„GPU Boost“ - paaiškintas „Nvidia“ savęs stiprinimo algoritmas

Grafinių kortelių technologijos per pastaruosius keletą kartų sparčiai progresavo, o kiekviena karta žymiai pagerino ne tik bendrą kortelių veikimą, bet ir kortelių siūlomas funkcijas. Nenuostabu, kad tiek „Nvidia“, tiek AMD yra gyvybiškai svarbu toliau diegti naujoves ir tobulinti savo kortelių funkcijų rinkinius ir juose esančias savaimines technologijas, taip pat kartų geresnius našumo pokyčius kiekvienoje kitoje grafikos plokštėse.

„Nvidia GeForce RTX 3080“ yra viena greičiausių grafikos kortelių, palaikančių spindulių sekimą - Paveikslėlis: „Nvidia“

Laikrodžio greičio didinimas šiais laikais tapo pagrindine asmeninių kompiuterių techninės įrangos savybe tiek su grafikos plokštėmis, tiek su šią technologiją siūlančiais procesoriais. Keičiant komponento laikrodžio greitį dėl kompiuterio sąlygų pokyčių, gali būti pagerintas našumas ir tos dalies efektyvumas, o tai galiausiai suteikia daug geresnę vartotojo patirtį. Tačiau dėl spartaus progreso šioje srityje standartinis vaizdo plokščių elgesys buvo dar labiau patobulintas ir patobulintas tokiomis technologijomis kaip „GPU Boost 4.0“, kurios į priekį išėjo 2020 m. Šios naujos technologijos buvo sukurtos siekiant maksimaliai padidinti grafikos plokštės našumą. kai tai būtina, išlaikant didžiausią efektyvumą esant mažesnėms apkrovoms.

GPU stiprinimas

Taigi, kas tiksliai yra „GPU Boost“? Na, paprastai tariant, „GPU Boost“ yra „Nvidia“ metodas dinamiškai padidinti grafikos plokščių laikrodžio greitį, kol kortelės pasieks iš anksto nustatytą galios ar temperatūros ribą. „GPU Boost Algorithm“ yra labai specializuotas ir sąlyginai žinomas algoritmas, kuris atlieka daugelio parametrų pakeitimus sekundžių dalimis, kad grafikos plokštė būtų maksimaliai įmanoma. Ši technologija leidžia kortelei pakilti daug aukščiau nei reklamuojamas „Boost Clock“, kuris gali būti nurodytas dėžutėje arba produkto puslapyje.

„GPU Boost“ leidžia kortelei maksimaliai padidinti savo našumą naudojant turimus išteklius - Paveikslėlis: „Nvidia“

Prieš įsigilinant į šios technologijos mechanizmą, reikia paaiškinti ir diferencijuoti keletą svarbių terminų.

Terminijos

Pirkdamas grafikos plokštę vidutinis vartotojas gali susidurti su daugybe skaičių ir painiomis terminologijomis, kurios neturi prasmės ar net blogiau, galų gale prieštarauja viena kitai ir dar labiau supainioja pirkėją. Todėl, žiūrėdami į gaminio puslapį, būtina trumpai apžvelgti, ką reiškia skirtingos su laikrodžio greičiu susijusios terminijos.

• Pagrindinis laikrodis: Vaizdo plokštės pagrindinis laikrodis (taip pat kartais vadinamas „Core Clock“) yra minimalus greitis, kuriuo GPU reklamuojamas veikti. Įprastomis sąlygomis kortelės GPU nenukris žemiau šio laikrodžio greičio, nebent sąlygos bus žymiai pakeistos. Šis skaičius yra reikšmingesnis senesnėse kortelėse, tačiau tampa vis mažiau reikšmingas, nes tobulinimo technologijos tampa svarbiausia.
• „Boost Clock“: Reklamuojamas kortelės „Boost Clock“ yra didžiausias laikrodžio greitis, kurį grafikos plokštė gali pasiekti normaliomis sąlygomis prieš suaktyvinant „GPU Boost“. Šis laikrodžio greitis paprastai yra šiek tiek didesnis nei bazinis laikrodis, ir kortelė sunaudoja didžiąją dalį savo energijos biudžeto, kad pasiektų šį skaičių. Jei kortelė nebus termiškai suvaržyta, ji pasieks šį reklamuojamą padidinimo laikrodį. Tai taip pat parametras, kuris yra pakeistas AIB partnerių „Factory Overclocked“ kortelėse.
• „Žaidimo laikrodis“: „E3 2019“ išleidusi naują AMD RDNA architektūrą, AMD taip pat paskelbė naują koncepciją, vadinamą „Game Clock“. Šis prekės ženklas rašymo metu yra išskirtinis AMD vaizdo plokštėms ir iš tikrųjų suteikia pavadinimą savavališkam laikrodžio greičiui, kurį matytumėte žaidžiant. Iš esmės „Game Clock“ yra laikrodžio greitis, kurį turėtų pasiekti ir palaikyti žaidimų grafikos plokštė, o tai paprastai yra tarp AMD grafikos kortelių „Base Clock“ ir „Boost Clock“. Kortelės persijungimas turi tiesioginį poveikį būtent šiam laikrodžio greičiui.

Reklamuojamas „GeForce RTX 3070“ pagrindas ir laikrodžiai - Paveikslėlis: TechPowerUp

„GPU Boost“ mechanizmas

„GPU Boost“ yra įdomi technologija, kuri yra gana naudinga žaidėjams ir tikrai neturi reikšmingų trūkumų, galima sakyti. „GPU Boost“ padidina efektyvų grafikos plokštės laikrodžio greitį net viršijant reklamuojamą padidinimo dažnį, su sąlyga, kad tam tikros sąlygos bus palankios. Tai, ką daro „GPU Boost“, iš esmės yra greičio viršijimas, kai jis išstumia GPU laikrodžio greitį virš reklamuojamo „Boost Clock“. Tai leidžia vaizdo plokštei automatiškai išspausti didesnį našumą ir vartotojui visiškai nereikia nieko keisti. Algoritmas iš esmės yra „protingas“ dėl to, kad jis gali vienu metu keisti sekundžių pertraukas įvairiuose parametruose, kad išlaikytų kuo didesnį laikrodžio greitį, nerizikuojant sugesti ar sujaudinti ir pan. Su „GPU Boost“ grafikos plokštėse iš dėžutės paleista didesnė nei reklamuojama laikrodžio sparta, todėl vartotojui iš esmės suteikiama kortelė, kurios dažnis viršijamas, nereikalaujant jokio rankinio derinimo.

„GPU Boost“ daugiausia yra „Nvidia“ prekės ženklas, o „AMD“ turi kažką panašaus, kuris veikia kitaip. Šiame turinio straipsnyje daugiausia dėmesio skirsime „Nvidia“ įdiegtam „GPU Boost“. Su savo Tiuringo grafikos plokščių asortimentu , „Nvidia“ pristatė ketvirtąją „GPU Boost“ iteraciją, vadinamą „GPU Boost 4.0“, kuri leido vartotojams rankiniu būdu koreguoti algoritmus, kuriuos „GPU Boost“ naudoja, jei jiems atrodo tinkama. Tai nebuvo įmanoma naudojant „GPU Boost 3.0“, nes šie algoritmai buvo užrakinti tvarkyklių viduje. Kita vertus, „GPU Boost 4.0“ leidžia vartotojams rankiniu būdu pakoreguoti įvairias kreives, kad padidėtų našumas, o tai bus gera žinia persijungusiems ir entuziastams.

„GPU Boost 4.0“ taip pat pridėjo įvairių kitų puikių patobulinimų, tokių kaip temperatūros sritis, kur buvo pridėti nauji linksniavimo taškai. Skirtingai nuo „GPU Boost 3.0“, kai peržengus tam tikrą temperatūros slenkstį, staigus ir staigus kritimas nuo padidinimo laikrodžio iki pagrindinio laikrodžio, dabar tarp dviejų laikrodžio greičių gali būti keli žingsniai. Tai leidžia pasiekti aukštesnį detalumo lygį, kuris leidžia GPU išspausti net paskutinį našumą šiek tiek nepalankiomis sąlygomis.

„PU Boost 4.0“ leidžia atlikti papildomus vartotojo nustatytus veiksmus tarp pirminio stiprinimo laikrodžio ir pagrindinio laikrodžio - Paveikslėlis: „Nvidia“

Vaizdo plokščių persiuntimas su GPU padidinimu yra gana paprastas ir šiuo požiūriu nedaug kas pasikeitė. Bet koks pridėtas pagrindinio laikrodžio poslinkis iš tikrųjų taikomas „Boost Clock“, o GPU Boost algoritmas bando dar labiau pagerinti didžiausią laikrodžio greitį panašia atsarga. Maksimaliai padidinus „Power Limit“ slankiklį, šiuo klausimu gali būti labai naudinga. Dėl to streso testavimas viršijantį laiką yra šiek tiek sudėtingesnis, nes vartotojas turi stebėti laikrodžio greitį, temperatūrą, energijos sąnaudas ir įtampos skaičius, tačiau išsamų mūsų testavimą nepalankiausiomis sąlygomis gali padėti tame procese.

„GPU Boost“ sąlygos

Dabar, kai aptarėme paties „GPU Boost“ mechanizmą, svarbu aptarti sąlygas, kurių reikia laikytis, kad „GPU Boost“ būtų efektyvus. Yra daugybė sąlygų, kurios gali turėti įtakos galutiniam dažniui, kurį pasiekia „GPU Boost“, tačiau yra trys pagrindinės sąlygos, turinčios didžiausią įtaką šiam skatinančiam elgesiui.

„Power headroom“

„GPU Boost“ automatiškai įjungs kortelę, jei kortelei bus skirta pakankamai laisvos vietos, kad būtų galima naudoti didesnį laikrodžio greitį. Suprantama, kad didesnė laikrodžio sparta atima daugiau energijos iš PSU, todėl labai svarbu, kad grafikos plokštė turėtų pakankamai energijos, kad „GPU Boost“ galėtų tinkamai veikti. Naudodamas daugumą šiuolaikinių „Nvidia“ vaizdo plokščių, „GPU Boost“ išnaudos visą turimą galią, kurią gali naudoti norėdamas kuo didesnį laikrodžio greitį. Dėl to „Power Headroom“ yra labiausiai paplitęs „GPU Boost“ algoritmo ribojimo veiksnys.

„GPU Boost“ gali labai priklausyti nuo galios ribos - Paveikslėlis: „Nvidia“

Paprasčiausias „Power Limit“ slankiklio padidinimas maksimaliai bet kokioje įsijungimo programinėje įrangoje gali turėti didelę įtaką galutiniams grafikos plokštės paveiktiems dažniams. Papildoma kortelei suteikiama galia naudojama laikrodžio greičiui dar labiau padidinti, o tai liudija, kiek „GPU Boost“ algoritmas priklauso nuo galios.

Įtampa

Vaizdo plokštės maitinimo sistema turi sugebėti suteikti papildomą įtampą, kurios reikia norint pasiekti ir palaikyti didesnį takto greitį. Įtampa taip pat tiesiogiai įtakoja temperatūrą, todėl ji taip pat susiejama su šiluminio aukščio būkle. Nepaisant to, yra stipri riba, kiek įtampos kortelė gali naudoti, ir šią ribą nustato kortelės BIOS. „GPU Boost“ naudoja bet kokią įtampos laisvąją erdvę, kad išlaikytų didžiausią galimą laikrodžio greitį.

Įtampa taip pat turi įtakos galutiniam laikrodžio greičiui - Paveikslėlis: „Nvidia“

Šiluminė galvutė

Trečia pagrindinė sąlyga, kurią reikia įvykdyti norint efektyviai veikti „GPU Boost“, yra pakankama šiluminė erdvė. „GPU Boost“ yra ypač jautrus GPU temperatūrai, nes jis padidina ir sumažina laikrodžio greitį, atsižvelgiant net į menkiausius temperatūros pokyčius. Norint pasiekti didžiausią laikrodžio greitį, svarbu palaikyti kuo žemesnę GPU temperatūrą.

Aukštesnė nei 75 laipsnių Celsijaus temperatūra pradeda pastebimai mažinti laikrodžio greitį, o tai gali turėti įtakos našumui. Laikrodžio greitis esant šiai temperatūrai vis tiek greičiausiai bus didesnis nei „Boost Clock“, tačiau nėra gera idėja palikti pasirodymą ant stalo. Todėl tinkamas korpuso vėdinimas ir gera aušinimo sistema pačiame GPU gali turėti didelę įtaką laikrodžio greičiams, pasiekiamiems naudojant „GPU Boost“.

„Boost Binning“ ir terminis droselis

Įdomus reiškinys, būdingas GPU „Boost“ veikimui, yra žinomas kaip „boost binning“. Mes žinome, kad GPU „Boost“ algoritmas greitai keičia GPU laikrodžio greitį, priklausomai nuo įvairių veiksnių. Laikrodžio greitis iš tikrųjų keičiamas po 15 Mhz blokus, o šios 15 Mhz laikrodžio greičio dalys yra žinomos kaip padidinimo dėžės. Galima lengvai pastebėti, kad GPU „Boost“ skaičiai skirsis 15Mhz koeficientu, priklausomai nuo galios, įtampos ir šiluminės erdvės. Tai reiškia, kad pakeitus pagrindines sąlygas, kortelės laikrodžio greitis vienu metu gali sumažėti arba padidėti 15 MHz koeficientu.

Terminio droselio idėją taip pat įdomu ištirti naudojant GPU Boost operaciją. Vaizdo plokštė iš tikrųjų nepradeda terminio droselio, kol ji nepasiekia nustatytos temperatūros ribos, vadinamos Tjmax. Ši temperatūra paprastai atitinka GPU branduolio 87-90 laipsnių Celsijaus laipsnį ir šį konkretų skaičių nustato GPU BIOS. Kai GPU šerdis pasieks šią nustatytą temperatūrą, laikrodžio greitis palaipsniui mažės, kol nukris net žemiau bazinio laikrodžio. Tai yra tikras terminio droselio ženklas, palyginti su įprastu „boost“ susiejimu, kurį atlieka „GPU boost“. Esminis skirtumas tarp terminio droseliavimo ir padidinimo sujungimo yra tas, kad terminis droseliavimas vyksta baziniame laikrodyje arba žemiau jo, o padidinimas sujungimas keičia maksimalų laikrodžio greitį, kurį pasiekia GPU Boost naudodamas temperatūros duomenis.

Trūkumai

Šios technologijos trūkumų nėra daug, o tai savaime yra gana drąsus dalykas pasakyti apie vaizdo plokštės funkciją. „GPU Boost“ leidžia kortelei automatiškai padidinti savo laikrodžio greitį be vartotojo įvesties ir atveria visą kortelės potencialą, suteikdamas papildomą našumą be papildomų išlaidų vartotojui. Tačiau, jei turite „Nvidia“ vaizdo plokštę su „GPU Boost“, turite atsiminti keletą dalykų.

Atsižvelgiant į tai, kad kortelė išnaudoja visą jai skirtą energijos biudžetą, kortelės energijos suvartojimo numeriai bus didesni, nei gali reklamuoti reklamuojami TBP arba TGP numeriai. Be to, dėl papildomos įtampos ir energijos suvartojimo temperatūra pakils dėl to, kad kortelė automatiškai įsijungia, naudodama jai prieinamą laisvą kambarį. Temperatūra jokiu būdu nepakils pavojingai aukšta, nes kai tik temperatūra peržengs tam tikrą ribą, įtampa ir galia sumažės, kad kompensuotų papildomą šilumą.

„Power Draw“ gali viršyti reklamuojamą TBP (320W, jei naudojamas „RTX 3080“) su „GPU Boost“ - Paveikslėlis: Techspot

Paskutiniai žodžiai

Sparčiai progresavus vaizdo plokščių technologijoms, kai kurios itin įspūdingos savybės pateko į vartotojų rankas, o „GPU Boost“ tikrai yra viena iš jų. „Nvidia“ funkcija (ir panaši „AMD“ funkcija) leidžia vaizdo plokštėms išnaudoti maksimalų savo potencialą, nereikalaujant jokių vartotojo įvesties, kad būtų užtikrintas maksimalus įmanomas „out of the box“ našumas. Ši funkcija panaikina rankinio persiuntimo poreikį, nes rankiniam koregavimui tikrai nėra daug vietos dėl puikaus „GPU Boost“ valdymo.

Apskritai „GPU Boost“ yra puiki savybė, kurią norėtume pamatyti vis geresnę, patobulinę pagrindinį šios technologijos algoritmą, kuris valdo mažus skirtingų parametrų koregavimus, kad būtų pasiektas geriausias įmanomas našumas.