Důvody, pro které jsme kapitolu o spotřebě zařadili hned na druhou stranu, jsou dva. Během posledního týdne se na internetu objevilo několik uniklých stránek z oficiální prezentace. Ty však bez vysvětlujícího komentáře působí zavádějícím dojmem. Kromě objasnění těchto informací je tu druhý důvod - samotná technologie ZeroCore Power by mohla potěšit příznivce nízké spotřeby.

PowerTune

Dříve jsme byli zvyklí, že spotřebu grafické karty popisovala uspokojivě jedna číselná hodnota. Zhruba s příchodem DirectX 10 grafických čipů ale výrobci čím dál úspěšněji snižovali klidové energetické požadavky a jakmile šlo o marketingově zajímavý rozdíl, přišel zvyk uvádět spotřebu v klidu i v zátěži.

Výrazná změna přišla, když v loňském roce AMD představila technologii PowerTune na GPU Cayman. Podle slov výrobce byl zásadní problém v nastavení TDP pro konkrétní kartu: Běžné hry totiž v zátěži vyžadují mnohem méně energie než testovací programy (FurMark, OCCT a podobně), takže pokud je pro zajištění spotřeby (například) 200 W nutné kvůli OCCT nastavit frekvenci jádra 600 MHz, bude při hraní reálných her spotřeba kolem 110-150 W a potenciál karty zůstane nevyužitý.

AMD se tedy rozhodla do jádra implementovat obvod, který bude monitorovat vytížení jednotlivých výpočetních bloků a v případě, že by dosáhlo úrovně, která by vedla k překročení stanovené hodnoty TDP, dojde ke snížení taktovací frekvence (respektive k minimálnímu možnému podtaktování, které bude stačit k udržení spotřeby ve stanovených limitech). AMD se proto nemusí starat o extrémní aplikace (které v případě potřeby přiškrtí PowerTune) a taktovací frekvence může nastavit tak, aby poskytly maximální výkon ve hrách. Podle slov AMD umožnilo PowerTune v rámci dané hodnoty TDP zvýšit herní výkon až o 30%.

S PowerTune tedy přibyla další hodnota: Ke spotřebě v klidu a typické spotřebě v zátěži ještě přidáváme hodnotu PowerTune limitu (tedy maximum, kterého může karta - obvykle v zátěžových testech - dosáhnout). To však stále není vše. Společně s PowerTune byla představena i čtvrtá hodnota, která udává maximální zátěž, na jakou jsou dimenzované napájecí obvody. Tato informace je přínosná především pro overclockery, kterým říká, jakou má karta rezervu, či v jakém rozpětí se mohou bezpečně pohybovat.

Implementace PowerTune byla na úrovni hardwaru z důvodu odlišné architektury (VLIW4 → Tahiti) pozměněna, konkrétní detaily však uvedené nejsou (na změny upozorňoval již Eric Demers po oficiálním ohlášení architektury GCN). AMD se pochlubila s reakční dobou 1 µs, během které je PowerTune schopné reagovat na změnu situace (např. úpravu taktů vzhledem k aktuální spotřebě). Funkce PowerTune bude nyní implementována ve všech 28nm GPU od AMD, nikoli pouze v high-endu.

ZeroCore Power = méně než 3 W v klidu a vypnuté GPU

Architektura GCN a karty na ní postavené (tedy nejen Radeony HD 7900) jdou ještě o krok dál. Hlavní myšlenka by se dala definovat zhruba slovy: „proč má grafika žrát 25 wattů, pokud nedělá vůbec nic?“

O co jde: Funkce ZeroCore Power umožňuje monitorovat požadavky ze strany systému a v okamžiku, kdy jí posílá jen prázdné obrazovky (typicky úsporný režim) se GPU vypne, zastaví i chladič a aktivní zůstává jen řadič PCIe, který monitoruje příkazy ze strany systému. Úplnou deaktivací GPU s výjimkou PCIe klesne spotřeba pod 3 W.

To s sebou nese několik zásadních výhod: Pro uživatele samostatné grafické karty to znamená, že se při opuštění PC s aktivací úsporného režimu grafická karta kompletně vypne. Její spotřeba klesne zhruba desetinásobně oproti tomu, kolik v podobné situaci konzumují současné modely.

Druhá výhoda spočívá v nulové hlučnosti. Přestože uživatel během své nepřítomnosti sníženou hlučnost neocení, přijde jistě vhod lidem, kterým PC běží nonstop například kvůli stahování či pohotovosti a to obzvlášť pokud mají počítač v místnosti, kde spí.

Pro uživatele duálních karet teprve výhody přijdou (na duální kartu postavenou na čipu Tahiti si budeme muset počkat), ale už teď je jasné, že klidová spotřeba nebude téměř dvojnásobná, jak jsme zvyklí (37 vs. 20 W u Radeonu HD 6990). Jakmile bude karta mimo 3D prostředí, sekundární GPU se vypne a spotřeba i hlučnost chladiče ve 2D se prakticky nebude lišit od samostatné karty.

Totéž platí i pro CrossFire. AMD nám předvedla, že mimo 3D režim je sekundární grafika skutečně vypnutá a až po spuštění hry se aktivuje a její chladič roztočí. Jen pár vteřin po ukončení aplikace se zase GPU i chladič vypnou. Technologie najde uplatnění i u mobilních produktů, kde pomůže při přechodu do úsporného režimu ušetřit více energie, případně nabídne delší životnost baterie u notebooků, které kombinují APU a GPU v režimu Dual Graphics.

Následující video ukazuje aktivaci sekundární karty v CrossFire při spuštění 3D aplikace a vypnutí po návratu do desktopu:

Pokud bychom vše shrnuli, má Radeon HD 7970 spotřebu 3 W při nečinnosti, 15 W ve 2D, 210 W jako typickou 3D spotřebu a napájecí obvody a PCB mají rezervu až do 300 W určenou pro přetaktování. PowerTune limit je nastavený na 250 W, pokud jsme poměrně zmatečné materiály výrobce pochopili správně (AMD při vydání HD 6970 pro jednotlivé limity spotřeby používala odlišnou terminologii než nyní).

napájecí konektory Radeonu HD 7970: 6+8-pin

Klidové energetické nároky se AMD podařilo oproti Radeonu HD 6970 snížit o 5 W (o 12 W oproti HD 5870) a to i navzdory vyšší kapacitě paměti (dvanáct modulů namísto osmi). To je dáno 2D frekvencí, která může v úplném klidu (tzn. když se nehýbe ani kurzor) spadnout až na pouhých 27 MHz, podtaktováním pamětí a kompresí frame bufferu pro minimalizaci objemu paměťových přenosů.

Hodnoty dalších karet pro srovnání najdete ve článku:

• Spotřeba grafických karet - vývoj a přehledy