低電圧化と効率結果の紹介
Sapphire社から先日、NitroブランドのRadeon R9 Furyカードのサンプルが届きました。まさに絶好のタイミングです。数週間前、AMD社がこれらのカードの電圧調整機能を公開したため、私たちはおそらく誰も予想しなかった方法でこの機能を活用することにしました。今回の分析はオーバークロックに焦点を当てたものではありません。というのも、このカードはすでに限界に達しているからです。そこで、より現実的なレベルにまで引き上げることを目指します。
MSI Afterburnerによるアンダーボルティング
MSIのAfterburnerツールは、Riva Tunerをベースにしていますが、これまで調整できなかったAMDグラフィックカードの電圧を、愛好家が上下に調整できるようになりました。カードが不安定になる前に、何ミリボルトまで電圧を下げることができるのでしょうか？パフォーマンスにどのような影響を与えるのでしょうか？その過程で、消費電力はどれくらい削減できるのでしょうか？
私たちが行っていることは、しばしば「アンダーボルティング」と呼ばれます。しかし、実際には電圧が変更されるわけではなく、ファームウェアにオフセットが与えられるため、通常はより正確な表現を好みます。これは固定電圧調整ではなく、テレメトリによる電圧供給の制御方法を変更するものです。
そこで、Sapphire Radeon R9 Fury NitroとMSIのGTX 980 Gaming 4Gを比較します。この2つのグラフィックカードは、非常に似たパフォーマンスを発揮します。実験を始める前に、MSI Afterburnerの最新バージョンをダウンロードしてインストールしました。内容は以下の通りです。
最初のスライダーこそが、まさに私たちが求めているものです。電圧オフセットを調整します。入力した数値が変わっても驚かないでください。数値は6の倍数である必要があります。つまり、-100mVは不可能なので、-96mV（-6mV × 16）になります。
注：GPUはそれぞれ異なります。つまり、プロセッサがエラーなく動作し続ける最低の数値は、GPUごとに異なる場合があります。さらに、エラーは必ずしもすぐに明らかになるとは限りません。構成が安定しているかどうかを判断するには、グラフィックカードのすべての機能を長期間使用する必要があります。AMDの初期生産サイクルで製造されたカードは、特に電圧を下げた後に表示に問題が発生しやすい傾向があります。これらのGPUは、やや冒険的なロック解除プロセスを経てFuryへと変更されました。新しいGPUは電圧を下げるのがはるかに簡単です。しかし、それでも状況は異なります。
レビューサンプルは、高負荷時に時折電圧が低下することを除けば、-96mVを安定して維持していました。-48mVから-72mVの範囲は、新しいGPUであれば実現できるはずです。しかし、フォーラムメンバーの協力を得て試した古いカードでは、同じ低い数値を達成できませんでした。これらのグラフィックカードは、発売直後に購入されたものがほとんどで、ロック解除されていた可能性があります。
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例えば、4KでMetro: Last Lightをループ再生し、異なる電圧ターゲットをMSIのGTX 980 Gaming 4Gと比較すると、私たちの努力の価値は一目瞭然です。Sapphire Radeon R9 Fury X Nitroの消費電力は 279Wから213Wまで大幅に低下します。 もちろん、これはGPUがこのような低電圧で動作する場合に限られます。
もしあなたがイライラしていて、NvidiaのGPUで同じ効果を得たいと思っているなら、失望する覚悟をしてください。GPUの電圧を下げることは、内部電力目標を下げることでしか実現できないため、現実的ではありません。GPU Boostは非常に繊細なシステムなので、少しでも電圧が下がるとクロックレートに悪影響を及ぼします。結果として、パフォーマンスが大幅に低下します。これは、それ自体が不満なことではありません。Nvidiaはメカニズムを最適にバランスさせているため、改善の余地がほとんどありません。そのため、MSI Afterburnerでは電圧を下げるオプションすら提供されていません。電圧を上げることしかできません。
さまざまなゲームの電力消費
次の表に従って、通常のグラフィック テスト システムを使用します。
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| 試験方法 | PCIeスロットでの非接触DC測定（ライザーカードを使用）外部補助電源ケーブルでの非接触DC測定電源での直接電圧測定リアルタイム赤外線監視と記録 |
|---|---|
| 試験装置 | 2 x Rohde & Schwarz HMO 3054、500 MHz デジタルマルチチャネルオシロスコープ（ストレージ機能付き）、4 x Rohde & Schwarz HZO50 電流プローブ（1 mA - 30 A、100 kHz、DC）、4 x Rohde & Schwarz HZ355（10:1 プローブ、500 MHz）、1 x Rohde & Schwarz HMC 8012 デジタルマルチメーター（ストレージ機能付き）、1 x Optris PI650 80Hz 赤外線カメラ + PI Connect |
| テストシステム | Intel Core i7-5930K @ 4.2GHz、水冷式Crucial Ballistix Sport、4GB DDR4-2400 x 4、MSI X99S XPower AC、Crucial MX200 x 1、500GB SSD (システム用)、Corsair Force LS 960GB SSD (アプリケーション、データ用)、Be Quiet! Dark Power Pro、850W 電源ユニット、Windows 10 Pro (全アップデート適用済み) |
| ウォータークーラー | Alphacool VPP655 ポンプ（低速）Alphacool NexXxos CPUクーラーPhobyaバランサーAlphacool 24cmラジエーター2x 12cm Noiseblocker eLoopファン（400 RPM） |
| ドライバー | AMD: Crimson Edition 16.1Nvidia: ForceWare 361.43 WHQL |
上のグラフの曲線は既に異なるレベルでの消費電力を示しているため、以下の結果は、最大オフセット-96mV、中オフセット-48mV、標準値、およびNvidiaカードの標準値のみに限定します。これらはすべて、パフォーマンス要件が非常に異なる合計9つのゲームを使用して測定しました。
ゲームパフォーマンス
2つの競合グラフィックカードを比較すると、4Kパフォーマンスはほぼ同等であることがわかります。SapphireのRadeon R9 Fury NitroはNvidiaの製品をわずかに上回っていますが、 The Witcher 3、 Shadow of Mordor 、 Thiefを除けば、その差はわずかです。
FPSあたりのワット効率
AMDのGPUは、同社があまり力を入れていない限り、NvidiaのGPUとほぼ同等の効率を発揮します。Fijiは、 The Witcher 3 と ThiefといったいくつかのゲームでGM204を僅差で上回りました。この結果は十分に許容範囲内です。もうホットプレートは不要です！
NVIDIAのGeForce GTX 980は、フルHDではAMDのRadeon R9 Furyを上回ります。しかし、どちらのグラフィックカードを購入するユーザーも、ネイティブ解像度の高いモニターやダウンサンプリングなどにより、フルHDよりも高い解像度で使用することが予想されます。AMDのGPUはQHDとWGHDで差を広げ始めるため、今回の測定結果は実際のゲーム環境を反映したものとなるはずです。唯一の例外は、ドライバーの最適化が不十分なゲームです。
適切なツールを使用して電圧を下げることは、間違いなく考慮すべき事項です。AMDがグラフィックカードのGPUに非常に高い電圧目標を設定する傾向にあることは、もはや常識と言えるでしょう。この戦略は、特に生産サイクルの初期段階で使用できるGPUの数を最大限に増やし、歩留まりを向上させます。しかし、これはAMDの収益にとっては好ましいことかもしれませんが、より高い電力消費量を測定し、より多くの熱に対処するのは顧客であるため、顧客に対するAMDのイメージを損なうことになります。
次のページでは、アンダーボルティングとその影響についてさらに詳しく見ていきます。この分析から興味深い結果が得られました。すでに概要を説明しましたが、結果の理解を深め、より深く理解するために、この部分もぜひお読みください。きっと読む価値があるはずです。
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Igor Walllossek氏は、Tom's Hardware誌で、技術分析と詳細なレビューに重点を置いた幅広いハードウェア記事を執筆しています。GPU、CPU、ワークステーション、PCの組み立てなど、PCコンポーネントの幅広い分野を網羅しています。彼の洞察力に富んだ記事は、絶えず変化するテクノロジー業界において、読者が情報に基づいた意思決定を行うための詳細な知識を提供しています。
