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AMD Radeon RX 480, analisi approfondita consumi energetici

Pagina 1: AMD Radeon RX 480, analisi approfondita consumi energetici

AMD si prepara a pubblicare un driver affrontare il problema dell'assorbimento di energia eccessivo dallo slot PCI Express della motherboard della sua nuova scheda video, la Radeon RX 480. Il solo intervento dell'azienda è sinonimo che un problema, seppur non gravissimo, esiste.

Diversi lettori – e qualche altra testata online – hanno tuttavia sollevato dubbi sui nostri test e per questo torniamo sul tema con ulteriori prove e spiegazioni più particolareggiate su quanto rilevato.

Metodo di rilevazione

Alcuni lettori e colleghi hanno commentato le nostre misure e i grafici contenuti nella recensione della scheda video. Nel caso dei grafici, senza alcune conoscenze di base è possibile incappare in interpretazioni errate, quindi affrontiamo il tema in profondità, cercando di spiegarlo in parole semplici.

System

Nelle nostre misure abbiamo usato un filtro passa basso e il campionamento più rapido per evitare il più possibile effetti di aliasing e rumore. Inoltre abbiamo confrontato i nostri risultati con quelli di schede video selezionate prodotte negli anni precedenti. Alcune di queste usano le proprie schede anziché gli oscilloscopi, ma con le nostre rilevazioni siamo sempre finiti all'interno del margine di errore fisiologico di una misura.

Per rendere le cose più semplici da comprendere a un'ampia schiera di appassionati abbiamo aumentato considerevolmente gli intervalli di misura e usato un nuovo software per l'analisi che è in grado di valutare picchi di carico molto brevi – e avvallamenti – e la loro tempistica. Questa procedura porta a ottenere una curva più morbida che è anche molto meno irritante da vedere per i lettori. Ovviamente vogliamo sapere quando si verificano i veri picchi, ma di questo ci occuperemo un altro giorno.

Capire la terminologia

Si è speso molto inchiostro virtuale sul fatto che la Radeon RX 480 superi le specifiche e i target di consumo. Per entrare in questo argomento è importante capire che tutto questo non ha a che fare con la potenza. L'unica cosa che conta è la corrente. Di conseguenza per prima cosa si deve guardare all'alimentazione e alla distribuzione delle fasi della RX 480. Senza questa visione d'insieme non si può dare un senso alla discussione sulle specifiche.

Measuring PCB

Replicare i risultati

Le sei fasi della scheda sono distribuite equamente tra slot PCI Express e connettore PCI Express. In un primo momento, potevamo solo immaginare l'equilibrio tra tutti i componenti, e in seguito abbiamo tratto le conclusioni sbagliate. Per questo abbiamo deciso di misurare noi stessi le connessioni di tutte le fasi.

Noi, e alcuni nostri colleghi, abbiamo ripetuto le misure perché ci sono state molte domande sui risultati ottenuti. Questa volta abbiamo ridotto la risoluzione temporale e, di conseguenza, aumentato il filtro. Complessivamente i nostri nuovi risultati sono all'incirca 1 W sotto quelli precedenti, un valore che di solito ricade all'interno del margine d'errore.

Ampere JPG
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Abbiamo svolto misure mirate per lo slot PCI Express sulla motherboard e il connettore PCIe 12V, così come la linea 3,3V degli slot PCIe. Abbiamo anche sommato tutte e tre per ottenere il consumo totale della scheda. Inoltre abbiamo analizzato il file di log di GPU-Z, che è stato creato in parallelo alle nostre altre misure dei consumi. GPU-Z fornisce una misura grezza del consumo della GPU.

Gli intervalli di misura più piccoli consentiti da questo software sono 500 ms, molto più lunghi rispetto alle misure ottenibili con la nostra strumentazione. Al fine di aggiungere i risultati di GPU-Z alla nostra classifica Excel, abbiamo usato l'interpolazione lineare per creare i punti dati mancanti. Questa potrebbe non essere la soluzione più precisa, ma dovrebbe permettere di fare questo lavoro, specialmente perché l'analisi in tempo reale di GPU-Z è basata su software, e non si allinea esattamente con la cronologia delle altre rilevazioni.

Oltre la GPU da 110 watt

AMD ha ragione quando dice che la GPU della RX 480 è una vera GPU da 110 watt. La misura media di GPU-Z raggiunge esattamente quel valore. Questo però non è tutto. Dopotutto, c'è ancora il resto della scheda video, inclusi altri componenti che consumano energia. E poi ci sono anche le perdite.

Date un'occhiata alla Radeon RX 480 qui sotto. Abbiamo evidenziato il modo in cui pensiamo i convertitori di tensione siano connessi alle linee di alimentazione in base al nostro nuovo insieme di misure.

Scheme
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Secondo le nostre rilevazioni – vedere il grafico sopra – c'è una differenza di 50 watt tra il consumo complessivo della scheda (164 watt) e il consumo della GPU tracciato separatamente (110 watt), se il connettore da 3,3V dello slot PCIe viene mantenuto fin dall'inizio fuori dall'equazione. La domanda da un milione di dollari è capire dove vadano esattamente questi 50 watt.

Consumo della memoria

La memoria sembra il posto più giusto per cercare quei 50 watt. Sfortunatamente non siamo stati in grado di avere alcun numero esatto sui consumi da parte di Samsung, il fornitore dei chip GDDR5. Gli unici numeri che abbiamo sono relativi ai vecchi moduli di memoria da 4 Gb/s che consumano 4,35 W per gigabyte.

Nel frattempo ci sono stati avanzamenti tecnologici e, in combinazione con alcune dichiarazioni infondate, stiamo pensando che dobbiamo calcolare usando 20 W, o un po' di più.

Perdita di energia nei convertitori e altri componenti

È tempo di calcolare anche il consumo stimato per ognuna delle sei fasi che si occupano della GPU. Distribuire i 110 watt della GPU in modo uniforme lungo le sue sei fasi ci lascia con un consumo di 18,3 W per fase. Inoltre c'è una perdita di energia nei convertitori, che ammonta a 2,2 W per fase.

Ciò significa che il consumo della GPU e la perdita di energia nei convertitori ci porta a circa 20,5 W per fase. Queste sono tutte stime, certo, ma crediamo siano abbastanza plausibili per arrivare ad alcune conclusioni.

Distribuzione lungo le linee di alimentazione

Abbiamo raggiunto la parte più importante: la distribuzione del carico. Avendo inquadrato la distribuzione dei differenti carichi, possiamo dedurre che tre delle sei fasi che si occupano della GPU sono connesse allo slot PCIe, e tre più una fase separata in alto a sinistra sono connesse al connettore PCIe. La fase per i moduli di memoria è inoltre connessa allo slot PCIe – nella parte superiore destra, vicino al connettore PCIe. Diamo un'occhiata a che cosa questa configurazione significa per la distribuzione del carico lungo tutte le linee dell'alimentazione:

Slot PCIe motherboard Carico Connettore PCIe Carico
3 di 6 fasi con 20,5W ciascuna (più 1 extra a 20) Circa 82W (12V) 3 di 6 fasi con 20,5W ciascuna Circa 62W
1 fase con 4W 4W (3,3V) 1 fase con 16W Circa 16W
Totale 86W combinati Totale 78W

Certo, l'IR 3567B di International Rectifier potrebbe distribuire il carico tra le fasi in modo asimmetrico, ma non avrebbe senso, specie alla luce delle conseguenze potenzialmente imprevedibili e il sovraccarico incombente del connettore PCIe a 6 pin.

Al contrario, ciò significa che qualsiasi altra configurazione avrebbe richiesto un connettore PCIe a 8 pin, che è esattamente l'alternativa che abbiamo detto di preferire nel nostro articolo, perché sarebbe tecnicamente superiore.

Nel confrontare le nostre misure con numeri ipotetici, abbiamo riscontrato che il nostro modello si adatta bene ad entrambi i cicli di misurazione. Nella prossima pagina diamo uno sguardo ai consumi misurati, discuteremo le specifiche presumibilmente superate e tireremo le somme.