Как сделать даунвольтинг 1060
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.