видеокарта max q чем отличается
Вся правда о TGP в видеокартах NVIDIA GeForce RTX 30 для ноутбуков
С момента официального анонса нового поколения мобильных видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30-й серии для ноутбуков в сети появилось множество разной и в тоже время противоречивой информации о новой графике. Мы расскажем о частотах и энергопотреблении новых видеокарт в наших ноутбуках, а также дадим ответ на вопрос, почему одна и та же видеокарта, установленная в разных ноутбуках, может показывать разную производительность, и как выбрать именно то, что нужно вам.
Почему мобильная графика раньше была медленнее десктопной?
Прежде чем переходить к техническим характеристикам мобильных видеокарт GeForce RTX 30-й серии, стоит вспомнить, с чего всё началось. Откуда появилась технология Max-Q, для чего она создавалась и какие преимущества она предоставила пользователям. Давайте вспомним, с чего всё начиналось.
С момента своего появления мобильная графика отставала от аналогичных по названию десктопных версий. В начале нулевых техпроцесс всё ещё измерялся в десятках и сотнях нанометров, и несмотря на то, что топовая десктопная графика того времени не требовала двух- или трёх-слотовых систем охлаждения, уместить её в ноутбуках не представлялось возможным. Ведь остальные электронные компоненты также были большими и требовали больше места для размещения на материнской плате. К тому же системы охлаждения того времени были не так эффективны, как нынешние. В итоге NVIDIA снижала мощность мобильных видеокарт, чтобы сделать возможной их установку в ноутбуки. Даже драйвера для мобильных и десктопных видеокарт в то время различались и выпускались строго по отдельности.
ASUS V8200 DLX (NVIDIA GeForce3), 2002 год
Чтобы пользователи лучше понимали, какая видеокарта устанавливается в ноутбук, мобильная графика обозначалась иначе, чем десктопная. Когда названия серий состояли из одной цифры, в названии мобильной графики появилось дополнительное слово «Go». Например, видеокарта NVIDIA GeForce 4 MX 460 предназначалась для компьютеров, а NVIDIA GeForce 4 Go 460 – для ноутбуков.
ASUS ENGT220 (NVIDIA GeForce GT220), 2009 год
Когда видеокарты NVIDIA стали наращивать количество унифицированных шейдерных процессоров, одного лишь снижения частот стало недостаточно. Чтобы уложиться в теплопакет, с которым может справиться система охлаждения ноутбуков, NVIDIA стала отключать часть шейдерных процессоров в видеоядре.
Разница в производительности десктопных и мобильных видеокарт сохранялась до 2016 года, пока NVIDIA не представила архитектуру Pascal и видеокарты GeForce GTX 10-й серии. На этом этапе NVIDIA смогла свести к минимуму разницу между десктопными и мобильными GPU. Для обозначения мобильных видеокарт больше не требовались дополнительная буква, индекс или слово.
У NVIDIA GeForce GTX 1080 и GTX 1060, созданных для ноутбуков и компьютеров, стало одинаковое количество ядер CUDA. Даже у мобильной GeForce GTX 1070 оказалось чуть больше CUDA-ядер по сравнению с её десктопным аналогом. Разумеется, частоты у мобильных и десктопных видеокарт немного различались, но разрыв между мобильной и «полноценной» десктопной графикой в рамках одного поколения стал не настолько большим и заметным, как это было ранее. А в зависимости от эффективности системы охлаждения, разницы могло и вовсе не быть, как, например, в случае с ноутбуком ROG G703.
Появление архитектуры Pascal стало прорывом для тех, кто предпочитал играть на ноутбуках которые, в отличии от компьютера, всегда можно взять с собой. Ноутбуки с видеокартами GeForce GTX 10-й серии легко справлялись с играми того времени.
Появление технологии Max-Q
Игровые ноутбуки с топовой графикой, которая справляется с современными играми — это прекрасно. Однако, у любой медали есть две стороны. Производительная видеокарта непременно будет горячей, для неё потребуется большая система охлаждения, которая во многом определяет толщину и вес ноутбука.
Для примера возьмём ROG G703, высокую производительность которого обеспечивал 4-ядерный процессор Intel Core i7-7820HK в паре с видеокартой NVIDIA GeForce GTX 1080. Топовая конфигурация для своего времени! Однако, при толщине в 51 мм и весе в 4,7 кг ROG G703 совершенно точно нельзя назвать ноутбуком, который можно носить с собой на работу каждый день. Скорее, это полноценная замена десктопа, которую при необходимости можно легко перенести в другое место. Главное, не забыть с собой огромный блок питания :).
Пользователям хотелось получить не только мощные, но и тонкие игровые ноутбуки, а производители стремились удовлетворить потребности. Все-таки, ноутбук ассоциируется с компактностью и мобильностью. К тому же, игровые ноутбуки многие используют для работы – мощная начинка одинаково хорошо справляется как с играми, так и с большинством тяжёлых задач, вроде сложных расчётов, обработки фото, видеомонтажа и так далее. Но это требовало создания более энергоэффективных видеокарт, которыми в будущем и стали линейки под названием NVIDIA Max-Q.
В аэродинамике точкой Max-Q называют момент максимальной нагрузки на ракету в атмосфере, который особенно учитывается конструкторами. Компания NVIDIA применила похожий подход при разработке серии видеокарт Max-Q, которые работают на пределе своей энергоэффективности.
Необходимо пояснить, что не стоит путать понятия «энергоэффективность» и «производительность». В первом случае графика работает с максимальной производительностью относительно потребляемой мощности, и не выходит за пределы заложенного лимита энергопотребления. Во втором случае происходит прирост производительности, за который приходится расплачиваться увеличивающимся тепловыделением и энергопотреблением.
Зависимость между потребляемой мощностью и ростом производительности нелинейная. При увеличении потребляемой мощности прирост производительности сперва будет заметным, линейным, а потом, после прохождения точки максимальной эффективности, прирост производительности (который не стоит путать с самой производительностью) замедляется. Проще говоря, видеокарта NVIDIA GeForce GTX 1080 будет быстрее GTX 1080 Max-Q, но при этом потребует улучшенной системы охлаждения и станет потреблять больше энергии.
В результате в 2017 году на рынке появилось два типа ноутбуков: с классической графикой GTX 10-й серии и с графикой Max-Q. Появление линейки Max-Q позволило выпускать тонкие и лёгкие игровые модели, чего не удавалось добиться ранее. Для Max-Q не требуется крупногабаритная система охлаждения. При этом, видеокарты Max-Q остались производительными. Например, топовая версия GeForce GTX 1080 Max-Q оказалась почти в 2 раза быстрее обычной мобильной GeForce GTX 1060.
Благодаря появлению видеокарт Max-Q, мы смогли выпустить тонкие, лёгкие и при этом мощные игровые ноутбуки. Первой моделью стал 15-дюймовый ROG Zephyrus GX501. В ноутбуке толщиной 17,9 мм и весом 2,26 кг была установлена графика NVIDIA GeForce GTX 1080 в дизайне Max-Q в паре с 4-ядерным процессором Intel Core i7-7700HQ. Для рынка ноутбуков 2017 года это стало революцией.
Различия между TDP и TGP
Долгое время энергопотребление видеокарт обозначалось аббревиатурой TDP. Расшифровать эти три буквы можно как Thermal Design Point или Thermal Design Parameter. Значение TDP обозначало, сколько Ватт тепла нужно отводить от кристалла GPU, и не указывало общее энергопотребление видеокарты. Параметр TGP напротив указывает, сколько Ватт потребляет вся видеокарта целиком.
Графика NVIDIA GeForce RTX 30-й серии в ноутбуках ASUS и ROG
За время существования графики NVIDIA GeForce RTX 10-й и 20-й серий, мы успели привыкнуть к тому, что видеокарты для ноутбуков и десктопов стали практически одинаковыми. Однако, выход мобильных видеокарт нового поколения на архитектуре Ampere снова поменял правила игры.
Десктопные видеокарты NVIDIA GeForce RTX 30-й серии оказались не только производительными, но и требовательными к питанию. Согласно официальному сайту NVIDIA, энергопотребление GeForce RTX 3080 составляет 320 Вт, когда как GeForce RTX 2080 Super потребляла 250 Вт. При этом, мы имеем в виду энергопотребление, указанное без заводского разгона и самых пиковых значений.
Разница в энергопотреблении у старого и нового поколения видеокарт оказалась заметной. Впервые видеокарта NVIDIA с одним GPU потребляет более 300 Вт. Учитывая высокое энергопотребление и впечатляющую производительность графики, перед инженерами NVIDIA появилась сложная задача по оптимизации десктопной графики к мобильным реалиям. Если системы охлаждения ASUS и Republic of Gamers легко могут отвести от десктопной видеокарты всё лишнее тепло, то в случае с ноутбуками мы ограничены толщиной корпуса, которая не позволяет установить СО толщиной несколько сантиметров.
ROG Strix GeForce RTX 3080
В результате, инженерам NVIDIA пришлось вынужденно вернуться к старым методикам –отключению CUDA-ядер. Также при разработке ноутбука стало возможным ограничивать TGP видеокарты как в большую, так и в меньшую стороны. Это означает, что на этапах проектирования и производства можно выставить максимальное энергопотребление согласно возможностям системы охлаждения. В результате на рынке появились ноутбуки с одинаковым названием видеокарт, но разной производительностью, что закономерно привело в замешательство многих пользователей.
Мы всегда открыто рассказываем о компонентах своих игровых ноутбуков. Чтобы у наших пользователей не осталось вопроса, какая именно графика используется в заинтересовавшем ноутбуке, мы публикуем таблицу с данными TGP и рабочими частотами для каждой отдельной модели. Скоро эти данные станут доступны на нашем официальном сайте в разделе технических характеристик на страницах новых ноутбуков.
В таблице указано как энергопотребление видеокарты (TGP), так и дополнительная мощность, потребляемая в режиме Dynamic Boost. Вместе с мощностью в таблице указана частота Boost Clock. Стоит отметить, что это скорее базовые частоты, на которых будет работать GPU. Реальная максимальная частота окажется выше, она зависит от системы охлаждения ноутбука и температуры в конкретный момент.
Пример увеличения тактовой частоты GPU у ноутбука Zephyrus Duo 15 SE GX551
Теперь разберёмся с новой мобильной графикой на примере. Рассмотрим пять 15-дюймовых ноутбуков с графикой NVIDIA GeForce RTX 3070: ROG Zephyrus Duo 15 SE, ROG Zephyrus G15, ROG Strix SCAR 15, TUF Dash F15 и TUF A15. Для того, чтобы сравнение стало наглядным, поместим ноутбуки в отдельную таблицу.
В сравнении наглядно видно, что производительная система охлаждения Active Aerodynamic System, которая используется в ROG Zephyrus Duo 15 SE, может отвести 130 Вт тепла от видеокарты. Основная мощность в 115 Вт приходится на стандартное энергопотребление (TGP), и ещё 15 Вт – на Dynamic Boost. Если система решит, что возможностей системы охлаждения ноутбука хватит для увеличения нагрузки на графику, то, благодаря GPU Boost, видеокарта получит дополнительные 15 Вт мощности и сможет работать быстрее. В результате её энергопотребление вырастет до 130 Вт.
Системы охлаждения остальных ноутбуков ROG Zephyrus G15, TUF Dash F15 и TUF A15, сделаны по классическому принципу. В них у видеокарт был снижен параметр TGP, чтобы система охлаждения справилась со своей задачей. Вместе с TGP закономерно снизились частоты примерно на 16%, но при этом энергопотребление платы снизилось на 30%.
Заключение
Мы делаем всё возможное, чтобы предложить нашим пользователям полную и разнообразную линейку ноутбуков с разными форм-факторами, производительностью и ценой. Надеемся, что опубликованная информация по энергопотреблению мобильных видеокарт будет для вас полезной, и поможет лучше разобраться в современном рынке игровых ноутбуков, и понять различия в мобильной графике нового поколения в ноутбуках ASUS и Republic of Gamers.
PS. По просьбам в комментариях добавили скидку в 5000 рублей по промокоду habr на все ноутбуки с графикой NVIDIA GeForce RTX 30-серии в нашем Интернет-магазине.
Что означает маркировка MaxQ у дискретных видеокарт ноутбука?
Технология, позволяющая значительно уменьшить вес и толщину игровых ноутбуков, получила название MAX-Q Design. тепловыделение мобильных видеокарт игрового класса, пусть даже основанных на новой микроархитектуре, остается по-прежнему высоким. Данная ситуация позволяет поместить мощную графическую «начинку» только в достаточно толстый корпус ноутбука. Для решения именно этой проблемы инженерами NVIDIA и была создана технология MAX-Q. Название новшество позаимствовало из области аэрокосмических технологий. Термином «Max-Q» называется точка, в которой ракета при запуске проходит максимальную нагрузку. Этот момент особенно учитывается конструкторами во избежание разрушения ракеты. Похожие по смыслу моменты присутствуют и при создании игровых ноутбуков — мощность, скорость и высокая температура всегда сопутствуют друг другу.
Создание новой технологии заставило инженеров компании NVIDIA пересмотреть все компоненты игрового мобильного компьютера, от корпуса и системы охлаждения до программного обеспечения. Особенно производитель отмечает использование новых модулей управления напряжением. В конечном результате мы получаем работу видеокарты на частотах, оптимальных в отношении производительности и энергопотребления. Справедливости ради необходимо отметить, что графический адаптер с технологией MAX-Q всё же будет незначительно уступать в производительности «классической» версии. Но смыслом форм-фактора MAX-Q является именно гибкий подход, максимально оптимизирующий основные показатели, в следствие чего при прохождения игры вы не будете испытывать какого-либо дискомфорта. Другими словами — продуманная оптимизация позволяет «выжать» максимум мощности из видеокарты, помещенной в тонкий корпус ноутбука, не допуская опасного перегрева. Также производитель делает ставку на снижение шума охладительной системы. Отныне ваш ноутбук не будет при нагрузке гудеть, как пылесос. Максимальное значение шума в ноутбуках с дизайном MAX-Q обозначено в 40 децибел, что по громкости примерно соответствует шелесту листьев при лёгком ветре или чуть «громкому» шёпоту. толщина ноутбуков, выполненных в дизайне MAX-Q, будет соответствовать уровню ультрабуков — порядка 18 миллиметров. применена к видеокартам GeForce GTX 1080, GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1060
Какая реальная производительность видеокарт Nvidia Max-Q
На выставке Computex 2017 Nvidia представила новые версии старших видеокарт Pascal — линейку Max-Q. Их отличие от десктопных версий заключается лишь в сниженных частотах и TDP (тепловыделении), что должно позволить ставит их в легкие (до 2.5 Кг) и тонкие (до 20 мм) ноутбуки. Однако о производительности толком ничего не было сказано — к примеру, то, что Nvidia GTX 1080 Max-Q на 60% мощнее PlayStation 4 Pro, конечно, здорово, но вот оценить реальную производительность в играх позволяет слабо.
Однако Nvidia указала частоты и теплопакет, с которыми будут работать такие видеокарты — это около 1100-1200 МГц, и теплопакет в случае с GTX 1060 составит 60 Вт, в случае с GTX 1070 — 80 Вт, GTX 1080 — 100 Вт. То есть Max-Q версия GTX 1080 потребляет даже меньше энергии, чем десктопная 1060 — у нее теплопакет 120 Вт. Но теплопакет-теплопакетом, а реальную производительность узнать нужно, и проще всего это сделать, взяв десктопную видеокарту и снизив ее теплопакет и частоты до уровня Max-Q (так как сам кристалл GPU остается таким же): 
Так как тепловыделение десктопной 1060 составляет 120 Вт, то я уменьшил его до 50%, то есть до 60 Вт — уровень Max-Q версии. Уменьшение частоты на 400 МГц дало частоту GPU в 1169 МГц, что тоже как раз соответствует Max-Q версии. В итоге в 3Dmark 11 результат GPU оказался на уровне 11000 очков, а частота в графических тестах была на уровне 1215 МГц (небольшой Turbo Boost):
При этом результат на родных частотах и TDP составил 16500 очков:
В итоге получается интересная картина — при снижении тепловыделения вдвое результат в бенчмарке падает ровно в полтора раза, то есть зависимость тепловыделения от частоты нелинейна (хотя это и так известно).
Просто голая цифра в бенчмарке ничего не дает — имеет смысл сравнить 1060 Max-Q с 1050 Ti, у которой сравнимый теплопакет (около 70 Вт). Ее результат в 3Dmark 11 составляет около 10500 очков:
То есть по сути производительность и теплопакет видеокарт GTX 1050 Ti и GTX 1060 Max-Q равны, и смысла делать отдельную версию 1060 для тонких игровых ноутбуков просто нет — с таким же успехом в него можно будет поставить 1050 Ti, что будет к тому же и дешевле. Причем похожая картина наблюдается и с GTX 1070 и 1080 — если предположить, что их Max-Q версии так же слабее десктопных в полтора раза, то GTX 1080 Max-Q окажется даже на 10% слабее GTX 1070 для ноутбуков, а GTX 1070 Max-Q будет на уровне GTX 1060 для ноутбуков.
В итоге линейка Max-Q — обычный маркетинг: видеокарты из этой линейки в полтора раза хуже десктопных аналогов, поэтому поиграть на ноутбуке с GTX 1060 Max-Q с теми же настройками графики, как и на компьютере с GTX 1060, не получится. Разумеется, в теории видеокарту можно будет разогнать, но на практике, так как она будет стоять в тонком ноутбуке, это не получится сделать банально из-за перегрева. А с учетом того, что уже есть ноутбуки весом в 2.2 кг и толщиной около 30 мм с полноценной GTX 1070 — абсолютно никакого смысла в Max-Q линейке нет.
Что такое NVIDIA Max-Q и что это приносит?
Недавно, в рамках своего выступления на Computex, NVIDIA объявила о новой инициативе по созданию высококлассного игрового ноутбука. Компания, получившая название NVIDIA Max-Q, разрабатывает концепцию ультрабуков и объединяет ее с ноутбуками игрового уровня. Цель состоит в том, чтобы сотрудничать с партнерами и выпускать высокопроизводительные системы, которые обеспечивают производительность настольного уровня с внешним видом и ощущением ультрабуков. Другими словами, вы можете наслаждаться играми без задержек на своем тонком профильном ноутбуке. Но как это на самом деле достигается? Если вы озадачены одним и тем же вопросом, продолжайте читать, пока мы обсуждаем, что такое NVIDIA Max-Q и что он приносит:
Что такое NVIDIA Max-Q?
Название Max-Q происходит от аэрокосмической промышленности. В аэрокосмическом мире Max-Q упоминается как точка, где аэродинамическое напряжение на космическом корабле является самым высоким. Поэтому все спроектировано вокруг Max-Q, поскольку это самое сложное условие, с которым сталкиваются космические аппараты. В мире тонких ноутбуков основные проблемы возникают при создании ноутбука с ограниченным пространством и весом при одновременной попытке сохранить максимальную производительность. Не говоря уже о том, что тепловые и электрические ограничения дополнительно усложняют задачу, что часто приводит к снижению производительности. С другой стороны, дизайн NVIDIA Max-Q позволяет тонким игровым ноутбукам работать с максимальной эффективностью для достижения максимальной производительности. Технология Max-Q позволяет OEM-производителям проектировать игровые ноутбуки толщиной до 18 мм с энергоэффективностью и производительностью GeForce GTX 1080.
Как работает Max-Q?
Тонкие ноутбуки сталкиваются с проблемами, связанными с энергопотреблением при работе в условиях ограниченного пространства и веса. В результате эти ноутбуки не могут полностью реализовать свой потенциал. Возможно, вы даже заметили, что большинство тонких ноутбуков или ультрабуков даже не имеют специального вентилятора. Вместо этого они просто проектируют ноутбук, чтобы облегчить охлаждение. Кроме того, во всех графических процессорах производительность значительно увеличивается с увеличением мощности, но улучшение начинает уменьшаться, когда вы достигаете верхних пределов графического процессора. В этом же состоянии повышенное энергопотребление также требует более масштабных решений для охлаждения и более быстрых и громких вентиляторов. Следовательно, потребность в больших, громоздких корпусах и звуковых решениях для охлаждения является заметной в нынешнем поколении высокопроизводительных ноутбуков.
Поняв концепцию дизайна, NVIDIA вместе с OEM-производителями разработала инновационные новые шасси и системы охлаждения, с новым мышлением и разработкой. Ноутбуки Max-Q, напротив, нацелены на момент максимальной эффективности и, следовательно, способны избежать всех подобных проблем. Дизайн NVIDIA Max-Q позволяет ноутбукам поддерживать оптимальное соотношение между мощностью и производительностью, что позволяет графическому процессору потреблять меньше энергии. В результате выделяется меньше тепла, что позволяет системе работать при более низкой системе, тем самым снижая потребность вентиляторов в частом вращении, что приводит к гораздо более тихой системе.
Следовательно, эти новые ноутбуки Max-Q имеют идеальный баланс между производительностью, энергопотреблением и шумом, работая на 70% быстрее, чем ноутбуки аналогичного размера. Они поместятся в большинство сумок, они не сломают вам спину и обеспечат гораздо более качественный опыт по сравнению с ноутбуками предыдущего поколения.
Технология WhisperMode
Где вы идете на компромисс
Все хорошие вещи имеют свою цену, и вы не можете просто снизить энергопотребление для GPU. Как упоминалось выше, технология Max-Q ориентирована на пиковые показатели производительности графического процессора. Таким образом, чтобы снизить энергопотребление, компания решила ограничить пределы максимальной производительности графических процессоров. Например, типичный ноутбук GeForce GTX 1080 имеет базовую тактовую частоту 1556 МГц с повышенной тактовой частотой 1733 МГц. Для сравнения, ноутбук GeForce GTX 1080 с технологией Max-Q обеспечивает базовую тактовую частоту от 1101 до 1290 МГц, а тактовые частоты повышения ограничены от 1287 до 1468 МГц, в зависимости от конструкции ноутбука. В двух словах, вы видите разницу тактовых частот на 15–28%.
За исключением ограниченных тактовых частот, все остальное на GPU одинаково. Архитектура остается той же, и у вас такое же количество ядер CUDA, столько же VRAM, как у обычного настольного 10-серии GPU NVIDIA GeForce.
Ориентиры
Хотя все это звучит хорошо на бумаге, более низкие тактовые частоты имеют тенденцию понижать производительность графических процессоров. Мы провели несколько тестов, сравнивая MSI GT73VR (GTX 1080) с ASUS ROG GX501 (GTX 1080 с NVIDIA Max-Q) и Alienware 15 R4 (GTX 1070), чтобы сравнить производительность 3 графических процессоров.
3DMark FireStrike Extreme
Игровые тесты
Что касается игровой производительности, то GTX 1080 с Max-Q больше похож на GTX 1075 (если таковой был), удобно расположившись между GTX 1080 и GTX 1070.
Cinebench R15
Тест Cinebench R15 ориентирован в первую очередь на процессор и использует графический процессор для ускорения. Таким образом, ROG находится рядом с Alienware 15 R4 благодаря архитектуре Kaby Lake 7-го поколения, превосходящей MSI с архитектурой 6-го поколения.
Какие ноутбуки в настоящее время поддерживают Max-Q?
Тем не менее, мы можем ожидать перехода на более дорогие ноутбуки с технологией NVIDIA Max-Q, поскольку они позволяют ноутбукам функционировать как ноутбук, а не как замена настольного компьютера. Обратите внимание, что технология NVIDIA Max-Q поддерживает только GeForce GTX 1060, 1070 и 1080.
Включите свой игровой ноутбук с NVIDIA Max-Q
Игровые ноутбуки предпочитают многие люди, которые любят играть в дороге. К сожалению, нынешний урожай ноутбуков подпадает под категорию тяжеловесов, действуя скорее как замена настольных компьютеров. К счастью, технология NVIDIA Max-Q используется для того, чтобы наконец сделать игровые ноутбуки снова портативными. Расскажите нам, что вы думаете о NVIDIA Max-Q и о каком ноутбуке вы хотели бы видеть его в разделе комментариев ниже.