Андервольтинг GeForce RTX 3060 — минус 50 ватт и 10 градусов за 5 минут

В последние годы я все чаще замечаю, что у пользователей ПК растет интерес к андервольтингу видеокарт и процессоров и даже на нашем сайте, overclockers.ru, посвященному разгону, появляется все больше блогов на эту тему. Писал на эту тему и я, сделав два года назад удачный андервольт процессора, узнать о котором вы сможете в блоге Гайд: как снизить энергопотребление AMD Ryzen на 20%. Растет и количество отзывов владельцев видеокарт на нашей конференции, сделавших удачный андервольтинг и делящихся получившимися результатами: падением температуры, шума и энергопотребления.

В росте интереса к андервольту нет ничего удивительного и виноваты в этом в первую очередь производители процессоров и видеокарт. Технологии турбобуста или динамической частоты выжимают почти все соки их нашего "железа", давая почти максимальную производительность, но часто в ущерб нагреву и энергопотреблению. Особенно это заметно по видеокартам Nvidia шестой линейки: GeForce GTX 960 имела TDP 120 ватт, которое сохранилось и у GeForce GTX 1060. GeForce RTX 2060 нарастила энергопотребление до 160 ватт, а GeForce RTX 3060 - уже до 170 ватт!

GeForce RTX 3060, за счет не полностью разблокированного видеочипа, показывает одни из худших результатов производительности на ватт даже среди остального семейства NVIDIA Ampere, отставая от GeForce RTX 3060 Ti примерно на 18%, а от GeForce RTX 3070 - на 20%. А от Radeon RX 6800 и вовсе отстает по энергоэффективности на 31%.

Такими темпами мы можем прийти к GeForce RTX 4060 с энергопотреблением в 180-190 ватт и это несмотря на все уменьшающийся техпроцесс, который снижает энергопотребление. Ну а что касается разгона, то получить прирост в 5-10% производительности, который не уловить на глаз, ценою повышения шума и энергопотребления - не очень привлекательная цель, а учитывая стоимость видеокарт в 2022 году - даже отпугивающая.

Совсем другое дело - андервольт. Как показывает практика, с современных видеокарт можно легко снять десятки ватт энергопотребления, получив тихую и холодную работу устройства, а вдобавок продлить ей жизнь, ведь чем ниже температура, тем дольше в среднем работает видеокарта. Вдобавок с низкими температурами не так быстро высыхает термопаста на чипе и уменьшается вытекание силикона из термопрокладок на чипах памяти и системе питания.

Занимаясь майнингом на GeForce GTX 1060, я быстро освоил андервольт и купив Palit GeForce RTX 3060 Dual, я уже заранее знал, что эта модель будет работать у меня на пониженном напряжении. Ведь несмотря на огромную цену, это модель бюджетного уровня, а ее система охлаждения заточена на удержания температур ниже 70 градусов, ценой повышения шума. Для видеокарты с энергопотреблением в 170 ватт Palit применили радиатор, пронизанный тремя толстыми теплотрубками и дополнительно отводящий тепло от модулей памяти и системы питания.

Охлаждается радиатор двумя вентиляторами диаметром 85 мм, которые уже отчетливо слышно в закрытом корпусе, начиная с 1500 оборотов в минуту, а в играх, удерживая температуру до 67-68 градусов, вентиляторы раскручиваются до 1700-1800 об/мин, что уже воспринимается как раздражающий шум.

Стоит отметить, что идентичная система охлаждения используется в видеокартах Palit GeForce RTX 3060 Ti Dual OC с TDP в 200 ватт. Что касается печатной платы, то ее минусом становится компактность, все греющиеся элементы расположены довольно близко друг к другу, что тоже накладывает особые требования к охлаждению.

Такая же плата используется в моделях Palit GeForce RTX 3060 StormX, которые стали самыми доступными по цене и компактными моделями GeForce RTX 3060. По этим причинам моя главная цель - снизить нагрев для уменьшения уровня шума и для того, чтобы продлить жизнь видеокарте, которая обошлась мне в цену, за которую недавно можно было купить игровой компьютер целиком.

Подготовка

Для андервольта нам понадобится утилиты MSI Afterburner и HWiNFO, игра, прилично нагружающая видеокарту и стресс тест. Я буду использовать бенчмарк Horizon Zero Dawn и тест Superposition Benchmark, который нагружает видеокарту заметно сильнее, чем игры.
Для начала нужно понять, как ведет себе видеокарта в условиях по умолчанию, ведь у всех нас разные корпуса и температуры в комнате, а в обзорах видеокарт, как правило, используют открытый стенд в кондиционируемом помещении. Энергопотребление я замерю не только с помощью утилиты HWiNFO, но и ваттметром, купленным на AliExpress.

Запустив Superposition Benchmark с настройками 1080p Extreme я получил вот такую картину. Видеокарта разогрелась до 67-68 градусов, при частоте, плавающей в районе 1800 МГц и оборотах вентиляторов, достигающих почти 1800 в минуту. Весь ПК потреблял около 261 ватт по ваттметру, а видеокарта упиралась в лимит 170 ватт и сбрасывала напряжение во время теста.

Результаты бенчмарков помогут нам понять, сколько производительности мы потеряем, используя сильное снижение напряжения. В Superposition Benchmark я получил 5106 баллов.

В бенчмарке игры Horizon Zero Dawn частоты были выше, до 1927 МГц, а энергопотребление - ниже, как и обороты вентиляторов. Ваттметр показывал потребление ПК до 291 ватта, ведь в игре был задействован и процессор.

В бенчмарке удалось набрать 16315 очков.

Андервольтинг

Теперь можно приступать к андервольтингу,  для чего откроем главное окно утилиты MSI Afterburner и нажмем сочетание клавиш Ctrl + F, открыв редактор частот и напряжений.

В нем нам  нужно выбрать оптимально соотношение частоты и напряжения, такое, чтобы и производительность не особо просела, но при этом чтобы напряжение было как можно более низким. Для таких видеокарт как у меня, с не самым топовым охлаждением, для того, чтобы получить приемлемый результат, стоит пробовать напряжения ниже 900 мВ. Например, это будет 825 мВ. Для первичного поиска стабильного сочетания частоты и напряжения удобно пользоваться клавишей "L", которой можно заблокировать частоту и напряжение видеокарты в одной точке.

Для этого поднимаем всю кривую, зажав Shift, или одну ее точку на 200-300 МГц вверх и блокируем ее нажатием "L", после чего тщательно тестируем видеокарту в стресс тестах и играх на наличие артефактов, вылетов драйвера или черных экранов. Процесс абсолютно идентичен разгону, только видеокарта ограничена определенным напряжением. В моем случае оказалась стабильной частота в 1800 МГц при напряжении 825 мВ и я решил остановиться на этом значении, пусть даже потеряв немного по частоте. Но даже частоты в 1800 МГц с лихвой хватает для всех моих игр.

Погоняв видеокарту в таком режиме в играх и тестах и убедившись в стабильности работы, стоит приступить к созданию постоянного профиля андервольта для всей кривой частот напряжений. Для этого сбрасываем настройки кнопкой сброс в MSI Afterburner, поднимаем всю кривую с помощью клавиши Shift и мыши так, чтобы точка 1800 МГц оказалась напротив 825 мВ.

Теперь нам надо выровнять точки справа от нашей в одну линию, для чего зажимаем Shift и ведем мышью по черному фону, выделяя все точки.

Теперь выделяем мышью любую из точек справа от рабочей, нажимаем Shift+Enter и вводим в поле частоты частоту чуть ниже, чем наша рабочая, например, 1777 МГц и жмем Enter. Точки выстраиваются в одну линию.

Нажав "Применить" в MSI Afterburner, точки выравниваются и мы получаем готовую кривую частот и напряжений с андервольтом, которую нужно сохранить в профиль.

Результаты

Теперь можно приступать к дополнительным тестам, но нужно учесть, что температуры упадут очень значительно, а автоматика видеокарты рассчитана на старт вентиляторов при прогреве выше 60 градусов. И есть риск, что в некоторых играх вентиляторы даже не запустятся, а это совсем не подходит для чипов видеопамяти, которые продолжают греться, несмотря на холодный чип. Поэтому стоит настроить в MSI Afterburner программный режим управления вентиляторами со стартом с более низких температур, я настроил старт ближе к 50 градусам.

Теперь можно посмотреть, что же мы получили, прогнав тесты еще раз. В Superposition Benchmark мы теряем около 5% производительности.

Но энергопотребление видеокарты падает до 121 ватта, а температура - до 58 градусов при комфортных оборотах вентиляторов - 1461 в минуту. Ваттметр показал падение энергопотребления ПК до 206 ватт, что дает разницу более, чем в 50 ватт. 121 ватт в тяжелом тесте - это потребление даже ниже, чем у новинки классом ниже, GeForce RTX 3050.

В бенчмарке Horizon Zero Dawn за счет небольшого снижения частоты мы теряем около 5%.

Но еще радикальнее снижается энергопотребление, падая почти до 100 ватт по мониторингу. А весь ПК по ваттметру сократил потребление с 291 до 215 ватт! Температура упала до 55 градусов при комфортных оборотах.

Это уже уровень энергопотребления бюджетных видеокарт, например, Radeon RX 6500 XT со ее 107 ваттами. Стоит отметить, что при включении вертикальной синхронизации в играх, где FPS превышает 60, температуры и энергопотребление падают еще сильнее и Horizon Zero Dawn я проходил со средними цифрами в 80-90 ватт и температурами, еле дотягивающими до 50 градусов.

Выигрыш по температуре корректнее было бы измерять с постоянными оборотами вентиляторов и в бенчмарке Horizon Zero Dawn с оборотами 1700 в минуту, какими они были до андервольта, мы получаем всего 50 градусов, за счет чего разница с заводскими настройками составляет 17 градусов! 

Итоги

Как видите, даже видеокарту с не самым лучшим охлаждением легко превратить в тихую, холодную и экономичную с помощью андервольта. GeForce RTX 3060 в плане потенциала андервольта показала себя намного лучше, чем GeForce GTX 1060, позволив снизить энергопотребление в играх примерно на 65 ватт или на 60%. Да, в моем примере мы потеряли около 5% производительности, но можно снижать напряжение не так радикально, оставив, например, сочетание 875 мВ и 1900 МГц.

Пишите в комментарии, а какие лучшие результаты в андервольте получались у вас?