Таблица энергопотребления видеокарт NVIDIA Geforce

• Разница в подходах к измерению потребляемой мощности видеокарт AMD и NVIDIA
• Потери постоянного напряжения 
• Контроллеры питания памяти видеокарт
• Как узнать текущее электропотребление видеокарт?

При выборе видеокарты необходимо обращать внимание на количество потребляемой электроэнергии. Ниже представлена таблица потребления энергии карт TITAN и GeForce. Данные взяты из официальных источников NVIDIA. Потребление электричества указано в пиковом значении и при максимальной нагрузке.

Как правило, информация о технических характеристиках карт сопровождается следующими понятиями:

1. Thermal Design Parameter (TDP) – тепловой расчетный параметр, относится к потреблению видеопроцессора.
   
   
2. GPU Power – потребляемая мощность видеопроцессора.
   
   
3. Total Board Power (TBP) – общая потребляемая мощность платы.
   
   
4. Total Graphics Power (TGP) – общая потребляемая мощность графического ускорителя, аналог TBP. TGP всегда больше TDP.
   
   
5. Maximum Power Consumption (MPC) – максимальная потребляемая мощность.

Для питания процессора и памяти видеокарты используются понижающие преобразователи входного постоянного напряжения +12 вольт. Карты также потребляют ток по линии +3,3 вольта через райзер. Разработчики AMD и NVIDIA применяют разные подходы при разработке продукции. Это можно отследить по разнице цепи VRM.

Разница в подходах к измерению потребляемой мощности видеокарт AMD и NVIDIA

Информация от производителей о потреблении электроэнергии видеокарт, как правило, сопровождается сокращениями TDR,  либо TBP/TGP, в Вт. Значения видеокарт NVIDIA внесены в BIOS. Они определяют лимит потребляемой по умолчанию мощности и максимально потребляемую мощность. Если значения равны, разогнать карты будет достаточно сложно. В картах NVIDIA специальный чип производит замер напряжения на входе и выходе специального шунта с разным сопротивлением. Измерение падения напряжения на шунте позволяет узнать потребляемый картой Nvidia ток по линии 12 вольт. Поскольку основное потребление зеленых видеокарт осуществляется именно по этой линии, точность информации относительно общего потребления электричества получается точной.

Значение максимальной потребляемой мощности картами NVIDIA практически никогда не превышает указанных в BIOS значений. Это достигается за счет контроля потребления по линии 12 вольт и оперативному изменению режима работы ШИМ-контроллера VRM. 

К общему потреблению энергии видеокарты NVIDIA относится не только мощность, которая потребляется процессором и видеопамятью, но и RGB-подсветка, вентиляторы системы охлаждения. Разгонный потенциал карт значительно увеличится, если отключить подсветку и установить более эффективные вентиляторы той же мощности.   

Контроллер видеокарт AMD обеспечивает потребление через питание видеопроцессора. Потребление других компонентов при расчете TBP/TGP у видеокарт AMD обычно не учитывается. По этой причине видеокарты AMD обычно потребляют больше энергии при одинаковых значениях.

Потери постоянного напряжения 

Эффективность работы цепей видеокарт значительно ниже, чем у импульсных блоков питания. Это связано с ограничениями, связанными с размером деталей на платах, а также с потерями, связанными с согласованием работы множества фаз. Среди основных компонентов, которые снижают КПД – фильтрация и сглаживание напряжения. При выборе видеокарт рекомендуем обращать внимание на количество фаз питания видеопроцессора. Чем больше их количество, тем меньше пульсаций выходного напряжения. 

Для повышения качества выходного напряжения можно поставить параллельные сглаживающие конденсаторы на каждую фазу. Увеличение емкости сглаживающего конденсатора в два раза уменьшает амплитуду пульсаций на выходе преобразователя почти в вдвое. Это благотворно сказывается на стабильности работы GPU и его разгонном потенциале. 

Миниатюризация компонентов ухудшает условия их охлаждения. Это негативно влияет на общую эффективность работы цепей питания. Производители NVIDIA отказались от использования виртуальных фаз питания в устройствах.  

Для улучшения балансировки работы фаз питания карт NVIDIA используются смарт-контроллеры DCR (Direct Current Resistance). В режиме реального времени они корректируют работы фаз в зависимости от температуры и проходящего тока. 

Балансировка работы фаз карт Nvidia достигается за счет постоянного отслеживания и регулировки тока затвора полевых транзисторов каждой фазы. Измерения производятся не с помощью отслеживания тока на шунте или на выходе сглаживающего фильтра, а с помощью цепей DCR. 

У большинства видеокарт AMD дешевого и среднего ценового сегмента для балансировки фаз используются цепи, связанные с катушками индуктивности LC-фильтров. Они отличаются в худшую сторону наличием больших погрешностей. В дорогих видеокартах AMD используются более совершенные способы контроля и балансировки работы фаз.  

Контроллеры питания памяти видеокарт

Контроллер памяти находится в чипе GPU и генерирует тепло, которое должно учитываться при подсчете TDP. Однако ни AMD, ни NVIDIA не учитывают его в общем потреблении. В видеокартах Nvidia питание памяти осуществляется через фазы MVDD и storage-контроллер. В видеокартах AMD Radeon VII питание памяти идет по цепям VDDRC HBM и VDDCI, у Vega – по линиям MVDD и VDDCI. Основной ток в цепях питания памяти поступает по линии MVDD (VDDRC). Напряжение VDDCI используется на шине I/O между GPU Core и чипами памяти. 

Как узнать текущее электропотребление видеокарт?

Как правило, на официальном сайте производителя указывается рекомендованная мощность блока питания, с которым видеоадаптер будет хорошо работать. С помощью диагностической утилиты AIDA64 можно проверить, какое количество энергии уходит в определенный момент. Необходимая информация находится в разделе «Общее — Датчики». В правой части открывшегося окна будет значение мощности для CPU и графического процессора.