Jak funguje AMD PowerTune

Technologie PowerTune je čistě digitální a implementovaná na úrovni GPU. Každý funkční blok v čipu monitoruje vlastní vytížení a to všechny části reportují centrální jednotce, která na základě těchto dat vyhodnocuje, jakou spotřebu čip má a zda je třeba upravit taktovací frekvence či napájecí voltáž, aby se celková spotřeba karty vešla do limitu TDP.

Tyto základní rysy mají obě generace PowerTune shodné. Možná si říkáte, jak technologie, která pracuje čistě digitálně, může zjistit spotřebu: Pro správnou funkčnost je třeba zajistit dvě věci. První je poměrně jednoduchá - jde o empirické zjištění toho, jakou má která část čipu spotřebu - centrální jednotka pak na základě těchto dat zpětně určí, jakou spotřebu (při zatížení konkrétních částí) celý čip má.

Druhý bod je problematičtější: Jak zaručit, aby spotřeba při dané frekvenci a daném vytížení byla stejná u každého jednotlivého čipu a PowerTune mohl efektivně fungovat. Musíme totiž brát v potaz, že výrobní proces je variabilní a každé GPU může mít trošku jinou spotřebu. Empirická data (charakteristiky spotřeby) kterých PowerTune využívá, byla zjištěna testováním konkrétního vzorku. Tak mohlo dojít na situaci, kdy jiný vzorek bude mít vyšší spotřebu a ačkoli se systém bude domnívat, že karta konzumuje např. 248 W, reálná spotřeba by byla třeba kolem 300 wattů.

I to AMD vyřešila. Pro lepší představu rozsahu této variability můžeme vzpomenout, že konkrétně u čipu Cayman (nativně bez jakýchkoli ochran) prý v extrémním případě dosahoval rozptyl vzorků až 90 wattového rozdílu. To znamená že při identickém zatížení, identickém napětí, identickém chlazení a identických podmínkách papal nejhorší kus (čip) o 90 W více, než nejlepší. Standardní postup bývá žravější čipy používat pro výrazně osekané modely karet, kde se spotřeba zkrotí deaktivací některých jednotek a nižšími takty. I tak už s generací Cypress (HD 5870) začala AMD aplikovat proces zvaný binning - testovat čipy a podle jejich charakteristik je dělit do dvou skupin podle spotřeby a těm nastavovat odlišnou napájecí voltáž.

S nástupem PowerTune nároky na co nejrovnoměrnější spotřebu v rámci jednoho produktu narostly ještě více, takže v současnosti se například čipy Tahiti (HD 7970) dělí do čtyř kvalitativních skupin, aby všechny kusy měly srovnatelnou spotřebu.

V okamžiku, kdy má každý čip přibližně stejnou spotřebu, je možné na základě digitálního monitoringu zátěže určovat velice rychle a přesně reálnou spotřebu a podle toho v případě potřeby upravit frekvence nebo napájecí napětí.

Drobné odchylky, které i po binningu mezi jednotlivými čipy zůstanou, už nemají na funkčnost vliv a AMD je řeší tím způsobem, že oficiální hodnoty TDP nastavuje podle těch horších čipů. V praxi to znamená, že pokud má daná karta mít spotřebu 200 W, pak ji nikdy nepřekročí - spíše naopak dostanete lepší kus, který bude mít při stejné zátěži spotřebu třeba jen 194 W.

Výsledkem PowerTune tedy je, že všechny karty mají přibližně stejnou spotřebu (vedlejší produkt této technologie) a všechny mají stejný výkon (hlavní požadavek této technologie).