AMD Radeon HD 7970: è ora di GHz Edition

Abbiamo segnalato come una delle principali novità della scheda Radeon HD 7970 GHz Edition sia nell'introduzione della frequenza di boost, valore superiore a quello di default: abbiamo 1.000 MHz quale clock base e 1.050 MHz quale boost clock per la GPU.

Come il nome lascia facilmente intendere la frequenza di boost clock è un valore massimo certificato da AMD, che la GPU può raggiungere nel momento in cui i parametri di funzionamento (temperatura, applicazione, alimentazione) siano compatibili con l'incremento nella frequenza di clock. Questa funzionalità è specifica della scheda Radeon HD 7970 GHz Edition, frutto di un mix tra componenti hardware integrate nella GPU Tahiti, supporto driver e firmware della scheda. Alla base l'utilizzo della tecnologia PowerTune per la gestione dinamica delle frequenze di funzionamento della scheda, in questo caso rinominata in PowerTune With Boost.

Qual è il suo funzionamento? La frequenza di clock viene dinamicamente variata dalla scheda, passando dal valore di default a quello di boost clock, attraverso una serie di controlli in tempo reale; il principale è una stima della temperatura istantanea della GPU attraverso una lettura di tipo digitale, più precisa di quanto a disposizione in precedenza e quindi in grado di attivare meglio e con maggiore sicurezza la frequenza di boost clock quando le condizioni di utilizzo lo permettono. Per assicurare il funzionamento corretto e stabile alla frequenza di boost clock la tensione di alimentazione della GPU viene gestita dinamicamente, così che il funzionamento al Boost P-State corrispondente alla frequenza di boost clock di 1.050 MHz sia esente da instabilità di funzionamento.

Come opera questa tecnologia all'atto pratico? Abbiamo monitorato la frequenza di clock della GPU durante l'esecuzione di 3 sessioni di benchmark con Alien Vs Predator, alla risoluzione di 1920x1080 pixel, ottenendo il seguente andamento:

La frequenza di clock tende a rimanere quella di boost clock per la maggior parte dell'esecuzione del benchmark, scendendo al valore di default di 1.000 MHz solo in alcuni momenti; notiamo come il passaggio sia da 1.000 MHz a 1.050 MHz, senza che vengano impostati valori intermedi anche solo per un secondo. Il benchmark viene eseguito per la maggior parte del tempo alla frequenza di clock di 1.050 MHz: calcolando una media della frequenza di clock rilevata ogni secondo otteniamo in questo test un valore medio di poco superiore a 1.040 MHz, approssimazione che lascia intendere come la frequenza di boost clock intervenga per la maggiore in questa specifica condizione d'uso.

Questo grafico ci lascia supporre che la frequenza di clock vari da 1.000 MHz a 1.050 MHz senza passare su valori intermedi, ma così non è; la tecnologia PowerTune With Boost implementata da AMD opera una variazione della frequenza di clock della GPU tra questi due limiti a intervalli che sono molto frequenti e che non possono ancora venir rilevati con precisione dai tool di monitoraggio come GPU-Z. Nel corso delle prossime settimane AMD renderà possibile il monitoraggio diretto della frequenza di clock effettiva anche attraverso tool di terze parti, così da meglio valutare quale sia il massimo livello di intervento di questa tecnologia.

Segnaliamo come la frequenza di boost clock sia certificata da AMD per tutte le proprie schede Radeon HD 7970 GHz Edition: si tratta per ognuna della massima frequenza di clock che può essere raggiunta durante il funzionamento e oltre la quale la GPU non va in condizioni di utilizzo standard. L'approccio NVIDIA con il boost clock, adottato per le GPU della famiglia Kepler, vede invece la frequenza di boost clock come un valore che tutte le schede possono raggiungere ma che può venir superato da alcuni specifici sample in presenza di particolari condizioni di utilizzo (temperatura, consumo, qualità specifiche del sample di GPU utilizzato), ferma restando l'impostazione standard e quindi senza intervenire in overclock.

Vediamo ora quale sia il comportamento della scheda nel momento in cui si utilizza un test noto per mettere sotto stress la circuiteria di alimentazione della scheda video al massimo: Furmark.

In questo caso la frequenza di clock è riportata essere sempre quella di default della scheda, cioè 1.000 MHz e non i 1.050 MHz della frequenza di boost. Il comportamento replica quello delle schede video NVIDIA che con questo test, e con gli altri software di questo genere cosiddetti "power virus" per la capacità di mettere sotto stress massimo tutti i componenti della GPU.

In sintesi il funzionamento della scheda in modalità boost clock ricorda molto da vicino quello delle schede NVIDIA basate su GPU con architettura Kepler; la frequenza di clock base è un valore minimo che è sempre assicurato, mentre il margine di incremento accessibile via frequenza di boost è legato al comportamento specifico della scheda nelle particolari condizioni d'uso del momento (temperatura della GPU, applicazione utilizzata, alimentazione). A differenza dell'approccio NVIDIA la variazione della frequenza di clock avviene con una risposta molto più rapida, grazie al maggior livello di controllo sull'effettivo istantaneo funzionamento della CPU che è stato implementato da AMD con la tecnologia PowerTune With Boost.