GPU Boost

Технологиите на графичните карти напредват със скокове през последните няколко поколения, като всяко поколение донася значително подобрение не само в цялостната производителност на картите, но и във функциите, които картите предлагат. Не е изненадващо, че е жизненоважно както за Nvidia, така и за AMD да продължават да иновации и да продължават да напредват наборите от функции на своите карти и присъщите технологии в тях, заедно с подобренията в поколенията в производителността с всяка следваща гама графични карти.

Nvidia GeForce RTX 3080 е една от най-бързите графични карти, поддържащи проследяване на лъчи - Изображение: Nvidia

Повишаването на тактовата честота се превърна в основна характеристика в индустрията за хардуер на компютри в наши дни както с графичните карти, така и с процесорите, предлагащи тази технология. Променянето на тактовите честоти на компонента поради промени в условията на компютъра може да доведе до силно подобрена производителност, както и ефективността на тази част, което в крайна сметка осигурява много по-добро потребителско изживяване. Въпреки това, поради бързата прогресия в тази област, стандартното ускоряващо поведение на графичните карти е допълнително подобрено и усъвършенствано с технологии като GPU Boost 4.0, излизащи на преден план през 2020 г. Тези нови технологии са разработени, за да увеличат максимално производителността на графичната карта когато е необходимо, като същевременно се поддържа върхова ефективност при по-леки товари.

И така, какво всъщност е GPU Boost? Е, просто казано, GPU Boost е методът на Nvidia за динамично увеличаване на тактовите честоти на графичните карти, докато картите достигнат предварително определена граница на мощност или температура. GPU Boost Algorithm е високо специализиран и условно осъзнат алгоритъм, който прави разделени секунди промени в голям брой параметри, за да поддържа графичната карта на максимално възможната си честота на усилване. Тази технология позволява на картата да засили много по-високо от рекламирания „Boost Clock“, който може да бъде посочен в кутията или на страницата на продукта.

GPU Boost позволява на картата да увеличи максимално производителността си, използвайки налични ресурси - Изображение: Nvidia

Преди да се впуснем в механизма зад тази технология, трябва да се обяснят и разграничат няколко важни терминологии.

Терминологии

Докато пазарува графична карта, обикновеният потребител може да срещне множество номера и объркващи терминологии, които нямат смисъл или дори по-лошо, в крайна сметка си противоречат и допълнително объркват купувача. Следователно е необходимо да разгледате накратко какво означават различните терминологии, свързани с тактовата честота, когато разглеждате продуктова страница.

Основен часовник: Основният часовник на графична карта (също понякога наричан „Основен часовник“) е минималната скорост, с която GPU се рекламира да работи. При нормални условия графичният процесор на картата няма да падне под тази тактова честота, освен ако условията не бъдат значително променени. Този брой е по-значителен при по-старите карти, но става все по-малко актуален, тъй като технологиите за ускоряване заемат централно място.
Boost Clock: Рекламираният Boost Clock на картата е максималната тактова честота, която графичната карта може да постигне при нормални условия преди активирането на GPU Boost. Този номер на тактовата честота обикновено е малко по-висок от базовия часовник и картата използва по-голямата част от своя бюджет за мощност, за да постигне това число. Освен ако картата е термично ограничена, тя ще удари този рекламиран усилващ часовник. Това е и параметърът, който се променя в картите “Factory Overclocked” от партньори на AIB.
„Игрален часовник“: С пускането на новата RDNA архитектура на AMD на E3 2019, AMD обяви и нова концепция, известна като Game Clock. Тази марка е ексклузивна за графичните карти на AMD по време на писането и всъщност дава име на произволните тактови честоти, които човек би видял, докато играе. По принцип Game Clock е тактовата честота, която графичната карта трябва да удря и поддържа, докато играе, което обикновено е някъде между Base Clock и Boost Clock за графични карти AMD. Овърклокването на картата има пряк ефект върху тази тактова честота.

Рекламираните базови и усилващи часовници на GeForce RTX 3070 - Изображение: TechPowerUp

Механизъм на GPU Boost

GPU Boost е интересна технология, която е доста полезна за геймърите и наистина няма съществен недостатък, така да се каже. GPU Boost увеличава ефективната тактова честота на графичната карта дори над обявената честота на усилване, при условие че определени условия са благоприятни. Това, което GPU Boost прави, е по същество овърклок, при което изтласква тактовата честота на GPU отвъд рекламирания „Boost Clock“. Това позволява на графичната карта автоматично да изцеди повече производителност и потребителят изобщо не трябва да ощипва нищо. Алгоритъмът по същество е „интелигентен“ поради факта, че може да прави разделени секунди промени в различни параметри едновременно, за да поддържа поддържаната тактова честота възможно най-висока, без риск от срив или артефакти и т.н. С GPU Boost, графичните карти работят с по-висока от обявената тактова честота, което дава на потребителя по същество овърклоквана карта, без да е необходимо ръчно настройване.

GPU Boost е предимно марка, специфична за Nvidia и AMD има нещо подобно, което работи по различен начин. В тази част от съдържанието ще се фокусираме основно върху внедряването на GPU Boost от Nvidia. Със своята гама графични карти на Тюринг , Nvidia представи четвъртата итерация на GPU Boost, наречена GPU Boost 4.0, която позволи на потребителите да коригират ръчно алгоритмите, които GPU Boost използва, ако сметнат за добре. Това не беше възможно с GPU Boost 3.0, тъй като тези алгоритми бяха заключени вътре в драйверите. GPU Boost 4.0, от друга страна, позволява на потребителите да променят ръчно различни криви, за да увеличат производителността, което ще бъде добра новина за овърклокърите и ентусиастите.

GPU Boost 4.0 също е добавил различни други фини настройки, като температурен домейн, където са добавени нови точки на огъване. За разлика от GPU Boost 3.0, при който имаше рязък и внезапен спад от усилващия часовник до базовия часовник, когато беше преминат определен температурен праг, сега между двете тактови честоти може да има множество стъпки. Това позволява по-голямо ниво на детайлност, което позволява на графичния процесор да изстиска и последната част от производителността при неблагоприятни условия.

PU Boost 4.0 позволява допълнителни дефинирани от потребителя стъпки между оригиналния усилващ часовник и основния часовник - Изображение: Nvidia

Овърклокването на графичните карти с усилване на GPU е доста лесно и не се е променило много в това отношение. Всяко добавено отместване към основния часовник всъщност се прилага към “Boost Clock” и алгоритъмът за GPU Boost се опитва допълнително да подобри най-високата тактова честота с подобна разлика. Увеличаването на плъзгача Power Limit до максимум може да помогне значително в това отношение. Това прави стрес тестването на овърклока малко по-сложно, защото потребителят трябва да следи тактовите честоти, както и температурите, потреблението на мощност и числата на напрежението, но нашето изчерпателно ръководство за стрес тестване може да помогне с този процес.

Условия за GPU Boost

След като обсъдихме механизма, който стои зад самия GPU Boost, е важно да обсъдим условията, които трябва да бъдат изпълнени, за да бъде GPU Boost ефективен. Има голям брой условия, които могат да окажат влияние върху крайната честота, постигната чрез GPU Boost, но има три основни условия, които имат най-съществено влияние върху това поведение на усилване.

Мощност за главата

GPU Boost автоматично ще овърклоква картата, при условие че на картата има достатъчно място за запас на мощност, за да позволи по-високите тактови честоти. Разбираемо е, че по-високите тактови честоти черпят повече енергия от PSU, така че е изключително важно графичната карта да разполага с достатъчно мощност, за да може GPU Boost да работи правилно. С повечето съвременни графични карти на Nvidia, GPU Boost ще изразходва цялата налична мощност, която може да използва, за да увеличи максимално високите тактови честоти. Това прави Power Headroom най-често срещаният ограничаващ фактор за алгоритъма за GPU Boost.

GPU Boost може силно да зависи от Power Limit - Изображение: Nvidia

Простото увеличаване на плъзгача „Power Limit“ до максимума във всеки софтуер за овърклок може да окаже голямо влияние върху крайните честоти, които са засегнати от графичната карта. Допълнителната мощност, която се предоставя на картата, се използва за увеличаване на тактовата честота още по-висока, което е доказателство за това доколко алгоритъмът GPU Boost зависи от запаса на мощността.

Волтаж

Системата за подаване на енергия на графичната карта трябва да може да осигури допълнителното напрежение, необходимо за удряне и поддържане на по-високите тактови честоти. Напрежението също има пряк принос за температурата, така че то също се свързва със състоянието на топлинния запас. Независимо от това, има твърд лимит за това колко напрежение може да използва картата и този лимит се задава от BIOS на картата. GPU Boost използва всяко запасно напрежение, за да се опита да поддържа най-високата тактова честота, която е възможно.

Напрежението също оказва влияние върху крайните тактови честоти - Изображение: Nvidia

Термална стая за главата

Третото основно условие, което трябва да бъде изпълнено за ефективната работа на GPU Boost, е наличието на адекватно топлинно пространство. GPU Boost е изключително чувствителен към температурата на графичния процесор, тъй като увеличава и намалява тактовата честота въз основа на дори най-малките промени в температурата. Важно е температурата на графичния процесор да се поддържа възможно най-ниска, за да се постигнат най-високите тактови честоти.

Температури по-високи от 75 градуса по Целзий започват да намаляват тактовата честота значително, което може да окаже влияние върху производителността. Тактовата честота при тези температури все още вероятно ще бъде по-висока от Boost Clock, но не е добра идея да оставите производителността на масата. Следователно, адекватната вентилация на корпуса и добрата система за охлаждане на самия графичен процесор могат да окажат значително влияние върху тактовите честоти, постигнати чрез GPU Boost.

Увеличете свързването и термичното регулиране

Интересно явление, което е присъщо за работата на GPU Boost, е известно като boost binning. Знаем, че алгоритъмът GPU Boost бързо променя тактовата честота на графичния процесор в зависимост от различни фактори. Тактовата скорост всъщност се променя в блокове от 15 Mhz всеки, а тези 15 Mhz части от тактовите честоти са известни като бустерни бункери. Лесно може да се забележи, че номерата на GPU Boost ще се различават помежду си с фактор 15Mhz в зависимост от мощността, напрежението и топлинната височина. Това означава, че промяната на основните условия може да намали или увеличи тактовата честота на картата с фактор 15Mhz наведнъж.

Концепцията за термично регулиране е интересно да се изследва и с GPU Boost операция. Графичната карта всъщност не започва термично регулиране, докато не достигне зададена температурна граница, известна като Tjmax. Тази температура обикновено съответства на някъде между 87-90 градуса по Целзий на ядрото на графичния процесор и този конкретен брой се определя от BIOS на графичния процесор. Когато ядрото на графичния процесор достигне тази зададена температура, тактовите честоти ще падат постепенно, докато спаднат дори под основния часовник. Това е сигурен признак на термично регулиране в сравнение с редовното усилване, което се извършва чрез GPU boost. Ключовата разлика между термичното дроселиране и усилването binning е, че термичното регулиране се появява на или под основния часовник, а усилването binning променя максималната тактова честота, постигната от GPU Boost, използвайки данните за температурата.

Недостатъци

Няма много недостатъци на тази технология, която сама по себе си е доста смело нещо, което може да се каже за характеристиката на графичната карта. GPU Boost позволява на картата да увеличава тактовите си честоти автоматично без никакъв потребителски вход и отключва пълния потенциал на картата, като осигурява допълнителна производителност без допълнителни разходи за потребителя. Има обаче няколко неща, които трябва да имате предвид, ако притежавате графична карта на Nvidia с GPU Boost.

Поради факта, че картата използва целия бюджет за захранване, разпределен за нея, номерата за изтегляне на мощност на картата ще бъдат по-високи от рекламираните TBP или TGP номера, които може да ви накарат да повярвате. В допълнение към това, допълнителното източване на напрежение и мощност ще доведе до по-високи температури поради факта, че картата автоматично се овърклоква, като използва наличната за нея температура. Температурите по никакъв начин няма да станат опасно високи, защото веднага щом температурите преминат определена граница, напрежението и мощността ще намалят, за да компенсират допълнителната топлина.

421 не може да се свърже към smt

Power Draw може да се увеличи над рекламирания TBP (320W в случай на RTX 3080) с GPU Boost - Изображение: Techspot

Заключителни думи

Бързият напредък в технологиите на графичните карти видя, че някои изключително впечатляващи функции попадат в ръцете на потребителите и GPU Boost със сигурност е един от тях. Функцията на Nvidia (и подобната функция на AMD) позволява на графичните карти да достигнат максималния си потенциал, без да е необходимо въвеждане на потребител, за да осигурят максимално възможно представяне извън кутията. Тази функция почти премахва необходимостта от ръчен овърклок, тъй като наистина няма много място за ръчно фино настройване поради отличното управление на GPU Boost.

Като цяло, GPU Boost е отлична функция, която бихме искали да виждаме все по-добра и по-добра с подобрения на основния алгоритъм зад тази технология, която микроуправлява малките корекции на различни параметри, за да постигне възможно най-добрата производителност.