Відверто кажучи, вся ця історія з FurMark є не причиною, а наслідком великої проблеми; тут ми говоримо про TDP. Звичайно, пряме порівняння тут не зовсім коректно, але центральні процесори з максимальним TDP близько 140 Вт є просто зразками економічності в порівнянні з монструозними графічними картами. Специфікації стандарту ATX визначають максимальне енергоспоживання PCI-Express пристроїв в 300 Вт, в наших тестах ця межа часто долається при запуску FurMark. Ще складніше йде справа з мобільними ПК або комп'ютерами класу «все-в-одному», де обмеження вільного простору і / або ємності батареї разом з необхідністю використання компактних систем охолодження для розсіювання тепла і зовсім ставлять GPU в жорсткі рамки. З цих причин все плати повинні відповідати певному тепловому пакету TDP. Скажімо, щоб укластися в рамки 300 Вт, AMD довелося знизити для Radeon HD 5970 частоти, хоча були використані повноцінні чіпи 5870. З цієї ж причини в ноутбуках нерідко можна зустріти графічні карти, обрізані по числу функціональних блоків і з мінімальними частотами.
Все це підводить нас до концепції, яка вже реалізована в сучасних центральних процесорах у вигляді технологій Turbo Boost від Intel і Turbo Core від AMD. Очевидно, що в залежності від типу навантаження в більшій чи меншій мірі завантажуються різні блоки GPU, визначаючи при цьому і TDP. Зокрема, при неякісної оптимізації GPU може практично простоювати, а плата при цьому буде споживати зовсім небагато енергії. Чим не привід, щоб підняти частоти і напруги, поліпшивши продуктивність найпростішим шляхом? Навпаки, в FurMark і інших «важких» програмах частоти можна знижувати щодо базової планки, яку у випадку з динамічним регулюванням можна встановити вище, ніж це зазвичай робиться з урахуванням необхідності залишити запас по TDP.
Виходить, що динамічна зміна частот (і, можливо, напруги) є ідеальним способом підтримки максимального швидкодії плати в залежності від характеру навантаження; знижена тактова частота допоможе скоротити споживання енергії і виділення тепла в ресурсномістких іграх, а збільшені значення принесуть додаткові FPS в легких додатках без виходу за рамки TDP. В общем-то, після вдалої реалізації в CPU цих принципів, які допомогли Intel і AMD не тільки збільшити середню продуктивність, але і дотримати баланс між одно- і багато-програмами з різними вимогами до числа ядер, прихід подібної схеми в GPU був тільки питанням часу . Місяцем раніше ми вже бачили перші кроки в цьому напрямку з боку NVIDIA; в серії GTX 500 компанія застосувала спеціальні чіпи для моніторингу енергоспоживання, на підставі показань яких драйвер віддавав команду на зниження частот при запуску FurMark і OCCT. Правда, на цих двох програмах і односторонньому процесі NVIDIA зупинилася. AMD же розробила для Cayman і 6900 істотно більш просунутий алгоритм, який отримав назву PowerTune.
Технологія PowerTune є механізм стримування енергоспоживання GPU, який прагне утримати апетити чіпа в заздалегідь визначених рамках. По суті, працює він по зворотному до Turbo принципом. Замість того щоб приймати за базу низьку частоту, і піднімати її більш високими множителями, як це зроблено в процесорах, AMD встановила спочатку високу частоту, яка знижується при перевищенні TDP. Так що, при роботі в 3D чіпи спочатку налаштовані на максимально можливе швидкодію з високими напругами і частотами, PowerTune ж в реальному часі уповільнює їх при необхідності.
Виконання функціональності PowerTune досягається в два етапи. На першому відбувається визначення TDP продукту. На відміну від NVIDIA, спеціальних чіпів для моніторингу енергоспоживання AMD не використовує. Тим самим, вдається заощадити на комплектуючих і не ускладнювати додатково розведення друкованої плати. Замість цього AMD визначає енергоспоживання GPU по завантаженню основних функціональних блоків чіпа. Кожному з них присвоєно певне політичне ваговий коефіцієнт; загальна сума і дозволяє наближено говорити про завантаження чіпа в цілому. Точне рівняння AMD не призводить, але загальний його вигляд відповідає наступному:
Енергоспоживання = ((загрузкаПотоковихПроцессоров * весПП) + (загрузкаROP * весROP) + (іспользованіеПамяті * весПамяті)) * тактова частота ядра
У випадку з Radeon HD 6970, TDP дорівнює 250 Вт, тоді як тактова частота - 880 МГц.
Після того, як значення енергоспоживання було отримано, графічний процесор може конфигурироваться на льоту для того, щоб не перевищувати TDP. Під словом «конфігурувати» ми маємо на увазі зміна тільки тактової частоти, засноване на даних про енергоспоживання, оновлюваних кілька разів на секунду. Поки апетити карти укладаються в 250 Вт значення, 6970 продовжує працювати на 880 МГц. Як тільки ж умова відповідності верхньої межі теплового пакета перестає виконуватися, частота знижується, щоб повернути плату в 250 Вт зону.
На практиці частота ядра і споживання енергії знаходяться в нелінійної залежності, тому PowerTune може уповільнити GPU на зовсім невелику величину, щоб успішно виконати своє завдання. На жаль, частота пам'яті і напруги VCore / VRAM залишаються без будь-якого контролю (тільки з боку фіксованих профілів PowerPlay), так що змінюється тільки тактова частота ядра.
В результаті, демонстрована продуктами продуктивність може значно відрізнятися від теоретичної. Тут ми знову звернемося за прикладом в світ центральних процесорів, де швидкодія CPU залежить не тільки від умовного значення TFLOP, швидкості кеша і частот, але і від безлічі інших чинників. Встановлене виробником значення TDP і то, наскільки часто при роботі під навантаженням карта перевищує його, відтепер є важливим фактором у «формулі швидкості». Схожим чином на реалізацію потенціалу центральних процесорів впливає і якість систем охолодження, завдяки яким стає можливим досягнення більш високих показників в Turbo-режимах. По крайней мере, для GPU AMD на перший план тепер виходить співвідношення продуктивності на Ват; максимум, на який карта здатна в рамках певного для неї теплового пакету, виявляється залежимо не тільки від тактових частот, як це було раніше.
Напевно читачеві цікаво, якого ж реальний вплив PowerTune на швидкісні показники Radeon HD 6970 і 6950. Відповідь може здатися дивним, але на даний момент ми можемо констатувати, що воно практично відсутнє. Щоб продемонструвати зафіксовані нами зміни, представимо вашій увазі список ігор і додатків з нашого тестового пакета. З більш ніж дюжини проведених бенчмарков дію PowerTune позначилося лише на двох: FurMark (що повністю очікувано) і Метро 2033. Правда, різниця в поведінці 6970 в цих ситуаціях була колосальна.
Робота PowerTune на AMD Radeon HD 6970
У випадку з Метро, середня тактова частота ядра дорівнювала 850 МГц; 95% часу графічний процесор відпрацював на 880 МГц, і лише в парі моментів траплялися короткочасні скиди до 700 МГц. Навпаки, відомий своїм гарячим норовом FurMark змусив PowerTune знижувати частоти до 600 МГц, що відповідає 30% скорочення. В результаті, падіння продуктивності в FurMark було досить значним, а ось на Метро 2033 впровадження PT в 6970 практично ніяк не позначилося. Доведемо це твердження:
Продуктивність AMD Radeon HD 6970 в Метро 2033
PowerTune 250 Вт, FPS
PowerTune 300 Вт, FPS
Як ви можете бачити, різниця в середньому не перевищує 0.5 кадру в секунду, що і зовсім укладається в погрішність вимірів. На будь-який тест, який запускається нами на 6970 і 6950, стандартні настройки PowerTune не чинили будь-якого видимого впливу. Це дозволяє зробити висновок, що виражених недоліків при використанні в настільних ПК PowerTune не має.
У підсумку ми маємо механізм, що працює за принципом негативного зворотного зв'язку, проти Turbo, де використовується позитивний зворотний зв'язок. Без розгону кращі результати 6970 показує на своїй штатній частоті в 880 МГц без жодного втручання PowerTune, тоді як Turbo додає швидкості, якщо це можливо. Суб'єктивно ці підходи сприймаються по-різному, так як перший зменшує продуктивність щодо базового рівня, а другий «дарує» додаткове швидкодію. Складно чітко виявити, який з них краще, але з урахуванням наявності різних профілів для 2D, економічного і повнофункціонального 3D у PowerPlay, ефективність PowerTune не викликає сумнівів.
Втім, одне можливе виключення ми можемо привести вже зараз - мова йде про 6990 (Antilles). Свого часу Radeon HD 5970 виявився в досить-таки цікавою ситуації. Ця плата була (і, взагалі кажучи, залишається) одним з найшвидших прискорювачів сучасності, проте в разі непрацездатності CrossFire вона працювала повільніше 5870. Так відбувалося тому, що для того, щоб укластися в 300 Вт TDP, AMD довелося знизити тактові частоти чіпа і пам'яті в порівнянні з повноцінним одиночним Radeon HD 5870. У минулому поколінні 4870X2 слідувала іншим шляхом, так як цей двоголовий флагман був справжньою «склеюванням» двох HD 4870, і ні за яких умов не поступався цим GPU. Тепер, завдяки PowerTune, сценарій, який мав місце з 5970, не повториться на 6990: гіпотетичний 6970X2 буде мати рівні з 6970 частотами, а PT простежить за енергоспоживанням, і в разі потреби знизить частоти для відповідності TDP в 300 Ватт. Виходить, що навіть у гіршій ситуації 6990 не програє 6970, і на компроміси власникам Antilles йти не доведеться.
У той же час, параметри PowerTune не задаються AMD жорстко; їх можна змінювати в контрольній панелі Overdrive.
Є зауваження? Виділіть текст мишкою та натисніть Ctrl + Enter!