هرآنچه که باید درباره فرکانس Base Clock و Boost Clock کارت گرافیک بدانید

امروزه اغلب پردازنده‌های گرافیکی (GPU) دارای بیش از یک فرکانس هسته هستند که رایج‌ترین آنها فرکانس پایه (base clock) و فرکانس بوست (boost clock) است. این دو فرکانس نه تنها تفاوت‌های اساسی دارند، بلکه حتی کارکرد آنها در کارت‌های انویدیا و AMD نیز متفاوت است. در نوشتار پیش رو به تشریح فرکانس‌های مختلف پردازنده‌های گرافیکی و تفاوت های آنها می‌پردازیم.

فرکانس بوست چیست؟
در گذشته که فرکانس بوست وجود نداشت، اجرای بنچمارک های مصنوعی باعث می‌شد مصرف انرژی از مقدار معمول در اجرای بازی‌ها فراتر برود که واکنش مکانیزم های ایمنی را در پی داشت. هنگامی که مصرف یک پردازنده گرافیکی از مقدار تعیین شده فراتر می‌رفت، به صورت خودکار فرکانس آن کاهش پیدا می‌کرد تا مانع از بروز آسیب به کارت یا افزایش دما شود. مشکل آنجا بود که مانع از استخراج نهایت توان کارت می‌شد. GPU Boost این مشکل را از طریق پایش پیوسته مصرف انرژی و دما حل می‌کرد که به پردازنده گرافیکی این امکان را می‌بخشید بدون عبور از خط قرمزهای ایمنی، تمام توان خود را ارائه کند.

فناوری 1.0 GPU Boost

با نوآوری‌های سخت افزاری و نرم افزاری که انویدیا در سال 2012 معرفی کرد، از آن پس بازی‌ها و برنامه‌ها با فرکانس پایه اجرا می‌شدند که کمینه فرکانس تضمینی بود، به عبارتی دیگر هیچ گاه فرکانس از آن پایین‌تر نمی‌آمد. اما گر توان بیشتری قابل استخراج بود، فناوری 1.0 GPU Boost به طور خودکار هوشمندانه فرکانس را افزایش می‌داد و تا جایی که به محدودیت مصرف تعیین شده می‌رسید، آن فرکانس را حفظ می‌کرد. در آن سو AMD نیز فناوری PowerTune Technology With Boost (PT Boost) را معرفی کرد که کارکردی مشابه داشت و به صورت خودکار ولتاژ و فرکانس را افزایش می‌داد. GPU Boost 2.0 بر آستانه دما تعیین شده متمرکز بود که امکان افزایش آن وجود داشت.

تاثیر افزایش یا کاهش آستانه دمای هدف

آنچه که فرکانس بوست خوانده می‌شود، یک اورکلاک کردن هوشمندانه خودکار است که با هدف افزایش کارایی در زمان مناسب انجام می‌شود. این دوپینگ ملزم به مناسب بودن شرایطی چون دما و مصرف است.

فرکانس بوست چه تفاوتی با فرکانس پایه دارد؟
در گذشته تنها یک فرکانس وجود داشت که کارکرد آن به روشنی مشخص بود و آن فرکانس پایه بود. فرکانس پایه با عناوین دیگری چون core clock ،engine clock ،graphics clock و GPU clock نیز شناخته می‌شود. همچنین در گذشته Procesor Clock و Shaders Clock نیز وجود داشت که اگر ساده بخواهیم بگوییم، در انویدیا دو برابر فرکانس هسته‌های CUDA و در AMD همان فرکانس هسته است. اما آنچه که بر پیچیدگی درک فرکانس‌های کارت گرافیک افزود، ظهور فناوری GPU Boost و پس از آن PowerTune Boost بود.

ذکر دو فرکانس پایه و بوست هسته در کارت های امروزی

اولین نسل از فناوری GPU Boost انویدیا فرکانس را به طور خودکار بر اساس مصرف تنظیم می‌کرد. با GPU Boost 2.0 تمرکز به آستانه دما منتقل شد. انویدیا با GPU Boost 3.0 امکان تعیین نقاط ولتاژ دستی را معرفی کرد و می‌توان نقاط ولتاژ و فرکانس متناظر آن را بر روی نمودار بوست تنظیم کرد.

تا پیش از ظهور فناوری‌های افزایش دهنده فرکانس (همان Boost) مشکلی وجود نداشت اما با ظهور فرکانس بوست، فرکانس پایه به حداقل فرکانس تضمینی تبدیل شد که بدان معنا است فرکانس پردازنده گرافیکی در حین اجرای بازی‌ها یا دیگر برنامه‌های سنگین از آن پایین‌تر نخواهد رفت. در آن سو فرکانس بوست بالاترین فرکانس تضمینی است که کارت گرافیک می‌تواند به آن دست پیدا کند، با این حال در کارت‌های AMD Radeon هیچ تضمینی وجود ندارد آن فرکانس به طور ثابت حفظ شود. با ظهور GPU Boost 2.0 و کارت‌های پس از آن شاهد تغییرات جزئی در هر یک از این مفاهیم بودیم.

مکانیزم فناوری GPU Boost

فرکانس بوست در ریزمعماری Pascal انویدیا یک مقدار تخمینی است که پایین‌تر از فرکانس بوست واقعی در نظر گرفته شده است، چراکه فرکانس واقعی کارت گرافیک در اجرای بازی‌ها می‌تواند بیشتر از آن باشد. GPU Boost 3.0 با معرفی یک مفهوم جدید به نام "بیشینه فرکانس تئوری" همراه بود، این فرکانس در مشخصات رسمی انویدیا یا کارت‌های گرافیک ذکر نمی‌شود اما وجود آن بی علت هم نیست. در پردازنده‌های گرافیکی مبتنی بر ریزمعماری Pascal، فرکانس بوست واقعی از فرکانس بوست اسمی به شدت فراتر می‌رود اما از آنجایی که تضمینی یا ثابت نیست، انویدیا از ذکر آن خودداری می‌کند. شدت بوست پردازنده‌های گرافیکی مبتنی بر ریزمعماری Pascal در مقایسه با Maxwell بسیار بیشتر است که باعث پیچیده‌تر شدن آن می‌شود.
در آن سو AMD با ریزمعماری Polaris رسماً دو فرکانس، شامل فرکانس پایه و فرکانس بوست دارد. اولی پایین ترین فرکانس تضمینی اما دومی بالاترین فرکانس تضمین شده است. احتمالاً اینجا متوجه تفاوت فرکانس بوست انویدیا با AMD شده باشید، فرکانس بوست AMD بیشینه فرکانس قابل دست یابی است، چیزی که انویدیا رسماً آن را اعلام نمی‌کند. به وضوح کارت‌های انویدیا قادر هستند از فرکانس بوست فراتر نیز بروند اما درباره AMD چنین نیست و ممکن است پردازنده گرافیکی همیشه در فرکانس بوست نماند، هرچند که از آن فراتر هم نمی‌رود.

اگر بخواهیم جمع بندی داشته باشیم، فرکانس بوست اسمی در انویدیا پایین‌تر از بوست واقعی است اما فرکانس بوست در AMD بیشینه آن است که غالباً پردازنده‌های گرافیکی این کمپانی در همان فرکانس بوست کار می‌کنند تا فرکانس پایه.