Cayman a řízení spotřeby
Když jsem nedávno testoval předprodukční vzorek Sapphire Radeon HD 6950 Toxic, přetaktované verze HD 6950 doplněné s druhým BIOSem s (téměř) profilem HD 6970, zjistil jsem, že karta i přes vyšší taky podává horší výkony než běžná HD 6950. Ukázalo se, že řízení spotřeby kartu škrtí víc než je zdrávo a výkon se propadá kvůli častému podtaktování.
Ze Sapphire záhy dorazilo upozornění, že finální verze karet ještě dozná úprav u řízení spotřeby spolu s doporučením nastavit limit pro řízení spotřeby na maximum.
Prapodivné chování řízení spotřeby u Toxicu mě přimělo k tomu vrátit se k myšlence na podrobnější test toho, jak se PowerTune chová, nad kterým jsem kdysi uvažoval.
Automatické řízení spotřeby PowerTune implementované v Caymanech je stejně jako většina automatických a nevypočitatelných funkcí do jisté míry zákeřné i v případě, že je od výrobce nastavené dobře, zejména pokud experimentujete s přetaktováním.
Podrobný popis technologie PowerTune tak, jak ji prezentovalo AMD v době uvedení prvních karet s jádrem Cayman, najdete v článku Jirky Součka AMD Cayman (HD 6900): architektura a technologie.
Na „papírech“ od AMD tato technologie vypadala úžasně – slibovala totiž snižování frekvence po malých krůčcích tak, aby se karta v zátěži pohybovala na hranici spotřeby, na kterou byla navržená (TDP) a v případě, že by hrozilo její překročení při používání zlých programů jako Furmark, které jsou záměrně navržené k tomu, aby karty týraly, se měla mírně podtaktovat, aniž by to bylo znát na výkonu tak dramaticky, jako v případě ochran u předchozích generací karet.
Realita už bohužel není tak růžová. Předně ochrana nezasahuje jen v těch zlých programech, ale jádro podtaktovává i ve hrách, a nejde o drobné snížení taktů, kterého si ani nevšimnete, ale v případě, že se v nastavení řízení spotřeby a přetaktování budete vrtat, může mít naopak na výkon karty docela významný vliv.
Na následujících stránkách najdete porovnání spotřeby i výkonu karet v jednotlivých režimech. Výsledky v grafech s frekvencí jsou zaznamenané pomocí MSI Afterburner. Údaje jsou zaznamenávané po 0,1 s, v grafu s průběhem frekvence je zachycená jedna minuta testování. Průměrné hodnoty uvedené v titulku grafu i souhrnných grafech jsou počítané z delšího dvouminutového úseku.
No nic, vrhněme se na to...
Radeon HD 6950 a PowerTune
Jako první je standardní nastavení, tedy vypnutý AMD Overdrive pro přetaktování, což by mělo znamenat nastavení Power Control na 0 %. Při taktovací frekvenci 800 MHz, což je standardní nastavení, už je vidět relativně časté snižování taktů kousek nad 500 MHz, výsledná průměrná frekvence se pohybovala kolem 744 MHz. Po dalším zvednutí frekvence z 800 na 850 MHz snímková frekvence stoupla z 26,9 jen na 27,2 snímků za sekundu i přes relativně velké navýšení taktů – důvodem je častější a výraznější podtaktování, kvůli kterému se průměrná frekvence jádra zvedla asi jen o 14 MHz na 758 MHz.
K souhrnným grafům jedna důležitá poznámka – od naměřené spotřeby je tentokrát odečtena spotřeba sestavy bez zátěže, uvedený údaj by tedy měl zhruba odpovídat spotřebě samotné karty a jednomu vytíženému jádru procesoru.
S odemčením přetaktování AMD Overdrive a ručním nastavením řízení napájení na 0 % se nic nezměnilo. Za drobnou 2W odchylku spotřeby u 850 MHz může nejspíš menší prohřátí karty na začátku testování.
Navýšení limitu spotřeby o 5 % už stačilo k tomu, aby se karta alespoň na frekvenci 700 MHz po zahřátí dále nepodtaktovávala. A co víc, ani na nominální frekvenci 800 MHz už téměř nedocházelo k podtaktování. Zatímco bez úpravy limitů spotřeby se průměr pohyboval kolem 744 MHz, s jeho navýšením o pouhých 5 % se zvedl na 798 MHz a snímková frekvence se zvedla z 27 na 28,7 FPS. Zvýšení limitu tedy pomohlo podstatně víc, než přetaktování jádra na 850 MHz, se kterým se kvůli podtaktovávání karty zvedl průměr jen na 27,2 fps.
Se zvýšením limitu spotřeby o 10 % už k podtaktovávání jádra nedocházelo ani při jeho přetaktování, ani při nastavení frekvence na 850 MHz se karta nepodtaktovávala.
Další zvedání limitu už se prakticky neprojevilo. Vyšší limit nepomohl ani k lepšímu přetaktování karty – bez navýšení napětí na jádře se karta zasekávala.
Přetaktování s navýšeným napájecím napětím
Protože navýšení limitů k vyšším taktům nepomohlo, vyzkoušel jsem ještě přidat napájecí napětí na jádře pomocí MSI Afterburneru, zvýšil jsem je na 1,3 V. S tím karta zvládala i 950 MHz, rovněž bez podtaktovávání. Výkon se vyhoupl na 32,5 FPS, výrazně ale narostla i spotřeba. Dvou souhrnných grafů se neděste, první má stejné osy i rozměry pro případ, že jej budete chtít porovnávat s ostatními grafy na stránce, ve druhém je už kvůli spotřebě a dalším frekvencím – 900 a 950 MHz upravené měřítko kvůli vyšší spotřebě a přidané další dvě frekvence.
A s profilem HD 6950 jsem konečně vyzkoušel ještě navýšení napětí v Afterburneru bez povolení overdrive a zvýšení limitu v ovladačích. Pro srovnání nejprve zopakuji výsledky se základním nastavením, posléze se zvýšeným napětím. Zvláštní je, že se karta podtaktovává stejně jako při základním napětí a také výsledná snímková frekvence je podobná, spotřeba karty je ale podstatně vyšší.
V následující tabulce je ještě souhrn snímkových frekvencí s konkrétním nastavením frekvence jádra a spotřeby. Je z ní dobře vidět, že spíše než zvedání taktů pomohlo kartě zvednutí limitu pro spotřebu a až poté mělo smysl jít výš s frekvencí.
Pro jistotu ale i na tomto místě připomínám, že jde o scénu, která grafickou kartu ždíme dost výrazně a při běžném hraní (zejména se zapnutou vertikální synchronizací, kdy jádro většinou neběží naplno) se to, že narazíte na limit spotřeby, bude stávat spíše výjimečně. Nestlibujte si od toho, že když zvednete limit o pět procent, karta půjde automaticky o deset procent nahoru. Zároveň ale neříkám, že nemůžete narazit na hry a situace, ve kterých bude grafická karta vytížena intenzivněji, než v naší testovací scéně v letitém Crysis.
Výsledky HD 6950 s BIOSem z HD 6970
Další sada výsledků je z Radeonu HD 6950 s přehrátým BIOSem z HD 6970. Obdobně jako v případě HD 6950 dochází po zahřátí karty k překročení obálky spotřeby a podtaktovávání karty. Karta je pro srovnání testována na stejných taktech, jako s profilem HD 6950.
Po zvýšení limitu TDP o 20 % už vše běželo hladce a bez zaškobrtnutí i bez zvedání napájecího napětí jádra (poznámka – v titulku následující pětice grafů je chybka, limit byl skutečně zvednutý o 20 %)
Vyzkoušel jsem ještě jinou věc – limit pro spotřebu naopak snížit o 10 %. Nebyl to dobrý nápad a určitě vám jej nedoporučím jako možnost, jak u HD 6970 snížit spotřebu – ta sice klesla o nějakých 40-50 W, ale výkon karty šel asi o 18 % dolů a karta už se hodně často držela na 500 MHz. Rozumější volbou už je vynechat ladění pomocí PowerTune a rovnou podtaktovat jádro (případně i se snížením napájecího napětí), karta si alespoň bude držet stabilní takty a nebude neustále pendlovat mezi rychlým a pomalým stavem.
Závěrečné shrnutí
Závěrem
Zejména v případě standardního nastavení je funkce PowerTune občas dost k vzteku – jak můžete vidět, při zátěži v dané scéně už výsledky neodpovídaly specifikacím karty, ale spíše kartě, jejíž takty jsou o 50 MHz nižší a nepotřeboval jsem k tomu žádné Furmarky nebo OCCT.
V tomto kontextu se mi nelíbí hlavně to, jak AMD jinak zajímavou technologii PowerTune prezentovalo. Uvádělo, že právě díky ní může zvýšit frekvenci jádra, které by jinak muselo být taktováno níže, aby mělo rezervu. Ale nějak podobně přece funguje i turbo u procesorů, jen s tím rozdílem, že zatímco v případě procesorů výrobce uvádí jako základní takt u procesoru ten nižší a turbo spíše jako bonus, v případě grafických karet uvádí AMD jen onu maximální frekvenci, které karty dosahují, a případný pokles výkonu spíše bagatelizuje.
Pozitivní naopak je, že i když může být propad výkonu větší, než byste podle slibů AMD čekali, nehrozí něco podobného, jako v případě GeForce a power virusů, kdy se výkon karty preventivně propadá hluboko pod potenciál čipu.
Naposledy musím připomenout, že nejde o standardní situaci při běžném hraní většiny her, v nichž se střídají náročnější a méně náročné scény a karta se nestačí tak rozžhavit. Zároveň ale nemůžu vyloučit, že narazíte na tituly, které budou na výkon grafiky náročnější než první díl Crysis a v takovém případě může jít o běžný stav.
Také v případě přetaktování můžete počítat s tím, že k něčemu podobnému může docházet častěji. V případě, že taktujete, tedy určitě vyzkoušejte, jestli nedochází při hraní k přílišnému podtaktovávání karty. Ostatně jak ukázaly i testy, vysoká frekvence jádra neznamená automaticky i vyšší výkon, pokud bude znamenat výraznější podtaktováváním, může být naopak kontraproduktivní.
A ještě jednu nemilou věc musím na základě tohoto testu konstatovat – PowerTune zkresluje výsledky měření spotřeby ve prospěch karet s Caymanem. Zatímco konkurenční GeForce běží stále naplno, v případě Radeonů už dochází po zahřátí karty k podtaktovávání a poklesu spotřeby. V případě nižšího vytížení, kdy k podtaktovávání nedochází, na tom tedy budou Caymany ve srovnání s GTX 580 o něco hůře, než by to mohlo vypadat z výsledků měření spotřeby při intenzivní zátěži. Ale opět se nejspíš nedá říct, že by rozdíl byl až tak dramatický, aby něco zásadně měnil – v případě HD 6950 je spotřeba nelimitované karty horší o 9 W, u „HD 6970“ byl rozdíl asi 8 W.
Ale to platí vlastně i u nereferenčních karet řady HD 69xx, u kterých už k podtaktovávání nedochází ať už kvůli úpravě biosu a lépe dimenzovanému napájení nebo kvůli odlišnému nastavení řízení spotřeby.
Karty jako je Lightning od MSi nebo tříslotový Asus HD 6970 DirectCU už na rozdíl od referenční HD 6970 běží i při těchto zátěžových testech naplno. Paradoxně kvůli tomu vypadaly hůře, protože se to na jejich spotřebě pochopitelně podepsalo.
Prokousali jsme se až na konec, nezbývá, než se zeptat: jaké zkušenosti máte s PowerTune u karet s jádrem Cayman vy?
