Graafikakaartide tehnoloogia on viimase paari põlvkonna jooksul hüppeliselt arenenud ning iga põlvkond on toonud olulist paranemist mitte ainult kaartide üldises toimivuses, vaid ka kaartide pakutavate funktsioonide osas. Pole üllatav, et nii Nvidia kui ka AMD jaoks on ülioluline jätkata uuendusi ja jätkata nende kaartide funktsioonikomplektide ja neis sisalduvate sisemiste tehnoloogiate edasiarendamist koos põlvkondade parema jõudlusega iga järgneva graafikakaardi koosseisuga.
Nvidia GeForce RTX 3080 on üks kiiremaid kiirkaardi toetavaid graafikakaarte - Pilt: Nvidia
Kellade kiiruse suurendamisest on tänapäeval saanud arvutiriistvara tööstuse peamine funktsioon nii graafikakaartide kui ka seda tehnoloogiat pakkuvate protsessorite abil. Komponendi taktsageduse muutmine arvuti tingimuste muutumise tõttu võib viia nii selle jõudluse kui ka selle osa tõhususe paranemiseni, mis annab lõppkokkuvõttes palju parema kasutuskogemuse. Selle valdkonna kiire edenemise tõttu on graafikakaartide standardset võimendavat käitumist veelgi täiustatud ja täiustatud selliste tehnoloogiate abil nagu 2020. aastal esiplaanile jõudev GPU Boost 4.0. Need uued tehnoloogiad on välja töötatud graafikakaardi jõudluse maksimeerimiseks. kui see on vajalik, säilitades samal ajal tipptõhususe ka kergemate koormuste korral.
GPU võimendus
Mis täpselt on GPU Boost? Noh, lihtsustatult öeldes on GPU Boost Nvidia meetod graafikakaartide kella kiiruse dünaamiliseks suurendamiseks, kuni kaardid jõuavad eelnevalt kindlaksmääratud võimsuse või temperatuuri piirini. GPU Boost Algorithm on kõrgelt spetsialiseeritud ja tinglikult teadlik algoritm, mis muudab sekundi murdosa muutusi paljudes parameetrites, et hoida graafikakaarti maksimaalsel võimalikul suurendussagedusel. See tehnoloogia võimaldab kaarti tõsta palju kõrgemale kui reklaamitud „Boost Clock”, mis võib olla kastil või tootelehel kirjas.
GPU Boost võimaldab kaardil saadaolevate ressursside abil maksimeerida oma jõudlust - Pilt: Nvidia
Enne kui uurime selle tehnoloogia taga olevaid mehhanisme, tuleb selgitada ja eristada mõnda olulist terminoloogiat.
Terminid
Graafikakaardi ostmisel võib keskmine tarbija kohata hulgaliselt numbreid ja segadust tekitavaid terminoloogiaid, millel on vähe mõtet või isegi hullem, lõpuks nad lähevad üksteisele vastu ja lähevad ostjat veelgi segadusse. Seetõttu on tootelehte vaadates vaja põgusalt vaadata, mida erinevad kella kiirusega seotud terminoloogiad tähendavad.
- Põhikell: Graafikakaardi baaskell (mida mõnikord nimetatakse ka „südamekellaks“) on minimaalne kiirus, millega GPU-d reklaamitakse töötama. Tavatingimustes ei lange kaardi GPU alla selle taktsageduse, kui tingimusi oluliselt ei muudeta. See arv on vanemate kaartide puhul märkimisväärsem, kuid muutub üha vähem asjakohaseks, kuna tehnoloogia edendamine on kesksel kohal.
- Boost Clock: Reklaamitud kaardi Boost Clock on maksimaalne taktsagedus, mille graafikakaart saab normaalsetes tingimustes enne GPU Boosti aktiveerimist. See taktsageduse arv on üldiselt üsna palju suurem kui baaskell ja kaart kasutab selle numbri saavutamiseks suurema osa oma jõueelarvest. Kui kaart pole termiliselt piiratud, tabab see seda reklaamitud võimenduskella. See on ka parameeter, mida muudetakse AIB-i partnerite kaartidel “Factory Overclocked”.
- „Mängukell“: AMD uue RDNA arhitektuuri väljaandmisega E3 2019-l teatas AMD ka uuest kontseptsioonist, mida nimetatakse mängukellaks. See kaubamärk on kirjutamise ajal eksklusiivne AMD graafikakaartidele ja annab tegelikult nime suvalistele taktsagedustele, mida mängides näeksite. Põhimõtteliselt on mängukell kellamiskiirus, mida graafikakaart peaks mängimise ajal tabama ja säilitama, mis jääb tavaliselt AMD graafikakaartide baaskella ja Boost Clocki vahele. Kaardi kiirendamisel on otsene mõju just sellele taktsagedusele.
GeForce RTX 3070 reklaamitud alus ja lisakellad - pilt: TechPowerUp
GPU Boost mehhanism
GPU Boost on huvitav tehnoloogia, mis on mänguritele üsna kasulik ja millel pole tegelikult nii-öelda olulisi puudusi. GPU Boost suurendab graafikakaardi tegelikku taktsagedust isegi väljapoole reklaamitud suurendussagedust, tingimusel et teatud tingimused on soodsad. See, mida GPU Boost teeb, on sisuliselt ülekiirendamine, kus see ajab GPU taktsageduse väljapoole reklaamitud “Boost Clocki”. See võimaldab graafikakaardil suurema jõudluse automaatselt välja pigistada ja kasutaja ei pea üldse midagi näpistama. Algoritm on sisuliselt “tark”, kuna see võib korraga muuta sekundi murdosa sekundi jooksul erinevaid parameetreid, et hoida püsivat taktsagedust võimalikult kõrgel, ilma et oleks võimalik kokku kukkuda või artefakteeruda. GPU Boosti puhul graafikakaardid jooksevad karbist välja reklaamitud kõrgemat taktsagedust, mis annab kasutajale sisuliselt ülekiirendatud kaardi, ilma et oleks vaja käsitsi häälestada.
GPU Boost on peamiselt Nvidia-spetsiifiline kaubamärk ja AMD-l on midagi sarnast, mis töötab teistmoodi. Selles sisutükis keskendume peamiselt Nvidia GPU Boosti rakendamisele. Oma Turingi graafikakaartide rivistusega , Tutvustas Nvidia GPU Boosti neljandat iteratsiooni nimega GPU Boost 4.0, mis võimaldas kasutajatel soovi korral GPU Boosti kasutatavaid algoritme käsitsi kohandada. GPU Boost 3.0 ei olnud see võimalik, kuna need algoritmid olid draiverite sisse lukustatud. GPU Boost 4.0 seevastu võimaldab kasutajatel jõudluse suurendamiseks erinevaid kõveraid näpistada, mis on hea uudis kiirendajatele ja entusiastidele.
GPU Boost 4.0 on lisanud ka mitmeid muid häid muudatusi, näiteks temperatuuri domeeni, kuhu on lisatud uued käänmiskohad. Erinevalt GPU Boost 3.0-st, kus teatud temperatuuri künnise ületamisel toimus järsk ja järsk langus suurenduskellast baaskellani, võib nüüd kahe taktsageduse vahel olla mitu sammu. See võimaldab suuremat täpsust, mis võimaldab GPU-l pigistada ka viimast jõudlust ka ebasoodsates tingimustes.
PU Boost 4.0 võimaldab kasutaja poolt määratletud täiendavaid samme algse võimenduskella ja baaskella vahel - Pilt: Nvidia
Graafikakaartide kiirendamine GPU võimendusega on üsna lihtne ja selles osas pole palju muutunud. Mis tahes tuumkellale lisatud nihet rakendatakse tegelikult „Boost Clockile“ ja GPU Boost algoritm püüab sarnase varuga veelgi parandada kõrgeimat taktsagedust. Liuguri Power Limit maksimaalne suurendamine võib selles osas märkimisväärselt aidata. See muudab ülikiire stressitestimise veidi keerulisemaks, kuna kasutaja peab silma peal hoidma nii kella kiirustel kui ka temperatuuridel, voolutõmbel ja pingenumbritel, kuid meie põhjalik stressitestimise juhend saab selles protsessis abiks olla.
GPU Boosti tingimused
Nüüd, kui oleme arutanud GPU Boosti enda mehhanismi, on oluline arutada tingimusi, mis peavad GPU Boosti efektiivsuse saavutamiseks olema täidetud. GPU Boosti saavutatud lõplikku sagedust võib mõjutada suur hulk tingimusi, kuid on kolm peamist tingimust, millel on selle võimendava käitumise jaoks kõige olulisem mõju.
Power Headroom
GPU Boost kiirendab kaarti automaatselt tingimusel, et kaardil on piisavalt võimsust, et võimaldada suuremat taktsagedust. On arusaadav, et suurem taktsagedus võtab rohkem energiat PSU-st, seega on ülimalt oluline, et graafikakaardil oleks piisavalt energiat, et GPU Boost saaks korralikult töötada. Enamike kaasaegsete Nvidia graafikakaartide puhul kasutab GPU Boost kogu olemasolevat energiat, mida saab kasutada kella kiiruse võimalikult suureks surumiseks. See muudab Power Headroomi kõige tavalisemaks GPU Boost algoritmi piiravaks teguriks.
GPU võimendus võib suuresti sõltuda võimsuse piiratusest - pilt: Nvidia
Lihtsalt liuguri „Power Limit” suurendamine maksimaalses kiirendustarkvaras võib avaldada suurt mõju graafikakaardi tabatud lõplikele sagedustele. Kaardile pakutavat lisavõimsust kasutatakse taktsageduse veelgi suuremaks surumiseks, mis annab tunnistust sellest, kui palju GPU Boosti algoritm sõltub võimsuse suurusest.
Pinge
Graafikakaardi toiteallikas peab olema võimeline pakkuma täiendavat pinget, mis on vajalik suurema taktsageduse saavutamiseks ja ülalhoidmiseks. Pinge mõjutab otseselt ka temperatuuri, nii et see seondub ka termilise peatoa tingimustega. Sõltumata sellest, kui palju pinget saab kaart kasutada, on kõva piir ja selle piiri määrab kaardi BIOS. GPU Boost kasutab mis tahes pinge kõrgust, et proovida säilitada võimalikult kõrge taktsagedus.
Pinge mõjutab ka lõplikke taktsagedusi - Pilt: Nvidia
Termiline pearuum
Kolmas peamine tingimus, mis tuleb GPU Boosti tõhusaks toimimiseks täita, on piisava termilise ruumi olemasolu. GPU Boost on GPU temperatuuri suhtes ülitundlik, kuna see suurendab ja vähendab taktsagedust isegi väikseimate temperatuurimuutuste põhjal. Suurima taktsageduse saavutamiseks on oluline hoida GPU temperatuuri võimalikult madalal.
Temperatuur, mis ületab 75 kraadi Celsiuse kraadi, hakkab märgatavalt taktsagedust langema, mis võib mõjutada jõudlust. Kellade kiirus on nendel temperatuuridel endiselt tõenäoliselt suurem kui Boost Clock, kuid pole hea mõte jõudlust lauale jätta. Seetõttu võib GPU enda piisav korpuse ventilatsioon ja hea jahutussüsteem märkimisväärselt mõjutada GPU Boosti abil saavutatud taktsagedusi.
Boost binning ja termiline drosselimine
Huvitav nähtus, mis on GPU Boosti toimimisele omane, on tuntud kui võimendusside. Me teame, et GPU Boosti algoritm muudab sõltuvalt erinevatest teguritest kiiresti GPU taktsagedust. Kellamiskiirust muudetakse tegelikult 15 Mhz suuruste plokkidena ja neid 15 Mhz osi taktsagedusi tuntakse suurenduskastidena. Võib kergesti täheldada, et GPU Boosti numbrid varieeruvad üksteisest teguriga 15Mhz, sõltuvalt võimsusest, pingest ja termilisest ruumi. See tähendab, et aluseks olevate tingimuste muutmine võib langeda või suurendada kaardi taktsagedust korraga 15Mhz võrra.
Termoreguleerimise kontseptsiooni on huvitav uurida ka GPU Boost operatsiooni abil. Graafikakaart ei alusta tegelikult termoreguleerimist enne, kui see on jõudnud määratud temperatuuri piirini, mida nimetatakse Tjmaxiks. See temperatuur vastab tavaliselt GPU tuuma kuskil 87–90 kraadile ja selle konkreetse arvu määrab GPU BIOS. Kui GPU tuum saavutab selle seatud temperatuuri, langeb taktsagedus järk-järgult, kuni see langeb isegi baaskella alla. See on kindel märk termilisest reguleerimisest võrreldes tavalise võimenduse ühendamisega, mille teeb GPU võimendus. Peamine erinevus termilise gaasipinge ja võimenduse vahel on see, et termiline gaasihoob toimub baaskella ajal või allapoole ning võimendusega ühendamine muudab maksimaalset taktsagedust, mis saavutatakse GPU Boost abil temperatuuriandmete abil.
Puudused
Sellel tehnoloogial pole palju puudusi, mis iseenesest on graafikakaardi funktsiooni kohta üsna julge asi. GPU Boost võimaldab kaardil oma kella kiirust automaatselt suurendada ilma kasutaja sisendita ja vabastab kaardi kogu potentsiaali, pakkudes kasutajale täiendavat jõudlust lisakuludeta. Siiski on mõned asjad, mida peaksite meeles pidama, kui teil on GPU Boostiga Nvidia graafikakaart.
Kuna kaart kasutab kogu talle eraldatud energiaeelarvet, on kaardi voolutarve numbrid suuremad kui reklaamitud TBP või TGP numbrid võivad teid uskuma panna. Lisaks toob lisapinge ja -võimsus kaasa temperatuuri tõusu, kuna kaart on üle lubatud, kasutades selleks talle kättesaadavat temperatuuri. Temperatuurid ei tõuse mingil juhul ohtlikult kõrgeks, sest niipea, kui temperatuurid ületavad teatud piiri, langeb lisakuumuse kompenseerimiseks pinge ja võimsus.
Võimsustarve võib GPU Boostiga suurendada reklaamitud TBP-st (320 W RTX 3080 puhul) - Pilt: Techspot
Lõppsõnad
Graafikakaartide tehnoloogia kiire edasimineku korral on mõned ülimalt muljetavaldavad funktsioonid jõudnud tarbijate kätte ning GPU Boost on kindlasti üks neist. Nvidia funktsioon (ja AMD-i sarnane funktsioon) võimaldab graafikakaartidel saavutada maksimaalse potentsiaali ilma kasutaja sisendita, et pakkuda maksimaalset pakendivälist jõudlust. See funktsioon välistab vajaduse käsitsi ülikiirendamise järele, kuna käsitsi peenhäälestamiseks pole GPU Boosti suurepärase haldamise tõttu tegelikult palju ruumi.
Üldiselt on GPU Boost suurepärane funktsioon, mida tahaksime näha aina paremaks muutudes selle tehnoloogia taga oleva algoritmi täiustustega, mis mikromajandab erinevate parameetrite pisikesi kohandusi, et saada parimat võimalikku jõudlust.
