же тесте полная победа не только над автоматикой, но и над разгоном. Причем как по количеству кадров, так и по температурам и энергопотреблению. Выходит, что производительность видеокарты на пониженном напряжении соответствует работе в разгоне. Потребление снизилось на 36 Вт, а температура упала на 8 °C.

Assassin’s Creed Odyssey

Андервольтинг быстрее завода на 6 % и потребляет на 20 Вт меньше. С разгоном и сравнивать не хочется, за два лишних кадра придется добавить почти 40 Ватт энергии. Примечательно, что 0.1 % и 1 % кадров остаются на уровне разогнанной видеокарты. И это заметно в геймплее.

Horizon Zero Dawn

Ситуация повторяется: 40 Вт потребления по сравнению с разгоном и 10 °C. И правда какая-то кукуруза. График кадров-то почти не меняется.

Shadow of the Tomb Raider

Мы сэкономили 53 Вт по сравнению с разгоном и 32 Вт, если бы видеокарта работала на автомате. При этом имеем выше производительность, а температуры опустились. Фантастика.

Red Dead Redemption 2

Почти 60 Вт разницы с разгоном, но практически никакой в производительности. То есть, в пределах погрешности из-за меняющихся погодных условий и световых эффектов в игре.

World of Tanks Encore

Любители пострелять из крупнокалиберного тоже перестанут потеть от пекла под столом. Минус 60 Вт и 11 °C. Между прочим, скорость танка осталась прежней.

3DMark Fire Strike Extreme

Разница 50 Вт без существенного изменения мощности. При этом нагрев на 4 °C ниже. И это синтетика, где каждая единица в частоте отражается в бенчмарке.

Разгонять или снижать вольтаж

Ответ очевиден. Да, если снять ограничения производителя и взять контроль над частотой и вольтажом в свои руки, то можно добиться большей производительности. Но никто не отменяет плату нагревом, повышенным аппетитом и возможностью испортить железку. Так как это неосуществимо в руках простого пользователя и без потери гарантии, приходится искать способы улучшить то, что уже пытались улучшить до нас.

Как показывают сравнительные тесты, самый лучший разгон для современных видеокарт Nvidia это андервольтинг с повышением частоты памяти. Выигрываем в производительности при гораздо меньших цифрах в энергопотреблении. И, если владельцы моделей с хорошей системой охлаждения не боятся повышенного нагрева, то бюджетная линейка прямо требует таких доработок.

Что касается итоговой производительности заводской RTX 2070 Super, то в пересчете на один Ватт потребления видеокарта в среднем выдает 0.3-0.4 кадра в секунду. В режиме «газ в пол» это соотношение почти не меняется и выдает не более 0.5 кадров. То есть, мы видим линейное увеличение производительности с ростом потребления.

В андервольтинге ситуация интереснее. Минимальное соотношение варьируется от 0.5, до максимум 0.7 кадров за Ватт. При этом есть большой выигрыш в температуре. Если представить разницу между стоком и андервольтом в процентах, то получается так: до 15 % прибавки мощности при уменьшении энергопотребления до 20 %. Вывод: разгон — это не только бездумное повышение частот и вольтажей, но и правильная оптимизация работы заводских алгоритмов.

Источник

Андервольтинг: снижаем шум и нагрев видеокарты

Потепление уже не за горами, а значит, скоро системы охлаждения компьютера будут хуже справляться со своими задачами. Как снизить температуру, шум и энергопотребление видеокарт не потратив на это ни единой копейки? Читайте в этом материале об андервольтинге графического адаптера.

Андервольтинг (undervolting) – термин обозначающий снижение напряжения и следовательно тока, используемого видеокартой, что влечет за собой значительное снижение температуры под нагрузкой (в некоторых случаях на 10 градусов). Однако это не единственное преимущество андервольтинга, эта процедура также помогает бороться с шумом видеокарты в играх.

Как правило, снижение температуры даже на несколько градусов позволяет уменьшить скорость вращения вентиляторов активного охладителя, что дает заметную разницу в уровне шума. В некоторых программах (MSI Afterburner, Trixx) можно пойти еще дальше и дополнительно снизить шумность СО, подкорректировав алгоритм работы кулера. В первом приближении ориентироваться можно на температуру 80 градусов Цельсия. То есть изменить скорость вращения вентиляторов таким образом, чтобы под нагрузкой чип не прогревался выше 80 градусов. Впрочем, это уже другая тема, а сегодня поговорим об андервольтинге.

Как снизить напряжение?

Понижать напряжение желательно постепенно. Например, с 1,200 В сначала до 1,150 В, а затем с шагом 0,01, то есть до 1,140, 1,130 и т.д. После каждого снижения можно проводить тест на стабильность работы видеокарты, то есть держать ее под нагрузкой некоторое время. Для этого можно использовать тот же FurMark.

Андервольтинг отчасти напоминает разгон, только в обратном направлении – вместо повышения частоты необходимо понижать вольтаж. После первого сбоя (драйвер покажет сообщение), следует вернуться на один шаг назад, увеличив напряжение питания GPU, и провести тщательное тестирование стабильности работы в таком режиме.

Рассмотрим несколько способов андервольтинга. Первые два сводятся к использованию специальных утилит, а третий, более продвинутый, к перепрошивке BIOS видеокарты.

Программный метод

В основном окне этой программы есть регулируемый параметр Core Voltage, отвечающий за уровень напряжения, подаваемого на ядро видеокарты. Как правило, этот параметр находится в пределах 1,100–1,200 В и установлен производителем с некоторым запасом.

Снижать показатель Core Voltage можно в принципе с любым шагом (но лучше с небольшим), как-то навредить видеокарте эта операция не может. Худшее, что произойдет – компьютер зависнет, либо, что гораздо вероятнее, в системном трее появится сообщение о том, что в драйвере видеокарты произошла ошибка.

Недостаток программы MSI Afterburner, заключается в том, что она позволяет регулировать напряжение далеко не всех видеокарт.

Несмотря на то, что в названии приложения Sapphire Trixx, как и в случае MSI Afterburner, содержится упоминание конкретного производителя видеокарт, утилита работает с адаптерами всех компаний, а не только указанных.

Преимущество Trixx заключается в том, что эта программа умеет регулировать вольтаж большего количества видеокарт. Другими словами, если в Afterburner параметр Core Voltage заблокирован, пробуйте Trixx.

Процедура регулирования напряжения в Trixx ничем принципиально не отличается от таковой для Afterburner. Необходимый ползунок находится в закладке Overclocking и называется VDDC.

Единственный недостаток Trixx в плане андервольтинга – утилита не умеет восстанавливать значение вольтажа при перезагрузке компьютера. Восстанавливаются только частоты ядра и памяти, а напряжение необходимо задавать каждый раз вручную. Afterburner лишен этого недостатка, но, как уже упоминалось, поддерживает меньшее количество видеокарт.

Изменение параметров в BIOS видеокарты

Начнем с обычного в таких случаях предупреждения. Все описанные ниже операции вы проводите на свой страх и риск. Не занимайтесь перепрошивкой BIOS, если не уверены в правильности своих действий. Повреждение или неудачное обновление прошивки может вывести из строя видеокарту, лишив гарантии производителя.

Итак, что же делать, если видеокарта не поддерживается программой Afterburner, а выставлять напряжение вручную с помощью Trixx после каждой перезагрузки ПК не хочется? В этом случае можно отредактировать параметры, прописанные в BIOS видеокарты.

AMD Radeon

Для сохранения BIOS в файл на компьютер можно использовать утилиту GPU-Z или ATIWinflash. Вторая программа предпочтительнее, поскольку она пригодится позднее еще раз для обновления BIOS, в то время как GPU-Z больше использоваться не будет.

После сохранения BIOS в файл, необходимо открыть его в Radeon BIOS Editor, и на закладке Clock Settings в полях Voltage выставить значение напряжения, подобранное ранее в Afterburner или Trixx. После этого сохранить отредактированный BIOS (Save BIOS), желательно в новый файл.

На последнем шаге остается запустить ATIWinflash, выбрать необходимую видеокарту, если их несколько в компьютере, загрузить отредактированный BIOS в программу (Load Image) и нажать кнопку Program для перепрошивки. Программа «задумается» на некоторое время, после чего предложит перезагрузить компьютер и загрузит видеокарту уже с новым значением вольтажа.

NVIDIA GeForce

Для видеокарт NVIDIA понадобятся программы GPU-Z (для сохранения BIOS видеокарты в файл) и NiBiTor (NVIDIA BIOS Editor) для изменения вольтажа видеокарты (закладка Voltages, параметр 3D). Отметим, что в некоторых случаях для режима 3D будет доступен ограниченный диапазон напряжений с определенной дискретностью или вовсе несколько конкретных значений. Если в представленном перечне не окажется требуемого, возможно, придется отказаться от идеи перепрошивки BIOS или же использовать значение, которое чуть выше минимально достаточного.

Для видеокарт, основанных на чипах с архитектурой Kepler и Maxwell (GeForce GTX 6xx/7xx) понадобится приложение Kepler BIOS Tweaker. Впрочем, учитывая множественные рабочие состояния графических процессоров из-за работы технологии GPU Boost, для этих моделей зачастую используется лишь программный вольтмод.

Итоги

Чтобы гарантировать стабильную работу видеокарт, производители устанавливают напряжение питания графического процессора с определенным запасом. Зачастую его можно несколько снизить без очевидных последствий для самого устройства, тем самым уменьшив нагрев GPU, а соответственно и уровень шума системы охлаждения.

Попутным бонусом уменьшения питающего напряжение также является снижение энергопотребления видеокарты. Счет в этом случае идет на десятки Ватт для современных производительных видеокарт. Стоит ли игра свеч – решать вам.

Источник

Снижение рабочего напряжения видеокарт поколения Pascal на примере Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium

Но компания NVIDIA всё же оставила небольшую лазейку для регулировки работы GPU Boost 3.0: с помощью программ типа MSI Afterburner, EVGA Precision, Palit ThunderMaster и прочих, пользователи могут детально настраивать таблицу напряжений и частот. И в данной статье мы с вами рассмотрим основные нюансы данных настроек. Но начнем со знакомства с видеокартой Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium, которая будет нашим верным помощником.

Внешний вид Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium

С GeForce GTX 1080 Ti нужно было придумывать что-то новое, но оставив то, что привлекало покупателей. Думаю, что именно поэтому Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium имеет внешнее сходство с младшей серией GameRock:

Немного изменилась цветовая гамма, но все основные черты родства прослеживаются.

Не осталась в стороне и обратная сторона видеокарты: укрепительная пластина с надписью GameRock пронизана множеством точек крепления с системой охлаждения, что придает уверенности в целостности сборки и отсутствии люфтов.

К сожалению, пропала контрольная панель для замера напряжений. Для рядовых пользователей это останется незаметным, те, кто любит заниматься экстремальным оверклокингом, могут почувствовать некоторые неудобства.

Количество занимаемых слотов расширения не изменилось: несмотря на увеличение тепловыделения по сравнению с GeForce GTX 1080, героиня обзора всё так же вписывается в три слота.

Мы видим то же самое двухсекционное строение радиатора. Даже количество и толщина тепловых трубок не перетерпели изменений. Неужели компания Palit так уверена в предельных возможностях системы охлаждения Palit GeForce GTX 1080 GameRock?

Панель видеовыходов имеет в своём арсенале DVI-D, что отличает Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium от референсных решений GeForce GTX 1080 Ti. Поддержка аналоговых сигналов (DVI-I, VGA) отсутствует как класс, но зато есть три видеовыхода Displayport 1.4 и один HDMI 2.0.

Система охлаждения и печатная плата

Детальное изучение системы охлаждение подтверждает первые наблюдения: радиатор полностью повторяет решение 2016 года за исключением металлической пластины, исполняющей главную роль в отводе тепла от подсистемы питания.

В остальном традиции сохраняются: большое медное основание, пять толстых тепловых трубок, две отдельные секции на подсистему питания и графический процессор.

Главное отличие наблюдается при детальном рассмотрении: фирменная система охлаждения под названием TurboJet4 предусматривает использование двух соосных вентиляторов.

Особенностью данной конструкции является Anti-Vortex: в каждой паре вентиляторы вращаются в противоположных направлениях, что позволяет воздушным потокам более эффективно охлаждать массивный радиатор. На практике я так и не смог выявить никаких отличий (кроме повышения уровня шума, что естественно для такой конструкции), так как в наличии не было видеокарты JetStream для сравнения.

Печатная плата собственного дизайна Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium имеет внушительные достоинства относительно референса: подсистема питания насчитывает 14 фаз (12 для графического процессора и 2 для микросхем памяти), дополнительное питание осуществляется с помощью двух восьмиконтактных разъемов.

В качестве регулятора напряжения выступает NCP 81274, расположенный на обратной стороне платы.

Хочется также отметить наличие двух микросхем BIOS, термопрокладок под укрепительной пластиной, возможность подключения RGB-лент и синхронизацию ее работы с подсветкой видеокарты.

Думаю, что на данной ноте мы закончим знакомство с видеокартой, посмотрим на тестовый стенд и приступим к главному вопросу статьи.

Тестовый стенд

• Процессор: Intel Core i7-5960X Extreme Edition «Haswell-E» 3000 МГц с разгоном до 4600 МГц при напряжении 1.28 В;

• Система охлаждения: самосборная СЖО;

• Материнская плата: ASUS X99-A II (BIOS 1701);

• Видеокарта: Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium (установлен водоблок полного покрытия от Bykski);

• Блок питания: Corsair RM1000i мощностью 1000 ватт;

• Системный накопитель: NVMe Plextor M8Pe(y) объемом 256 Гбайт;

• Операционная система: Windows 10 x64 «Профессиональная» со всеми текущими обновлениями с Windows Update;

• Драйвер видеокарты: Nvidia GeForce Game Ready Driver WHQL 390.65.

Рабочие частоты, напряжения и энергопотребление видеокарт серии GeForce GTX 10

Перед тем как приступить к изучению работы видеокарты Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium в различных условиях, мы с вами рассмотрим особенности ее микрокода.

С помощью программы TechPowerUp GPU-Z (можно бесплатно скачать на официальном сайте) мы узнаем основную информацию о графическом процессоре и видеокарте, установленной в компьютер.

Для GDDR5 (вся 10 серия, кроме видеокарт GeForce GTX 1080 и выше) значение в Memory необходимо умножать на 4.

Во вкладке Advanced находятся ответы на вопросы с энергопотреблением: в подразделе General/Power Limit видим текущий, минимальный, стандартный, и максимальный лимиты в процентном выражении.

. а вкладка NVIDIA BIOS повествует нам то же самое, но в ваттах.

+40%, что позволяет как расширить лимит потребления со стандартных 250 Вт до 350 Вт, так и «задушить» видеокарту, чтобы ее потребление не превышало 125 Вт.

Для этого запустите командную строку, перейдите в папку NVSMI, расположенную в каталоге с драйвером. При стандартной установке команда будет иметь следующий вид:

cd C:\Program Files\NVIDIA Corporation \NVSMI\

Далее вводим следующее:

и наблюдаем все значения лимитов мощности, включая мгновенные и усредненные за определенный промежуток времени:

Полезным функционалом обладает приложение NVIDIA Inspector: оно фиксирует текущие значения частоты графического процессора и микросхем видеопамяти, напряжение, потребление и состояние (P-state).

В режиме бездействия графический процессор видеокарты Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium работает на частоте 139 МГц при напряжении 0.65 В, эффективная частота микросхем памяти находится на отметке 810 МГц, а потребление не превышает 20 Вт. Данные параметры являются состоянием P8, что мы и видим в NVIDIA Inspector:

Базовой частотой состояния P0, как я писал выше, являются 1594 МГц. Это та частота, которая может достигаться в режиме 2D без серьезной нагрузки на видеокарту. Запуск многих приложений (в том числе и браузера) заставляет видеокарту работать некоторое время на данной частоте.

Как видим, в такие моменты эффективная частота памяти может подниматься до 11008 МГц.

Технология GPU Boost 3.0 является достаточно продвинутой, ее работа зависит от множества факторов: температуры графического процессора, лимита потребления, лимита напряжения, качества графического процессора (несмотря на невозможность считывания ASIC у видеокарт поколения Pascal, зависимость построения кривой частоты и напряжения никуда не делась, но выражается в меньшей степени, нежели это было у поколения Maxwell с технологией GPU Boost 2.0), а также версии микрокода BIOS.

Мой экземпляр Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium в нагрузке без упора в лимит потребления и при температуре графического процессора 32°C работал на частоте 1987 МГц при 1.043 В. При нагрузке встроенным в GPU-Z рендером потребление видеокарты не превышало 180 Вт.

Программа MSI Afterburner в представлении не нуждается: несмотря на широкий выбор программ от различных производителей видеокарт, данное приложение унифицировано и имеет самую лучшую поддержку с постоянно улучшаемым функционалом.

Видеокарты поколения Pascal не стали исключением: специально для них была реализована возможность регулирования таблицы частоты и напряжений. Следующие подсказки помогут в понимании того, что и как нужно делать:

Нажатие сочетания клавиш ctrl+F (или же можно нажать на значок рядом с ползунком графического процессора) выводит на экран эту самую таблицу в виде кривой. По ней мы можем определить алгоритм работы GPU Boost 3.0. И сделать это не так сложно.

Для видеокарт Pascal предельным рабочим напряжением по умолчанию является 1.063 В. Смотрим на график, находим по оси напряжений 1.063 В, проводит от него линию вверх, и находим точку пересечения с осью частот. При температуре графического процессора 27°C совпадающей частотой для рассматриваемого экземпляра Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium является 1999 МГц.

Точка с частотой 1999 МГц опустилась на один шаг и стала уже знакомой нам частотой 1987 МГц. Причем, если частоты диапазона рабочих напряжений расположены на одном уровне, то видеокарта будет работать на крайнем левом напряжении данной горизонтальной прямой. В нашем случае это напряжение 1.050 В и частота 1987 МГц.

Нагружаем видеокарту и видим описанный алгоритм воочию (программа указывает рабочую точку пересечением пунктирных линий):

Рассмотрим же и спецификации от производителей. Базовая частота на кривой находится без особых проблем: 1594 МГц, которые мы с вами видели в GPU-Z, соответствует напряжению 812 мВ.

Переводим видеокарту в режим low 3D (P0) и видим.

. что наши предположения снова находят подтверждения.

А вот искать частоты ускорения (boost) может быть бесполезным занятием: рассматриваемая видеокарта по умолчанию даже не имеет частоты 1709 МГц в таблице состояний:

Мы с вами бегло (надеюсь, что не утомительно) рассмотрели режимы работы видеокарт Pascal на примере Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium, но использовали легкую нагрузку. Приступим к реальным сценариям.

Снижение рабочего напряжения с помощью снижения лимита мощности

Для рассмотрения работы графического процессора я решил использовать тест устойчивости Firestrike Ultra из пакета приложение 3DMark. Он является своеобразной имитацией игровой нагрузки в разрешение UHD (3840×2160), и его влияние на потребление видеокарты будет более явным, нежели рендер GPU-Z.

Первый прогон: настройки по умолчанию, лимит потребления установлен на 100% и соответствует 250 Вт.

Столь жесткое ограничение в сочетании с тяжелой нагрузкой дают свои «плоды»: строка PerfCap Reason в GPU-Z пронизана зелеными линиями, обозначающими превышение лимита мощности.

Зафиксированная максимальная частота 1987 МГц является кратковременным пиком (скорее всего, на загрузочном экране перед тестом), недостаток потребления сказывается на рабочей частоте: она постоянно прыгает от 1795 до 1898 МГц.

Средняя частота находится на уровне 1850 МГц и выше паспортных значений, но далека от частоты, которую мы видели в рендере GPU-Z.

Естественно, что столь частые переключения частоты сказались и на действующем напряжении: оно находилось в диапазоне 925-990 мВ, следуя кривой частот и напряжений.

График энергопотребления подтверждает гипотезу о жесткости его лимита: среднее значение составило 245 Вт, и лишь короткие скачки фиксировались выше 260 Вт.

Соответствующий график в процентном выражении приводит нас к тем самым 100% лимита в MSI Afterburner:

Среднее количество кадров в секунду едва превышало 40, но мы видим высокую повторяемость от теста к тесту. Немудрено, ведь тест стабильности Firestrike Ultra был пройден с результатом 97.7%.

Немного отойдем от темы снижения энергопотребления и рассмотрим алгоритм работы графического процессора при увеличении лимита мощности до максимума. Для этого сдвигаем соответствующий ползунок в MSI Afterburner до максимума.

Визуальные изменения не заставили себя ждать: PerfCap Reason в GPU-Z имеет редкие зеленые всплески, что говорит о практическом отсутствии упора в лимит энергопотребления.

Таблица напряжений следует неизменному алгоритму. Бо́льшую часть теста видеокарта работает на частоте 1974 МГц при 1.05 В.

Среднее энергопотребление составило 312 Вт с короткими пиками до 350 Вт.

График процентного соотношения показывает частые ограничения на 138%, что и выливается в 98% стабильности в тесте устойчивости.

Частота кадров поднялась выше 42 в секунду, что соответствует приросту производительности в 5%.

Всего 5% при росте энергопотребления в 26%!

Нет, так дело не пойдет. Открываем MSI Afterburner и устанавливаем ползунок лимита энергопотребления на 80%, что соответствует ограничению на 200 Вт.

В тесте устойчивости воспроизводится картина с заводскими настройками: превышение лимита мощности на протяжении всего теста.

Это приводит к постоянному переключению частоты.

Средняя частота графического процессора опускается ниже указанной производителем, что уже является нестандартным режимом для видеокарты. Зато среднее энергопотребление находится на уровне 196 Вт, что даже ниже, чем у нереференсных версий GeForce GTX 1080!

Количество кадров в секунду опустилось ниже 38, что является снижением производительности почти на 11% относительно теста с расширенными до максимума лимитами потребления.

Да, можно еще снизить лимит энергопотребления и наблюдать за падением частоты, напряжения и производительности. Но у нас с вами другая задача, поэтому приступим к изменению кривой частот и напряжений.

Снижение рабочего напряжения с помощью таблицы частот и напряжений

Как я писал выше, изначально предел напряжения для стоковых BIOS видеокарт поколения Pascal установлен на 1.063 В. С помощью сторонних программ этот предел можно увеличить до 1.093 В (несмотря на громкие +100 мВ в том же MSI Afterburner). Но нас сейчас интересует не это, а рабочие частоты и диапазон их работы. Чтобы приступить к андервольтингу с помощью кривой частот и напряжений, стоит запомнить одно правило: максимальная частота ускорения при отсутствии внешних ограничивающих факторов не будет ниже частоты, находящейся на отметке 1.063 В. Действующее напряжение на горизонтальной прямой данной частоты принимается за крайнюю левую точку.

Следующий график наглядно демонстрирует нам это:

Продолжая логическую цепочку: для того, чтобы уменьшить максимальное напряжение в состояниях P0/P2, необходимо продолжить указанную горизонтальную линию влево, чтобы нужное нам напряжение находилось на данной прямой и было самым крайним.

Легким движением руки превращаем 1.050 В в 1.0 В:

Нагружаем видеокарту и наблюдаем следующее:

Нет никаких пределов напряжения, в GPU-Z наблюдается VRel.

Данным способом мы снижаем рабочее напряжение, не изменяя частоту ускорения. Но все частоты слева от данной точки остаются неизменны. А ведь практически все видеокарты Pascal (как нереференсные, так и эталонные) имеют неплохой частотный запас. Почему бы не разогнать героиню обзора с помощью смещения ползунка в MSI Afterburner.

. а потом провести действия со снижением напряжения?

Кроме смещения частоты ползунком функционал MSI Afterburner позволяет изменять только близлежащие к выбранной точки. Для этого нужно удерживать CTRL и с помощью мыши тянуть точку вверх.

И снова уменьшаем напряжение:

Это общие принципы, теперь перейдем к получению стабильных сочетаний частоты и напряжения для тестируемого экземпляра Palit GeForce GTX 1080 Ti GameRock Premium.

124%). Насколько можно снизить напряжение для получения такой частоты?

GeForce GTX 1080 Ti на частоте 1987 МГц полностью стабильна была при 0.975 В.

Средняя частота находилась на отметке 1885 МГц, что лишь на 35 МГц превышает полученные на заводских настройках результаты.

Напряжение следовало за частотой:

В производительности мы выиграли 0.5 кадра в секунду, а потребление не изменилось.

Это говорит о том, что результаты, полученные с расширенным до максимума лимитом потребления, не получится повторить при его ограничении до 250 Вт и снижении рабочего напряжения.

Но что, если ограничить напряжение на

Даже по GPU-Z мы видим ровные графики напряжения и частоты.

Видеокарта даже при ограничении лимита энергопотребления на 250 Вт способна стабильно работать на частоте 1860 МГц при 0.9 В.

Среднее потребление составило 220 Вт, а в пиках не превышало 240 Вт.

А производительность по сравнению со стоковым значением не изменилась.

Уменьшаем напряжение еще на 50 мВ. При 0.85 В графический процессор отлично работал на частоте 1760 МГц, что всё еще выше гарантированной частоты ускорения.

Провалов по частоте и напряжению не было.

Результаты значительно лучше, чем при простом ограничении лимита на 80%

А среднее энергопотребления составило всего 195 Вт!

В производительности мы потеряли 0.5 кадра в секунду.

Но итоговый результат на 3% выше, чем полученный при простом ограничении лимита.

Заключительный аккорд: напряжение 0.825 В, стабильность достигнута на частоте 1721 МГц.

Картина повторяется, но пиковое потребление зафиксировано на 80.2% (200 Вт).

И результат нельзя назвать выдающимся: среднее энергопотребление снизилось лишь на 9 Вт.

Зато и производительность практически не изменилась, потери составили 0.3 кадра в секунду.

Подведение итогов

Изначально хотелось провести лишь небольшое исследование, но всё вылилось в «простыню». Надеюсь, что не утомил вас, дорогие читатели. И постараюсь вкратце подвести итоги.

Видеокарты поколения Pascal благодаря GPU Boost 3.0 имеют сложные алгоритмы работы. Мы изучили следующие влияния:

1) Расширение лимита энергопотребления до максимального значения может стабилизировать частоту графического процессора, но ценой значительного увеличения энергопотребления при малом росте производительности.

2) Снижение лимита энергопотребления может приводить к снижению действующей частоты ниже гарантированной производителем, падение производительности при этом не прямо пропорционально снижению энергопотребления.

3) С помощью ручной настройки кривой частоты и напряжения можно добиться стабильной частоты графического процессора и снижения энергопотребления без уменьшения его лимита.

Следующая диаграмма позволяет оценить в процентном соотношении зависимость количества кадров в секунду от рассмотренного режима работы графического процессора.

Соотнесем это с аналогичным графиком энергопотребления:

И переведем полученные данные в соотношение производительности к потреблению:

Да, дорогие читатели, ситуация с рассматриваемой GeForce 1080 Ti мало чем отличается от рассматриваемой ранее AMD Radeon RX Vega 56: заводские настройки многих нереференсных плат не оптимальны, и для получения жалких 5% производительности отклонение энергопотребления в сторону увеличения может составлять 26%. А повышенное энергопотребление приводит к увеличению рабочих температур, шума, счетов за электричество.

Как поступить, разогнать или прибегнуть к undervolting? Пусть на этот вопрос каждый сам найдет ответ.

Спасибо за внимание! Очень хочется, чтобы в комментариях вы оставили свои замечания и пожелания.

Источник