Guide: Sänkt spänning på Geforce RTX 3080 för markant bättre energieffektivitet

Med lanseringen av Geforce RTX 3080 tog Nvidia ordentliga kliv upp i prestanda från Geforce RTX 2000-serien, men det gjordes dock inte helt utan kompromisser i form av markant ökat effektuttag. Geforce RTX 3080 Founders Edition har en specificerad strömbudget på 320 W, vilket kortet mer än gärna utnyttjar under större delen av tiden vid tungt spelande – något som resulterar i en ganska enorm värmedumpning inuti chassit som måste hanteras.

Medan ett kompetent miditowerchassi oftast har kompetens nog på ventilationsfronten att hantera denna typ av värmeutveckling kan det bli desto svettigare inuti mer kompakta datorbyggen, där det finns mindre volym för luften att cirkulera i och färre möjligheter att montera in fläktar. Lyckligtvis finns en ganska enkel metod att sänka effektuttaget på grafikkortet med nästintill oförändrad prestanda.

Det jag tänkte vi skulle kika på idag är nämligen att sänka spänningen till grafikkretsen, eller "undervolta" denna som det kallas i folkmun. Under förra året publicerade vi en guide kring hur du kan sänka spänningen till ett Geforce RTX 2080 för att uppnå markant lägre effektuttag och med det lägre temperaturer och ljudnivå – en metod som även är högst applicerbar för Geforce RTX 3080.

Som bas för denna artikel används mitt privata Geforce RTX 3080 Founders Edition som sitter monterat i det förhållandevis kompakta chassit Cooler Master Masterbox NR200P. Det slutgiltiga målet är att hitta en lägre spänningsnivå som reducerar effektuttaget men samtidigt ger oss en tillräckligt hög klockfrekvens för att inte påverka den allmänna spelprestandan nämnvärt.

Innan du börjar skruva på klockfrekvenser och spänningsnivåer kan du behöva ladda ner lite mjukvara för ändamålet. Jag kommer här att använda mig av MSI Afterburner 4.6.3 Beta 2 för spänning- och frekvensjusteringar samt Techpowerups förträffliga programvara GPU-Z för att logga olika parametrar hos grafikkortet när vi belastar det.

Ovanpå detta behövs någon form av mjukvara för att belasta grafikkortet och mäta prestandan före och efter spänningssänkningen, samt långtgående stabilitet över tid. Här kan du exempelvis använda dig av det inbyggda prestandatestet i ett specifikt spel eller någon form av syntetisk testsvit. För min egen del använder jag stresstestet Port Royal i mjukvaran 3DMark.

Mät klockfrekvens, spänning samt prestanda i grundutförande

Låt oss börja med att belasta grafikkortet i sitt grundutförande för att se vilken prestanda, klockfrekvens och spänning som uppnås under en längre belastning. Här kan du med fördel använda loggningsfunktionen som finns inbyggd i GPU-Z för att få ut en fil med intressant data som kan granskas närmare vid ett senare tillfälle.

Som tidigare nämnts använder jag här stresstestet Port Royal som finns inbyggt i 3DMark. Detta har visat sig vara väldigt representativt för hur grafikkortet belastas av tyngre speltitlar, samtidigt som ray tracing används vilket är en viktig komponent vid de senare stabilitetstesterna.

Efter ungefär en halvtimmes körning har kortets temperaturer och klockfrekvens stabiliserat sig och vi kan därför nu kika närmare på siffrorna som loggats. I Port Royal ligger den genomsnittliga klockfrekvensen för kortets grafikkrets på 1 822 MHz medan den genomsnittliga spänningen som används ligger på 975 mV. Sett till bildfrekvens ligger vi på 51 FPS i genomsnitt när den sista stressrundan är avklarad.

Justera kortets klockfrekvenskurva med MSI Afterburner

Med siffrorna i hand från vårt belastningstest med kortet i grundutförande har vi nu det underlag som behövs för att justera spänningen till grafikkretsen. Låt oss därför dra igång MSI Afterburner och justera grafikkortets klockfrekvenskurva.

För att komma till menyn där klockfrekvenskurvan redigeras använder vi kortkommandot "CTRL+F" i Afterburner. Detta öppnar upp ett nytt fönster som visar kortets grundinställda frekvenskurva, med spänningsnivåerna på den horisontella axeln och respektive klockfrekvensnivå på den vertikala axeln.

Det vi nu vill göra är att välja ut en lägre spänningsnivå än den vi uppmätte vid stresstestet för att på så sätt sänka grafikkortets effektuttag. Enligt våra tidigare mätningar låg vi kring 975 mV under långa belastningsperioder medan snittfrekvensen landade på 1 822 MHz.

Exakt hur lågt det är möjligt att gå på spänningsstegen kommer att variera mellan olika exemplar samt vilken klockfrekvens du vill uppnå. Grafikkretsen GA102 som sitter under huven på Geforce RTX 3080 verkar generellt lira fint någonstans mellan 800 och 900 mV om du vill uppnå samma prestandanivå som kortet i grundutförande, och därför är det spannet en bra startpunkt.

För mitt kort tog jag sikte på spänningsnivån 850 mV, vilken ur kartong har den ganska låga klockfrekvensen 1 620 MHz tilldelad till sig på frekvenskurvan. Det vi nu ska göra är att höja klockfrekvensen för just denna spänningsnivå för att matcha den vi fick ut under det tidigare stresstestet. För att göra detta tar vi tag i pricken ovanför spänningen vi vill ändra och drar denna uppåt tills vi uppnått den önskade frekvensen.

Siktet är egentligen inställt på 1 822 MHz, men då de faktiska justeringarna i praktiken bara kan ske i steg om 15 MHz väljer vi en marginellt högre frekvens vid 1 830 MHz. Innan vi är klara behöver vi nu låsa grafikkortet till att använda denna spänning och klockfrekvens, vilket görs genom att trycka på "L"-tangenten. Om allt har gått rätt till ska det se ut som bilden ovan med en gulstreckad linje som går genom punkten för vår spänning och frekvens.

Då ändringar i frekvenskurvan inte sparas automatiskt behöver vi nu återgå till huvudfönstret för MSI Afterburner och trycka på "Apply". När detta är gjort bör frekvenskurvan se ut ungefär som den på bilden ovan och därmed är spänningen låst till 850 mV vid klockfrekvensen 1 830 MHz.

Stabilitetstesta och mät prestandan

Då kommer vi till den kanske mest tidsödande biten av denna guide, nämligen att testa om vår sänkta spänningsnivå är stabil under långtida belastning. Här rekommenderar jag starkt att använda en arbetslast med ray tracing som även belastar grafikkretsens RT-kärnor, då dessa är mer känsliga för sänkt spänning än övriga delar av kretsen.

Här fungerar stresstestet 3DMark Port Royal alldeles ypperligt, då det både är grafiktungt och använder sig av ray tracing. För den som inte vill lägga pengar på den mjukvaran kan jag även rekommendera den kostnadsfria demoversionen av Quake II RTX som finns tillgängligt via Steam, då detta spel kommer att framkalla krascher ganska snabbt om spänningen är för låg i förhållande till klockfrekvensen.

Om programmet/spelet kraschar är troligtvis spänningen för låg för den givna klockfrekvensen och därför behöver den höjas innan du försöker igen. Om detta sker är det bara att återvända till frekvenskurvan i MSI Afterburner, trycka på "L" för att låsa upp spänningen/frekvensen, välja nästa punkt till höger i frekvenskurvan och sedan höja denna till samma klockfrekvens som tidigare. Avsluta sedan med att trycka på "L" för att låsa spänningen och tryck "Apply".

Upprepa proceduren ovan tills en stabil nivå har uppnåtts under långtida belastning. Likaså kan du göra det omvända om kortet är stabilt redan vid den första spänningsjusteringen, vilket innebär att man kanske kan sänka spänningen ytterligare för att vinna ännu mer effektmässigt. Detta är dock inget krav om du redan är nöjd med nivån du ligger på.

När du har hittat en spänningsnivå som är helt stabil under långtida belastning kan det avslutningsvis vara bra att köra ett par prestandatester och jämföra dem mot resultaten som uppnåddes med kortet i sitt grundutförande. Är det likvärdiga eller till och med bättre är det bara att gå vidare till det sista steget i guiden. Är de istället märkbart sämre kan det vara värt att kika närmare på loggarna från GPU-Z och se att klockfrekvensen verkligen ligger rätt.

Skapa en slutgiltig frekvenskurva för permanent bruk

Nu skulle en kunna tro att allt är klart, men det återstår dock en sista grej. Som grafikkortet är konfigurerat just nu är nämligen både spänningen och klockfrekvensen låst till ett fast värde, oavsett om det belastas eller inte. Detta är smidigt när du fipplar med olika spänningar, men en klar nackdel vid vanligt bruk då kortet aldrig går ner i frekvens och därmed drar onödigt mycket vid vila.

Därför ska vi nu skapa en slutgiltig frekvenskurva som låter kortet klocka ner sig själv när det inte belastas men samtidigt inte kliver över den lägre spänningsnivån som vi lyckats spika efter stabilitetstesterna vid spelande.

För att göra detta återvänder vi till MSI Afterburner och trycker på "Reset" för att återställa frekvenskurvan till fabriksinställningarna. Därefter tar vi tag i reglaget för "Core Clock" och sänker detta till -250 MHz. Varför vi gör detta kommer kommer att bli tydligt i nästa steg.

Nu är det dags att öppna frekvenskurvan igen (CTRL+F) och som vi kan se har vi nu en kurva som ligger 250 MHz lägre vid varje spänningspunkt ställt mot fabriksinställningarna.

Det vi nu ska göra är att återigen ta tag i spänningspunkten vid 850 mV och dra upp denna till 1 830 MHz. När detta är gjort trycker vi på "Apply" i huvudfönstret inuti MSI Afterburner.

Efter att vi applicerat ändringarna kommer resten av spänningspunkterna till höger om vår satta spänning (850 mV) att plattas ut och lägga sig på samma klockfrekvens (1 830 MHz). Det vi har gjort nu i praktiken är att sätta den sedvanliga turbofunktionen ur spel och tvinga grafikkretsen att inte överskrida 850 mV på frekvenskurvan.

Återvänd nu till huvudfönstret för Afterburner och spara ner den modifierade frekvenskurvan till en profil (tryck på "Save" och sedan någon av siffrorna till vänster). Sist men inte minst rekommenderar vi att bocka i "Apply overclocking at system startup", då detta laddar vår modifierade klockkurva varje gång systemet startar.

Prestandatester med sänkt spänning

Innan det är dags att knyta ihop säcken på denna guide tänkte jag att det vore på sin plats att visa upp lite prestandatester samt klock- och effektmätningar från en handfull spel som låg installerade på datorn. För ändamålet används Nvidias mjukvara Frameview, vilken förutom att logga bildfrekvens och klockfrekvenser även använder företagets API för att läsa ut genomsnittligt effektuttag för grafikkortet.

Red Dead Redemption 2 vid 3 840 × 2 160 pixlar, Ultra

Vi börjar med Red Dead Redemption 2, som vid 4K UHD är en extremt tung last för grafikkortet vilket gör att det slår i sin strömbudget hårt och sänker klockfrekvenserna. Med den sänkta spänningen på plats lyckas vi här uppnå en högre genomsnittlig klockfrekvens samtidigt som prestandan ligger marginellt högre. Sett till effektuttag drar kortet 40 W mindre i genomsnitt under testslingan.

Horizon Zero Dawn vid 3 840 × 2 160 pixlar, Ultimate Quality

Horizon Zero Dawn är visserligen tungdrivet vid denna upplösning men dock inte riktigt på samma nivå som Red Dead Redemption 2. Detta innebär att kortet kan hålla en något högre klockfrekvens i grundutförande och därmed prestera någon enstaka bildruta per sekund bättre än vårt spänningssänkta exemplar. Jag kan dock köpa det marginella prestandatappet sett till att kortet drar nästan 70 W mindre effekt i detta scenario.

Death Stranding vid 3 840 × 2 160 pixlar, Very High

Death Stranding använder samma grafikmotor som Horizon Zero Dawn och presenterar ganska likvärdiga resultat, där vi tappar en enstaka bildruta per sekund vid sänkt spänning eftersom vi klipper av frekvenstopparna för kortets turbofunktion. Däremot svingar energieffektiviteten upp i taket, där effektuttaget minskar med hela 76 W.

Forza Horizon 4 vid 3 840 × 2 160 pixlar, Ultra

Forza Horizon 4 är ett typexempel på ett spel som är så pass lättdrivet vid 4K UHD att det inte ens slår i Geforce RTX 3080-kortets strömbudget under belastning. Detta gör att kortet kan hålla en generellt högre klockfrekvens ställt mot vårt spänningssänkta exemplar, vilket ger en prestandaskillnad på cirka 2 procent. Sett till att det rör sig om en skillnad mellan 124 och 121 FPS tar jag dock hellre energieffektivitetsvinsten, där den spänningssänkta kortet drar hela 79 W mindre.

Control vid 2 560 × 1 440 pixlar, DirectX Raytracing High

Vidare mot Control vid 1440p med alla ray tracing-funktioner aktiverade. Spelets tungdrivna natur får kortet i sitt grundutförande att slå i strömbudgeten hårt och sänka klockfrekvensen under vårt spänningssänkta exemplar. I slutändan kan därför det sistnämnda prestera marginellt bättre samtidigt som effektuttaget sjunker med 49 W.

Quake II RTX vid 2 560 × 1 440 pixlar

Sist men inte minst har vi Quake II RTX som med sin path tracing-implementation fullkomligt mördar dagens grafikhårdvara. Detta syns tydligt på Geforce RTX 3080 i grundutförande, där det slår i sin strömbudget så pass hårt att det studsar ned under 1 800 MHz.

Då det spänningssänkta kortet inte hindras av någon strömbudget fortsätter det dock att puttra vidare runt 1 849 MHz samtidigt som det presterar i snitt 3 procent bättre. Skillnaden i effektuttag blir dock inte fullt lika stor här sett till hur tillbakapressat kortet är i grundutförande klockfrekvensmässigt, där det spänningssänkta kortet landar 14 W lägre.

Om vi samlar prestandaskillnaderna efter spänningssänkningsäventyret i ett diagram ser vi ganska snabbt att det är en ganska jämn fördelning i titlar där vi tappar respektive vinner prestanda ställt mot kortet i grundutförande. Det vi också kan konstatera är att det rör sig om ytterst marginella skillnader, vilka de flesta troligtvis aldrig skulle märka av.

3DMark Port Royal Stress Test vid 2 560 × 1 440 pixlar

Med reducerat effektuttag kommer även lägre temperaturer och ljudnivåer, vilket också var poängen bakom hela det här projektet. Efter en halvtimmes stresstest i 3DMark Port Royal ligger vårt spänningssänkta kort marginellt högre prestandamässigt och sänker samtidigt sin GPU-temperatur med 5 °C. Ovanpå detta behöver inte fläktarna snurra lika hårt, där en skillnad på 289 RPM under belastning helt klart ger en hörbar skillnad när jag sitter och spelar.

Sist men inte minst passade jag på att räkna ihop ett genomsnittlig effektuttag för kortet i grundutförande samt vid sänkt spänning baserat på de sex spelen samt 3DMark Port Royal. Ur kartong ligger Geforce RTX 3080 på ett snitt runt 310 W medan denna sjunker till 255 W när vi vrider ned spänningen – en sänkning på cirka 18 procent.

Sammanfattande tankar

Att "undervolta" sitt grafikkort är ett alldeles ypperligt sätt att sänka effektuttaget och värmeutvecklingen. Detta gäller i högsta grad för Geforce RTX 3080, som i grundutförande gärna agerar element inuti chassit med sina 320 W. Efter att ha sänkt spänningen till detta upplever jag framförallt lägre ljudnivå vid spelande men också en allmänt lägre temperatur runt tv-bänken som bygget står i – vilket kanske inte nödvändigtvis är positivt nu när vi går mot kallare tider.

Genom att sätta kortets turbofunktion ur spel, och effektivt klippa topparna på frekvenskurvan, kommer det dock oundvikligen finnas fall där prestanda försämras efter en sådan här manöver. Oftast rör det sig dock om lättdrivna spel eller vid spelande i lägre upplösningar. För mitt eget ändamål där det mesta spelas i höga inställningar vid 4K UHD på en TV är skillnaderna så pass marginella att i det i slutändan inte har någon betydelse.

Avslutningsvis vill jag verkligen uppmuntra till att experimentera med olika spännings- och frekvensnivåer, då det finns en del intressanta resultat att uppnå – både när det kommer till lägre effekt och högre prestanda.

Fick du upp suget att själv experimentera med din profil efter detta? Om du redan gjort det får du väldigt gärna dela med dig av dina egna erfarenheter och inställningar i den tillhörande diskussionstråden!