ВИДЕОКАРТЫ

Редакция THG,  2 сентября 2010 Страница:   1 2 3 4 5

Введение

Следуя за CPU, видеокарты привлекают немало внимания тестеров и журналистов. Достаточно сказать, что современные графические процессоры играют решающую роль в определении производительности вашего ПК в тех приложениях, которые используют 3D и видео. Видеокарты быстро стали одним из самых сложных компонентов внутри современного ПК, эволюционировав от простых адаптеров дисплея до полностью параллельных процессоров, способных выполнять ещё и вычислительную нагрузку.

Флагманские GPU используют больше транзисторов, чем большинство CPU, поэтому вряд ли удивительно, что вопрос энергопотребления видеокарт тоже стоит не менее остро. В наших обзорах видеокарт мы обычно проводим измерения в режиме бездействия и под нагрузкой, но в этой статье мы рассмотрим энергопотребление видеокарт в разных сценариях.

Энергопотребление GPU

Конечно, пользователи вряд ли жалуются на увеличенную производительность современных графических продуктов - в конце концов, это обеспечивает повышение реализма в играх, параллельные вычисления, да и поддержку таких технологий, как Blu-ray 3D. Но всё это часто сопровождается значительным увеличением энергопотребления в таких архитектурах, как Nvidia Fermi (особенно после того, как флагманский GPU AMD Cypress показал впечатляющую эффективность энергопотребления). Даже с такими функциями энергосбережения, как троттлинг тактовой частоты и отключение питания отдельных блоков GPU, видеокарты, похоже, потребляют всё больше и больше энергии с каждым последующим поколением. Сегодня на рынке можно встретить даже видеокарты для массового рынка, которые оснащаются шестиконтактным разъёмом дополнительного питания - а многие требуют подключения даже пары таких разъёмов. Тепловыделение тоже становится проблемой. Просто посмотрите на значения тепловых пакетов high-end видеокарт, таких как Nvidia GeForce GTX 470/480 (225/250 Вт) и Radeon HD 5870/5970 (188/294 Вт). Для сравнения, самые "прожорливые" процессоры от AMD и Intel заявлены с тепловыми пакетами 140/130 Вт, соответственно.

Конечно, эти значения соответствуют самому высокому уровню энергопотребления, который может достичь каждый продукт, при этом энергопотребление каждый производитель измеряет по-своему (мы уже показывали, что GeForce GTX 480 потребляет больше энергии, чем Radeon HD 5970).

И как насчёт энергопотребления в режиме бездействия? То есть той энергии, которую потребляет видеокарта во время запуска рабочего стола Windows? Энергопотребление в режиме бездействия у Radeon HD 5970 заявлено на уровне 42 Вт. Верите вы или нет, но целый компьютер в режиме бездействия с интегрированным графическим ядром может потреблять всего 40 Вт (мы даже собрали систему на Core i5, которая в режиме бездействия потребляла меньше 25 Вт). К счастью, новые видеокарты, такие как Radeon HD 5870, HD 5770 и HD 5670, потребляют меньше энергии в режиме бездействия (около 18-20 Вт).

О чём не говорят тесты энергопотребления?

В большинстве обзоров видеокарт приводятся значения энергопотребления при полной нагрузке и в режиме бездействия. Для нагрузки, как правило, используется тест FurMark, способный выжать максимальную вычислительную мощность из видеокарты. Причины понятны. Максимальное энергопотребление позволяет легко сравнивать видеокарты друг с другом, а также оценивать уровень шума в сценарии худшего случая. Максимальное энергопотребление также используется для определения того, достаточно ли конкретной модели блока питания для данной видеокарты.

К сожалению (или, возможно, нет), мы знаем, что AMD использует аппаратные и программные оптимизации, которые определяют нереалистичную нагрузку, подобную тесту FurMark, после чего происходит троттлинг тактовых частот и снижение энергопотребления, чтобы защитить GPU. Так что самые "тяжёлые" режимы FurMark сегодня бесполезны.

В любом случае, при нормальном использовании видеокарты энергопотребление редко достигает подобного экстремального уровня. Даже в играх, интенсивно нагружающих графику, мы получали значения энергопотребления намного меньше уровня FurMark. Это не значит, что тесты FurMark совсем уж бесполезны (мы использовали некоторые менее требовательные значения, чтобы получить сравнимые уровни энергопотребления). Просто в жизни вы никогда не столкнётесь со столь экстремальным сценарием нагрузки.

Два приведённых выше скриншота Radeon BIOS Editor (RBE) показывают тактовые частоты и напряжения, которые видеокарты используют в различных сценариях нагрузки: в производительном режиме по умолчанию, в режиме бездействия и при проигрывании видео (когда используется UVD).

Как насчёт энергопотребления в режиме бездействия? Как и в случае обычных CPU, графический процессор, как правило, никогда полностью не бездействует. Если вы используете Windows Vista или 7, то интерфейс Aero получает преимущество от ускорения GPU, когда он активен. Задачи декодирования видео MPEG-1/2, VC-1 и H.264 тоже частично выполняются на GPU. Кроме того, не следует забывать об ускорении на GPU некоторых приложений общего назначения, таких как утилиты перекодирования видео. Все эти сценарии редко учитываются при оценке энергопотребления видеокарт.

Производительность на ватт

Оценивая производительность видеокарт и энергопотребление, мы можем получить представление об эффективности энергопотребления. Конечно, это требует измерений производительности. В идеальном случае следует использовать одинаковые настройки и разрешения для всех тестируемых видеокарт, после чего разделить результаты (в виде частоты кадров или баллов) на энергопотребление. Например, мы можем запустить Crysis с настройками Very High в разрешении 1920x1080 на тестовой платформе с разными видеокартами, такими как Radeon HD 5670, HD 5770 и HD 5870. Вместе с тем, мы можем зафиксировать пиковое энергопотребление во время этих прогонов. Если соотнести оба значения, то мы получим производительность на ватт для каждой видеокарты в данной игре.

Но такой подход имеет свои недостатки. Во-первых, тест должен идеально масштабироваться с вычислительной мощностью, что происходит далеко не всегда. Подобные синтетические сценарии не очень хорошо переносятся в реальный мир, где на результате сказываются другие переменные, такие как вычислительная мощность CPU и пропускная способность/задержки шины. Во-вторых, вы должны выбирать достаточно консервативные настройки, чтобы с ними хорошо справлялось даже наименее производительное решение. Если бы мы взяли приведённый выше режим, то частота кадров на видеокартах среднего и нижнего уровня вряд ли была бы идеальной для игры (наверняка ниже 30 FPS). В-третьих, результаты актуальны только для протестированных приложений. Если мы протестировали программное обеспечение, которое масштабируется хорошо и значительно зависит от производительности GPU, то вряд ли мы увидим такие же результаты в случае, если приложение упирается в CPU или систему.

Мы можем попытаться решить некоторые из неизбежных проблем. По своей природе видеокарты можно разделить на группы по приемлемой частоте кадров в разных разрешениях. Так, например, настройки с очень высоким качеством на видеокартах для массового рынка нормально пойдут только в низком разрешении, а видеокарты с большей графической производительностью смогут дать такую же частоту кадров в более высоких разрешениях. Объём видеопамяти тоже имеет значение, особенно на очень высоких разрешениях. Когда видеокарты будут разделены по группам, то измерения энергопотребления покажут нам, какая видеокарта требует больше энергии, чтобы дать приемлемую производительность в определённом разрешении. Затем уже можно выбирать видеокарту, которая обеспечивает наилучшую производительность при минимальной потребляемой энергии.

Эти измерения уже будут иметь значение, но их нельзя называть полными. Они покажут только типичное энергопотребление видеокарт при запуске игр, которые могут использовать все ресурсы GPU. Поэтому мы также запустим некоторые другие приложения, чтобы проверить сценарии, способные дать более полную картину энергопотребления и эффективности.

Эффективность в режиме бездействия

Помимо игр или приложений Direct3D и OpenGL, GPU нагружается не так часто. Неудивительно, что мы ожидали максимальное падение энергопотребления в режиме бездействия. Именно поэтому мы проводили измерения и в таком режиме.

Как правило, измерение энергопотребление в режиме бездействия производится при загруженном рабочем столе Windows, когда на ПК не запущены какие-либо другие приложения. Это означает, что результаты не отражают энергопотребление, когда запущено приложение, использующее GPU, и оставлено в режиме бездействия. Хороший пример - Cinema 4D.

Энергопотребление в разных ситуациях

Что делать, если нам нужно узнать, сколько энергии потребляется в сценариях, находящихся между максимальной нагрузкой и режимом бездействия, которые мы измеряем в большинстве обзоров GPU? Какое энергопотребление можно ожидать? Именно об этом мы поговорим в нашей статье.

Мы считаем, что энергопотребление и эффективность работы видеокарты следует оценивать не только в двух экстремальных ситуациях. Измеряя энергопотребление и производительность в различных сценариях нагрузки на GPU, мы получим лучшее представление об эффективности в целом.

Сегодня мы рассмотрим несколько видеокарт от AMD - Radeon HD 5770, HD 5670, HD 5870 1 GB и HD 5870 2 GB. Для сравнения мы будем использовать Radeon HD 3300, интегрированное графическое ядро чипсета AMD 790GX, а также старую видеокарту Radeon 2900 XT. Мы взяли их по разным причинам. Интегрированное графическое ядро Radeon HD 3300 можно считать хорошей точкой отсчёта, когда дискретная видеокарта не установлена вообще. Radeon 2900 XT обеспечивает примерно такую же производительность, что и современные видеокарты DX11 для массового рынка. Эта видеокарта позволит нам оценить улучшения архитектуры, которые внесла AMD в дизайне последнего поколения, а также их влияние на соотношение производительности на ватт.

При оценке результатов энергопотребления следует принять во внимание ещё одну особенность: разницу между разными экземплярами видеокарт. При обсуждении этой статьи представители AMD отдельно упомянули о существовании различий при переходе от одного образца видеокарты к другому. Это может быть связано с используемыми компонентами, дизайном платы и даже с самим графическим чипом. Поэтому ваши результаты эффективности могут немного отличаться от полученных нами.

feed_id: 6177 pattern_id: 2818

Страница:   1 2 3 4 5

СОДЕРЖАНИЕ |Одной страницей|Версия для печати

Введение Энергопотребление GPU О чём не говорят тесты энергопотребления? Производительность на ватт Эффективность в режиме бездействия Энергопотребление в разных ситуациях Тесты Тестовая конфигурация Результаты тестов Crysis, классическая нагрузка Запуск настольных приложений, условия хуже идеальных Adobe Photoshop CS4 Cinebench R11 Cyberlink PowerDVD 9 Cyberlink PowerDirector GPU против CPU Подводим итог энергопотреблению Не забывайте об энергопотреблении в режиме бездействия Заключение  Обсуждение энергопотребления и эффективности видеокарт Radeon HD 5000 в Клубе экспертов THG [ 6 отзывов]