NVIDIA Max-Q – recept na efektivnější a štíhlejší notebook
11. 10. 2017 08:00 Rubrika: Technologie Autor: Jakub Pavlis
Na letošním Computexu se NVIDIA věnovala zejména strojovému učení a novým oblastem trhu, v nichž vidí největší potenciál. Ke grafickým kartám se vyjadřovala jen málo, navíc nepředstavovala žádnou novou běžnou grafickou kartu. Jedna věc by nás ale zaujmout mohla – technologie Max-Q. Je to cesta, kterou chce NVIDIA dostat své silné grafické karty generace Pascal do tenkých a mnohem lehčích notebooků.
Nejprve odbočka – Max-Q je původně termín z leteckého a raketového průmyslu. U raket označuje bod, kdy je aerodynamické namáhání způsobené kombinací zrychlení a odporu vzduchu největší. A tomuto namáhání je nutno přizpůsobit konstrukci rakety. A tak i u konstrukce grafické karty hledá NVIDIA ideální bod, který přinese nejlepší výkon při nejmenší spotřebě. Celá technologie je tedy o efektivitě.
Je jasné, že největší překážku v tomto úsilí představuje tepelný výkon a nutnost na něj dimenzovat chlazení. NVIDIA proto požádala o spolupráci řadu významných výrobců notebooků a pustila se do práce. První vlaštovkou úspěchu je ASUS ROG Zephyrus, herní 15'' notebook s procesorem Intel Core i7-7700HQ (45 W TDP) osazený grafickou kartou GeForce GTX 1080 s TDP až 110 W. Tedy rozhodně žádné ořezávátko. Přesto má tloušťku jen 18 mm a hmotnost 2,2 kg i s baterií. Jak toho NVIDIA spolu s Asusem dosáhla?
Pojďme na to oklikou. Až do generace Maxwell vyráběla NVIDIA (a podobně i AMD) zvlášť modely karet pro desktopy a zvlášť pro mobilní přístroje, ty druhé se lišily označením M v názvu modelu a často dost výrazně i ve specifikacích. S generací Pascal toto opustila a s jedinou drobnou výjimkou jsou specifikace modelů pro obě oblasti IT stejné. NVIDIA si stanovila nějaké teplotní a tepelně-výkonové stropy, a na ně vyprojektovala čipy. Zadání tedy mohlo v dannou chvíli znít: Co nejvíce výkonu ze 150 W TDP.“ To kupříkladu pro GeForce 1080. Jak ví každý overclocker i řada obyčejných lidí, výkon čipu v závislosti na použitém proudu a napětí neroste lineárně. Jinými slovy – od určité hranice se stejným zvýšením proudu či napětí získáváte stále menší nárůst výkonu, nebo také pro stejný nárůst výkonu potřebujete stále větší a větší napětí a proud. NVIDIA se tedy rozhodla hledat bod, při kterém je efektivita čipu největší, tedy nejlepší poměr výkonu ku spotřebě (nebo proudu a napětí nebo TDP, jak chcete).
Výsledkem jsou specifikace čipů, které mají sice stejné hardwarové parametry (počet streamovacích procesorů, rasterizačních jednotek, šířku sběrnice nebo velikost paměti), ale jinak nastavené pracovní frekvence a snížené TDP. A tedy i nižší výkon než „plnonapěťové“ nebo desktopové varianty. Rozdíl není tak velký jako u předchozích mobilních „M“ verzí, ale přesto už nejsou čipy mezi sebou tak vyrovnané. Kupříkladu GeForce GTX 1080 má původní frekvenci 1556 MHz sníženou na 1290 MHz, díky čemuž TDP činí 110 W namísto původních 150 W. Obdobně GTX 1070 má s Max-Q frekvenci 1215 MHz (původně 1443 MHz) a TDP snížené o 25 W na 90 W.
Druhým zásadním bodem výzkumu byl návrh chlazení. V zásadě se vývojáři ubírali dvěma cestami – jednak lepší spoluprací mezi regulátory výkonu (karty i větráku), jednak lepším návrhem samotného chlazení, především pak rotoru chladicího větráčku. U Asusu byl použit nový materiál – krystalický polymer – který má vyšší strukturální pevnost i při extrémně nízké tloušťce listu rotoru. Ve větráčku jich tak může být více, větráček se může točit rychleji a s menší spotřebou díky nižší hmotnosti. A především více lopatek dokáže při stejném počtu otáček prohnat průřezem větráčku větší množství vzduchu. I samotné regulátory napájení jsou místem pro snadnou inovaci, totiž použití kvalitnějších komponent, které mají vyšší účinnost a nižší tepelné ztráty.
O softwarovou stránku věci by se měly postarat odladěné Game Ready drivery, které disponují širokou knihovnou profilů pro velké množství aktuálních her, koneckonců technologie míří především na hráče a velké gamerské notebooky. Součástí softwarového celku nazývaného GeForce Experience bude i technologie WhisperMode, která bude řídit nastavení her (detailů a snímkovací frekvence) v případě, že budete požadovat co možná nejnižší hladinu hluku.
Otázkou také zůstává, zda se „značka“ Max-Q stane pro mobilní karty normou, nebo zůstanou-li na trhu vedle Max-Q karet i plnonapěťové. Ve větších 17'' noteboocích se dá uchladit i 150W tepelný výkon, pokud majitele netrápí přespříliš hmotnost. Naopak Max-Q karty, zejména 1050 /Ti nebo 1060, by si mohly najít cestu i do extrémně tenkých a malách notebooků či přístrojů 2-v-1, překlápěcích tabletů apod. i s úhlopříčkou výrazně menší, než je inzerovaných 15,6'' u předváděného Asusu Zephyrus.
