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L’undervolt migliora l’efficienza della Radeon RX Vega 64?

Pagina 1: L’undervolt migliora l’efficienza della Radeon RX Vega 64?
Si può migliorare l'efficienza di una Radeon RX Vega 64 con l'undervolt? La nostra analisi e le scoperte che abbiamo fatto.

Si è scritto molto sull'overclock e l'undervolt della Radeon RX Vega 64. In questo articolo abbiamo deciso di tenere le temperature fuori dal discorso per analizzare in modo più approfondito la relazione tra frequenza e tensione.

La telemetria

Prima di iniziare dobbiamo vedere come funziona PowerTune di AMD. Questa tecnologia si occupa di valutare gli aspetti più importanti della GPU in tempo reale, mentre interroga i sensori di temperatura e tiene conto anche dei dati telemetrici del regolatore di tensione. Tutta questa informazione è poi trasferita all'arbitrator pre-programmato Digital Power Management (DPM), che potete paragonare a una sorta di giudice.

Leggi anche: Radeon RX Vega 64, l'abbiamo raffreddata a liquido

Quest'ultimo conosce i limiti di consumo, temperatura e corrente della GPU impostati dal BIOS e dai driver, così come i cambiamenti fatti alle impostazioni di default dei driver. Entro questi limiti, l'abitrator controlla tutte le tensioni, frequenze e la velocità della ventola al fine di massimizzare le prestazioni grafiche. Se anche uno solo dei limiti viene superato, l'abitrator può ridurre tensioni, frequenze o entrambe.

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Tensioni: AMD PowerTune vs. Nvidia GPU Boost

La RX Vega 64 usa anche un Adaptive Voltage and Frequency Scaling (AVFS) con cui abbiamo familiarità dalle ultime APU e GPU Polaris. Alla luce della qualità variabile dei wafer, questa funzionalità si suppone assicuri che ogni singolo die si comporti al proprio potenziale massimo. Funziona in modo simile alla tecnologia GPU Boost di Nvidia. Di conseguenza, ogni GPU ha la propria linea di carico individuale per le impostazioni di tensione. Alcune cose però sono cambiate rispetto all'implementazione nelle GPU Polaris.

AMD WattMan garantisce una libertà quasi totale per impostare manualmente la tensione per i due stadi DPM più alti. È differente dal GPU Boost, che permette solo a un tipo di offset di essere definito per i cambiamenti manuali di tensione, e il controllo totale della tensione non può essere forzato tramite l'editor della curva.

Come vedremo in seguito, la maggiore libertà può essere una benedizione o una maledizione, perché le tensioni impostate manualmente per gli stati DPM possono contrastare, o persino completamente cancellare, AVFS.

Il monitoraggio ci ha permesso di misurare direttamente come le tensioni della scheda si comportano usando l'impostazione manuale e senza un power limit. I risultati sono sorprendenti e molto differenti da quelli che vedete su una scheda con GPU Polaris.

Ci piacerebbe inoltre sfatare qualche mito. Tutti i miglioramenti di frequenza raggiunti tramite l'undervolt sono legati alla riduzione della temperatura sulle schede raffreddate a liquido. Eliminare la temperatura dell'equazione come facciamo in questo test lo rende molto chiaro.

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Che cosa abbiamo provato

Al fine di rendere i risultati più facili da comprendere e confrontare, abbiamo scelto cinque differenti impostazioni per dimostrare i rispettivi estremi:

  • Impostazioni stock in modalità "Balanced"
  • Undervolt: Tensione impostata a 1V usando il Power Limit di default
  • Overclock: Power Limit aumentato del +50%
  • Overclock: Power Limit aumentato del +50%, frequenza della GPU aumentata del 3%
  • Overclock: Power Limit aumentato del +50%, frequenza della GPU aumentata del 3%; tensione impostata a 1V

L'undervolt dei due stati DPM regolabili sotto 1V ha portato instabilità in diversi scenari. È stato per lo più possibile raggiungere 0,95V, ma la frequenza, di conseguenza, è scesa in modo sproporzionato. Ridurre la tensione a meno di 1V usando il power limit massimo ha portato a un crash non appena avviato un software 3D.

Costruire una grande soluzione di raffreddamento

Per prima cosa abbiamo bisogno di costruire una soluzione termica in grado di fornire le stesse temperature a 400W garantite a impostazioni stock. L'unico modo per avere tutto questo è usare una soluzione ad anello chiuso e un raffreddamento a compressore. Questa configurazione garantisce 20 °C costanti sul cold plate della GPU.

Oltre a un Alphacool Eiszeit 2000 Chiller, usiamo un EK-FC Radeon Vega di EK Water Blocks. È fatto in rame placcato nickel, ed è a contatto con la GPU, l'HBM2, la circuiteria di regolazione della tensione e gli induttori. È esattamente ciò di cui abbiamo bisogno.

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Per evitare di avere l'estetica ridicola di una soluzione di raffreddamento a liquido a singolo slot su una scheda dual-slot, abbiamo sostituito il supporto posteriore originale per quello single slot fornito nel bundle.

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Dopo aver ripulito la vecchia pasta termica dall'interposer di AMD, abbiamo applicato uno strato sottile di nuova pasta con una piccola spatola. Il residuo sul die potrebbe non sembrare una buona cosa, ma applicare troppa pressione nel processo di pulizia potrebbe danneggiare il package, quindi fate attenzione.

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Il passaggio successivo è stato quello di applicare i pad termici nelle loro aree corrette sul waterblock. Le istruzioni di EK ci consigliavano di metterli sulla scheda, ma abbiamo fatto in modo differente perché preferiamo mettere la scheda sul dissipatore – che si trova sul tavolo – piuttosto che fare nell'altro modo.

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Una volta che la scheda video è avvitata, è pronta per l'azione. Il processo d'installazione è veloce e semplice. Ricordatevi solo dell'interposer.

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Il lato posteriore esposto mostra le molte viti e distanziali in nylon usati per assicurare il waterblock. Solamente attorno al package ci sono sette viti che tengono tutto insieme.

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Gli appassionati che ricercano un po' di estetica e prestazioni termiche leggermente migliori possono collegare il backplate.

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Abbiamo rimosso il backplate per le nostre misurazioni perché non volevamo forarlo.

Configurazione di prova

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Hardware
Sistema – Intel Core i7-6900K @ 4.3 GHz
– MSI X99S Xpower Gaming Titanium
– Corsair Vengeance DDR4-3200
– 1x 1TB Toshiba OCZ RD400 (M.2 SSD, Sistema)
– 2x 960GB Toshiba OCZ TR150 (Archiviazione, Immagini)
– be quiet Dark Power Pro 11, 850W
Raffreddamento EK Water Blocks EK-FC Radeon Vega
Alphacool Eiszeit 2000 Chiller
– Thermal Grizzly Kryonaut
Temperatura ambiente – 22°C (aria condizionata)
Case – Lian Li PC-T70 con kit di estensione e mod
Monitor – Eizo EV3237-BK
Rilevazione consumi – Misura DC senza contatto allo slot PCIet (usando una riser card)
– Misura DC senza contatto al cavo di alimentazione ausiliario esterno
– Misura di tensione diretta all'alimentatore
– 2 x Oscilloscopio multicanale digitale con funzione di archiviazione Rohde & Schwarz HMO 3054, 500MHz
– 4 x pinza amperometrica Rohde & Schwarz HZO50 (1mA – 30A, 100kHz, DC)
– 4 x Rohde & Schwarz HZ355 (sonde 10:1, 500MHz)
– 1 x multimetro digitale con funzione di archiviazione Rohde & Schwarz HMC 8012
Rilevazione temperature – 1 x videocamera a infrarossi Optris PI640 80 Hz + PI Connect
– Registrazione e monitoraggio a infrarossi in tempo reale