물 냉각기 설치
AMD의 Radeon RX Vega 64 오버클럭 및 언더볼팅에 대해 많은 글이 작성되었습니다. 오늘 우리는 클럭 속도와 전압 사이의 관계를 더 깊이 파헤치기 위해 방정식에서 카드의 열을 빼려고 합니다.
최고의 원격 측정
시작하기 전에 AMD의 PowerTune 기술이 어떻게 작동하는지 살펴봐야 합니다. GPU의 가장 중요한 성능 특성을 실시간으로 평가하는 동시에 열 센서를 쿼리하고 전압 조정기의 원격 측정 데이터도 고려합니다. 이 모든 정보는 사전 프로그래밍된 DPM(디지털 전원 관리) 중재자에게 전송됩니다.
이 중재자는 BIOS와 드라이버에 의해 설정된 GPU의 전력, 열 및 전류 제한과 기본 드라이버 설정에 대한 변경 사항을 알고 있습니다. 이러한 경계 내에서 중재자는 그래픽 카드의 성능을 최대화하기 위해 모든 전압, 주파수 및 팬 속도를 제어합니다. 제한 중 하나라도 초과되면 중재자가 전압, 클록 속도 또는 둘 다를 조절할 수 있습니다.
전압: AMD PowerTune 대 Nvidia GPU Boost
AMD의 Radeon RX Vega 64는 최신 APU 및 Polaris GPU에서 이미 익숙한 AVFS(Adaptive Voltage and Frequency Scaling)도 사용합니다. 다양한 웨이퍼 품질을 고려할 때 이 기능은 모든 개별 다이가 최대 잠재력에서 작동하도록 해야 합니다. Nvidia의 GPU Boost 기술과 유사합니다. 결과적으로 각 GPU에는 전압 설정에 자체적인 개별 로드 라인이 있습니다. 그러나 Polaris가 구현된 이후 몇 가지 사항이 변경되었습니다.
AMD의 WattMan은 두 개의 가장 높은 DPM 상태에 대한 전압을 수동으로 설정할 수 있는 거의 완전한 자유를 제공합니다. 이는 수동 전압 변경에 대해 오프셋 유형만 정의할 수 있고 곡선 편집기를 통해 전체 전압 제어를 강제할 수 없는 GPU 부스트와 다릅니다. 나중에 볼 수 있듯이 DPM 상태에 대해 수동으로 설정된 전압이 AVFS에 대응하거나 심지어 완전히 취소할 수 있기 때문에 추가된 자유는 축복 또는 저주가 될 수 있습니다.
모니터링을 통해 전력 제한이 있거나 없는 수동 설정을 사용하여 카드의 전압이 어떻게 작동하는지 직접 측정할 수 있었습니다. 결과는 놀랍습니다. Polaris 기반 카드에서 보는 것과는 매우 다릅니다.
우리는 또한 약간의 신화를 깨뜨리는 일을 하고 싶습니다. 언더볼팅을 통해 달성한 모든 클록 속도 이득은 공랭식 카드의 온도 감소로 인한 것입니다. 이 테스트에서 하는 것처럼 방정식에서 온도를 제거하면 모든 것이 완전히 뒤집어집니다. 선정적인 헤드라인은 그 과정에서 도시의 전설이 됩니다.
우리가 테스트한 것
결과를 더 쉽게 이해하고 비교할 수 있도록 5가지 설정으로 결정했습니다. 다음은 각각의 극단을 입증하기에 완전히 충분합니다.
스톡 설정 “균형 모드”
Undervolted: 기본 전력 제한을 사용하여 전압을 1.0V로 설정
오버클럭: 전력 제한이 +50% 증가했습니다.
오버클럭: 전력 제한 +50% 증가, GPU 클럭 주파수 3% 증가
오버클럭: 전력 제한 +50% 증가, GPU 클럭 주파수 3% 증가; 전압을 1.0V로 설정
두 개의 조정 가능한 DPM 상태를 1.0V 미만으로 언더볼팅하면 다양한 시나리오에서 불안정성이 발생했습니다. 대부분 0.95V를 달성하는 것이 가능했지만 이에 대한 응답으로 클럭 속도가 불균형적으로 떨어졌습니다. 최대 전력 제한을 사용하면서 전압을 1.0V 미만으로 낮추면 3D 애플리케이션이 시작되자마자 충돌이 발생했습니다.
대규모 냉각 솔루션 구축
가장 먼저 해야 할 일: 재고 설정에서 제공하는 것과 동일한 온도를 400W에서 제공할 수 있는 열 솔루션을 구축해야 합니다. 결국 이를 달성하는 유일한 방법은 폐쇄 루프와 압축기 냉각기를 사용하는 것입니다. 이 설정은 GPU의 냉각판에 대해 일정한 20°C를 보장할 수 있습니다.
Alphacool의 Eiszeit 2000 냉각기 외에도 EK Water Blocks의 EK-FC Radeon Vega를 사용하고 있습니다. 니켈 도금 구리로 만들어졌으며 GPU, HBM2, 전압 조정 회로 및 초크와 접촉합니다. 설정은 우리가 필요로 하는 작업을 정확히 수행합니다.
듀얼 슬롯 그래픽 카드에서 단일 슬롯 수냉쿨러의 다소 우스꽝스러운 미학을 피하기 위해 원래 브래킷을 번들 단일 슬롯으로 교체했습니다. 접시머리 나사는 구멍으로 인해 슬롯 덮개의 상단에 위치하지만 이는 비교적 작은 흠입니다.
AMD 인터포저에서 오래된 열 페이스트를 청소한 후 작은 주걱으로 표면에 얇은 층을 도포합니다. 다이에 약간의 잔여물이 남아 있으면 보기에 좋지 않을 수 있습니다. 하지만 청소 과정에서 너무 많은 압력을 가하면 패키지가 영구적으로 손상될 수 있으므로 주의해야 합니다.
다음으로 열 패드는 워터 블록의 대상 영역에 적용됩니다. EK의 지침에 따르면 대신 그래픽 카드에 넣습니다. 그러나 이것을 다르게 하는 이유는 보드를 반대 방향보다 냉각기(테이블 위에 놓여 있는) 위에 놓는 것을 선호하기 때문입니다. 워터 블럭에 써멀 패드가 있어서 그 과정에서 떨어지지 않습니다.
그래픽 카드가 제자리에 고정되면 작동 준비가 된 것입니다. 설치 과정은 빠르고 쉽습니다. 인터포저에 주의하십시오.
노출된 뒷면에는 워터 블록을 고정하는 데 사용되는 많은 나사와 나일론 와셔가 표시됩니다. 패키지 주위에 7개의 나사가 모든 것을 단단히 고정합니다.
약간의 미적 감각과 약간 더 나은 열 성능(위상 이중 장치를 식혀라!)을 원하는 열광자는 장착된 백플레이트를 부착할 수 있습니다.
우리는 구멍을 뚫을 수 없었기 때문에 측정을 위해 백플레이트를 제거했습니다.
테스트 시스템 및 방법론
그래픽 카드를 테스트하는 방법에서 새로운 테스트 시스템과 방법론을 소개했습니다. 일반적인 접근 방식에 대해 더 자세히 알고 싶다면 해당 부분을 확인하세요. 빠른 그래픽 카드를 벤치마킹할 때 잠재적인 병목 현상을 피하기 위해 그 이후로 CPU 및 냉각 솔루션을 업그레이드했습니다.
우리 연구실에서 사용하는 하드웨어는 다음과 같습니다.
테스트 장비 및 환경 시스템 냉각 주변 온도 PC 케이스 모니터 소비 전력 측정 열 측정
– Intel Core i7-6900K @ 4.3GHz- MSI X99S Xpower Gaming Titanium- Corsair Vengeance DDR4-3200- 1x 1TB Toshiba OCZ RD400(M.2 SSD, 시스템)- 2x 960GB Toshiba OCZ Dark TR150(스토리지, 이미지)- be Quiet Power Pro 11, 850W PSU
– EK Water Blocks EK-FC Radeon Vega- Alphacool Eiszeit 2000 Chiller- Thermal Grizzly Kryonaut (쿨러 교체 시 사용)
– 22°C(에어컨)
– 확장 키트 및 모드가 포함된 Lian Li PC-T70
– 에이조 EV3237-BK
– PCIe 슬롯에서 비접촉 DC 측정(라이저 카드 사용) – 외부 보조 전원 공급 장치 케이블에서 비접촉 DC 측정 – 전원 공급 장치에서 직접 전압 측정 – 2 x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500MHz 디지털 다중 채널 오실로스코프 저장 기능 – 4 x Rohde & Schwarz HZO50 전류 프로브(1mA – 30A, 100kHz, DC) – 4 x Rohde & Schwarz HZ355(10:1 프로브, 500MHz) – 1 x Rohde & Schwarz HMC 8012 디지털 멀티미터(저장 기능 포함)
– 1 x Optris PI640 80Hz 적외선 카메라 + PI Connect – 실시간 적외선 모니터링 및 기록
