Undervolting AMD Radeon RX 580, 570, 480 oraz 470 – poprawiamy fabrykę

Przyznam szczerze, iż do napisania niniejszego tekstu zmotywowali mnie sami użytkownicy akceleratorów w mikroarchitekturze Polaris. Ostatnio bowiem dość powszechnym stało się twierdzenie o zbawiennym wpływie undervoltingu, czyli obniżenia napięć zasilających, na kulturę pracy, jak również zużycie energii kart AMD Radeon RX 580 i RX 570, czy też ich starszych odpowiedników AMD Radeon RX 480 i RX 470. Z czysto teoretycznego punktu widzenia ma to sens, wszak niższe napięcie, to mniejsza praca wykonywana przy przenoszeniu ładunku elektrycznego, a co za tym idzie, poprawa energooszczędności i minimalizacja strat energetycznych. Tutaj jednak zapala się lampka ostrzegawcza. Dlaczego producenci wiedząc o tym sami nie obniżą woltażu? Cóż, jak to mawiają, każdy kij ma dwa końce. Obniżenie napięcia zwiększa podatność na zakłócenia sygnału, wymagając lepszej jakości krzemu, co jest prostą drogą do minimalizacji uzysku i zwiększenia kosztów produkcji. Wybiera się więc wartości kompromisowe, a to mimo wszystko pozostawia pole do popisu dla dociekliwych. Na przykładzie karty Gigabyte AORUS Radeon RX 570 4G zaprezentuję, jak można poprawić fabrykę i do czego takie usprawnienia prowadzą.

Na początek lekka retrospekcja z testów karty Gigabyte AORUS Radeon RX 570 4G. Akcelerator ten osiągnął według redakcyjnej procedury 73°C, rozkręcając przy tym wentylatory do około 1600 obr./min. Taktowanie niemal przez cały czas stabilnie spoczywało na deklarowanym poziomie 1280 MHz, a napięcie nie przekroczyło 1,125 V. Idąc dalej, zużycie energii podczas intesywnej rozgrywki oscylowało w granicach 258 W, natomiast natężenie hałasu miernik ocenił na 39,5 dBA. Na wykresie wylądowała jednak ostatecznie wartość 41 dBA, bowiem chwilami wentylatory potrafiły poszybować w okolice 2000 obr./min, najprawdopodobniej wskutek wskazania przez sensor możliwości przekroczenia limitu termicznego, który domyślnie ustalono właśnie na 73°C. Dzięki narzędziu WattMan, zaszytym w sterowniku Crimson Software, edycja wszystkich parametrów pracy jest bardzo prosta. Jak się okazało, podbicie samego limitu termicznego do 80°C gwarantuje unormowanie pracy układu chłodzenia, nie wpływając zarazem negatywnie na temperatury użytego sampla. Dobrze, ale jak ma się do tego ten mityczny undervolting? Cóż, tutaj sprawa przedstawia się o troszkę bardziej skomplikowanie...

Sampel, skądinąd bardzo podatny na overclocking, okazał się niezbyt tolerować obniżone napięcia. Już przy 1,100 V pojawiły się widoczne objawy niestabilności, spadek średniej liczby klatek w grach oraz chwilowe przycięcia. Ostatecznie udało się ustabilizować akcelerator przy 1,118 V, co daje raptem 7 mV mniej względem ustawienia fabrycznego, a tym samym nie jest w stanie zapewnić jakichkolwiek korzyści. Postanowiłem ugryźć temat od innej strony - znaleźć ustawienie zegara do napięcia, dające możliwie najlepszy kompromis. Efekt? Napięcie na poziomie 1,025 - 1,031 V przy taktowaniu 1244 MHz, czyli zalecanym dla referencyjnych Radeonów RX 570. Pytanie: jakie widoczne korzyści z tego wynikły? Zwróćcie tylko uwagę na poniższe zrzuty OSD, a konkretniej prędkość obrotową wentylatorów. Temperatura jest identyczna, ale jako iż Polarisy za priorytet biorą limit termiczny, nie ustawioną na sztywno krzywą, akcelerator po undervoltingu pracuje zdecydowanie ciszej. 400 obr./min mniej przekłada się na odczyt sonometryczny bliski tłu akustycznemu. Tym samym Gigabyte AORUS Radeon RX 570 4G nie odstaje kulturą pracy od najlepszych wcieleń GeForce GTX 1060. Koszt wydajnościowy jest wbrew pozorom niewielki, bo ogranicza się do 2,8% utraty na zegarze, choć oczywiście jest to formą kompromisu.

Co oczywiste, obniżeniu uległo zużycie energii. Symbolicznie, ale jednak, bo gdzieś do 234 W. Nie jest to różnica odczuwalna poprzez rachunki, niemniej wpływa zdecydowanie na poprawę stosunku wydajności do zapotrzebowania, pomimo leciutkiego spadku tej pierwszej. Podsumujmy zatem zyski i straty. Niższe zużycie energii i zdecydowanie lepsza kultura pracy kosztem kilkudziesięciu megaherców to moim zdaniem uczciwa wymiana, choć idę o zakład, iż nie każdy użytkownik oswoi się z myślą zrzucenia zegara poniżej wartości gwarantowanej przez producenta, szczególnie w przypadku akceleratora tak podatnego na overclocking jak wykorzystany w przykładzie Gigabyte AORUS Radeon RX 570 4G. Osobiście nie mam jednak żadnych wątpliwości, undervolting rzeczywiście potrafi pomóc Polarisom i zdecydowanie warto się nim zainteresować - w tym konkretnym przypadku obiegowa opinia nie jest w jakimkolwiek stopniu kłamstwem.