Technologie kart graficznych rozwinęły się skokowo w ciągu ostatnich kilku pokoleń, a każda generacja przynosi znaczną poprawę nie tylko w ogólnej wydajności kart, ale także w funkcjach oferowanych przez karty. Nic dziwnego, że zarówno dla Nvidii, jak i AMD ważne jest, aby wprowadzać innowacje i rozwijać zestawy funkcji swoich kart i ich nieodłączne technologie, a także generacyjną poprawę wydajności z każdą kolejną linią kart graficznych.
Nvidia GeForce RTX 3080 to jedna z najszybszych kart graficznych obsługujących Ray Tracing - Zdjęcie: Nvidia
Zwiększanie szybkości zegara stało się obecnie głównym nurtem w branży sprzętu komputerowego, zarówno w przypadku kart graficznych, jak i procesorów oferujących tę technologię. Zróżnicowanie częstotliwości taktowania komponentu ze względu na zmiany w warunkach komputera może prowadzić do znacznej poprawy wydajności, a także wydajności tej części, co ostatecznie zapewnia znacznie lepsze wrażenia użytkownika. Jednak ze względu na szybki postęp w tej dziedzinie, standardowe zachowanie kart graficznych w zakresie zwiększania mocy zostało jeszcze bardziej ulepszone i dopracowane dzięki technologiom takim jak GPU Boost 4.0, które w 2020 r. Na czele staną. Te nowe technologie zostały opracowane w celu maksymalizacji wydajności karty graficznej. gdy jest to konieczne, zachowując jednocześnie szczytową wydajność przy mniejszych obciążeniach.
GPU Boost
Czym właściwie jest GPU Boost? Cóż, mówiąc prościej, GPU Boost to metoda Nvidii polegająca na dynamicznym zwiększaniu częstotliwości zegara kart graficznych, aż osiągną one wcześniej ustalony limit mocy lub temperatury. Algorytm GPU Boost to wysoce wyspecjalizowany i warunkowo świadomy algorytm, który w ułamku sekundy zmienia dużą liczbę parametrów, aby utrzymać maksymalną możliwą częstotliwość zwiększania mocy karty graficznej. Dzięki tej technologii karta działa znacznie szybciej niż reklamowany „Boost Clock”, który może być wymieniony na pudełku lub na stronie produktu.
GPU Boost pozwala karcie na maksymalizację wydajności przy użyciu dostępnych zasobów - Zdjęcie: Nvidia
Zanim zagłębimy się w mechanizm tej technologii, należy wyjaśnić i rozróżnić kilka ważnych terminologii.
Terminologie
Kupując kartę graficzną, przeciętny konsument może natknąć się na wiele liczb i mylących terminologii, które nie mają sensu lub nawet gorzej, w końcu zaprzeczają sobie nawzajem i jeszcze bardziej dezorientują kupującego. Dlatego podczas przeglądania strony produktu konieczne jest krótkie przyjrzenie się różnym terminologiom związanym z szybkością zegara.
- Zegar bazowy: Zegar bazowy karty graficznej (czasami nazywany także „zegarem rdzenia”) to minimalna prędkość, z jaką jest reklamowany do działania GPU. W normalnych warunkach GPU karty nie spadnie poniżej tej szybkości zegara, chyba że warunki ulegną znacznej zmianie. Liczba ta jest bardziej znacząca w przypadku starszych kart, ale staje się coraz mniej istotna, ponieważ technologie wspomagające zajmują centralne miejsce.
- Zwiększ zegar: Reklamowany zegar przyspieszający karty to maksymalna prędkość zegara, jaką karta graficzna może osiągnąć w normalnych warunkach, zanim funkcja GPU Boost zostanie aktywowana. Ta wartość szybkości zegara jest generalnie nieco wyższa niż zegara podstawowego i karta zużywa większość swojego budżetu mocy, aby osiągnąć tę liczbę. O ile karta nie jest ograniczona termicznie, uderzy w ten reklamowany zegar doładowania. Jest to również parametr, który jest zmieniany w kartach „Factory Overclocked” od partnerów AIB.
- „Game Clock”: Wraz z wydaniem nowej architektury RDNA AMD na targach E3 2019 firma AMD ogłosiła również nową koncepcję znaną jako Game Clock. To oznaczenie jest wyłączne dla kart graficznych AMD w momencie pisania tego tekstu i faktycznie nadaje nazwę arbitralnym prędkościom zegara, które można zobaczyć podczas grania. Zasadniczo Game Clock to prędkość zegara, którą karta graficzna powinna osiągać i utrzymywać podczas gry, która zazwyczaj znajduje się pomiędzy zegarem podstawowym a zegarem przyspieszającym dla kart graficznych AMD. Przetaktowywanie karty ma bezpośredni wpływ na tę konkretną prędkość zegara.
Reklamowana podstawa i zegary boost karty GeForce RTX 3070 - Zdjęcie: TechPowerUp
Mechanizm przyspieszenia GPU
GPU Boost to interesująca technologia, która jest całkiem korzystna dla graczy i naprawdę nie ma znaczącej wady, że tak powiem. GPU Boost zwiększa efektywną częstotliwość taktowania karty graficznej nawet powyżej reklamowanej częstotliwości boost, pod warunkiem, że pewne warunki są sprzyjające. To, co robi GPU Boost, to w zasadzie przetaktowywanie, w którym przesuwa taktowanie GPU poza reklamowany „Boost Clock”. Pozwala to karcie graficznej na automatyczne wyciskanie większej wydajności, a użytkownik nie musi w ogóle niczego dostosowywać. Algorytm jest zasadniczo „inteligentny” ze względu na fakt, że może wprowadzać zmiany w ułamku sekundy w różnych parametrach naraz, aby utrzymać stałą częstotliwość taktowania na możliwie najwyższym poziomie bez ryzyka awarii lub artefaktów itp. Dzięki GPU Boost, karty graficzne działają z wyższą częstotliwością zegara niż reklamowane po wyjęciu z pudełka, co daje użytkownikowi zasadniczo podkręconą kartę bez potrzeby ręcznego strojenia.
GPU Boost to głównie branding specyficzny dla Nvidii, a AMD ma coś podobnego, co działa w inny sposób. W tym fragmencie treści skupimy się głównie na implementacji GPU Boost przez firmę Nvidia. Dzięki ofercie kart graficznych Turing , Nvidia wprowadziła czwartą iterację GPU Boost o nazwie GPU Boost 4.0, która pozwoliła użytkownikom ręcznie dostosować algorytmy używane przez GPU Boost, jeśli uznają to za stosowne. Nie było to możliwe w przypadku GPU Boost 3.0, ponieważ algorytmy te były zablokowane w sterownikach. Z drugiej strony GPU Boost 4.0 umożliwia użytkownikom ręczne dostrajanie różnych krzywych w celu zwiększenia wydajności, co będzie dobrą wiadomością dla overclockerów i entuzjastów.
GPU Boost 4.0 dodał także różne inne drobne poprawki, takie jak dziedzina temperatury, do której dodano nowe punkty przegięcia. W przeciwieństwie do GPU Boost 3.0, w którym nastąpił gwałtowny i nagły spadek z taktowania doładowania do zegara bazowego po przekroczeniu określonego progu temperatury, teraz między dwiema częstotliwościami taktowania może wystąpić wiele kroków. Pozwala to na większy poziom ziarnistości, który umożliwia GPU wycisnąć nawet ostatni kawałek wydajności również w niesprzyjających warunkach.
PU Boost 4.0 pozwala na dodatkowe zdefiniowane przez użytkownika kroki między oryginalnym zegarem doładowania a zegarem bazowym - Zdjęcie: Nvidia
Przetaktowywanie kart graficznych z przyspieszeniem GPU jest dość proste i niewiele się zmieniło pod tym względem. Każde dodatkowe przesunięcie zegara rdzenia jest w rzeczywistości stosowane do „Boost Clock”, a algorytm GPU Boost próbuje jeszcze bardziej poprawić najwyższą częstotliwość taktowania z podobnym marginesem. Zwiększenie suwaka Power Limit do maksimum może znacznie pomóc w tym względzie. To sprawia, że testowanie overclockingu w warunkach skrajnych jest nieco bardziej skomplikowane, ponieważ użytkownik musi obserwować częstotliwości zegara, a także temperatury, pobór mocy i wartości napięcia, ale nasz obszerny przewodnik po testach warunków skrajnych może pomóc w tym procesie.
Warunki przyspieszenia GPU
Teraz, gdy omówiliśmy mechanizm samego GPU Boost, ważne jest, aby omówić warunki, które muszą zostać spełnione, aby funkcja GPU Boost była skuteczna. Istnieje wiele warunków, które mogą mieć wpływ na końcową częstotliwość osiąganą przez GPU Boost, ale są trzy główne warunki, które mają największy wpływ na to wzmocnienie.
Zapas mocy
GPU Boost automatycznie przetaktuje kartę, pod warunkiem, że karta ma wystarczający zapas mocy, aby umożliwić wyższe częstotliwości taktowania. Zrozumiałe jest, że wyższe częstotliwości taktowania pobierają więcej mocy z zasilacza, dlatego niezwykle ważne jest, aby karta graficzna miała dostęp do wystarczającej mocy, aby GPU Boost mógł działać poprawnie. W przypadku większości nowoczesnych kart graficznych Nvidia funkcja GPU Boost zużyje całą dostępną moc, której może użyć, aby zwiększyć taktowanie zegara. To sprawia, że zapas mocy jest najczęstszym czynnikiem ograniczającym algorytm GPU Boost.
Przyspieszenie GPU może w dużym stopniu zależeć od ograniczenia mocy - Zdjęcie: Nvidia
Samo zwiększenie suwaka „Power Limit” do maksimum w jakimkolwiek oprogramowaniu do przetaktowywania może mieć duży wpływ na końcowe częstotliwości, na które trafia karta graficzna. Dodatkowa moc dostarczana do karty jest wykorzystywana do jeszcze wyższego taktowania zegara, co świadczy o tym, jak bardzo algorytm GPU Boost zależy od zapasu mocy.
Napięcie
System zasilania karty graficznej musi być w stanie zapewnić dodatkowe napięcie potrzebne do osiągnięcia i utrzymania wyższych częstotliwości zegara. Napięcie jest również bezpośrednim czynnikiem wpływającym na temperaturę, więc ma również wpływ na stan nadwyżki cieplnej. Niezależnie od tego istnieje sztywny limit tego, ile napięcia może używać karta, a limit ten jest ustawiany przez system BIOS karty. GPU Boost wykorzystuje dowolny zapas napięcia, aby spróbować utrzymać najwyższą możliwą prędkość zegara.
Napięcie ma również wpływ na końcowe taktowanie - Zdjęcie: Nvidia
Wysokość cieplna
Trzecim głównym warunkiem, który należy spełnić, aby funkcja GPU Boost działała efektywnie, to dostępność odpowiedniego zapasu ciepła. Funkcja GPU Boost jest niezwykle wrażliwa na temperaturę procesora graficznego, ponieważ zwiększa i zmniejsza częstotliwość taktowania w oparciu o nawet najmniejsze zmiany temperatury. Ważne jest, aby utrzymywać jak najniższą temperaturę procesora graficznego, aby osiągnąć najwyższe częstotliwości taktowania.
Temperatury powyżej 75 stopni Celsjusza zaczynają zauważalnie spadać prędkość zegara, co może mieć wpływ na wydajność. Częstotliwość taktowania w tych temperaturach nadal będzie prawdopodobnie wyższa niż w przypadku zegara przyspieszającego, jednak pozostawienie wydajności na stole nie jest dobrym pomysłem. Dlatego odpowiednia wentylacja obudowy i dobry system chłodzenia samego GPU mogą mieć znaczący wpływ na taktowanie osiągane przez GPU Boost.
Zwiększenie binningu i dławienia termicznego
Interesujące zjawisko nieodłącznie związane z działaniem GPU Boost jest znane jako boost binning. Wiemy, że algorytm GPU Boost szybko zmienia częstotliwość taktowania GPU w zależności od różnych czynników. Częstotliwość taktowania jest faktycznie zmieniana w blokach po 15 MHz każdy, a te 15 MHz części częstotliwości zegara są nazywane przedziałami doładowania. Można łatwo zauważyć, że wartości przyspieszenia GPU będą się różnić od siebie o współczynnik 15 MHz w zależności od mocy, napięcia i zapasu cieplnego. Oznacza to, że zmiana warunków podstawowych może spowodować spadek lub zwiększenie szybkości zegara karty o 15 MHz na raz.
Koncepcja dławienia termicznego jest interesująca również w przypadku operacji GPU Boost. Karta graficzna w rzeczywistości nie rozpoczyna dławienia termicznego, dopóki nie osiągnie ustawionego limitu temperatury znanego jako Tjmax. Ta temperatura zwykle odpowiada temperaturze między 87-90 stopni Celsjusza w rdzeniu GPU, a ta konkretna liczba jest określana przez system BIOS GPU. Gdy rdzeń GPU osiągnie tę ustawioną temperaturę, częstotliwości taktowania będą stopniowo spadać, aż spadną nawet poniżej zegara podstawowego. Jest to pewna oznaka dławienia termicznego w porównaniu do zwykłego binowania doładowania, które jest wykonywane przez przyspieszenie GPU. Kluczowa różnica między dławieniem termicznym a kategoryzacją typu boost polega na tym, że dławienie termiczne występuje przy lub poniżej zegara bazowego, a kategoryzacja typu boost zmienia maksymalną prędkość zegara osiąganą przez GPU Boost na podstawie danych o temperaturze.
Wady
Nie ma wielu wad tej technologii, która sama w sobie jest dość śmiałą rzeczą do powiedzenia na temat funkcji karty graficznej. GPU Boost pozwala karcie na automatyczne zwiększenie częstotliwości zegara bez ingerencji użytkownika i odblokowuje pełny potencjał karty, zapewniając dodatkową wydajność bez dodatkowych kosztów dla użytkownika. Jest jednak kilka rzeczy, o których należy pamiętać, jeśli posiadasz kartę graficzną Nvidia z funkcją GPU Boost.
Ze względu na fakt, że karta wykorzystuje cały budżet mocy przydzielony jej, wartości poboru mocy karty będą wyższe niż reklamowane liczby TBP lub TGP, które można by sądzić. Oprócz tego dodatkowe napięcie i pobór mocy doprowadzą do wyższych temperatur ze względu na to, że karta automatycznie przetaktowuje, wykorzystując dostępny zapas temperatury. Temperatury w żaden sposób nie wzrosną niebezpiecznie, ponieważ gdy tylko temperatura przekroczy pewną granicę, napięcie i pobór mocy zostaną obniżone, aby skompensować dodatkowe ciepło.
Pobór mocy może wzrosnąć powyżej reklamowanego TBP (320 W w przypadku RTX 3080) dzięki GPU Boost - Zdjęcie: Techspot
Słowa końcowe
Szybki postęp w technologiach kart graficznych spowodował, że kilka niezwykle imponujących funkcji trafiło w ręce konsumentów, a GPU Boost jest z pewnością jednym z nich. Funkcja Nvidii (i podobna funkcja AMD) umożliwia kartom graficznym osiągnięcie maksymalnego potencjału bez konieczności ingerencji użytkownika w celu zapewnienia maksymalnej możliwej wydajności po wyjęciu z pudełka. Ta funkcja prawie całkowicie eliminuje potrzebę ręcznego przetaktowywania, ponieważ naprawdę nie ma zbyt dużego zapasu miejsca na ręczne dostrojenie dzięki doskonałemu zarządzaniu GPU Boost.
Ogólnie rzecz biorąc, GPU Boost to doskonała funkcja, którą chcielibyśmy, aby była coraz lepsza dzięki ulepszeniom podstawowego algorytmu tej technologii, który zarządza drobnymi korektami różnych parametrów w celu uzyskania najlepszej możliwej wydajności.
