GPU Boost

Grafisko karšu tehnoloģijas dažu pēdējo paaudžu laikā ir progresīvi attīstījušās, un katra paaudze ir ievērojami uzlabojusi ne tikai karšu kopējo veiktspēju, bet arī karšu piedāvātās funkcijas. Nav pārsteigums, ka gan Nvidia, gan AMD ir svarīgi turpināt jauninājumus un turpināt attīstīt savu karšu funkciju kopumus un tajās esošās tehnoloģijas, kā arī paaudžu veiktspējas uzlabojumus ar katru nākamo grafisko karšu sastāvu.

Nvidia GeForce RTX 3080 ir viena no ātrākajām grafikas kartēm, kas atbalsta staru izsekošanu - attēls: Nvidia

Pulksteņa ātruma palielināšana mūsdienās ir kļuvusi par galveno datortehnikas industrijas iezīmi gan ar grafikas kartēm, gan ar procesoriem, kas piedāvā šo tehnoloģiju. Komponenta pulksteņa ātruma mainīšana datora apstākļu izmaiņu dēļ var izraisīt ļoti uzlabotu veiktspēju, kā arī šīs daļas efektivitāti, kas galu galā nodrošina daudz labāku lietotāja pieredzi. Tomēr straujā progresa dēļ šajā jomā grafisko karšu standarta uzlabojošā izturēšanās ir vēl vairāk uzlabota un pilnveidota, izmantojot tādas tehnoloģijas kā GPU Boost 4.0, kas 2020. gadā izvirzījās priekšplānā. Šīs jaunās tehnoloģijas ir izstrādātas, lai maksimizētu grafikas kartes veiktspēju. kad tas ir nepieciešams, vienlaikus saglabājot arī maksimālo efektivitāti pie vieglākas slodzes.

Kas tad īsti ir GPU Boost? Nu, vienkārši sakot, GPU Boost ir Nvidia metode, kā dinamiski palielināt grafisko karšu pulksteņa ātrumu, līdz kartes sasniedz iepriekš noteiktu jaudas vai temperatūras robežu. GPU Boost algoritms ir ļoti specializēts un nosacīti apzināts algoritms, kas veic sekundes dalītas izmaiņas lielam skaitam parametru, lai grafikas karte būtu maksimāli iespējamā palielināšanas frekvence. Šī tehnoloģija ļauj karti palielināt daudz augstāk nekā reklamētais “Boost Clock”, kas, iespējams, ir norādīts lodziņā vai produkta lapā.

GPU Boost ļauj kartei maksimizēt veiktspēju, izmantojot pieejamos resursus - attēls: Nvidia

Pirms mēs iedziļināmies šīs tehnoloģijas mehānismā, ir jāizskaidro un jādiferencē dažas svarīgas terminoloģijas.

Terminoloģijas

Iepērkoties grafisko karti, vidusmēra patērētājs var sastapties ar daudziem numuriem un sajaukt terminoloģiju, kurai nav lielas jēgas vai pat sliktāk, galu galā nonākot pretrunā un vēl vairāk mulsinot pircēju. Tāpēc, aplūkojot produkta lapu, ir nepieciešams īsi apskatīt, ko nozīmē dažādas ar pulksteni saistītās terminoloģijas.

Bāzes pulkstenis: Grafikas kartes bāzes pulkstenis (to dažkārt dēvē arī par “Core Clock”) ir minimālais ātrums, kādā tiek reklamēts GPU. Normālos apstākļos kartes GPU nesamazināsies zem šī pulksteņa ātruma, ja vien apstākļi netiek būtiski mainīti. Šis skaitlis ir nozīmīgāks vecāka gadagājuma kartēs, bet kļūst arvien mazāk nozīmīgs, jo tehnoloģiju uzlabošana ir centrā.
Palielināt pulksteni: Reklamētais kartes Boost Clock ir maksimālais pulksteņa ātrums, ko grafikas karte var sasniegt normālos apstākļos, pirms tiek aktivizēts GPU Boost. Šis pulksteņa ātruma skaitlis parasti ir nedaudz lielāks nekā bāzes pulkstenis, un šī skaitļa sasniegšanai karte izmanto lielāko daļu enerģijas budžeta. Ja vien karte nav termiski ierobežota, tā nospiedīs šo reklamēto palielināšanas pulksteni. Šis ir arī parametrs, kas tiek mainīts AIB partneru kartītēs “Factory Overclocked”.
“Spēļu pulkstenis”: Izlaižot AMD jauno RDNA arhitektūru E3 2019, AMD arī paziņoja par jaunu koncepciju, kas pazīstama kā Game Clock. Šis zīmols rakstīšanas laikā ir ekskluzīvs tikai AMD grafiskajām kartēm un faktiski dod nosaukumu patvaļīgam pulksteņa ātrumam, kādu varētu redzēt spēļu laikā. Būtībā spēles pulkstenis ir pulksteņa ātrums, kas grafikas kartei ir jāsasniedz un jāuztur spēles laikā, kas parasti atrodas kaut kur starp bāzes pulksteni un AMD grafisko karšu Boost Clock. Kartes pārsniegšana tieši ietekmē šo pulksteņa ātrumu.

GeForce RTX 3070 reklamētā bāze un papildpulksteņi - attēls: TechPowerUp

GPU Boost mehānisms

GPU Boost ir interesanta tehnoloģija, kas ir diezgan izdevīga spēlētājiem un kurai tiešām nav tā teikt būtisku trūkumu. GPU Boost palielina grafiskās kartes faktisko pulksteni, pat pārsniedzot reklamēto palielināšanas frekvenci, ar nosacījumu, ka noteikti apstākļi ir labvēlīgi. Tas, ko GPU Boost dara, būtībā ir overclocking, kur tas nospiež GPU pulksteņa ātrumu ārpus reklamētā “Boost Clock”. Tas ļauj grafikas kartei automātiski izspiest lielāku veiktspēju, un lietotājam vispār nekas nav jāpadara. Algoritms būtībā ir “gudrs”, jo tas var vienlaikus veikt sekundes sekundes izmaiņas dažādos parametros, lai noturētu pēc iespējas augstāku pulksteņa ātrumu, neradot risku sasist vai artefaktēties utt. Izmantojot GPU Boost, grafikas kartes no kastes izlaiž lielāku pulksteņa ātrumu, nekā tika reklamēts, un tas lietotājam nodrošina pārsniegtu karti bez nepieciešamības manuāli noregulēt.

GPU Boost galvenokārt ir Nvidia specifisks zīmols, un AMD ir kaut kas līdzīgs, kas darbojas citādi. Šajā satura rakstā mēs galvenokārt pievērsīsimies Nvidia GPU Boost ieviešanai. Ar savu Turing grafikas karšu sēriju , Nvidia ieviesa ceturto GPU Boost atkārtojumu ar nosaukumu GPU Boost 4.0, kas ļāva lietotājiem manuāli pielāgot GPU Boost izmantotos algoritmus, ja viņi to uzskatīja par vajadzīgu. Tas nebija iespējams ar GPU Boost 3.0, jo šie algoritmi bija bloķēti draiveru iekšienē. No otras puses, GPU Boost 4.0 ļauj lietotājiem manuāli pielāgot dažādus līkumus, lai palielinātu veiktspēju, kas būs laba ziņa overclockeriem un entuziastiem.

GPU Boost 4.0 ir pievienojis arī dažādus citus smalkus uzlabojumus, piemēram, temperatūras apgabalu, kur pievienoti jauni locīšanas punkti. Atšķirībā no GPU Boost 3.0, kur, kad tika pārsniegts noteikts temperatūras slieksnis, strauji un pēkšņi samazinājās no palielināšanas pulksteņa uz bāzes pulksteni, tagad starp diviem pulksteņa ātrumiem var būt vairāki soļi. Tas ļauj sasniegt lielāku precizitāti, kas GPU ļauj nelabvēlīgos apstākļos izspiest pat pēdējo veiktspējas bitu.

PU Boost 4.0 ļauj veikt papildu lietotāja definētas darbības starp sākotnējo palielināšanas pulksteni un bāzes pulksteni - attēls: Nvidia

Grafikas karšu pārsniegšana ar GPU palielinājumu ir diezgan vienkārša, un šajā ziņā nav daudz kas mainījies. Jebkura galvenā pulksteņa pievienotā nobīde faktiski tiek lietota “Boost Clock”, un GPU Boost algoritms mēģina vēl vairāk uzlabot augstāko pulksteņa ātrumu ar līdzīgu starpību. Maksimāli palielināt jaudas ierobežojuma slīdni šajā ziņā var ievērojami palīdzēt. Tas padara overclocking stresa testēšanu nedaudz sarežģītāku, jo lietotājam ir jāuzrauga pulksteņa ātrums, kā arī temperatūra, enerģijas patēriņš un sprieguma numuri, taču mūsu visaptverošo stresa testēšanas rokasgrāmatu var palīdzēt šajā procesā.

GPU Boost nosacījumi

Tagad, kad mēs esam apsprieduši pašu GPU Boost mehānismu, ir svarīgi apspriest nosacījumus, kas jāievēro, lai GPU Boost būtu efektīvs. Ir liels skaits nosacījumu, kas var ietekmēt GPU Boost galīgo frekvenci, taču ir trīs galvenie nosacījumi, kas visvairāk ietekmē šo stimulējošo uzvedību.

Jauda ar galvu

GPU Boost automātiski pārsniegs karti, ja vien kartei ir pietiekami daudz jaudas, lai nodrošinātu lielāku pulksteņa ātrumu. Ir saprotams, ka lielāks pulksteņa ātrums piesaista vairāk enerģijas no PSU, tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi, lai grafikas kartei būtu pieejams pietiekami daudz enerģijas, lai GPU Boost varētu darboties pareizi. Izmantojot vismodernākās Nvidia grafikas kartes, GPU Boost izmantos visu pieejamo jaudu, ko tā var izmantot, lai pulksteņa ātrumu virzītu pēc iespējas augstāk. Tas padara Power Headroom par visizplatītāko GPU Boost algoritma ierobežojošo faktoru.

GPU Boost var būt ļoti atkarīgs no jaudas ierobežojuma - attēls: Nvidia

Vienkārši maksimāli palielinot slīdni “Jaudas ierobežojums” jebkurā pārsniegšanas programmatūrā, var būt liela ietekme uz grafikas kartes skartajām pēdējām frekvencēm. Papildu jauda, kas tiek piešķirta kartei, tiek izmantota pulksteņa ātruma palielināšanai vēl augstāk, kas liecina par to, cik daudz GPU Boost algoritms ir atkarīgs no jaudas.

spriegums

Grafikas kartes enerģijas padeves sistēmai jāspēj nodrošināt papildu spriegums, kas nepieciešams, lai sasniegtu un uzturētu lielāku pulksteņa ātrumu. Spriegums ir arī tiešs temperatūras faktors, tāpēc tas sasaistās arī ar termisko galvas stāvokli. Neatkarīgi no tā, cik lielu spriegumu karte var izmantot, ir noteikts ierobežojums, un šo robežu nosaka kartes BIOS. GPU Boost izmanto jebkuru spriegumu brīvajā telpā, lai mēģinātu uzturēt visaugstāko pulksteņa ātrumu, kāds vien iespējams.

Spriegums ietekmē arī pēdējos pulksteņa ātrumus - attēls: Nvidia

Termiskā galvas istaba

Trešais lielākais nosacījums, kas jāpilda, lai efektīvi darbotos GPU Boost, ir pietiekama siltuma vietas pieejamība. GPU Boost ir ārkārtīgi jutīgs pret GPU temperatūru, jo tas palielina un samazina pulksteņa ātrumu, ņemot vērā pat mazākās temperatūras izmaiņas. Lai sasniegtu visaugstāko pulksteņa ātrumu, ir svarīgi saglabāt pēc iespējas zemāku GPU temperatūru.

Temperatūra, kas pārsniedz 75 grādus pēc Celsija, sāk ievērojami pazemināt pulksteņa ātrumu, kas var ietekmēt veiktspēju. Pulksteņa ātrums šajās temperatūrās, visticamāk, joprojām būs lielāks nekā Boost Clock, tomēr nav lieliska ideja atstāt sniegumu uz galda. Tāpēc atbilstoša korpusa ventilācija un laba dzesēšanas sistēma pašā GPU var būtiski ietekmēt pulksteņa ātrumus, kas sasniegti, izmantojot GPU Boost.

Boost Binning un termiskā drosele

Interesanta parādība, kas ir raksturīga GPU Boost darbībai, ir pazīstama kā palielināšana. Mēs zinām, ka GPU Boost algoritms ātri maina GPU pulksteņa ātrumu atkarībā no dažādiem faktoriem. Pulksteņa ātrums faktiski tiek mainīts blokos pa 15 Mhz katrā, un šīs 15 Mhz pulksteņa ātruma daļas ir pazīstamas kā palielināšanas tvertnes. Var viegli novērot, ka GPU Boost skaitļi atšķirsies viens no otra ar koeficientu 15Mhz atkarībā no jaudas, sprieguma un siltuma. Tas nozīmē, ka pamatnosacījumu mainīšana vienlaikus var pazemināt vai palielināt kartes pulksteņa ātrumu par koeficientu 15Mhz.

Termiskās droseles jēdzienu ir interesanti izpētīt arī ar GPU Boost darbību. Grafikas karte faktiski nesāk termisko droseli, līdz tā sasniedz noteikto temperatūras robežu, kas pazīstama kā Tjmax. Šī temperatūra parasti atbilst aptuveni 87-90 grādiem pēc Celsija uz GPU kodola, un šo konkrēto skaitli nosaka GPU BIOS. Kad GPU kodols sasniegs šo iestatīto temperatūru, pulksteņa ātrumi pakāpeniski samazināsies, līdz tie nokritīs pat zem pamata pulksteņa. Šī ir droša siltuma ierobežošanas pazīme, salīdzinot ar regulāru palielināšanas cilindru, ko veic GPU palielinājums. Galvenā atšķirība starp termisko droseli un pastiprinošo cilindru ir tā, ka termiskā drosele notiek bāzes pulkstenī vai zem tā, un pastiprināšanas balināšana maina maksimālo pulksteņa ātrumu, ko GPU Boost sasniedz, izmantojot temperatūras datus.

Trūkumi

Šai tehnoloģijai nav daudz trūkumu, kas pats par sevi ir diezgan drosmīgs sakāms par grafikas kartes funkciju. GPU Boost ļauj kartei automātiski palielināt pulksteņa ātrumu bez lietotāja ieejas un atbrīvo visu kartes potenciālu, nodrošinot lietotājam papildu veiktspēju bez papildu izmaksām. Tomēr ir dažas lietas, kas jāpatur prātā, ja jums pieder Nvidia grafiskā karte ar GPU Boost.

Sakarā ar to, ka karte izmanto visu tai piešķirto enerģijas budžetu, kartes enerģijas patēriņa numuri būs lielāki, nekā varētu likt domāt par reklamētajiem TBP vai TGP numuriem. Papildus tam papildu sprieguma un enerģijas patēriņš novedīs pie augstākas temperatūras, jo karte tiek automātiski pārsniegta, izmantojot tai pieejamo temperatūras augstumu. Temperatūra nekādā gadījumā nesaņems bīstami augstu, jo, tiklīdz temperatūra pārsniegs noteiktu robežu, sprieguma un jaudas samazināšanās tiks samazināta, lai kompensētu papildu siltumu.

421 nevar izveidot savienojumu ar smt

Power Draw var palielināties, pārsniedzot reklamēto TBP (320W gadījumā RTX 3080) ar GPU Boost - Attēls: Techspot

Pēdējie vārdi

Strauji progresējot grafikas karšu tehnoloģijās, dažas ļoti iespaidīgas funkcijas ir nonākušas patērētāju rokās, un GPU Boost noteikti ir viena no tām. Nvidia funkcija (un AMD līdzīgā funkcija) ļauj grafikas kartēm sasniegt maksimālo potenciālu bez lietotāja ieejas, lai sniegtu maksimālu iespējamo veiktspēju ārpus kastes. Šī funkcija, izņemot novērš nepieciešamību pēc manuālas overclocking, jo manuālajai precizēšanai tiešām nav daudz vietas, pateicoties izcilajai GPU Boost pārvaldībai.

Kopumā GPU Boost ir lieliska funkcija, kuru mēs vēlētos redzēt arvien labākus, uzlabojot šīs tehnoloģijas pamatalgoritmu, kas mikropārvalda sīkos dažādu parametru pielāgojumus, lai iegūtu vislabāko iespējamo veiktspēju.