Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

GPU Boost

V kalendáři dnes máme 22. března, což znamená, že bychom se měli podívat na čerstvě uvedený grafický čip GK104. Těžko ho charakterizovat jednou větou - snad jen že asi bude jiný, než byste čekali…
Nvidia GeForce GTX 680 Kepler

GPU Boost

Následující odstavec vám možná bude znít povědomě: Jedním z hlavních problémů při určení taktovací frekvence grafického čipu (a související napájecí voltáže) jsou odlišné energetické nároky různých aplikací. Pokud výrobce připravuje kartu, která se má vejít do TDP 200 W a nastaví frekvence tak, aby v energeticky nejnáročnější aplikaci dosáhla právě této hodnoty, znamená to, že v řadě běžných aplikací pojede karta „na tři válce“, zkrátka se využije jen částečně a bude mrháno jejím potenciálem.

Nvidia GK104 prezentace 072

Stejný problém řešila v roce 2010 AMD a přišla s technologií PowerTune. Ta funguje tím způsobem, že frekvence výrobce nastaví na vyšší úroveň a pokud by došlo na aplikaci, která by měla přesáhnout limit TDP, PowerTune situaci podchytí a kartu podtaktuje, o kolik je třeba.

Nvidia při řešení téže situace zvolila obdobný postup, jen technologii neprezentuje jako ochranu, ale prvořadě jako přetaktování (za což získává malé marketingové plus :-). GPU monitoruje své vytížení a teplotu, výsledky vyhodnocuje řádově po stovkách milisekund a na základě toho zvyšuje frekvenci. Opět si dovolíme menší odbočku, respektive koutek pro pamětníky: Pokud jste sledovali dění v grafické sféře již před deseti lety, vzpomenete si možná na Radeon 9800 XT a technologii OverDrive „1.0“. Původně totiž OverDrive nebylo synonymem pro přetaktování v rámci ovládacího panelu AMD (či tehdy ATI), ale šlo o technologii, která na základě aktuální teploty GPU automaticky zvyšovala jeho taktovací frekvenci.

Historie se opakuje - samozřejmě s tím rozdílem, že téměř s desetiletým odstupem je implementace podobné fíčurky na straně Nvidie technologicky výrazně dál.

Nvidia GK104 prezentace 074

Čip GK104 má tedy ve specifikacích kromě základní frekvence 1 GHz (či 1006 MHz, pokud jste puntičkáři) ještě druhý údaj: 1,05 GHz (1058 MHz), který je nazýván Boost Clock. Tato cifra není garantovanou hodnotou, na kterou se karta automaticky přetaktovává, není to ani maximální hodnota, které může automaticky dosáhnout: Je to typická hodnota. Pokud je hra nenáročná a karta chladná, může frekvence stoupat výš, pokud je aplikace velmi náročná a karta zahřátá, nemusí dojít k přetaktování vůbec.

Nvidia GK104 prezentace 033Nvidia GK104 prezentace 078

Limit TDP pak může být využitý efektivněji a mezní aplikace nelimitují výkon v typických hrách. Graf vpravo pak znázorňuje totéž, jen z hlediska frekvencí (namísto spotřeby).

Nvidia GK104 prezentace 054

I když výše vyobrazená stránka prezentace hovoří i o frekvenci a napájení pamětí, zmínila Nvidia výslovně, že v současnosti GPU Boost paměti nepřetaktovává (možná až u nějakého dalšího produktu).

Nvidia GK104 prezentace 082

GPU Boost pracuje v rámci přednastavené křivky (nepotřebuje pro svoji činnost profily) a i když je konkrétní podoba na slajdu výše spíš ilustrační (ve skutečnosti to není rovná přímka), jedna vlastnost odpovídá realitě: Není shora omezená. To znamená, že frekvence je závislá skutečně jen na zátěži a teplotách - pokud pro chlazení zvolíte tekutý dusík, přetaktuje se karta výrazně víc, než když budete Keplera opékat v micro-ATX case. Ještě jednou ale připomínáme, že závislost není lineární, takže čím dále od základní frekvence karta bude, tím budou další nárůsty nižší. Přetaktování také automaticky zvyšuje napětí, na kterém čip běží, čímž zase vzniká více odpadního tepla, na které opět systém reaguje.

Nvidia GK104 GPU Boost
chování GPU Boost v praxi

Kdybyste experimentovali s kartou a snažili se vytvořit co nejnižší 3D zátěž, abyste (například ze zvědavosti) zjistili, kam až frekvence vyleze, může se naopak stát, že vás Kepler převeze a podtaktuje se pod základní frekvenci, třeba na 900 MHz. Když je totiž zátěž velmi nízká a GPU Boost usoudí, že by vyšší frekvence výkonu neprospěla, mohou takty klesnout i pod „base-clock“.

Nvidia GK104 prezentace 084Nvidia GK104 prezentace 085

Pokud jste se ještě v principu fungování automatického přetaktování neztratili, můžeme přejít ke kombinaci automatického taktování s manuálním: K tomu totiž půjde přistupovat dvěma způsoby. Jednak je možné zvýšit energetický limit - to je podobné jako u PowerTune, pouze s tím rozdílem, že po zvýšení limitu PowerTune méně podtaktovává, kdežto GPU Boost více přetaktovává. Nebo je možné klasicky posunout samotné frekvence.

K dispozici je i možnost zvaná frame targeting, což v praxi znamená nastavení určité hodnoty FPS a karta poběží pouze na takovou frekvenci, aby akorát dosáhla cílené hodnoty. Samozřejmě je třeba mít reálná očekávání, pokud daná hra standardně běží na 40 FPS a vy po kartě budete žádat 70 FPS, tak asi zadaného cíle nedosáhnete. V nastavených mezích se mu však karta pokusí přiblížit.

Asi poslední věc, která v souvislosti s touto technologií stojí za zmínku, jsou nereferenční OC modely. Nvidia doporučuje výrobcům, aby dodržovali (percentuelně) referenční odstup „base-clock“ - „boost-clock“. Co si pod tím představit: Pokud je základní frekvence 1000 MHz a boost 1050 MHz (tedy o 5 % více), měl by mít 1100MHz OC model nastavený boost na 1155 MHz (opět o 5 % víc :-).

GPU Boost má tři specifika:

  • nelze jej vypnout
  • reaguje i na teplotu, takže po delším zahřátí bude nárůst frekvence nižší
  • pokud to s ním přeženete, může vás po něm bolet hlava ;-)
Nvidia GeForce6 Series Cocktails
Zdroje: 

Nvidia (prezentace v San Franciscu a oficiální materiály)

Diskuse ke článku Nvidia GeForce GTX 680 s čipem GK104: Herní Kepler detailně

Pátek, 23 Březen 2012 - 13:43 | HKMaly | Od episody VOY 4x01. Uvedom si, ze je to z...
Pátek, 23 Březen 2012 - 09:01 | borowitz | A už je jistý že se jim nerozpadají chipy?
Pátek, 23 Březen 2012 - 08:49 | NRX | Bol by som rád, keby sa objavil nejaký hack na...
Pátek, 23 Březen 2012 - 08:03 | TheKing akaIngkar | presne ako hovoris ... cenova hladina novej karty...
Pátek, 23 Březen 2012 - 07:57 | TheKing akaIngkar | a teda jadro GF104 je mainstream (tak ako u AMD...
Pátek, 23 Březen 2012 - 07:52 | TheKing akaIngkar | pokial viem tak 680GTX nieje nastupca 580GTX ......
Pátek, 23 Březen 2012 - 00:44 | madik | Za tu cenu rozhodně nebude. GTX680 je nástupce...
Čtvrtek, 22 Březen 2012 - 23:55 | Dan8 | A já děkuji za článek :)
Čtvrtek, 22 Březen 2012 - 23:53 | dancenatic | Nebudete testovat aj kvalitu obrazu , AA aj tých...
Čtvrtek, 22 Březen 2012 - 23:42 | Dave Tramtunberk | Pochlapí se až dá kartu do cenové hladiny, kam i...

Zobrazit diskusi