Quale ha le GPU più efficienti dal punto di vista energetico? NVIDIA o AMD?

Un modo per misurare le prestazioni di diverse schede grafiche è misurare la loro efficienza energetica, dove per farlo vengono utilizzati i cosiddetti frame per joule. Il che ci permette di conoscere le tendenze evolutive e quindi vedere come scalano per generazione e architettura per confrontare non solo le loro prestazioni, ma la loro efficienza di consumo. Cosa può NVIDIA ed AMD fare? Quale è più efficiente oggi?

le GPU più efficienti dal punto di vista energetico

Una delle maggiori preoccupazioni per i progettisti di nuove GPU e quindi schede grafiche è il consumo di energia, poiché l'interfaccia PCI Express porta con sé limitazioni in termini di limite di potenza che possono trasmettere. Ciò è aggravato se si tiene conto che il consumo di energia per ottenere la massima larghezza di banda VRAM, misurata in picojoule per bit trasmesso, è sempre più grande e quindi lascia con sempre meno margine il processore che domina l'hardware grafico. dal lato energetico.

Ecco perché la sfida dei tre principali produttori di hardware grafico: Intel, AMD e NVIDIA; Non è più il fatto di progettare sempre nuove GPU che sono quelle che disegnano più pixel sullo schermo, calcolano più poligoni o più TFLOPS, ma piuttosto cercano di ottenere le massime prestazioni possibili con sempre meno energia disponibile.

Quali sono i frame per joule?

Fotogrammi juiio GPU
Se parliamo del delta dell'efficienza energetica tra due schede grafiche, allora dobbiamo confrontare lo stesso gioco in esecuzione nelle stesse condizioni sia in termini di impostazioni grafiche che di risoluzione. In modo tale che entrambi riprendano esattamente la stessa immagine e possiamo misurare le prestazioni di ciascuno in base alla velocità con cui vengono scattati i fotogrammi, ovviamente quella che rende il maggior numero di fotogrammi il vincitore.

Da due concetti come fotogrammi al secondo e watt, che non sono altro che joule al secondo, possiamo ottenere i joule per fotogramma. Ovviamente, la scheda grafica che consuma meno joule durante la generazione di un frame sarà quella che sarà più efficiente dal punto di vista energetico in detto gioco.

Come vengono misurati i frame per joule di una scheda grafica? Il modo per farlo è molto semplice, dobbiamo solo dividere il consumo della scheda grafica per il numero di fotogrammi al secondo che ottiene e quindi in modo semplice le prestazioni energetiche di ciascuna GPU in particolare si ottiene.

Il modo migliore per misurare l'efficienza energetica

GPU efficiente fotogrammi Julio

Ma non è molto meglio confrontare su carta le specifiche tecniche di due schede grafiche? Non proprio, poiché le cifre fornite sono massimi teorici che possono essere dati solo in condizioni ideali che, nel 99.9%, non sono soddisfatte per una cosa o per l'altra. Non dimentichiamo che quando si genera un frame, il CPU è importante anche, elemento che deve essere lo stesso in tutti i confronti, così come la velocità del RAM.

Questo è il motivo per cui è più efficiente confrontare due GPU tra loro in uno scenario reale. Inoltre, questo ci permette di trovare i colli di bottiglia all'interno dello stesso hardware e di sapere se è limitato dalla banda passante della VRAM o dalla capacità di calcolo del processore grafico stesso.

Fotogrammi per joule e nuove architetture

TFLOPS Velocità GPU
Al momento, tutti i processori grafici per PC funzionano a velocità variabile, ciò significa che a seconda del carico di lavoro che hanno, viene messo a una velocità maggiore o minore. Non dobbiamo dimenticare che i videogiochi sono visivamente sempre più complessi e questo significa un aumento della quantità di dati da elaborare. Ecco perché se un gioco è relativamente vecchio, la nostra GPU non calpesterà l'acceleratore per eseguirne il rendering, dopotutto la frequenza standard in fotogrammi al secondo è di 60 Hz.

Quindi, quando si acquista una nuova scheda grafica, è molto meglio optare per architetture più recenti, non solo per il fatto che i nuovi giochi utilizzano le loro caratteristiche più taglienti.bordo tecnologie incluse in esse, ma a causa del fatto che l'efficienza energetica è molto più antica. Se dovessimo correggere la risoluzione, le impostazioni grafiche e il frame rate, vedremmo che un RX 6000 di MMD sarebbe più efficiente di un RX 5000 della stessa marca e persino di un RX Vega. E lo stesso si può dire di NVIDIA dove le GeForce Ampere sono più efficienti delle Turing e queste di quelle con architettura Pascal.

Ogni pecora con il suo partner, ogni GPU con la sua risoluzione

fotogrammi julio NVIDIA AMD

I frame per joule ci danno sempre informazioni molto chiare sul motivo per cui esistono GPU di fascia alta e qual è il motivo per cui sia NVIDIA, Intel e AMD nel loro marketing consigliano determinate schede grafiche per alcune risoluzioni e altre.

Con la semplice osservazione vedremo che una scheda grafica di fascia media o inferiore non sarà in grado di spostare un frame rate elevato a risoluzioni più elevate di quanto previsto. Se estraiamo i frame per joule vedremmo che sono meno efficienti man mano che aumentiamo la risoluzione dell'output dei giochi. Il motivo è che il consumo di energia viene mantenuto, ma il numero di frame diminuisce . Quindi, ad esempio, quando si genera lo stesso frame a 4K, un RTX 3080 è più efficiente di un RTX 3070.

Né possiamo dimenticare l'uso delle tecnologie più avanzate. Le GPU più recenti spesso si aggiungono a loro tramite diversi tipi di acceleratori, che svolgono la funzione per un costo energetico molto più basso. Quando queste piccole unità non sono nel processore grafico, l'efficienza energetica finirà per essere molto più bassa.

Confronto di GPU diverse in frame per joule

GPU Consumo di energia Fotogrammi per joule (1080p) Fotogrammi per joule (1440p) Efficienza (da 1080p a 1440p) Fotogrammi per joule (2160p) Efficienza (da 1440p a 2160p)
Radeon VII 265 W 0.456 0.347 -24% 0.205 -41%
RX 5500 XT 127 W 0.549 0.389 -29% 0.205 - 46%
RX 5600 XT 155 W 0.652 0.469 -28% 0.262 - 44%
RX 5700 165 W 0.671 0.491 -27% 0.278 - 43%
RX 5700 XT 213 W 0.579 0.423 -27% 0.241 - 43%
RX 6800 XT 293 W 0.665 0.553 -venti % 0.300 - 39%
RX 6900 XT 301 W 0.669 0.553 -19% 0.338 - 38%
GPU TDP Fotogrammi per joule (1080p) Fotogrammi per joule (1440p) Efficienza (da 1080p a 1440p) Fotogrammi per joule (2160p) Efficienza (da 1440p a 2160p)
GTX 1650 SUPER 104 W 0.633 0.439 -31% 0.226 -48%
GTX 1660 117 W 0.630 0.445 -29% 0.244 -Quattro. Cinque %
RTX 2060 SUPER 178 W 0.618 0.455 -26% 0.248 -44%
RTX 2070 SUPER 210 W 0.610 0.455 -25% 0.249 -43%
RTX 2080 SUPER 178 W 0.567 0.431 -24% 0.254 -41%
RTX 2080 Ti 262 W 0.613 0.478 -22% 0.287 -40%
RTX 3070 watt 220 0.738 0.575 -22% 0.341 -41%
RTX 3080 325 W 0.586 0.478 -18% 0.303 -37%
RTX 3090 356 W 0.572 0.477 -17% 0.311 -35%

Nelle due tabelle sopra possiamo vedere l'evoluzione dei frame per joule sulle diverse generazioni di schede grafiche sia di NVIDIA che di AMD, il che ci permette di sapere come si sono evoluti in termini di prestazioni energetiche, ma anche come le risoluzioni più elevate influiscono sulle prestazioni .

I risultati ottenuti ci danno un indizio molto specifico e cioè che nonostante i progressi nelle forme di nuove architetture, le prestazioni misurate nel frame per joule in ciascuna GPU non sono state duplicate in tutto questo tempo, il che dimostrerebbe la necessità di implementazione di algoritmi di intelligenza artificiale come NVIDIA DLSS, Intel XeSS o AMD FSR al fine di aumentare il frame rate in determinate risoluzioni, rendendo internamente a un livello inferiore, e quindi aumentare il numero di frame per joule.

Per finire non abbiamo incluso l'efficienza energetica delle GPU Intel e AMD, il motivo è che essere parte dello stesso chip della CPU e condividere il sistema di alimentazione è molto più difficile da abbattere.