Como testar a estabilidade de um overclock ideal na GPU

Não há dúvidas de que a placa de vídeo (ou GPU) é o componente mais importante em um sistema gamer moderno. Quando se trata de jogos e outros aplicativos gráficos 3D, a maior parte do desempenho de um PC gamer vem diretamente da placa de vídeo. As GPUs modernas também são capazes de executar tarefas adicionais, como renderização e codificação de vídeo, o que auxilia na gravação e transmissão ao vivo, caso o usuário tenha interesse. Portanto, não é surpresa que os jogadores ávidos busquem um desempenho cada vez maior da placa de vídeo para obter a melhor experiência possível em seus jogos favoritos. Essa necessidade de velocidade levou a um aumento massivo na tendência de "overclocking".

O que é um "quebra-molas"?

Velocidade de quebra O overclocking é o processo de aumentar manualmente as frequências de clock e de memória da sua placa de vídeo, resultando em ganhos de desempenho gratuitos. Toda placa de vídeo é capaz de overclocking até um certo limite. Isso ocorre porque os fabricantes de GPUs deixam uma margem acima das frequências de clock nominais da GPU para garantir uma frequência consistente e estável em todas as placas produzidas. Portanto, o overclocking é uma maneira relativamente fácil e gratuita de aumentar o desempenho da sua placa.

Você pode querer fazer overclock na sua placa de vídeo se simplesmente precisar de um desempenho extra da sua GPU. É grátis, então por que deixar esse desempenho sem uso? O overclock também é uma maneira divertida e interessante de mexer nos componentes do seu computador. Além disso, ajuda a aumentar seu conhecimento sobre o hardware, para que você esteja mais bem preparado para lidar com quaisquer problemas que possam surgir posteriormente. Os entusiastas de PC transformaram o overclock em uma espécie de competição para ver até onde conseguem levar suas placas. Essencialmente, você não corre o risco de causar danos físicos à placa com os métodos tradicionais de overclock. Como resultado, o overclock se tornou cada vez mais popular na cultura de PCs para o consumidor. Nosso guia completo para overclocking de GPU Pode ser de grande benefício para quem usa quebra-molas, independentemente do nível de habilidade.

No entanto, há alguns pontos importantes a considerar. É fundamental entender que overclocking significa operar sua placa de vídeo em velocidades que excedem as especificações do fabricante. Isso significa que você precisará verificar a estabilidade das velocidades que definir. Além disso, é necessário manter a temperatura da placa sob controle. Naturalmente, uma placa com overclock consome mais energia da fonte de alimentação e, portanto, gera mais calor. Uma ventilação adequada do gabinete pode ajudar bastante nesse sentido, e você pode aprender mais sobre isso na seção Plus. Este artigo.

O que você precisa saber antes do teste de estresse

O overclocking é um processo empolgante tanto para entusiastas de hardware quanto para jogadores que desejam levar suas placas ao limite e alcançar a melhor taxa de quadros possível. No entanto, há algumas coisas que você deve entender antes de nos aprofundarmos no processo. Não abordaremos todo o processo de overclocking neste guia (você pode consultar [outros recursos/seções]). Nosso guia completo para overclocking da sua unidade de processamento gráfico (GPU) Portanto), mas lidaremos adequadamente com o processo de teste de estresse do seu cartão.

A unidade de processamento gráfico (GPU) (o chip físico dentro da placa de vídeo) é feita de uma fina pastilha de silício. Devido às propriedades inerentes do silício, existem pequenas variações entre cada GPU. Isso significa que não existem duas GPUs exatamente iguais, mesmo que pertençam à mesma família de placas de vídeo. Portanto, a GPU física dentro de uma placa RTX 3080 terá diferenças muito pequenas nas especificações em relação a outra placa RTX 3080.

O que isso significa para o usuário final? Significa que, em termos de overclocking, algumas GPUs serão capazes de atingir níveis de frequência mais altos do que outras da mesma família devido à maior qualidade do seu silício. Isso é especialmente benéfico durante o overclocking, quando se busca extrair o máximo desempenho da placa. Dois conceitos estão relacionados a isso.

Classificação de silício Este é o processo pelo qual os fabricantes de GPUs (como Nvidia ou AMD) e seus parceiros AIB (como ASUS, MSI, Gigabyte, EVGA, etc.) separam o silício de alta qualidade do silício de qualidade inferior. Isso significa que o melhor silício é destinado às placas de vídeo topo de linha de cada série. Tomando a RTX 3080 como exemplo novamente, isso significa que o melhor silício é utilizado nas versões mais caras, como a ASUS Strix, a Gigabyte Aorus Extreme, a EVGA FTW3, etc. Essas placas terão maior potencial de overclock como resultado dessa prática.

Loteria do Silício Este é o nome dado ao fenômeno de obter aleatoriamente um chip de alta qualidade. Como nem todas as GPUs são "selecionadas", é possível obter um chip de altíssima ou baixíssima qualidade por sorte, daí o nome. Observe que todas as GPUs fabricadas são capazes de operar nas velocidades padrão especificadas pelo fabricante/AIB. A qualidade real do silício por trás da GPU só é importante ao fazer overclock da placa. Quanto melhor o silício, maiores as velocidades que você pode manter, preservando a estabilidade.

• GPU Boost: O Conceito de Aumento Dinâmico

As placas gráficas da Nvidia, desde a série Pascal, e as da AMD, desde a arquitetura Vega, utilizam uma tecnologia conhecida como Dynamic Boost. Essencialmente, isso significa que a placa tentará automaticamente atingir sua frequência máxima de overclock, desde que tenha margem térmica e de energia suficiente. Esse conceito de Dynamic Boost (ou GPU Boost, na terminologia da Nvidia) significa que, mesmo na configuração padrão, as placas tentarão levar sua frequência ao limite, até mesmo além de suas frequências de boost nominais. Esse conceito é crucial durante o overclock e testes de estresse, onde precisamos monitorar as frequências de boost alcançadas, bem como a temperatura máxima e o consumo de energia da placa. Encontrar um equilíbrio em que a placa consiga atingir uma frequência de boost relativamente alta, mantendo-se dentro de temperaturas operacionais confortáveis, é fundamental para um overclock estável.

• Algoritmo Boost Binning da Nvidia

Durante a fase GPU Boost mencionada anteriormente, as placas gráficas Nvidia utilizam uma tecnologia chamada Boost Binning. Essa tecnologia altera rapidamente a frequência máxima de boost, dependendo da temperatura e do consumo de energia. Podemos pensar nesses "boost bins" como pequenos pacotes de frequência (cada um contendo 15 MHz) que são alternados pelo algoritmo muito rapidamente. A principal vantagem desse algoritmo é que as placas Nvidia alteram suas frequências de núcleo em + ou - 15 MHz a cada iteração. Isso nos fornece um valor significativo para o processo de overclock. Se a placa apresentar instabilidade em nossos testes, podemos reduzir as frequências de núcleo em 15 MHz para entrar em um boost bin inferior. Isso deve proporcionar um excelente resultado de estabilidade durante a fase de testes.

• Algoritmo de frequência de aumento direcionada da AMD

Ao contrário da tecnologia Boost da Nvidia, a AMD utiliza uma metodologia de "frequência alvo de boost" em suas placas. Com as placas AMD, você só pode especificar uma frequência alvo de boost específica ao fazer overclock. Isso significa que a placa tentará aumentar sua velocidade de clock até essa frequência alvo, desde que haja energia e margem térmica suficientes. Consequentemente, a frequência de boost resultante que o usuário experimentará no jogo será ligeiramente inferior à frequência alvo de boost definida. Essa é uma diferença significativa em relação às placas Nvidia.

Testes de estresse – por que são importantes?

Testar a placa de vídeo sob carga após o overclock é crucial. Essencialmente, testar sob carga significa que, após definir um overclock, a placa é levada ao limite usando uma combinação de testes e benchmarks sintéticos. Esses testes, apropriadamente chamados de "testes de estresse", submetem a placa de vídeo a uma carga massiva para simular o pior cenário possível em termos de temperatura e consumo de energia. A placa geralmente utiliza todos os seus recursos disponíveis nesses cenários, tornando esses testes indispensáveis ​​para confirmar a estabilidade do overclock.

É importante ressaltar que os testes de estresse são absolutamente essenciais após overclock ou downsizing. Você não pode simplesmente configurar um overclock aproximado no Afterburner e considerar o trabalho concluído. Nada é mais frustrante para os jogadores do que a placa de vídeo travar no meio do jogo. Os testes de estresse aplicam uma carga artificial suficientemente alta na placa para garantir sua estabilidade em aplicações menos exigentes, como jogos. As principais áreas testadas incluem a frequência do núcleo da GPU, a frequência da memória, as temperaturas da GPU e da VRAM, o sistema de alimentação e outros fatores, como curvas de ventoinha e temperaturas do VRM.

Tipos de testes de estresse

Existem diversos tipos de testes de estresse disponíveis para usuários finais. Os benchmarks sintéticos são muito comuns e apresentam desempenho excepcional. Esses testes geralmente avaliam todos os aspectos da placa de vídeo e tentam simular os piores cenários. Além dos benchmarks sintéticos, existem alguns "testes de tortura" especialmente projetados que estressam severamente apenas um aspecto da placa. Alguns focam em temperaturas, enquanto outros podem se concentrar no consumo de energia ou no overclock da memória. Muitos jogos modernos agora oferecem benchmarks integrados bastante exigentes. Estes também podem ser úteis para testes, pois simulam um cenário mais realista que você pode encontrar no jogo.

Aplicações comuns de testes de estresse

Existem diversos testes de estresse comuns usados ​​por overclockers de PC. Cada um oferece uma abordagem ligeiramente diferente para o teste, então é melhor usá-los todos pelo menos uma vez. Aqui estão alguns aplicativos úteis para testar a estabilidade do overclocking da GPU:

• 3DMark FireStrike e FireStrike Extreme
• 3DMark TimeSpy e TimeSpy Extreme
• 3DMark Port Royal
• Unigine Heaven
• Vale Unigine
• Superposição Unigine
• Furmark
• OCCT

Além desses aplicativos de teste, é altamente recomendável baixar os seguintes utilitários para monitorar as estatísticas do seu computador:

• MSA Afterburner
• Servidor de estatísticas RivaTuner
• HWInfo 64
• HWMonitor
• TechPowerUp GPU-Z

Você pode estar se perguntando qual é exatamente a diferença entre todos esses testes. Um único teste não seria suficiente? A resposta está em como cada um deles foi projetado para funcionar.

Testes como o 3DMark Fire Strike e o Unigine Heaven/Valley são benchmarks DX11, mas cada um adota uma abordagem diferente em relação ao nível de recursos exigido. Testes como o mais recente 3DMark Time Spy e o Unigine Superposition são benchmarks DX12 extremamente exigentes; o Superposition oferece até mesmo uma versão em 8K do benchmark, que é muito pesada. O Port Royal do 3DMark é uma adição relativamente nova dedicada ao desempenho de ray tracing em tempo real em placas RTX. Se você tem uma placa RTX novinha em folha da Nvidia, este é o teste que você deve executar. O Furmark é um teste de estresse térmico e não tem nada a ver com testes de desempenho. O Furmark foi projetado para levar as temperaturas ao seu limite absoluto.

Isso fornece um cenário de temperatura no pior caso e pode ser útil para determinar a margem térmica que sua placa oferece. O OCCT adota uma abordagem semelhante, mas inclui opções para aumentar o consumo de energia da GPU e até mesmo o consumo geral de energia do sistema durante seus testes.

Processo de teste de estresse

Após termos estabelecido uma compreensão abrangente dos conceitos subjacentes ao teste, vamos prosseguir para o processo.

• Abra o aplicativo de teste de estresse/benchmark após inicializar o freio de velocidade.
• Feche todos os aplicativos desnecessários.
• Use as configurações de qualidade mais altas em 1920x1080. Você também pode usar resoluções mais altas, e as predefinições "Extremas" para esses testes geralmente funcionam em 1080p.

• Use o Modo Tela Cheia se não pretende alterar as configurações de overclock enquanto o teste estiver em execução. O Modo Janela pode ser usado se desejar fazer alterações simultaneamente.
• Deixe o teste/benchmark rodar. Monitore as estatísticas do seu computador. Anote as frequências máximas do núcleo, frequências da memória, voltagens, consumo de energia e, principalmente, as temperaturas. Se a temperatura subir significativamente, talvez seja necessário reduzir o overclock.
• Observe se há alguma distorção visual durante os testes. Essas distorções indicam instabilidade na velocidade da memória.
• Após a conclusão bem-sucedida do teste, algum tipo de resultado poderá ser exibido. Você pode salvá-lo se estiver buscando a velocidade máxima e quiser ver resultados quantitativos.

Assistindo

Durante os testes, você deve monitorar constantemente as estatísticas da sua placa de vídeo. O overclocking é essencialmente uma tentativa de encontrar o equilíbrio ideal entre temperaturas e frequências de clock. Monitorar esses parâmetros ajudará você a encontrar um overclock estável, ideal para o uso diário e que não cause superaquecimento da placa. Você também pode ajustar o perfil da ventoinha para obter o melhor equilíbrio entre ruído e calor.

Em unidades de processamento gráfico (GPUs) da Nvidia, você deve observar a frequência de clock boost mais alta que sua placa é capaz de atingir. Usando a tecnologia GPU Boost, a placa aumentará sua velocidade de clock ao nível máximo possível, desde que haja margem suficiente para temperatura e consumo de energia. Encontrar o equilíbrio entre altas velocidades de clock e temperatura é fundamental.

Em GPUs AMD, você deve observar o quão próxima sua frequência de boost está da meta de boost especificada. Isso também mudará com base na temperatura e no consumo de energia. Compreender o conceito de metas de boost e algoritmos de boost dinâmico pode ser útil para configurar um overclock equilibrado.

Para monitorar a temperatura, o ideal é monitorar tanto a temperatura da GPU quanto a da memória. O MSI Afterburner e o HWInfo podem se conectar a esses sensores e fornecer as informações ao RivaTuner para exibição. Ajustar a curva de rotação da ventoinha e melhorar o fluxo de ar no gabinete pode ajudar a reduzir as temperaturas. Se você observar temperaturas acima de 85 °C, considere reduzir o overclock.

O objetivo de cada teste

• • • 3DMark FireStrike e Unigine Heaven: Testes de estabilidade e desempenho em situações reais no DX11
    • 3DMark TimeSpy: Testes de estabilidade e desempenho em situações reais no DX12
    • 3DMark PortRoyal: Desempenho de RayTracing das GPUs RTX
    • Superposição Unigine: Testando cenários extremos e desempenho em realidade virtual.
    • Furmarca: Teste geral de estabilidade para velocidade de oscilação (OC) e teste de temperatura máxima
    • OCCT: Uma combinação de testes realistas e testes de temperatura máxima.

Falhas e distorções gráficas (artefatos)

E se o seu overclocking for instável? Durante os testes, você pode se deparar com um dos três problemas a seguir:

• • • Interrupções: A placa irá travar e retornar à área de trabalho. Sua tela pode piscar levemente e sua configuração de overclock será reiniciada. Não se preocupe, esse é um comportamento normal se a placa estiver executando um overclock instável. Para GPUs Nvidia, considere reduzir a frequência do núcleo para o nível de boost mais baixo (-15 MHz) e teste novamente. Para GPUs AMD, tente reduzir a meta de boost definida no seu software de overclock. Como cada GPU é diferente (devido ao conceito de "loteria do silício" mencionado anteriormente), talvez seja interessante dedicar um tempo para encontrar o overclock ideal para a sua placa específica.
    • Distorções gráficas (artefatos): Isso pode aparecer como manchas de "erros" na cena exibida. Você pode ver blocos pixelizados, formas estranhas, linhas, etc. Este é um sinal claro de instabilidade na frequência da memória. Diminua ligeiramente as frequências da memória e teste novamente.
    • Reinicialização forçada: Se o seu computador reinicia sob carga (especialmente no OCCT e no Furmark), é porque sua placa de vídeo está consumindo mais energia do que sua fonte de alimentação suporta. Nesse caso, reduza o limite de energia.

Duração

Agora é hora de decidir por quanto tempo você quer testar seu limite de estresse. Uma abordagem de três níveis é recomendada para isso.

• • • Estabilidade básica (30 minutos)

      Este é o nível básico de estabilidade. Testes como Unigine Heaven, Valley, Superposition, 3DMark Fire Strike, Furmark, etc., devem apresentar falhas dentro desse período se houver overclock instável (observe que no Unigine Suite você também pode executar testes consecutivos caso não tenha a opção de testes repetidos). Se sua placa estiver estável dentro dessa faixa, ela deverá permanecer estável por uma ou duas sessões de jogos comuns. Se apresentar falhas, reduza as configurações de overclock e tente novamente.

Nota: Utilize o Furmark apenas dentro deste intervalo. O Furmark é um teste de alta exigência, e não é recomendável operá-lo por mais de 30 minutos. As temperaturas devem estabilizar após 10 a 15 minutos, e 30 minutos é o tempo máximo de operação seguro.

• Estabilidade forte (uma hora)

  Se você deseja garantir que sua placa de vídeo não apresente mau funcionamento durante longas sessões de jogos (3 a 5 horas), essa é a duração recomendada para o teste de estresse. Se sua placa passar nesse nível sem apresentar mau funcionamento ou superaquecimento, considere-a segura para a maioria das sessões de jogos e para a estabilidade geral do sistema.

• Estabilidade confirmada (6 horas)

  Se o seu uso envolver manter a GPU sob carga por longos períodos (jogos noturnos, renderização, mineração, etc.), talvez seja interessante considerar este nível de teste. É aqui que as versões pagas desses testes se tornam úteis, oferecendo testes iterativos extremamente longos. Você pode tentar executar os testes durante a noite enquanto dorme para minimizar o tempo de espera. Se o seu overclock passar neste teste, considere-o perfeitamente estável. Jogos comuns nunca exigirão tanto da sua placa por tanto tempo, e você pode confiar no seu overclock.

Resultados

Os resultados dos testes em si não são cruciais, já que a maioria são benchmarks de desempenho. Eles podem ser úteis para testar o potencial máximo de overclock de uma placa, pois fornecem uma avaliação quantitativa das suas capacidades de overclock. No entanto, softwares de monitoramento como Afterburner + RivaTuner são o que realmente nos fornecem os dados necessários desses testes. Durante os testes, o monitoramento das frequências do núcleo, frequências da memória, voltagens, consumo de energia e temperatura da placa é essencial, pois esses valores fornecem uma visão bastante precisa da estabilidade do overclock.

Observe as temperaturas máximas no Furmark (tanto para GPU quanto para memória) e compare-as com as leituras de temperatura obtidas no Superposition. Isso mostra a margem térmica disponível para overclock, já que o Furmark representa as temperaturas máximas absolutas que você pode encontrar. Observe as frequências de clock boost em testes como o Heaven em comparação com testes como o TimeSpy. Essa é a representação mais próxima dos valores reais em jogos usando DX11 e DX12. Preste atenção ao desempenho de ray tracing no Port Royal e observe também o uso de VRAM. Esses valores dão uma ideia das capacidades de ray tracing da sua placa RTX. Observe o alto uso de VRAM no benchmark 8K do Unigine Superposition e fique atento a qualquer perda de desempenho com alto uso de VRAM. Observe também a presença de artefatos em todos esses testes. Se a velocidade da sua memória estiver ligeiramente acima da velocidade estável, você pode não ver nenhum artefato na maioria dos testes, mas um ou dois testes revelarão essas anomalias, alertando para uma velocidade de memória instável. Além disso, preste atenção à inconsistência entre resultados consecutivos em testes de benchmark como o Heaven. Se a sua velocidade de memorização aumenta, mas a sua pontuação diminui, significa que a sua memória está a sofrer muitos "erros" e o seu desempenho está a diminuir a um ritmo acelerado.

Todas essas métricas são importantes se você busca estabilidade a longo prazo para uma placa de vídeo que foi overclockada.

Os testes de estresse são prejudiciais?

Isso pode ser uma preocupação para você, já que os testes de estresse obviamente submetem a placa a condições extremas para demonstrar o pior cenário possível. Você pode se perguntar se as altas temperaturas e as frequentes falhas afetaram negativamente a saúde da sua placa. No entanto, uma placa de vídeo não pode ser danificada de forma alguma por testes de estresse ou overclocking normal. Todas as GPUs modernas possuem extensas limitações embutidas na VBIOS da placa, que impedem que voltagens perigosas ou consumo excessivo de energia cheguem ao núcleo. Mesmo que ocorram várias falhas durante o teste, essas falhas não afetam o hardware.

Em relação às temperaturas, as placas possuem mecanismos de limitação de frequência integrados para protegê-las. Se a temperatura subir excessivamente, a placa reduz a frequência para se proteger. Frequências mais baixas resultam em menor consumo de energia e, portanto, menor consumo de eletricidade, o que reduz a temperatura. Em casos extremos, a placa pode parar de funcionar completamente se a temperatura exceder TJmax (a temperatura máxima de conexão). Esses valores são definidos pelos fabricantes e garantem que nenhum dano ocorra à placa durante esses processos.

Portanto, é praticamente impossível causar qualquer tipo de dano à placa através de overclocking normal e testes de estresse. A menos que você esteja tentando danificar a placa deliberadamente, é altamente improvável que os testes tenham qualquer impacto negativo sobre ela.

Palavras finais

Testar a placa de vídeo sob estresse pode parecer tedioso e contraintuitivo, mas é crucial para a estabilidade do seu overclock. Se você pretende usar um overclock simples o tempo todo, é essencial executar o máximo de testes possível com esses aplicativos para evitar que sua placa opere em um estado instável. Também é importante usar uma variedade de aplicativos de teste, pois cada um se especializa em diferentes aspectos do teste. É bem possível que uma placa com overclock passe em um teste e apresente problemas em outro. Leva tempo e esforço, mas a tranquilidade resultante compensa o esforço.