Frequenze, temperatura e rumorosità

Recensione della Zotac GTX 1080 Ti AMP Extreme, scheda di punta con GPU GP102 del produttore di Hong Kong.

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a cura di Tom's Hardware

Frequenze

I produttori possono dire ciò che vogliono. Le frequenze effettivamente raggiungibili sono soggette a diverse variabili difficili da controllare. La qualità della GPU, ad esempio, gioca un grande ruolo e non c'è modo di capire prima cosa avrete su quel fronte. Perciò è assolutamente possibile che una scheda nominalmente più lenta di un partner finisca per essere più veloce di un modello con frequenze maggiori di un altro. Di conseguenza i confronti tra le schede devono essere approcciati capendo l'esistenza di qualche intrinseca incertezza.

I produttori di schede possono, tuttavia, controllare impostazioni e fattori ambientali che influenzano il modo in cui GPU Boost definisce la frequenza operativa, a seconda delle situazioni che incontra. Oltre alle specifiche come il power target o il margine di frequenza, la temperatura sotto carico è forse il fattore più influente nel definire le prestazioni sostenibili.

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Per la Zotac GTX 1080 Ti AMP Extreme abbiamo misurato una frequenza GPU Boost iniziale di 2012 MHz nel nostro carico gaming. Con l'aumentare della temperatura la GPU ha mantenuto una media di circa 1974 MHz durante il nostro test di 30 minuti. È un risultato impressionante per una scheda calda.
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Con un power target di poco maggiore e impostazioni di raffreddamento più aggressive, è probabile che all'interno di un case chiuso si possa sostenere una frequenza di oltre 2 GHz.

Overclock

Di certo, la scheda tollera un po' di overclock aggiuntivo. Nel nostro case abbiamo raggiunto 2067 MHz stabili sotto raffreddamento ad aria, anche se abbiamo dovuto regolare in modo deciso la curva delle ventole per ridurre le temperature. Questo porta a una maggiore rumorosità che potreste non gradire.

Se pensate di overcloccare, considerate di aumentare il power target al massimo. La tabella sotto contiene i risultati dopo aver configurato la nostra scheda in Afterburner e una lunga sessione di test in The Witcher 3.

Aumento frequenzaPower Target (Afterburner)Tensione (Afterburner)Freq. Boost mediaTensione mediaConsumi
No100%Standard1974 MHz1.043V307.0W
No100%Massimo1987 MHz1.050V313.2W
No120%Standard2012 MHz1.050V320.7W
+30 MHz120%Massimo2050 - 2067 MHz1.062V327.9W

Fintanto che le temperature stanno sotto 65 °C durante i carichi gaming, 2067 MHz sono possibili e si possono mantenere in modo permanente, a parte un calo occasionale. Si tratta però di avere una GPU fortunata o no: non tutte le schede si comportano allo stesso modo.

Avere un buon overclock dalla memoria richiede perseveranza e un po' di fortuna. Impostazioni che sembrano stabili potrebbero funzionare nel breve termine, per poi dimostrarsi inadeguate dopo alcune ore di gioco. Nel caso del nostro sample è stato possibile raggiungere un extra da 300 a 350 MT/s, dopodiché le prestazioni hanno iniziato a scendere.

Temperature

Il valore di 66 °C registrato dal diodo della GPU su un banchetto di prova aperto non è male. Allo stesso tempo, la lettura sul package del chip è un allarmante 73 °C. La causa è il raffreddamento inadeguato di MOSFET e induttori. Quando si riscaldano, la loro energia termica è assorbita dal PCB. I percorsi in rame della scheda trasferiscono questo calore nella zona circostante.

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In un case chiuso la temperatura della GPU sale a 68 °C, mentre il package arriva fino a 76 °C! In assenza di un miglior raffreddamento del VRM, il die della GPU è forzato a raffreddare il PCB tramite il suo caldo package. Anche se la soluzione termica raffredda in modo efficace il chip grafico, non ci sorprende di vedere velocità delle ventole elevate e non necessarie.
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Naturalmente i valori non migliorano durante lo stress test, anche su un banchetto aperto. Il diodo della GPU ci restituisce una lettura di 65/66 °C, con il package che si ferma poco sotto 73 °C.
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Può andare peggio però. In un case chiuso la differenza tra il GP102 e il suo package raggiunge 9 °C.
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Di media la temperatura misurata sul package della GPU è stata tra 6 °C e 9 °C più alta rispetto alle letture al diodo del chip. Questo è dovuto al raffreddamento non ideale della circuiteria di regolazione della tensione. Quei piccoli heatsink ad alette che abbiamo fotografato sono semplicemente insufficienti.

Nessuno dei componenti raggiunge livelli critici di carico termico. Il fatto che il dissipatore della GPU di Zotac si occupi di raffreddare i VRM indica quanto potenziale di questo design venga dilapidato. Gli svantaggi che ne conseguono sono difficili da ignorare. C'è la rumorosità, ad esempio...

Rumorosità

La curva della ventola di questa scheda ha un impulso di avvio impostato a un valore molto basso, seguito da un periodo più lungo dove la ventola è mantenuta al minimo (poco più di 800 RPM). È solo più tardi che la ventola inizia a girare in modo più veloce, in base al calore della scheda.

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Zotac usa ventole simili, se non identiche, alla AMP Extreme basata sulla GTX 1080. Perciò ci siamo chiesti come sia possibile avere una modalità semi-passiva su questa scheda. Dato che il comportamento osservato fa pensare alla presenza di un secondo controllo proprietario della ventola che scavalca il BIOS, abbiamo condotto un piccolo esperimento.

Abbiamo forzato il segnale PWM al 100% per una temperatura di idle della GPU di circa 38 °C. Vi aspettereste che le ventole girino alla massima velocità, ma mentre i software di monitoraggio come GPU-Z e Afterburner ci confermano l'impostazione desiderata del 100%, le ventole sono rimaste silenziose.

In seguito abbiamo riscaldato la scheda usando il nostro loop di gioco. Non appena il diodo della GPU ha raggiunto 50 °C, le ventole sono improvvisamente balzate al 100%, confermando i nostri sospetti sul fatto che ci sia un altro controllo della ventola in azione. Uscendo dal gioco, la GTX 1080 Ti AMP Extreme si è raffreddata. Non appena il valore è sceso a 49 °C, le ventole sono tornate nuovamente silenziose, anche se il software ci mostrava ancora il 100%. Che Nvidia sappia di questa modalità o supporti questa inusuale soluzione (comunque intelligente) rimane un mistero. Almeno funziona.

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All'interno di un case chiuso le ventole della scheda girano relativamente veloci, cosa che naturalmente porta a una rumorosità operativa udibile che è dominata dal suono a bassa frequenza.

Quando le ventole non sono al loro massimo, a dare fastidio è il rumore prodotto dalla circuiteria di regolazione della tensione. Dando uno sguardo più approfondito allo spettro, vediamo un picco distinto tra l'intervallo di 8,2 e 16 kHz.

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Per la maggior parte delle altre schede, il range di frequenza interessato è nettamente più alto (16 kHz e più) dato che i convertitori DC/DC operano a 400 kHz e oltre. I raddoppiatori di clock di Zotac, responsabili di trasformare le otto fasi in 16, tagliano la frequenza di switching della scheda della metà. Anche se ciò potrebbe aiutare con le temperature, causa problemi chiari nella nostra analisi acustica.

La camera anecoica a temperatura controllata ci ha restituito una lettura massima di 38,5 dB(A), che è un risultato accettabile date le temperature relativamente basse del diodo della GPU. Siamo più seccati del fatto che il potenziale del dissipatore non sia mai stato pienamente realizzato, dato che assorbe solamente il calore del die della GPU.

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Per quello che vale, Palit è incappata nello stesso problema con la sua GTX 1080 Ti GameRock Premium Edition, e l'ha risolto in modo efficace. Oltre a un heatsink del VRM, l'azienda ha introdotto una superfice di raffreddamento migliore con alette modificate per formare un angolo di 90°.