reklama

Žere při hraní moc? Uberte jí kyslík!

Honba za výkonem má i svou odvrácenou tvář – vysokou spotřebu. V unikátním testu se podíváme, co ovlivňuje spotřebu PC a jak jedním přepínačem sestřelit spotřebu počítače při hraní i o desítky wattů.

Během posledních let šel vývoj grafických karet dopředu rychlým tempem. Herní vývojáři ale zůstávají za moderním hardwarem o krok pozadu. Nemohou si dovolit produkovat hry, které poběží jen na nejvýkonnějších herních sestavách. Některé hry na PC vznikají konverzí z dnes již zastarávajících a ve srovnání s PC pomalých herních konzolí. Mnoho nových her běží na starších nepříliš náročných herních enginech, jako je UT3 či Doom 3 engine. To vše je důvodem, že si i u nových her sáhnou výkonné grafiky jen málokdy na dno svých sil.

U každé nové generace grafických karet jsme si museli zvykat na zvolna rostoucí maximální spotřebu karet, ze kterých se staly nejnáročnější komponenty, které se mohou na spotřebě PC v zátěži podílet i více než dvěma třetinami. Je tedy nabíledni, že nejvyšších úspor dosáhnete právě tím, že přiškrtíte výkon grafické karty.

Velmi výkonné grafiky, jejichž cena se už dnes pohybuje v rozmezí tří až pěti tisíc korun, mohou už servírovat snímky takovou rychlostí, že je LCD s obnovovací frekvencí 60 Hz nedokáže ani všechny zobrazovat. Spousta práce (a spotřebované energie) pak přijde vniveč. Recept na snížení spotřeby je jednoduchý – snížit výkon grafické karty, nebo nevyrábět zbytečné snímky.

Zaklínadlo jménem vertikální synchronizace

Zbytečnému plýtvání lze zamezit používáním vertikální synchronizace. Grafická karta pak nevykresluje nepotřebné snímky, klesá vytížení jádra a spolu s tím i spotřeba celého počítače.

Možná to pro vás nebude novinka, možná se dokonce v problematice orientujete natolik, že vás tento nápad dokonce urazí (v takovém případě se alespoň podívejte na unikátní grafy, jaký praktický přínos zapnutí v-sync má). Ale taky je možné, že jste nad něčím takovým, že by vertikální synchronizace mohla významně ovlivnit spotřebu počítače, nikdy ani nepřemýšleli.

Vertikální synchronizace (v-sync)

Obraz, který se postupně vykresluje na obrazovku, monitor dostává z frame bufferu grafické karty. Pokud se jeho obsah během vykreslování změní, monitor nesmaže vykreslenou část předchozího snímku, ale z aktuální pozice pokračuje vykreslováním snímku novějšího. Výsledkem je obraz slepený z více různých snímků. Pokud se po sobě následující snímky výrazně liší (třeba u rychlého pohybu scény do strany), obraz vypadá, jakoby někdo horní část ustřihnul a posunul ji na stranu (tzv. tearing).

Klepněte pro větší obrázek

Vertikální synchronizace zajišťuje, aby se obsah frame bufferu neměnil, dokud monitor nevykreslí celý snímek. Tím se zamezí tearingu. U řešení se dvěma či více grafickými procesory pomáhá v-sync eliminovat i mikrotrhání (tzv. micro-stuttering), které bývá způsobeno nepřesnou synchronizací GPU.

Vertikální synchronizace ale může mít negativní dopad i na výkon. Jelikož musí grafická karta čekat, dokud nedojde k dokreslení staršího snímku, mezi zobrazováním jednotlivých snímků dochází k větším prodlevám a snižuje se odezva.

V ideálním případě, kdy snímková frekvence za žádných okolností neklesne pod 60 snímků/s, hráč přichází pouze snímky, které by se počítaly zbytečně. Většinou není problém ani pokud frekvence klesne pod tuto hranici – prostě se zobrazí vše, co karta zvládá vykreslovat. V našem případě je to velmi dobře vidět na grafech ze S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky, na kterou ještě nemají grafické karty dostatek výkonu a k omezení způsobenému vertikální synchronizací vůbec nedochází. Zapnutí vertikální synchronizace nemá herní výkon (a bohužel ani na spotřebu) prakticky žádný vliv.

V některých hrách (např. v Bioshocku) s odlišnou implementací v-sync se ale stává, že snímková frekvence při poklesu pod hraniční hodnotu rovnou skočí z ideálních 60 některou nižší „kulatou“ hodnotu, jako je 30, 20 nebo 15 snímků/s, na kterých už je hra o poznání méně plynulá. Výjimečně dochází ke znatelnému zpomalení odezvy hry a zhoršení ovládání. Za takových okolností nezbývá než vertikální synchronizaci vypnout.

Spotřeby jsme testovali na stejné sestavě, kterou používáme pro testování grafických karet. Procesor má kvůli snížení vlivu procesoru na spotřebu vypnuty úsporné funkce, ve výsledku by tedy u běžné sestavy měly být úspory ještě o malinko vyšší.

Testovací sestava
procesorIntel Core i7 965 Extreme Edition,
3,2 GHz@3,6 GHz (27 × 133 MHz)
základní deskaGigabyte EX58-EXTREME (Intel X58)
pamětiKingston HyperX KHX16000D3T1K3/6GX,
3× 2 GB DDR3 2 000 MHz@ 1 866 MHz (9-9-9-24-T1)
pevný diskSamsung Spinpoint F HD753LJ 750GB
optická mechanikaSamsung TS-H552
zdrojCorsair CMPSU-750TX, 750 W
skříňGMC H-60 Phoong
operační systémWindows Vista Ultimate 64b

Klepněte pro větší obrázek

Co najdete v grafech?

Grafy jsou tentokrát o poznání složitější, je v nich totiž synchronizováno hned několik průběhů vzájemně souvisejících údajů a měření.

První údaj – FPS, udává hodnotu snímkové frekvence. Se zapnutou vertikální synchronizací se zastaví na hodnotě 60 snímků/s, které odpovídají obnovovací frekvenci LCD u naší testovací sestavy.

Vytížení grafiky, respektive grafického jádra, je údaj, který lze zjistit třeba pomocí RivaTuneru, bohužel pouze u Radeonů. V případě vypnuté vertikální synchronizace, kdy karta běží stále naplno, se pohybuje okolo sta procent.

Teplota udává teplotu grafického jádra. Tento údaj berte spíše jako orientační, protože ne vždy je počáteční teplota jádra stejná. Více či méně pravidelné průběhy teplot jen ilustrují skutečnost, že zátěž grafického jádra neovlivňuje jen spotřebu sestavy, ale spolu s ní i teploty čipu a u karet s regulovaným chlazením tím pádem i hlučnost karty (což často s ohledem na zvukový projev karet znamená prakticky totéž, co hlučnost celého počítače.

Vytížení jednoho jádra procesoru je rovněž údaj získaný z RivaTuneru, a tak trochu virtuální hodnota. Osciluje okolo sta procent, často ale stovku převyšuje. Neznamená to, že by jedno jádro nebo procesor běžel na sto třicet procent, ale jen to, že je celková zátěž všech „osmi“ jader způsobená všemi běžícími procesy vyšší, než 12,5 %, které odpovídají plnému vytížení jednoho jádra.

Spotřeba sestavy zdánlivě nevypadá zákeřně. Přesto k ní patří dvě důležité poznámky – wattmetr reaguje na spotebu sestavy s mírným zpožděním a synchronizace údajů je obtížná, naměřená spotřeba se tedy může o jednu či několik sekund rozcházet s ostatními údaji. A druhá – abychom udrželi přijatelné rozměry grafu, využívá tento údaj jako jediný vedlejší osu s dvojnásobným měřítkem (údaje na pravé svislé ose ve Wattech). Pro všechny ostatní údaje platí osa vlevo.

Tři modelové situace – jedu rychle, jedu tak akorát a běžím pomalu

Vybrali jsme tři modelové situace – v první je výkon grafické karty dost vysoký na to, aby zvládala zásobovat monitor téměř stabilně obrázky rychlostí vyšší než 60 snímků/s. Ve druhém případě dochází k překročení šedesátisnímkové hranice jen občas. Ve třetím pak karta nemá dostatek výkonu na to, aby hru při daném nastavení zvládala tak, aby byly nějaké úspory myslitelné. V tom případě nás zajímá především to, zda vertikální synchronizace kartu příliš nebrzdí.

V grafech je také velmi dobře vidět, že při méně náročných scénách může po zapnutí v-sync zvolnit nejen GPU, ale i procesor.

Klepněte pro větší obrázek

Klepněte pro větší obrázek

Klepněte pro větší obrázek 

Z následujících grafu je dobře patrné, že na rozdíl od stavu s vypnutou vertikální synchronizací, kdy se spotřeba pohybuje na jedné úrovni, jde spotřeba celé sestavy razantně dolů, jakmile dojde na méně náročné scény a zbrždění grafické karty. Všimněte si také poklesu teplot jádra v okamžiku nižší zátěže.

Klepněte pro větší obrázek 

Klepněte pro větší obrázek

Klepněte pro větší obrázek 
 

 U Stalkera byste nějaké úspory hledali marně, pozorně se ale podívejte na datovou řadu s průběhy snímkové frekvence – zapnutím vertikální synchronizace v tomto případě nic neztratíte.

Klepněte pro větší obrázek
 

Klepněte pro větší obrázek 

Menší nároky = větší úspory

Výsledek závisí především na náročnosti her. Pokud karta nezvládá více než 60 snímků/s, jsou úspory prakticky nulové. V opačném případě platí, že čím méně je titul náročný, tím víc ušetříte. Nemusí-li spěchat grafická karta, může zvolnit i procesor. Vedlejším efektem jsou pak nižší teploty a s tím i hlučnost celé sestavy.

Nvidia a ovladače řady 190: úsporné režimy i při hraní

V poslední řadě ovladačů GeForce/ION 190 přišla nVidia s možností snižovat automaticky výkon karet řady Geforce 9 a novějších a s tím i spotřebu ve 3D. V nastavení přibyla položka Power management mode (v české verzi Režim řízení napájení), která umožňuje přepínat mezi dvěma režimy. V prvním běží grafická karta ve 3D režimu stále na plný výkon jako dosud, druhý – adaptivní – mění nastavení (snižuje frekvence) karty v závislosti na náročnosti her. K tomu, jak řízení spotřeby funguje, bohužel nebyla zveřejněna podrobnější dokumentace, a tak není zcela jasné, co vše je ovlivňuje.

Funguje vám adaptivní power management u GeForce? Pochlubte se v diskuzi

Kloudné informace se nám nepovedlo sehnat ani u PR zastoupení Nvidie, proto vás prosím – pokud máte nějaké zkušenosti s adaptivním úsporným režimem, tedy podtaktováním grafické karty ve 3D režimu při hraní (nikoliv ve 2D bez zátěže), pochlubte se s nimi v diskuzi. My jsme u her, které běžně testujeme, moc nepochodili, zřejmě jsou pro snížení taktů stále příliš náročné.

I když jsme vybírali z běžně testovaných titulů ty méně náročné, ke snižování taktů při hraní prakticky nedocházelo. Ke zpomalení došlo pouze v simulátoru Il-2 Forgotten Battles, ve kterém se snížila frekvence jádra u GTX 275 ze 633 na 399 MHz. Nutnou podmínkou bylo zapnutí vertikální synchronizace. Při propadu snímkové frekvence pod 60 snímků/s karta zase na několik desítek vteřin přepnula na plný výkon. Po podtaktování došlo k dalšímu snížení průměrné spotřeby z původních 293 W bez a 240 W s v-sync na 223 W. Spotřeba sestavy tak oproti „nejhoršímu“ nastavení klesla o slušných 70 W bez jakéhokoliv dopadu na plynulost hry. Podobného efektu ale dosáhnete jen u velmi nenáročných titulů.

Bez zapnutí v-sync k podtaktování nedocházelo ani v případě, že snímková frekvence oscilovala na hodnotách 100-300 snímků/s a bylo by logické. V některých hrách ještě docházelo k podtaktování alespoň mimo hraní během zobrazování nabídek.

Klepněte pro větší obrázek  Za zapůjčení grafických karet do testu děkujeme společnosti Alfa Computer

Témata článku: Hardware, Travis Kalanick, Sta, Doom 3, Stalker, Osu

14 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Jan Tomášek 24. 9. 2009 18:33:28
    Já ho zas zapínal kvůli snížení hlučnosti.
  • Lolofon 24. 9. 2009 17:12:53
    Hmm, treba davat pozor, kde to nastavis. Mam GTX 260 a ked si v-sync...
  • Olda_rab 24. 9. 2009 15:43:43
    pravda je ze me, alespon myslim, nikdy nenapadla souvyslost v-sync a...
reklama
Určitě si přečtěte

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

** V Brně byl velký výpadek služeb UPC ** Důvodem je překopnutý páteřní kabel ** V některých lokalitách služby stále nefungují

5.  12.  2016 | Jakub Čížek | 103

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

** Zmizí klasické vyhledávače ** Budeme programovat buňky ** Kvantové počítače překonají šifry

6.  12.  2016 | Jakub Čížek | 36

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

** Postavte si stolní počítač! Máme pro vás 11 vzorových sestav s rozpisem komponent ** Většina tipů cílí na hráče, věnujeme se ale i základnímu PC a počítačům na střih videa ** Nadělte si nový počítač třeba pod stromeček

5.  12.  2016 | Adam Kahánek | 74

Nejlepší notebooky nad 20 tisíc: poradíme, které teď chcete

Nejlepší notebooky nad 20 tisíc: poradíme, které teď chcete

** V notebooku s cenou nad 20 tisíc nesmí chybět kvalitní displej a rychlé úložiště ** Za dalších deset tisíc můžete dostat navíc styl nebo výkonnější komponenty ** Vybírat můžete z různých velikostí i konstrukcí

8.  12.  2016 | Stanislav Janů | 85


reklama