Рабочая температура памяти gddr5
Обновлено: 02.07.2024
Видеокарты всегда оснащались самой продвинутой с технологической точки зрения, а потому и самой быстрой памятью. Начиная с 2009 года наиболее быстрой графической памятью была GDDR5, впервые появившаяся в видеокартах AMD Radeon HD 4800. Но время идет, и современным картам пропускной способности GDDR5 уже не хватает. В старших моделях видеокарт стала появляться видеопамять GDDR5X, HBM и HBM2. Сравним эти микросхемы памяти.
| Тип памяти | GDDR5 | GDDR5X | HBM | HBM2 |
| Производители | Samsung, Hynix, Micron | Micron | Hynix, Samsung | Samsung, Hynix |
| Формат чипа | Квадратный/прямоугольный чип | Квадратный/прямоугольный чип | Куб/прямоугольный параллелепипед | Куб/прямоугольный параллелепипед |
| Максимальный объем | 8 ГБ на чип | 16 ГБ на чип | 1 ГБ на стек | 4/8 ГБ на стек |
| Максимальная пропускная способность | 8 Гбит/с | 10-14 Гбит/с Планируется переход на 16 Гбит/с | 1 Гбит/с | 2 Гбит/с |
| Ширина шины | 32 бит на чип | 64 бит на чип | 1024 бит на стек | 1024 бит на стек или больше |
| Энергопотребление | Низкое | Ниже, чем у GDDR5 | Ниже, чем у GDDR5X | Ниже, чем у HBM |
| Применение | Большинство видеокарт от бюджетных до High-End, например, GT740, GTX 1060, RX480 | GeForce GTX 1080, Nvidia Titan X (Pascal) | Radeon R9 Fury X, Radeon Pro Duo | Nvidia Tesla P100, Nvidia Quadro GP100 |
GDDR5
GDDR5 - наиболее широко используемая высокоскоростная память, которая распространена на видеокартах текущего поколения. Она является преемником памяти GDDR3 и GDDR4. В настоящее время GDDR3 или DDR3 используется только в графических картах начального уровня, тогда как GDDR4 не используется совсем.
GDDR5 является одним из самых быстрых типов графической памяти и используется во многих видеокартах от бюджетных и до высокопроизводительных карт. Примером мощных видеокарт, использующих память GDDR5, могут служить GTX 1060, GTX 1070 и Radeon RX 480. Бюджетные и средние видеокарты с памятью GDDR5 - это GT 730, GT 740, RX 460, GTX 750 Ti, GTX 1050 Ti и т. д.
GDDR5 - это память, по сравнению с предшественниками, имеет высокую пропускную способность и меньшее энергопотребление. Скорость передачи данных может достигать 8 Гбит/с. Микросхемы памяти GDDR5 выпускаются Samsung, Hynix, ELPIDA или Micron. Чипы имеют объемы 512 МБ, 1, 2, 4 и 8 ГБ. Ширина шины каждого чипа памяти GDDR5 составляет 32 бита. Сейчас на смену GDDR5 приходит память GDDR5X.
GDDR5X
GDDR5X - это улучшенная версия памяти GDDR5. Как и предшественница, GDDR5X относится к высокопроизводительной SGRAM (синхронная графическая оперативная память), которая используется в видеокартах, высокопроизводительных серверах и других современных аппаратных устройствах. GDDR5X вдвое быстрее обычной памяти GDDR5 и может достигать скоростей в диапазоне 10-14 Гбит/с. В будущем скорость пропускная способность памяти GDDR5X может достичь значений в 16 Гбит/с. В настоящее время память GDDR5X выпускается фирмой Micron.
Так же GDDR5X потребляет меньше энергии по сравнению с GDDR5. Чипы памяти GDDR5X доступны в объемах 4 ГБ, 6 ГБ, 8 ГБ и 16 ГБ. Самые популярные графические карты, использующие память данного типа включают в себя GeForce GTX 1080 и Nvidia TITAN X (Pascal). Высокопроизводительные графические карты для рабочих станций, такие как Nvidia Quadro P5000 и Quadro P6000, также используют высокоскоростную память GDDR5X. Samsung планирует запустить память GDDR6 в 2018 году, которая станет настоящим преемником памяти GDDR5. Он будет иметь скорость до 16 Гбит/с и иметь еще более низкое энергопотребление.
Стоит отметить, что замена памяти с GDDR5 на GDDR5X невозможна, так как чипы имеют разное количество контактов (170 у GDDR5 и 190 у GDDR5X).
HBM (от High Bandwidth Memory - память с высокой пропускной способностью) выпускается компаниями Hynix и Samsung. Так же как и описанные выше типы памяти используется в видеокартах и других современных устройствах. На данный момент память HBM используется в нескольких видеокартах. По конструкции HBM - это непланарная память с трехмерной конструкцией в виде куба или прямоугольный параллелепипед. В HBM несколько микросхем памяти сложены друг над другом, чтобы сформировать кубическую структуру. Благодаря этому снижается площадь, занимаемая чипами памяти, что делает возможным размещение ее в непосредственной близости к графическому процессору.
Память HBM потребляет меньше энергии по сравнению с памятью GDDR5 и GDDR5X. Первой видеокартой, использующей память HBM, стала AMD Radeon R9 Fury X. Она также используется в двух видеокартах с графическим процессором Radeon Pro Duo.
Как известно, процессоры Intel Alder Lake приносят с собой множество нововведений, большинство из которых уже известны заинтересованным пользователям. Кроме разноядерной структуры, новые CPU внедряют массовую поддержку в десктопные решения оперативной памяти стандарта DDR5, имеющую более высокую скорость передачи данных, большую максимальную емкость и прочие отличные от предыдущего поколения черты. Продолжая тему проведенного MSI обзорного мероприятия, необходимо уделить внимание второй её части, в которой специалисты компании поделились информацией об особенностях использования оперативной памяти нового поколения. В отличие от памяти DDR4, система питания чипов которой располагалась на материнской плате, у DDR5 VRM теперь находится непосредственно на самих модулях ОЗУ. С точки зрения эффективности управления питанием это можно назвать преимуществом, однако оно имеет и свой недостаток в виде изменения степени нагрева модулей памяти в целом.
реклама
Сделанный специалистами MSI тепловой снимок модуля DDR5, оснащенного контроллером RENESAS P8911-Y0, с установленным напряжением в 1,35 В (VDDQ / VDD), наглядно демонстрирует нагрев свыше 56 градусов по Цельсию именно в зоне VRM. По мнению MSI, это означает, что все высокочастотные модули DDR5 будут требовать наличия массивных радиаторов охлаждения.
Далее специалисты компании прошлись по вопросу выбора оптимального блока питания для материнских плат на чипсете Z690. Они вновь обратили внимание, что ранее на модули DDR4 питание подавалось от материнской платы и стандартное напряжение составляло 1,2 В, тогда как питание на VRM DDR5 идёт напрямую от блока питания и имеет напряжение 5 В. Это означает новые повышенные требования к стабильности напряжения по линии 5 В в блоке питания. Нестабильное питание по данной линии может привести к сбоям системы, либо ограничить разгон. Не забыла MSI похвалить блоки питания, выпускаемые под её торговой маркой, отметив, что они подобных недостатков лишены.
Мы протестировали первые видеокарты GeForce RTX 3080 и GeForce RTX 3090, и теперь можем рассмотреть некоторые аспекты их работы. В случае GeForce RTX 3080 Founders Edition мы провели измерения с помощью тепловизора, некоторые участки действительно нагревались до 100°C.
На практике мы не столкнулись с какими-либо проблемами работы видеокарт Gigabyte GeForce RTX 3080 Eagle OC 10G, MSI GeForce RTX 3080 Gaming X Trio 10G и Gigabyte GeForce RTX 3090 Gaming OC 24G. На кромке основания кулера мы получили температуры между 60 и 70 °C.
Но вернемся к теме температур VRAM. NVIDIA использует память GDDR6X, разработанную в сотрудничестве с Micron, благодаря модуляции PAM4 и другим технологиям она может работать на высоких тактовых частотах. Мы как раз рассматривали подробности работы GDDR6X в тесте GeForce RTX 3080. На видеокарте GeForce RTX 3080 память работает на частоте 1.188 МГц, на GeForce RTX 3090 - на частоте 1.219 МГц. Так что речь идет о пропускной способности 19,0 или 19,5 Гбит/с - как заявлено для чипов MT61K256M32JE-19. Производитель указывает рабочую температуру между 0 и 95 °C.
Но Micron указывает в технических спецификациях планку TJ limit 110°C. Так что чипы памяти не должны нагреваться выше 110°C. Впрочем, на самом деле все намного сложнее, поскольку Micron задала определенные спецификации по распределению питания. С подробностями можно ознакомиться в соответствующем PDF.
Мы провели измерения следующим образом. Сначала мы провели тесты с видеокартой GeForce RTX 3080 Founders Edition. Для измерения температуры чипов памяти мы сняли кулер, после чего установили температурные датчики непосредственно между чипами GDDR6X. Мы выбрали положение между чипами памяти M2 и M3, а также между M10 и M11. Как раз между корпусировкой GPU и VRM, то есть между горячими участками.
Мы нагревали видеокарту на протяжении 20 минут под игровой нагрузкой DOOM Eternal в 4K. Между M2 и M3 мы получили температуру 103 °C, между M10 и M11 даже 106 °C! Но мы не были удивлены, поскольку ранее получили 99°C от первого VRM с торца видеокарты. Поэтому между VRM и корпусировкой GPU температура вряд ли будет ниже.
Micron описывает схожий сценарий в "Case Study 2 (Multidie Products)". Планка TJ limit составляет 110 °C, с учетом внешних факторов (охлаждение и сборка) максимальная температура корпусировки (TC) заявлена от 106,25 до 108,13 °C.
Maximum TC = 110°C - (1.5W x 0.5 x 5 °C/W) = 106.25°C
for 75% through case = 104.38°C
for 25% through case = 108.13°C
Мы получили 106 °C, что вписывается в ограничения, допускаемые производителем.
Проблемы с перегревом?
Можно сказать, что система охлаждения GeForce RTX 3080 Founders Edition работает на пределе. Так что пространства для маневра нет, высокие температуры наверняка связаны с высокой плотностью расположения компонентов. Компактная PCB выглядит хорошо, но она лишь затрудняет охлаждение. Все же большая часть из теплового пакета 320 Вт накапливается в корпусировке GPU, затем в VRM и памяти.
Но, как написал наш коллега Игорь Валлосик: "Повода для паники нет, следует понимать взаимосвязь всех температур".
Если посмотреть на температуры видеокарт с альтернативным дизайном, то высокие температуры явно связаны с ограниченным пространством Founders Edition. Мы не смогли получить столь высокий нагрев на более быстрой и лучше оснащенной Gigabyte GeForce RTX 3090 Gaming OC 24G. В том же месте с лицевой стороны PCB мы получили максимум 71°C. Сзади температуры тоже были не выше, поверхность задней пластины нагревалась всего до 65 °C. Похожие результаты были и для Gigabyte GeForce RTX 3080 Eagle OC 10G и MSI GeForce RTX 3080 Gaming X Trio 10G. Ни одна из протестированных моделей не нагревалась выше 100 °C, в отличие от GeForce RTX 3080 Founders Edition. Причем видеокарта GeForce RTX 3090 Founders Edition тоже показала меньшую температуру.
В случае видеокарты Gigabyte GeForce RTX 3090 Gaming OC 24G можно отслеживать нагрев задней пластины, поскольку чипы памяти располагаются как раз под ней. Но, как мы упоминали выше, проблемные температуры наблюдаются только на поверхности между чипами памяти.
Проблемы возникли и у производителей
Нам сообщили о проблемах, с которыми столкнулись производители видеокарт NVIDIA, поскольку дизайны кулеров с финальными образцами видеокарт обеспечивали слишком низкий уровень производительности охлаждения. Наблюдались высокие температуры GPU и GDDR6X, поэтому кулеры пришлось переделывать. Мы не будем называть производителей, но вышедшие на рынок видеокарты (если их получится купить) подобных проблем не имеют.
Но может ли случиться так, что какой-то производитель слишком поздно заметил, что его система охлаждения имеет недостаточный уровень производительности, или отрегулировал кулер так, что температуры увеличиваются до предельного уровня. Остается только гадать. В какой-то момент NVIDIA пришлось информировать партнеров о планируемой градации TGP видеокарт GeForce RTX 30. Им пришлось разрабатывать свои системы охлаждения в большой спешке.
Вполне возможно, что производители заметили высокие температуры только на первых полностью оснащенных видеокартах. Которые как раз должны скоро появиться на рынке.
Первые чипы в линейке GeForce RTX 20 (TU102 GPU) были выпущены на 28 календарной неделе 2018 года (с 9 июля по 15 июля, 2018), видеокарты стали продаваться с конца сентября. Поэтому между производством GPU и наличием видеокарт в продаже промежуток составляет порядка десяти недель. Для первых видеокарт Ampere чипы были выпущены на 32 календарной неделе (с 3 по 9 августа), но производство видеокарт стартовало с 17 сентября - всего через шесть недель.
Поэтому можно предположить, что NVIDIA очень спешила, а также поставила партнерам GPU и память очень поздно, чтобы предотвратить утечки. Но сложно сказать, как столь короткий срок сказался на разработке альтернативных дизайнов.
Если тема GDDR6X вас беспокоит, то видеокарты с альтернативным дизайном пока демонстрируют меньше проблем, чем NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition. Но стоит заметить, что пока все укладывается в спецификации - пусть и близко к пределу.
Ниже приведены наши тесты GeForce RTX 30:
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Температура компонентов компьютера является важным фактором стабильной работы системы. Перегрев может вызывать зависание, подтормаживание и отключение компьютера во время игры или при другой продолжительной нагрузке. Серьезный перегрев компонентов напрямую отражается не только на производительности, но и на сроке их службы. Тогда какая температура будет оптимальной для вашего компьютера, а когда пора беспокоиться?
Согласно правилу «10 градусов», скорость старения увеличивается вдвое при увеличении температуры на 10 градусов. Именно поэтому нужно периодически следить за температурными показателями комплектующих, особенно в летнее время.
Процессор
Самый верный способ узнать максимально допустимую температуру процессора — посмотреть спецификацию к устройству на сайте производителя конкретно вашего изделия. В ней помимо перечисления всех характеристик будет указана и максимальная рабочая температура.
Не стоит думать, что все нормально, если у вас стабильные 90 °C при максимально допустимых 95-100 °C. Оптимально температура не должна превышать 60-70 °C во время нагрузки (игры, рендеринга), если только это не какое-то специальное тестирование на стабильность с чрезмерной нагрузкой, которая в повседневной жизни никогда не встретится.
Сейчас у большинства устройств есть технология автоматического повышения тактовой частоты (Turbo Boost).
Например, если базовая частота AMD Ryzen 3700X составляет 3.6 ГГц, то в режиме Turbo Boost он может работать на частоте 4.4 ГГц при соблюдении определенных условий. Одно из этих условий — температура.
При превышении оптимальной температуры возможно незначительное снижение максимальной частоты работы. В момент, когда температура приближается к максимально допустимой, частота понижается уже сильнее. Это в конечном счете оказывает влияние на производительность, именно поэтому оптимальной температурой принято считать 60-70 °C.
В эти пределы по температуре и заложена максимальная производительность для устройства.
Температура процессора напрямую связана с системой охлаждения, поэтому, если вы берете высокопроизводительный процессора как AMD Ryzen 3900X или 10900к, на системе охлаждения лучше не экономить.
Видеокарта
С видеокартами все примерно точно так же. Только помимо информации в спецификации, можно посмотреть зашитые в Bios устройства максимальные значения температуры.
Для обоих производителей, в зависимости от серии видеокарт, максимальная температура находится пределах от 89 до 105 °C.
Посмотреть их можно с помощью программы GPU-Z или AIDA64.
Помимо температуры самого ядра важное значение имеет и температура других компонентов видеокарты: видеопамяти и цепей питания.
Есть даже тестирование видеокарт AMD RX 5700XT от разных производителей, где проводились замеры различных компонентов на видеокарте.
Как можно видеть, именно память имеет наибольшую температуру во время игры. Подобный нагрев чипов памяти присутствует не только у видеокарт AMD 5000 серии, но и у видеокарт Nvidia c использованием памяти типа GDDR6.
Как и у процессоров, температура оказывает прямое влияние на максимальную частоту во время работы. Чем температура выше, тем ниже будет максимальный Boost. Именно поэтому нужно уделять внимание системе охлаждения при выборе видеокарты, так как во время игры именно она всегда загружена на 100 %.
Материнская плата
Сама материнская плата как таковая не греется, на ней греются определенные компоненты, отвечающие за питание процессора, цепи питания (VRM). В основном это происходит из-за не совсем корректного выбора материнской платы и процессора.
Материнские платы рассчитаны на процессоры с разным уровнем энергопотребления. В случае, когда в материнскую плату начального уровня устанавливается топовый процессор, во время продолжительной нагрузки возможен перегрев цепей питания. В итоге это приведет либо к сбросу тактовой частоты процессора, либо к перезагрузке или выключению компьютера.
Также на перегрев зоны VRM влияет система охлаждения процессора. Если с воздушными кулерами, которые частично обдувают околосокетное пространство, температура находится в переделах 50-60 °C, то с использованием жидкостных систем охлаждения температура будет уже значительно выше.
В случае с некоторыми материнскими плата AMD на X570 чипсете, во время продолжительной игры возможен перегрев южного моста, из-за не лучшей компоновки.
Предел температуры для системы питания материнской платы по большому счету находится в том же диапазоне — 90–125 °C. Также при повышении температуры уменьшается КПД, при уменьшении КПД увеличиваются потери мощности, и, как следствие, растет температура. Получается замкнутый круг: чем больше температура — тем ниже КПД, что еще больше увеличивает температуру. Более подробно узнать эту информацию можно из Datasheet использованных компонентов на вашей материнской плате.
Память
Память типа DDR4 без учета разгона сейчас практически не греется, и даже в режиме стресс тестирования ее температура находится в пределах 40–45 °C. Перегрев памяти уменьшает стабильность системы, возможна перезагрузка и ошибки в приложениях, играх.
Для мониторинга за температурой компонентов системы существует множество различных программ.
Если речь идет о процессорах, то производители выпустили специальные утилиты для своих продуктов. У Intel это Intel Extreme Tuning Utility, у AMD Ryzen Master Utility. В них помимо мониторинга температуры есть возможность для настройки напряжения и частоты работы. Если все же решитесь на разгон процессора, лучше это делать напрямую из Bios материнской платы.
Есть также комплексные программы мониторинга за температурой компьютера. Одной из лучших, на мой взгляд, является HWinfo.
-
— бесплатная и мощная утилита, с помощью которой можно получить детальную информацию об аппаратных компонентах вашего компьютера. — бесплатная утилита, предназначенная для мониторинга аппаратных значений компьютера. — программа для анализа, тестирования и мониторинга компьютера. — самая известная и широко используемая утилита для разгона видеокарт от Nvidia и AMD, но может применяться и в качестве мониторинга температуры. — программа для отображения технической информации о видеоадаптере.
Чем чреват перегрев — ускоренная деградация чипов, возможные ошибки
Перегрев компонентов в первую очередь чреват падением производительности и нестабильностью работы системы. Но это далеко не все последствия.
При работе на повышенных температурах увеличивается эффект воздействия электромиграции, что значительно ускоряет процесс деградации компонентов системы.
Эффект электромиграции связан с переносом вещества в проводнике при прохождении тока высокой плотности. Вследствие этого происходит диффузионное перемещение ионов. Сам процесс идет постоянно и крайне медленно, но при увеличении напряжения и под воздействием высокой температуры значительно ускоряется.
Под воздействием электрического поля и повышенной температуры происходит интенсивный перенос веществ вместе с ионами. В результате появляются обедненные веществом зоны (пустоты), сопротивление и плотность тока в этой зоне существенно возрастают, что приводит к еще большему нагреву этого участка. Эффект электромиграции может привести к частичному или полному разрушению проводника под воздействием температуры или из-за полного размытия металла.
Это уменьшает общий ресурс работы и в дальнейшем может привести к уменьшению максимально стабильной рабочей частоты или полному выходу устройства из строя и прогару. Именно высокая температура ускоряет процесс старения компьютерных чипов.
Как бороться с перегревом
Сейчас, особенно в летнюю пору, можно попробовать открыть боковую створку корпуса или заняться оптимизацией построения воздушных потоков внутри него.
Также в борьбе с высокой температурой может помочь чистка от пыли и замена термопасты, в некоторых случаях будет достаточно и этого.
И, пожалуй, самый радикальный и дорогостоящий способ снижения температуры — замена системы охлаждения CPU и GPU.
На мой взгляд, самый эффективный способ без затрат уменьшить нагрев и повысить производительность это Downvolting (даунвольтинг).
Даунвольтинг — это уменьшение рабочего напряжения, подаваемого на процессор или видеокарту во время работы. Это ведет к уменьшению энергопотребления и, как следствие, к уменьшению температуры.
Для видеокарт NVIDIA даунвольтинг осуществляется с использованием программы MSI Afterburner.
В ней вы для каждого значения частоты подбираете собственное напряжение. Он еще называется даунвольтинг по курве (кривой).
Таким способом можно уменьшить потребление видеокарты примерно на 20-30 %, что положительно отразится на рабочей температуре и тактовой частоте.
Вопреки бытующим заблуждениям, даунвольтинг не оказывает какого-либо отрицательного влияния на производительность видеокарты.
Default Voltage
Downvolting
Для даунвольтинга видеокарты AMD не потребуется даже отдельная утилита — все уже реализовано производителем в настройках драйвера.
Даунвольтинг не только уменьшает рабочую температуру, но и увеличивает производительность за счет того, что у всех устройств заложено ограничение по потребляемой энергии.
В случае с видеокартами AMD, уменьшение рабочего напряжения уменьшает энергопотребление и дает возможность видеокарте функционировать на заявленных частотах без упора в лимит энергопотребления, не прибегая к его расширению.
У данной видеокарты он составляет 160 Вт, что и можно наблюдать на первом графике.
Default Voltage
Downvolting
С процессорами дела обстоят несколько сложнее, однако они также поддаются даунвольтингу. Но это уже совсем другая история.
Существуют максимальные показатели рабочих температур. Обычно это 90–105 °C, установленные производителем. Как минимум, нужно стараться не превышать эти значения, однако оптимально температура компонентов компьютера не должна превышать 60–70 °C во время повседневных нагрузок. Тем самым вы будете иметь максимальную производительность системы и долгий срок службы, а так же практически бесшумный режим работы системы охлаждения. Именно поэтому не стоит сильно экономить на системе охлаждения компьютера.
Читайте также: