что нужно для разгона видеокарты
Как разогнать видеокарту. Часть 2 — андервольтинг
Содержание
Содержание
Современные чипы имеют отличные способности к повышению частоты, а массивные системы охлаждения могут спокойно переваривать до нескольких сотен ватт тепловыделения. Естественно, производители стараются поддерживать порядок в иерархии производительности комплектующих, поэтому все возможности кремния используются сразу «из коробки». Вряд ли кого-то заинтересуют модели верхнего ценового сегмента, если бюджетную карту можно запредельно разогнать и получить аналогичную производительность. Но энтузиасты не могут сидеть спокойно и постоянно придумывают новые способы настройки железа. Даже если с завода выжали все.
В прошлом материале мы пытались разогнать RTX 2070 Super, которая хорошо бустится еще с завода. Поэтому, как показало сравнение производительности и энергопотребления, повышение частоты чипа почти не меняет производительность, но заметно повышает аппетиты к электричеству. И дарит пользователю несколько лишних градусов тепла в корпусе.
Такой разгон называется «кукурузным»: когда мощность не меняется, а железо плавится от жары. Конечно, референсные видеокарты стоят особняком в этой ситуации, потому что их заводские характеристики заметно ниже, чем у Asus, Gigabyte и других производителей. Да, они позволяют без проблем прибавить к базовой частоте 100–150 МГц. Это будет стабильно и заметно на графике фреймрейта. Остальные видеокарты уже имеют эти 150 МГц прибавки с завода. Поэтому примерная итоговая частота будет одинакова для всех карт.
Несмотря на такие условия, энтузиасты нашли способ побаловаться с настройкой так, чтобы потребление и температура снизились, но поднялась производительность. Другими словами, если с завода все сделали за нас, то почему бы не попытаться сделать это еще лучше.
Разгон наоборот
Андервольтинг (undervolting) — снижение вольтажа. Идеальный андервольтинг — снижение вольтажа без потери фпс. Этим мы и займемся.
Если разгон RTX 2070 Super не принес существенной прибавки, то почему бы не попытаться заставить видеокарту работать на заводских частотах, но с меньшим нагревом. В теории, регулировка напряжения дает множество плюсов:
Так это или нет, проверим на практике.
Тестовый стенд
Почему автоматика хуже ручной настройки
Принцип работы турбобуста: повышение частоты, если того позволяет максимальная температура. Так как игровые сцены меняются очень быстро, а значит и нагрузка на графику тоже, алгоритм не всегда удерживает постоянную стабильную частоту. При высокой нагрузке она может варьироваться в широких пределах, работая то на 1950 МГц, то на 2080 МГц. Естественно, это отражается на плавности графика фреймрейта. Если же частота всегда стабильна, то при переходе между сценами нет скачков потребления, температуры и частоты. Это не означает прибавку мощности, но немного влияет на плавность геймплея. Задача ручной настройки — добиться постоянной частоты при минимальном напряжении.
Софт для настройки
Андервольтинг видеокарты не отличается от разгона, поэтому программное обеспечение остается то же самое.
MSI Afterburner — не только разгоняет, но и андервольтит.
GPU-Z — в рамках этого материала почти не понадобится, но для мониторинга информации можно оставить.
3DMark TimeSpy Stress Test — для окончательной проверки настройки видеокарты.
Андервольтинг
Начиная с моделей Pascal, оптимальный вольтаж для настройки стабильной частоты — 0.950 В. Температуры остаются низкими, а частота не опустится ниже необходимой для хорошей производительности в таком режиме. Обычно при таком вольтаже средний чип работает как минимум на 1950–1980 МГц. Свежие модели Turing и Ampere без проблем берут частоты повыше, до 2050 МГц, совсем удачные могут даже 2100 МГц. Вообще, с выходом новых видеокарт графика стала разгонятся еще лучше относительно базовых частот. Это заслуги новой архитектуры и улучшенной системы питания.
Подготовка
Андервольтинг, как и разгон, желательно производить при хорошем обдуве, так как стабильность работы на высоких частотах зависит и от температуры. Для этого нажимаем на значок шестеренки в Afterburner, затем выбираем вкладку «кулер», далее пункт «Включить программный пользовательский режим» и выставляем график примерно таким образом:
Ориентируемся на такое соотношение температуры к оборотам вентиляторов: 40/60, 60/80, 70/95. В таком режиме вентиляторы реагируют на изменение температуры быстрее.
Снимать лимиты энергопотребления не нужно. Низкий вольтаж не позволит видеокарте выйти из заводских рамок Power Limit. То же самое и с Temp Limit:
Снижаем аппетиты видеокарты
Открываем MSI Afterburner и нажимаем кнопку, выделенную на первом скриншоте красным, или пользуемся сочетанием клавиш Ctrl+F. Откроется график кривой частот/напряжений:
Если нажать на одну из точек, появятся цифры для частоты и вольтажа. То есть, в данных температурных рамках, а именно, при 31 °C по чипу стабильная частота для 0.950 В составит 1935 МГц. При 60-70 градусах она уменьшается на 10 единиц.
Так настроен алгоритм регулирования частоты Nvidia. Эта информация приводится для того, чтобы пользователь понимал принцип работы турбобуста и как будет снижаться вольтаж.
Настройка происходит в несколько этапов:
1. Перед каждым изменением частоты необходимо охлаждать чип до 32–35 °C, чтобы частота вернулась в исходное состояние. Для примера на скрине это 1935 МГц.
2. Определяемся с вольтажом. Можно взять за основу любой, но для Nvidia золотое сечение это 0.950 В.
3. Находим точку для напряжения на графике и поднимаем ее на несколько единиц. Например, делаем +45, нажимаем Enter, а затем кнопку «Применить». Все точки после выделенной необходимо привести в такой порядок:
Так мы заставляем видеокарту думать, что 0.950 В это максимальный для нее вольтаж.
Не забываем сохранить настройки в профиль программы, чтобы не двигать противные точки после неудачного разгона.
4. Включаем бенчмарк Unigine на таких настройках и следим за частотой и температурой:
Выставили 1980 МГц, а после прогрева видеокарты получили 1965 МГц. Оставляем тест в таком режиме на 5–10 минут, после чего пробуем поднимать точку на графике. Если тест завис или сыпет артефактами, то снижаем частоту или пробуем взять вольтаж повыше. Например, 1 В.
5. Поднимаем частоту памяти. Как известно, для каждого производителя памяти есть примерный диапазон рабочих частот:
Samsung — легко переваривают прибавку +1000 Мгц и даже выше.
Micron — стабильны от +500 до +900.
Hynix — максимум +300 Мгц к общей частоте, при этом греются сильнее предыдущих.
Узнать производителя чипов памяти можно в GPU-Z:
6. Тестируем окончательные настройки на стабильность в тесте 3DMark TimeSpy:
На стабильной системе должно быть более 95 %. На скриншоте пример неудачного разгона.
Что на практике
Assassin’s Creed Valhalla
Что и требовалось доказать. В первом же тесте полная победа не только над автоматикой, но и над разгоном. Причем как по количеству кадров, так и по температурам и энергопотреблению. Выходит, что производительность видеокарты на пониженном напряжении соответствует работе в разгоне. Потребление снизилось на 36 Вт, а температура упала на 8 °C.
Assassin’s Creed Odyssey
Андервольтинг быстрее завода на 6 % и потребляет на 20 Вт меньше. С разгоном и сравнивать не хочется, за два лишних кадра придется добавить почти 40 Ватт энергии. Примечательно, что 0.1 % и 1 % кадров остаются на уровне разогнанной видеокарты. И это заметно в геймплее.
Horizon Zero Dawn
Ситуация повторяется: 40 Вт потребления по сравнению с разгоном и 10 °C. И правда какая-то кукуруза. График кадров-то почти не меняется.
Shadow of the Tomb Raider
Мы сэкономили 53 Вт по сравнению с разгоном и 32 Вт, если бы видеокарта работала на автомате. При этом имеем выше производительность, а температуры опустились. Фантастика.
Red Dead Redemption 2
Почти 60 Вт разницы с разгоном, но практически никакой в производительности. То есть, в пределах погрешности из-за меняющихся погодных условий и световых эффектов в игре.
World of Tanks Encore
Любители пострелять из крупнокалиберного тоже перестанут потеть от пекла под столом. Минус 60 Вт и 11 °C. Между прочим, скорость танка осталась прежней.
3DMark Fire Strike Extreme
Разница 50 Вт без существенного изменения мощности. При этом нагрев на 4 °C ниже. И это синтетика, где каждая единица в частоте отражается в бенчмарке.
Разгонять или снижать вольтаж
Ответ очевиден. Да, если снять ограничения производителя и взять контроль над частотой и вольтажом в свои руки, то можно добиться большей производительности. Но никто не отменяет плату нагревом, повышенным аппетитом и возможностью испортить железку. Так как это неосуществимо в руках простого пользователя и без потери гарантии, приходится искать способы улучшить то, что уже пытались улучшить до нас.
Как показывают сравнительные тесты, самый лучший разгон для современных видеокарт Nvidia это андервольтинг с повышением частоты памяти. Выигрываем в производительности при гораздо меньших цифрах в энергопотреблении. И, если владельцы моделей с хорошей системой охлаждения не боятся повышенного нагрева, то бюджетная линейка прямо требует таких доработок.
Что касается итоговой производительности заводской RTX 2070 Super, то в пересчете на один Ватт потребления видеокарта в среднем выдает 0.3-0.4 кадра в секунду. В режиме «газ в пол» это соотношение почти не меняется и выдает не более 0.5 кадров. То есть, мы видим линейное увеличение производительности с ростом потребления.
В андервольтинге ситуация интереснее. Минимальное соотношение варьируется от 0.5, до максимум 0.7 кадров за Ватт. При этом есть большой выигрыш в температуре. Если представить разницу между стоком и андервольтом в процентах, то получается так: до 15 % прибавки мощности при уменьшении энергопотребления до 20 %. Вывод: разгон — это не только бездумное повышение частот и вольтажей, но и правильная оптимизация работы заводских алгоритмов.
Как разогнать видеокарту: все на максимум
Содержание
Содержание
Современную игровую сборку не хочется представлять без разгона. Студии рисуют графику с заделом на передовые графические ускорители, а производители железа будто специально выпускают поколение за поколением ровно под эти игры, не оставляя пользователям запаса прочности хотя бы на несколько лет. Так сложилась культура современного гейминга. Но почти любой юзер может вытащить из своей сборки дополнительную мощность, причем совершенно безопасно и безвозмездно. Если ее не вытащили на заводе за нас.
Первоначальное значение термина «оверклокинг» имеет несколько иное понимание разгона комплектующих. Вольтмоды, паяние перемычек, моддинг BIOS уже в прошлом. Сейчас разгон это жмакнул кнопку и готово. Но, какова работа, таков и результат. Если раньше с помощью разгона можно было добиться чуть ли не двукратной прибавки, то сейчас это не более 10–15 %. И то, учитывая полное отсутствие разгона из коробки. Тем не менее, если эта мощность есть и готова к работе, почему бы ею не воспользоваться.
Зачем гнать видеокарту
Так, оверклокинг превратился из разгона комплектующих в настройку комплектующих. Это так, потому что свежие модели видеокарт имеют ограничения, которые не снимаются штатными безопасными способами. А в рамках этих ограничений мы можем только управлять поведением карты, но не можем добраться до предельных возможностей кремния.
Новые видеокарты сильно напичканы автоматикой, которая берет полный контроль над управлением мощностью. Хваленый турбобуст Nvidia устроен таким образом, что максимальная частота графического чипа ограничена лишь температурными условиями. Ниже температура — выше стабильная частота. Выше температура — ниже частота. Цифры меняются порогами, где прописаны соотношения частот и вольтажей.
С AMD ситуация повторяется. Только вместо температурных рамок алгоритм ставит ограничение на энергопотребление. То есть, чем выше ватты, тем ниже частота. И все же, с радеонами разгон еще имеет отголоски прошлого, когда ограничение в частоте и вольтаже ставил кремний, а не прошивка. Только для этого нужно редактировать биос карты, зашивать новые соотношения частот и вольтажей.
Более того, производители комплектующих научились «плохому» и теперь разгоняют железки еще на конвейере. Например, RTX 2070 Super в исполнении Palit имеет базовую частоту выше заводской почти на 100 МГц. В нормальных температурных рамках частота и вовсе колеблется в пределах 1950–2050 МГц. Больше из этих карт не выжать, поэтому задача современного оверклокера — заставить турбобуст удержать стабильную частоту как можно выше. Ну и подкрутить память, у которой запас по мегагерцам не тронут заводом.
От чего зависит разгон
Видеокарта — как отдельный компьютер. У нее есть свой блок питания, свой процессор, свои материнская плата и оперативная память. Поэтому удача в разгоне ложится не только на плечи силиконовой лотереи, но и на качество обвязки графического чипа:
Раз — качество цепей питания. Видеокарты верхнего ценового сегмента потребляют от 200 Вт на заводских настройках. Это сказывается на температуре элементов системы питания, а также на стабильности регулировки вольтажа.
Два — силиконовая лотерея. Возможности графического чипа ограничены качеством кремния, из которого он построен. Чем оно выше, тем больше шансов стабилизировать высокую частоту на низком вольтаже и при меньшем нагреве.
Три — видеопамять. Хотя чипы памяти тоже принимают участие в силиконовой лотерее, основной частотный потенциал пока задается одним фактором: производитель. Так, для каждого производителя памяти есть примерная максимальная частота:
Три с половиной — система охлаждения. Мы заставляем графический чип и память работать на повышенных частотах, а значит тепловыделение будет тоже выше. Крайне желательно выбирать видеокарту с хорошим охлаждением не только чипов, но и с отдельным радиатором для мосфетов (системы питания).
Мы уже разобрались, что штатные возможности видеокарт хорошо контролируются автоматикой и не готовы отдать полное управление настройками пользователю. Тем не менее, эти лимиты можно обойти с помощью вольтмодов и модифицированных прошивок. Когда в конструкцию видеокарты вносятся изменения: впаиваются дополнительные элементы и ставятся перемычки. В этом случае можно обойти встроенные лимиты и вдоволь насладиться разгонным простором. Главное, держать поблизости огнетушитель. Остальные манипуляции с картой безопасны.
Перед настройкой
Для удобства понадобится такой набор программ:
MSI Afterburner — утилита-комбайн. Вообще, у каждого производителя есть свое ПО для управления видеокартой, но афтербернер твердо стоит в рядах разгонщиков и используется для всех графических ускорителей как универсальная утилита.
GPU-Z — показывает любую информацию о видеокарте, начиная от ревизии чипа и заканчивая энергопотреблением на втором разъеме дополнительного питания.
Unigine Heaven — довольно практичный тест стабильности. Вообще, это игровой бенчмарк, но его можно включить на бесконечную прокрутку и хорошенько прогреть видеокарту.
3DMark TimeSpy Stress Test — для окончательного тестирования видеокарты. Это тестовый отрезок из основного бенчмарка, который повторяется 20 раз. Система замеряет количество кадров во время каждого прогона и сравнивает итоговые цифры. Если отклонение в производительности между прогонами минимально — система стабильна. Если процент стабильности ниже 95 %, снижаем разгон.
Разгоняем — настраиваем
Настройка охлаждения. Чтобы видеокарта работала в прохладе и могла держать высокую частоту, необходимо подкрутить кривую вентиляторов в Afterburner. Для этого открываем программу и нажимаем на значок шестеренки, затем выбираем вкладку «кулер» и включаем пункт «Включить программный пользовательский режим»:
Настройка скорости вентиляторов индивидуальна для каждого типа системы охлаждения. Если это модель с одним вентилятором, то придется выкручивать обороты посильнее. Если топовая с несколькими вентиляторами и массивным радиатором — ориентируемся на такое соотношение температуры к оборотам вентиляторов: 40/60, 60/80, 70/95. С такой настройкой кулеры будут быстрее реагировать на изменения температуры и избавят от кратковременных скачков.
Снимаем температурные лимиты и ограничение энергопотребления. Для этого выставляем три верхних ползунка в AB, как на скриншоте, и нажимаем кнопку «применить»:
Находим максимум для графического чипа. Открываем бенчмарк Unigine Heaven и MSI Afterburner таким образом, чтобы во время теста было удобно менять настройки в AB:
Запускаем тест на таких настройках:
Как только видеокарта нагреется до рабочей температуры, переходим к подбору частоты. Для этого двигаем ползунок Core Clock вправо. Например, до цифры +40:
Тест не выключаем. После применения частоты замечаем, что максимальная частота поднялась с 1980 МГц до 2010 МГц. При этом температура поднялась на 3 градуса. Оставляем систему в таком режиме на несколько минут, чтобы удостовериться, что частота дается видеокарте без проблем. Далее прибавляем по 10-20 МГц и следим за тестом.
Как только он начнет зависать или показывать артефакты, снижаем частоту ядра на 10-20 МГц и снова запускаем тест. Если бенчмарк крутится без проблем 10 минут и дольше, считаем, что максимальная частота для графического процессора найдена.
Подбираем частоту памяти. Частота памяти подбирается аналогичным способом. Но мы знаем примерные возможности всех разновидностей чипов, поэтому с настройкой проще. Для этого переходим в GPU-Z на основную вкладку и находим графу Memory type:
В этом экземпляре установлены чипы Micron. Значит, примерный рабочий диапазон значений колеблется от +500 до +900. От этого и будем отталкиваться.
Снова запускаем тест и выставляем ползунок Memory Clock на значение +500:
Крутим тест пять минут, а затем прибавляем к памяти еще 100 МГц. И так, пока тест не начнет сыпать артефактами или вылетать. Запоминаем глючное значение и спускаемся на 100 МГц ниже. Тестируем 5–10 минут и считаем, что максимальная частота для памяти тоже найдена.
Для данного экземпляра RTX 2070 Super максимальная частота ядра составила 2050 Мгц при температуре 65 °C. Если температура находится ниже этой отметки, частота поднимается до 2080–2100 МГц. Это и есть работа того самого турбобуста Nvidia. Стабильная частота памяти получилась ровно 7900 МГц, то есть +900 по афтербернеру. Пропускная способность поднялась почти на 60 Гб/с:
Что на практике
Тестовый стенд
Assassin’s Creed Valhalla
Средний фпс в разгоне всего на 4 кадра выше, чем на автомате с Turboboost. Это заслуга высокой частоты памяти. При этом температура разогнанной карты отличается на 3 °C. Энергопотребление выше на 13 Вт. Стоит сказать, что игра новая и ведет себя странно. Виной тому слишком сырая версия или неоптимизированные драйверы. Тем не менее, прошлая Odyssey берет от видеокарты намного больше, чем Valhalla.
Assassin’s Creed Odyssey
Разница 7 кадров в среднем количестве кадров, то есть почти 10 %. Интересно, что разгон принес больше пользы в 1 % и 0.1 % кадров. Здесь разница до 60 %. Что удивляет сильнее, так это те же температуры, что и в Valhalla, при большем энергопотреблении. Одним словом, аномалия. Хотя фпс оправданно выше в этом ассассине при 10 Вт разницы с Valhalla.
Horizon Zero Dawn
Все как по книжке: 12 % прирост производительности, 14 % прибавка в ваттах. Привычные 3 °C разницы.
Shadow of the Tomb Raider
Удивительно, но на средний фпс настройка видеокарты влияет так себе. А 1 % и 0.1 % стабильно показывают 8–12 % прибавки во всех тестах. Видимо, частота памяти сильнее влияет на стабильность фреймрейта, нежели на максимальную мощность. Много кадров не выиграли, но подняли энергопотребление и температуру чипа. Так себе разгон, скорее «кукурузный».
Red Dead Redemption 2
Тут тоже без сюрпризов. Все те же 8–9 % прибавки фпс, но выше температура и энергопотребление.
World of Tanks Encore
Здесь и вовсе 6 % разницы, а нагрев как в RDR2. Но энергопотребление выше. То ли тест кукурузный, то ли разгон.
3DMark Fire Strike Extreme
Даже синтетика большой разницы не видит.
Вывод
Игровые тесты показывают мизерное увеличение производительности вместе с несоизмеримым повышением температуры и энергопотребления. Этим грешат все современные видеокарты, начиная с поколения Pascal, которые почти не дают дополнительные кадры в обмен на повышение частоты. Все потому, что максимальные возможности графического чипа уже используются автоматически «из коробки».
Но такой разгон может оказаться очень эффективным, если видеокарту не разгоняли на заводе. В таком случае она покажет больше производительности, чем модель от конкурентов:
Другое дело, если отключить турбобуст и обойти запреты, чтобы управлять частотой на низком уровне, не взирая на повышенные температуры и лимиты энергопотребления. Но с видеокартами Nvidia такое не пройдет из-за аппаратных ограничений. За неимением таковых, пользователи нашли способ настроить карту так, чтобы при меньших температурах и меньшем потреблении она работала даже лучше, чем в «умном» турбобусте. Способ избавиться от такого кукурузного разгона: снизить рабочий вольтаж и подобрать стабильную частоту. Это называется андервольтинг, о чем будет вторая часть материала.