GPU Boost - az Nvidia Self Boosting Algorithm magyarázata

A grafikus kártyatechnológiák ugrásszerűen fejlődtek az elmúlt generációk során, és minden generáció jelentős javulást hozott nemcsak a kártyák általános teljesítményében, hanem a kártyák által kínált szolgáltatásokban is. Nem meglepő, hogy mind az Nvidia, mind az AMD számára létfontosságú, hogy folytassa az innovációt, és folyamatosan fejlessze kártyáinak funkciókészleteit és a bennük rejlő belső technológiákat, valamint a grafikus kártyák minden következő sorában a teljesítmény generációs fejlesztéseit.

Az Nvidia GeForce RTX 3080 az egyik leggyorsabb grafikus kártya, amely támogatja a sugárkövetést - Kép: Nvidia

Az óra sebességének növelése napjainkban a PC hardveripar mainstream funkciójává vált, mind a grafikus kártyák, mind az ezt a technológiát kínáló CPU-k mellett. Az alkatrész órajelének változtatása a PC körülményeinek változása miatt nagymértékben javíthatja a teljesítményt és az adott rész hatékonyságát, ami végül sokkal jobb felhasználói élményt nyújt. Azonban ezen a területen a gyors előrehaladás miatt a grafikus kártyák szokásos fokozó viselkedését tovább javították és finomították olyan technológiákkal, mint a GPU Boost 4.0, amely 2020-ban előtérbe került. Ezeket az új technológiákat a grafikus kártya teljesítményének maximalizálása érdekében fejlesztették ki. amikor erre szükség van, miközben könnyebb terhelések mellett is megtartja a csúcshatékonyságot.

GPU Boost

Mi tehát pontosan a GPU Boost? Nos, leegyszerűsítve: a GPU Boost az Nvidia módszere, amellyel dinamikusan növelheti a grafikus kártyák órajelét, amíg a kártyák el nem érnek egy előre meghatározott teljesítmény- vagy hőmérsékleti határt. A GPU Boost Algorithm egy rendkívül specializált és feltételekkel tisztában lévő algoritmus, amely másodpercek töredékét változtatja meg számos paraméterben annak érdekében, hogy a grafikus kártya a lehető legnagyobb növelési frekvencián maradjon. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy a kártya sokkal magasabb szintre kerüljön, mint a meghirdetett „Boost Clock”, amely feltüntethető a dobozban vagy a termék oldalán.

A GPU Boost lehetővé teszi a kártya számára, hogy a rendelkezésre álló erőforrások felhasználásával maximalizálja teljesítményét - Kép: Nvidia

Mielőtt belemerülnénk a technológia mögötti mechanizmusba, néhány fontos terminológiát meg kell magyarázni és meg kell különböztetni.

Terminológiák

Míg grafikus kártyát vásárol, az átlagfogyasztó számos olyan számmal és zavaros terminológiával találkozhat, amelyeknek nincs értelme vagy még rosszabb, végül ellentmondanak egymásnak, és tovább összezavarják a vásárlót. Ezért röviden meg kell vizsgálni, hogy mit jelentenek az órajel-sebességgel kapcsolatos különféle terminológiák, amikor egy termék oldalt néz meg.

• Alapóra: A grafikus kártya alapórája (más néven „alapóra”) az a minimális sebesség, amellyel a GPU-t hirdetni kell. Normál körülmények között a kártya GPU-ja nem csökken az órajel alá, hacsak a körülményeket jelentősen nem változtatják meg. Ez a szám a régebbi kártyáknál jelentősebb, de egyre kevésbé releváns, mivel a fejlesztő technológiák középpontba kerülnek.
• Boost Clock: A kártya meghirdetett Boost Clock az a maximális órajel, amelyet a grafikus kártya normál körülmények között elérhet a GPU Boost aktiválása előtt. Ez az órajelszám általában jóval magasabb, mint az alapóra, és a kártya energia-költségvetésének nagy részét felhasználja ennek a számnak az eléréséhez. Hacsak a kártya nincs korlátozva, eléri ezt a meghirdetett boost órát. Ez az a paraméter is, amelyet az AIB partnerek „Gyári túlhajtott” kártyái módosítanak.
• „Játékóra”: Az AMD új RDNA architektúrájának az E3 2019-es megjelenésével az AMD új koncepciót is bejelentett Game Clock néven. Ez a márka az AMD grafikus kártyáinak kizárólagos tulajdonsága az írás idején, és tulajdonképpen nevet ad annak a tetszőleges órajelnek, amelyet a játék közben láthatna. Alapvetően a Game Clock az órajel, amelyet a grafikus kártyának el kell érnie és fenntartania a játék közben, ami általában valahol az AMD grafikus kártyákhoz tartozó Alapóra és Boost Clock között van. A kártya túlhúzása közvetlen hatással van az adott órajelre.

A GeForce RTX 3070 meghirdetett alap- és töltőórái - Kép: TechPowerUp

A GPU Boost mechanizmusa

A GPU Boost egy érdekes technológia, amely meglehetősen előnyös a játékosok számára, és valójában nincs jelentős hátránya úgymond. A GPU Boost még a meghirdetett boost frekvencián túl is növeli a grafikus kártya tényleges órajel-sebességét, feltéve, hogy bizonyos feltételek kedvezőek. Amit a GPU Boost tesz, az lényegében a túlhúzás, ahol a GPU órajelét meghaladja a meghirdetett „Boost Clock”. Ez lehetővé teszi, hogy a grafikus kártya automatikusan nagyobb teljesítményt nyerjen ki, és a felhasználónak egyáltalán nem kell semmit sem módosítania. Az algoritmus lényegében „okos” annak a ténynek köszönhető, hogy egyszerre képes másodpercek közötti változtatásokat végrehajtani a különböző paraméterekben annak érdekében, hogy a tartós órajelet a lehető legmagasabban tudja tartani, anélkül, hogy összeomlik vagy összeomlik. Stb. a grafikus kártyák a hirdetettnél magasabb órajelet futtatnak a dobozból, ami lényegében túlhajtott kártyát ad a felhasználónak, anélkül, hogy bármilyen kézi hangolásra lenne szükség.

A GPU Boost főleg egy Nvidia-specifikus márkanév, és az AMD-nek van valami hasonlója, amely másképpen működik. Ebben a tartalmi cikkben főleg az Nvidia GPU Boost megvalósítására koncentrálunk. Turing grafikus kártyáival , Az Nvidia bevezette a GPU Boost negyedik iterációját, a GPU Boost 4.0 nevet, amely lehetővé tette a felhasználók számára, hogy saját belátásuk szerint manuálisan módosítsák a GPU Boost által használt algoritmusokat. Ez nem volt lehetséges a GPU Boost 3.0-val, mivel ezek az algoritmusok bezárultak az illesztőprogramok belsejébe. A GPU Boost 4.0 másrészt lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy manuálisan módosítsák a különböző görbéket a teljesítmény növelése érdekében, ami jó hír lesz a tuningolóknak és a rajongóknak.

A GPU Boost 4.0 különféle finom finomításokat is hozzáadott, például hőmérsékleti tartományt, ahol új inflexiós pontokat adtak hozzá. Ellentétben a GPU Boost 3.0-val, ahol egy bizonyos hőmérsékleti küszöbérték átlépésekor meredek és hirtelen csökkenés volt tapasztalható az alapóra és az alap óra között, most több lépés lehet az út mentén a két órajel között. Ez nagyobb részletességet tesz lehetővé, amely lehetővé teszi a GPU számára, hogy kedvezőtlen körülmények között is a teljesítmény utolsó bitjét is kipréselje.

A PU Boost 4.0 további, felhasználó által definiált lépéseket tesz lehetővé az eredeti boost óra és az alap óra között - Kép: Nvidia

A grafikus kártyák GPU-emeléssel történő túlhúzása meglehetősen egyszerű, és ebben a tekintetben nem sok változás történt. Az alapóra bármilyen hozzáadott eltolását ténylegesen a „Boost Clock” -ra alkalmazzák, és a GPU Boost algoritmus hasonló erővel próbálja tovább javítani a legnagyobb órajelet. A Teljesítményhatár csúszka maximális növelése jelentősen segíthet ebben a tekintetben. Ez kissé bonyolultabbá teszi az overclock stressz tesztelését, mert a felhasználónak figyelnie kell az órajel sebességét, a hőmérsékletet, az áramfelvételt és a feszültségszámokat, de átfogó stressztesztelési útmutatónk segíthet abban a folyamatban.

A GPU Boost feltételei

Most, hogy megbeszéltük a GPU Boost mögött rejlő mechanizmust, fontos megvitatni azokat a feltételeket, amelyeknek teljesülniük kell ahhoz, hogy a GPU Boost hatékony legyen. Számos olyan feltétel van, amely hatással lehet a GPU Boost által elért végső frekvenciára, de három fő feltétel van, amely a legjelentősebb hatást gyakorolja erre a fellendítő viselkedésre.

Teljesítmény fejtér

A GPU Boost automatikusan túlhúzza a kártyát, feltéve, hogy elegendő áramterület áll rendelkezésre a kártya számára a nagyobb órajelek eléréséhez. Érthető, hogy a magasabb órajel nagyobb energiát von le a PSU-ból, ezért rendkívül fontos, hogy elegendő energia álljon rendelkezésre a grafikus kártya számára, hogy a GPU Boost megfelelően működhessen. A legtöbb modern Nvidia grafikus kártyával a GPU Boost felhasználja az összes rendelkezésre álló energiát, amellyel az órajelet a lehető legnagyobbra tudja tolni. Ezáltal a Power Headroom a GPU Boost algoritmus leggyakoribb korlátozó tényezője.

A GPU Boost nagymértékben függhet a teljesítménykorláttól - Kép: Nvidia

A „Power Limit” csúszka egyszerű növelése bármelyik tuningolási szoftverben nagy hatással lehet a grafikus kártya által elért végső frekvenciákra. A kártyának biztosított extra energiát arra használják, hogy az órajelet még magasabbra tolják, ami tanúskodik arról, hogy a GPU Boost algoritmus mennyire függ a teljesítménymagasságtól.

Feszültség

A grafikus kártya áramellátó rendszerének képesnek kell lennie arra, hogy biztosítsa azt a kiegészítő feszültséget, amely a nagyobb órajel eléréséhez és fenntartásához szükséges. A feszültség közvetlenül befolyásolja a hőmérsékletet is, így kapcsolódik a termikus fejtér állapotához is. Ettől függetlenül van egy kemény határ, hogy mekkora feszültséget tud használni a kártya, és ezt a korlátot a kártya BIOS határozza meg. A GPU Boost minden feszültségmagasságot felhasznál, hogy megpróbálja fenntartani a lehető legnagyobb órajelet.

A feszültség a végső órajelre is hatással van - Kép: Nvidia

Termikus fejtér

A GPU Boost hatékony működéséhez teljesítendő harmadik fő feltétel a megfelelő hőtér rendelkezésre állása. A GPU Boost rendkívül érzékeny a GPU hőmérsékletére, mivel a hőmérséklet legkisebb változása alapján is növeli és csökkenti az órajel sebességét. A legnagyobb órajel elérése érdekében a GPU hőmérsékletét a lehető legalacsonyabban kell tartani.

A 75 Celsius-foknál magasabb hőmérséklet érezhetően csökkenti az órajelet, ami hatással lehet a teljesítményre. Az órajel sebessége ezen a hőmérsékleten továbbra is valószínűleg magasabb lesz, mint a Boost Clock, azonban nem jó ötlet a teljesítményt az asztalon hagyni. Ezért a megfelelő ház szellőzés és a jó hűtőrendszer magában a GPU-ban jelentős hatással lehet a GPU Boost révén elért órajelre.

Boost Binning és termikus fojtás

Egy érdekes jelenség, amely a GPU Boost működésében rejlik, a boost binning néven ismert. Tudjuk, hogy a GPU Boost algoritmus a különböző tényezőktől függően gyorsan megváltoztatja a GPU órajelét. Az órajel valójában egyenként 15 Mhz-es blokkokban változik, és az órajel ezen 15 Mhz-es részeit emelőtartóknak nevezik. Könnyen megfigyelhető, hogy a GPU Boost számok 15Mhz-es tényezővel változnak egymástól, az energiától, a feszültségtől és a hőteljesítménytől függően. Ez azt jelenti, hogy az alapul szolgáló feltételek megváltoztatása egyszerre 15Mhz-es tényezővel csökkentheti vagy növelheti a kártya órajelét.

A termikus fojtás fogalmát a GPU Boost működésével is érdekes felfedezni. A grafikus kártya valójában csak akkor kezdi el a termikus fojtást, ha eléri a Tjmax néven ismert beállított hőmérsékleti határt. Ez a hőmérséklet általában a GPU mag 87-90 Celsius fok közötti értékének felel meg, és ezt a konkrét számot a GPU BIOS határozza meg. Amikor a GPU mag eléri ezt a beállított hőmérsékletet, az órajelek fokozatosan csökkennek, amíg még az alapóra alá sem esnek. Ez a termikus fojtás biztos jele a GPU-emeléssel végzett rendszeres boost binninghez képest. A fő különbség a termikus fojtás és az erősítéses binning között az, hogy a termikus fojtás az alapórán vagy az alatt történik, és az boost binning megváltoztatja a GPU Boost által a hőmérsékleti adatok felhasználásával elérhető maximális órajel sebességet.

Hátrányok

Ennek a technológiának nincs sok hátránya, amely önmagában elég merész mondanivaló a grafikus kártya funkcióval kapcsolatban. A GPU Boost lehetővé teszi, hogy a kártya automatikusan növelje az órajelét, anélkül, hogy a felhasználó belépne, és felszabadítja a kártya teljes potenciálját azzal, hogy további teljesítményt nyújt, a felhasználónak külön költség nélkül. Néhány dolgot azonban szem előtt kell tartani, ha Nvidia grafikus kártya rendelkezik GPU Boost funkcióval.

Annak a ténynek a következtében, hogy a kártya a rá kiosztott teljes energiaköltségvetést felhasználja, a kártya áramfelvételi száma magasabb lesz, mint amire a meghirdetett TBP vagy TGP számok elhitethetik. Ezen túlmenően az extra feszültség és áramfelvétel magasabb hőmérséklethez vezet, mivel a kártya automatikusan túlhúzza a rendelkezésére álló hőmérsékleti helyiséget. A hőmérséklet semmiképpen sem fog veszélyesen magasra emelkedni, mert amint a hőmérséklet átlép egy bizonyos határt, a feszültség és az áramfelvétel csökken, hogy ellensúlyozza a plusz hőt.

A Power Draw meghaladja a meghirdetett TBP-t (320W az RTX 3080 esetében) a GPU Boost segítségével - Kép: Techspot

Végső szavak

A grafikus kártyatechnológiák gyors fejlődésének eredményeként rendkívül lenyűgöző funkciók kerültek a fogyasztók kezébe, és a GPU Boost minden bizonnyal ezek közé tartozik. Az Nvidia funkciója (és az AMD hasonló szolgáltatása) lehetővé teszi a grafikus kártyák számára, hogy felhasználói adatbevitel nélkül elérjék maximális potenciáljukat annak érdekében, hogy a lehető legnagyobb teljesítményt biztosítsák a dobozon kívül. Ez a funkció, csakhogy nem teszi szükségessé a kézi túlhúzást, mivel a kézi finomhangoláshoz a GPU Boost kiváló irányítása miatt valóban nincs sok szabad hely.

Összességében elmondható, hogy a GPU Boost egy olyan kiváló szolgáltatás, amelyet jobbnak és jobbnak szeretnénk látni a technológia mögött álló alapvető algoritmus fejlesztésével, amely a lehető legjobb teljesítmény elérése érdekében mikroműsíti a különböző paraméterek apró kiigazításait.