Tehnologije grafičnih kartic so v zadnjih nekaj generacijah skokovito napredovale, pri čemer je vsaka generacija prinesla bistvene izboljšave ne le v splošni zmogljivosti kartic, temveč tudi v funkcijah, ki jih kartice ponujajo. Ni presenetljivo, da sta tako za Nvidijo kot za AMD bistvenega pomena, da nadaljujeta z inovacijami in nenehno napredujeta nabore funkcij svojih kartic in lastne tehnologije v njih, skupaj z generacijskimi izboljšavami zmogljivosti z vsako naslednjo linijo grafičnih kart.
Nvidia GeForce RTX 3080 je ena najhitrejših grafičnih kartic, ki podpira Ray Tracing - Slika: Nvidia
Povišanje taktov je danes postalo glavna značilnost industrije računalniške opreme tako z grafičnimi karticami kot tudi s CPU-ji, ki ponujajo to tehnologijo. Spreminjanje taktov komponente zaradi sprememb pogojev računalnika lahko privede do močno izboljšanih zmogljivosti in učinkovitosti tega dela, kar na koncu zagotavlja veliko boljšo uporabniško izkušnjo. Zaradi hitrega napredka na tem področju pa je bilo standardno povečevalno vedenje grafičnih kartic še izboljšano in izpopolnjeno s tehnologijami, kot je GPU Boost 4.0, ki so v ospredje prišle leta 2020. Te nove tehnologije so bile razvite za povečanje zmogljivosti grafične kartice kadar je to potrebno, hkrati pa ohranja največjo učinkovitost pri manjših obremenitvah.
GPU Boost
Kaj je pravzaprav GPU Boost? No, poenostavljeno, GPU Boost je Nvidijina metoda za dinamično povečanje taktov grafičnih kartic, dokler kartice ne dosežejo vnaprej določene moči ali temperature. GPU Boost Algorithm je visoko specializiran in pogojno ozaveščen algoritem, ki v delih sekunde spremeni veliko število parametrov, da ohrani grafično kartico na največji možni frekvenci povečanja. Ta tehnologija omogoča, da se kartica poveča precej višje od oglaševane 'Boost Clock', ki je morda navedena na škatli ali na strani izdelka.
GPU Boost omogoča kartici, da poveča svojo zmogljivost z uporabo razpoložljivih virov - Slika: Nvidia
Preden se poglobimo v mehanizem te tehnologije, je treba razložiti in razločiti nekaj pomembnih terminologij.
Terminologije
Med nakupovanjem grafične kartice lahko povprečni potrošnik naleti na številne številke in zmedeno terminologijo, ki je malo smiselna ali še hujša, na koncu si nasprotuje in kupca še bolj zmede. Zato si je treba na kratko ogledati, kaj pomenijo različne terminologije, povezane s hitrostjo ure, ko gledate stran izdelka.
- Osnovna ura: Osnovna ura grafične kartice (včasih imenovana tudi »Osnovna ura«) je najmanjša hitrost, s katero se GPU oglašuje, da deluje. V običajnih pogojih GPU kartice ne pade pod to hitrost, razen če se pogoji bistveno spremenijo. Ta številka je pomembnejša pri starejših karticah, vendar postaja vse manj pomembna, saj so tehnologije za pospeševanje v središču.
- Boost Clock: Oglašena Boost Clock na kartici je največja hitrost, ki jo lahko grafična kartica doseže v običajnih pogojih, preden se aktivira GPU Boost. Številka takta je na splošno precej višja od osnovne ure in kartica porabi večino svojega proračuna za dosego te številke. Če kartica ni toplotno omejena, bo dosegla to oglaševano ojačevalno uro. To je tudi parameter, ki je spremenjen na karticah Factory Factory overclocked partnerjev AIB.
- “Game Clock”: Z izdajo nove AMD-jeve arhitekture RDNA na E3 2019 je AMD napovedal tudi nov koncept, znan kot Game Clock. Ta znamka je v času pisanja ekskluzivna za grafične kartice AMD in dejansko daje ime poljubnim taktom, ki bi jih videli med igranjem iger. V bistvu je Game Clock takt, ki naj bi ga grafična kartica dosegala in vzdrževala med igranjem, kar je na splošno nekje med osnovno uro in povečano uro za grafične kartice AMD. Overclocking kartice ima neposreden učinek na to posebno hitrost.
Razpisane osnovne in ojačevalne ure GeForce RTX 3070 - Slika: TechPowerUp
Mehanizem GPU Boost
GPU Boost je zanimiva tehnologija, ki je za igralce zelo koristna in tako rekoč nima bistvene pomanjkljivosti. GPU Boost poveča efektivno hitrost grafične kartice tudi nad oglaševano frekvenco povečanja, pod pogojem, da so nekateri pogoji ugodni. GPU Boost je v bistvu overclocking, kjer potisne hitrost GPU-ja nad oglaševano “Boost Clock”. To omogoča grafični kartici, da samodejno iztisne večjo zmogljivost in uporabniku sploh ni treba ničesar prilagajati. Algoritem je v bistvu 'pameten', saj lahko naenkrat v delih sekund spremeni različne parametre, da ohrani trajno hitrost čim višjo, ne da bi prišlo do zrušitve ali artefakcije itd. grafične kartice delujejo hitreje kot je bilo oglaševano, kar uporabniku v bistvu omogoči overclockirano kartico brez potrebe po ročnem nastavljanju.
GPU Boost je predvsem blagovna znamka, specifična za Nvidia, in AMD ima nekaj podobnega, ki deluje drugače. V tem vsebinskem delu se bomo osredotočili predvsem na Nvidijino izvajanje GPU Boost. S svojo Turingovo linijo grafičnih kartic , Nvidia je predstavila četrto ponovitev GPU Boost, imenovano GPU Boost 4.0, ki je uporabnikom omogočila ročno prilagajanje algoritmov, ki jih GPU Boost uporablja, če se jim zdi primerno. Pri GPU Boost 3.0 to ni bilo mogoče, ker so bili ti algoritmi zaklenjeni znotraj gonilnikov. GPU Boost 4.0 pa uporabnikom omogoča ročno prilagajanje različnih krivulj za povečanje zmogljivosti, kar bo dobra novica za overclockerje in navdušence.
GPU Boost 4.0 je dodal tudi številne druge fine popravke, kot je temperaturna domena, kjer so bile dodane nove prevojne točke. Za razliko od GPU Boost 3.0, kjer je pri prehodu določenega temperaturnega praga prišlo do strmega in nenadnega padca od ojačevalne ure do osnovne ure, je zdaj med obema hitrostima lahko več korakov. To omogoča večjo stopnjo razdrobljenosti, ki omogoča GPU, da stisne tudi zadnji del zmogljivosti tudi v neugodnih pogojih.
PU Boost 4.0 omogoča dodatne uporabniško določene korake med prvotno ojačevalno uro in osnovno uro - Slika: Nvidia
Overclocking grafičnih kartic z GPU boost je dokaj enostaven in se glede tega ni kaj dosti spremenilo. Vsak dodani odmik jedra se dejansko uporabi za “Boost Clock”, algoritem GPU Boost pa s podobno razliko poskuša še izboljšati najvišjo hitrost. Povečanje drsnika za omejitev moči na največ lahko pri tem bistveno pomaga. Zaradi tega je testiranje izjemnega stanja overclockinga nekoliko bolj zapleteno, ker mora uporabnik paziti na hitrost ure, pa tudi na temperature, porabo moči in številke napetosti, vendar naš celovit vodnik za testiranje izjemnih situacij lahko pomaga pri tem procesu.
Pogoji za GPU Boost
Zdaj, ko smo razpravljali o mehanizmu samega GPU Boost, je pomembno, da razpravljamo o pogojih, ki morajo biti izpolnjeni, da bo GPU Boost učinkovit. Obstaja veliko pogojev, ki lahko vplivajo na končno frekvenco, ki jo doseže GPU Boost, vendar obstajajo trije glavni pogoji, ki imajo najpomembnejši vpliv na to povečanje vedenja.
Moč prostora za glavo
GPU Boost bo samodejno overclockiral kartico, pod pogojem, da je na voljo dovolj moči, da bo omogočil večje hitrosti. Razumljivo je, da večje takte črpajo več energije iz napajalnika, zato je izjemno pomembno, da je grafični kartici na voljo dovolj moči, da lahko GPU Boost deluje pravilno. Pri večini sodobnih grafičnih kartic Nvidia bo GPU Boost porabil vso razpoložljivo moč, ki jo lahko uporabi za čim višjo hitrost takta. Zaradi tega je Power Headroom najpogostejši omejevalni dejavnik za algoritem GPU Boost.
GPU Boost je lahko močno odvisen od Power Limit - Slika: Nvidia
Preprosto povečanje drsnika »Omejitev moči« v kateri koli programski opremi za overclocking lahko močno vpliva na končne frekvence, ki jih prizadene grafična kartica. Dodatna moč, ki jo dobimo na kartici, se uporablja za potiskanje takta še višje, kar je dokaz, koliko je algoritem GPU Boost odvisen od prostora za moč.
Napetost
Sistem za napajanje grafične kartice mora biti sposoben zagotoviti dodatno napetost, ki je potrebna za doseganje in vzdrževanje višjih taktnih frekvenc. Napetost neposredno vpliva tudi na temperaturo, zato se veže tudi na stanje toplotne višine. Ne glede na to obstaja stroga omejitev, koliko napetosti lahko kartica uporablja, in to omejitev določa BIOS kartice. GPU Boost uporablja katero koli višino napetosti, da poskuša vzdrževati najvišjo hitrost, ki jo morda lahko.
Napetost vpliva tudi na končne hitrosti - Slika: Nvidia
Termalni prostor za glavo
Tretji glavni pogoj, ki ga je treba izpolniti za učinkovito delovanje GPU Boost, je razpoložljivost ustrezne toplotne rezerve. GPU Boost je izjemno občutljiv na temperaturo grafičnega procesorja, saj povečuje in zmanjšuje hitrost ure glede na najmanjše spremembe temperature. Pomembno je, da temperatura GPU-ja ostane čim nižja, da dosežemo najvišje hitrosti.
Temperature, višje od 75 stopinj Celzija, začnejo opazno zniževati takt, kar lahko vpliva na delovanje. Hitrost pri teh temperaturah bo verjetno še vedno višja od Boost Clock, vendar ni dobro, če bi zmogljivosti pustili na mizi. Zato lahko ustrezno prezračevanje ohišja in dober hladilni sistem na samem GPU pomembno vplivata na hitrost ure, doseženo s pomočjo GPU Boost.
Povečaj spajanje in termično dušenje
Zanimiv pojav, ki je bistven za delovanje GPU Boost, je znan kot povečanje povezovanja. Vemo, da algoritem GPU Boost hitro spreminja takt GPU, odvisno od različnih dejavnikov. Hitrost se dejansko spreminja v blokih po 15 MHz, ti deli s hitrostjo 15 MHz pa so znani kot povečevalni koši. Zlahka lahko opazimo, da se številke GPU Boost med seboj razlikujejo za faktor 15 MHz, odvisno od moči, napetosti in toplotne višine. To pomeni, da lahko spreminjanje osnovnih pogojev hkrati zmanjša ali poveča hitrost kartice za faktor 15 MHz.
Koncept termičnega dušenja je zanimivo raziskati tudi z GPU Boost operacijo. Grafična kartica dejansko ne začne s termičnim dušenjem, dokler ne doseže nastavljene temperaturne meje, znane kot Tjmax. Ta temperatura običajno ustreza nekje med 87 in 90 stopinj Celzija na jedru GPU, to specifično število pa določa BIOS grafičnega procesorja. Ko jedro GPU doseže to nastavljeno temperaturo, bodo takti postopoma padali, dokler ne padejo celo pod osnovno uro. To je zanesljiv znak toplotnega dušenja v primerjavi z običajnim povečevanjem, ki ga izvaja GPU boost. Ključna razlika med termičnim dušenjem in povečevalnim binningom je v tem, da se termično dušenje zgodi na osnovni uri ali pod njo, in boost binning spremeni največjo hitrost ure, ki jo doseže GPU Boost z uporabo podatkov o temperaturi.
Pomanjkljivosti
Pri tej tehnologiji ni veliko pomanjkljivosti, ki so same po sebi precej drzne reči o funkciji grafične kartice. GPU Boost kartici omogoča samodejno povečanje taktov brez kakršnega koli vnosa uporabnika in sprosti ves potencial kartice z zagotavljanjem dodatne zmogljivosti brez dodatnih stroškov za uporabnika. Vendar pa morate upoštevati nekaj stvari, če ste lastnik grafične kartice Nvidia z GPU Boost.
Ker kartica uporablja celoten proračun energije, ki ji je dodeljen, bodo številke porabe energije na kartici višje od oglaševanih številk TBP ali TGP. Poleg tega bo dodatna napetost in poraba moči povzročila višje temperature zaradi dejstva, da se kartica samodejno overclocka z uporabo temperature, ki ji je na voljo. Temperature se nikakor ne bodo nevarno zvišale, kajti takoj, ko temperature presežejo določeno mejo, se napetost in poraba električne energije zmanjšata, da se kompenzira dodatna toplota.
Poraba energije se lahko poveča preko oglaševane TBP (320 W v primeru RTX 3080) z GPU Boost - Slika: Techspot
Končne besede
Zaradi hitrega napredka tehnologij grafičnih kartic se je nekaj izjemno impresivnih funkcij znašlo v rokah potrošnikov, GPU Boost pa je zagotovo ena izmed njih. Nvidijina funkcija (in podobna funkcija AMD-a) omogoča grafičnim karticam, da dosežejo svoj največji potencial brez potrebe po kakršnem koli vnosu uporabnika, da zagotovijo največjo možno zmogljivost. Ta funkcija skorajda odpravlja potrebo po ročnem overclockingu, saj zaradi odličnega upravljanja GPU Boost res ni na voljo veliko prostora za ročno natančno nastavitev.
Na splošno je GPU Boost odlična lastnost, za katero bi radi, da se izboljšuje in izboljšuje z izboljšanjem osnovnega algoritma, ki stoji za to tehnologijo, ki mikro upravlja majhne prilagoditve različnih parametrov, da doseže kar najboljšo zmogljivost.
