Tarjetas gráficas y refrigeración
Si alguna vez hemos montado o abierto un ordenador gaming más o menos moderno, puede que nos haya sorprendido el gran tamaño que tienen las tarjetas gráficas incluso en los modelos más básicos y de menor gama. Esto se debe principalmente al gran consumo energético de sus chips y a las grandes necesidades de refrigeración que tienen, ya que si nos fijamos bien la gran mayoría de su tamaño lo ocuparán los grandes disipadores de cobre y aluminio junto con sus ventiladores, siendo el chip y la placa de la tarjeta gráfica una proporción minúscula del tamaño en comparación.
Esa diferencia de tamaño se ha visto exagerada aún más en las últimas generaciones de tarjetas gráficas, con modelos como la RTX 4090 o la RX 7900 XTX teniendo diseños de 3 o 4 ranuras PCIe de anchura para acomodar sus enormes disipadores y así mantener las temperaturas del chip bajo control, o al menos intentarlo, ya que debido a sus altos consumos esto no es tarea fácil. Pero esto no siempre fue así, puesto que las tarjetas gráficas en sus inicios apenas tenían disipadores debido a la poca energía que usaban, y a medida que fueron incorporándolos estos eran pequeños y a veces incluso sin incorporar ventiladores, puesto que las temperaturas no solían ser un problema.
Y es que es el hecho de mantener las temperaturas bajo control el que ha hecho poco a poco que las tarjetas gráficas crezcan en tamaño hasta tener disipadores de triple ventilador o radiadores de refrigeración líquida para así mantener en unas temperaturas razonables los chips y extraer su máximo rendimiento. Pero, ¿cuál es realmente la mejor temperatura para nuestra gráfica? ¿Realmente necesitamos esos disipadores tan grandes para nuestras gráficas?
La temperatura límite
Un dato que tenemos que conocer sobre nuestra tarjeta gráfica antes de meternos con la temperatura óptima es su temperatura máxima, ya que aparte de perder rendimiento si nos acercamos demasiado a esa temperatura, podremos además estar dañando el chip de la gráfica. En general la mayoría de temperaturas máximas se encuentran en el rango de los 95-110 grados según el modelo, aunque siempre es bueno consultar cuál es exactamente para nuestra tarjeta gráfica para estar seguros.
Como veremos más adelante siempre querremos tenerlas lo más alejadas de ese valor posible por lo que en la mayoría de casos no tendremos que preocuparnos por esta temperatura ya que todas las gráficas suelen incorporar un sistema de refrigeración más que suficiente para mantenerlas alejadas de esos valores. Si aun así nos acercamos demasiado o llegamos a esos valores deberemos revisar la configuración de nuestros ventiladores o el estado de nuestra pasta térmica.
El efecto de las temperaturas sobre las frecuencias
Lo siguiente para saber cuál es la temperatura óptima de una tarjeta gráfica es conocer el efecto que tendrá una temperatura mayor en la tarjeta, ya que dependiendo de la temperatura a la que esté los algoritmos que controlan la frecuencia de la tarjeta gráfica la empujarán de manera más o menos agresiva, de forma parecida a como vimos con los procesadores en esta guía.
También hay que entender que todas las gráficas reaccionan a la temperatura de manera diferente, empezando porque cada marca tiene un enfoque diferente a como interpreta las temperaturas a la hora de aplicar las frecuencias turbo y adicionalmente en cada generación suelen ir cambiando detalles que afectan también al comportamiento de la gráfica.
AMD usa un sistema de turbo y de estados de energía parecidos a los que encontramos en procesadores, saltando de unos estados a otros según la carga que tenga la tarjeta gráfica. Por eso las tarjetas de AMD tienen unas frecuencias base y turbo más ajustadas que otras gráficas, por eso la frecuencia máxima que alcanzaremos sin tocar nada estará cerca de la turbo que se anuncia en cada modelo, todavia sin tener un sistema de bossting automático por curva tan avanzado como Nvidia.
El caso de Nvidia es algo diferente, especialmente desde las gráficas GTX 1000, con las que se incluyó por primera vez la tecnología GPU Boost. Esta tecnología se seguiría desarrollando en las siguientes generaciones y a partir de ese momento tendría un papel determinante a la hora de exprimir el rendimiento de las tarjetas gráficas de la marca. Las gráficas de Nvidia también tienen diferentes estados de energía, pero estos no tienen apenas efecto sobre el rendimiento final que ofrecen, ya que las frecuencias finales se calculan mediante una curva que relaciona voltajes en un eje y frecuencias en el otro, el cual es el que controla el algoritmo GPU Boost que comentábamos anteriormente.
El GPU Boost lo que hará principalmente es subir la frecuencia de la gráfica cuando se dan condiciones favorables que lo permiten, estas condiciones son principalmente el que haya potencia suficiente (ajuste del “power limit”) y que estemos por debajo de una determinada temperatura la cual se conoce como temperatura objetivo. Esta temperatura suele estar entre los 80-85 grados y el boost siempre intentará acercarse a esa temperatura y mantenerse en ella jugando con la velocidad y la temperatura de la gráfica. Y es que efectivamente el GPU boost es una tecnología adicional a las frecuencias turbo tradicionales que siguen incorporando las tarjetas gráficas, siendo un concepto similar al del Turbo Boost 3.0 de Intel o el PBO de AMD en procesadores. Por eso mismo veremos cómo las tarjetas de Nvidia alcanzan frecuencias de funcionamiento mucho mayores a las que aparecen en las frecuencias base y turbo oficiales. Por ejemplo, una RTX 2060 tiene frecuencias base y turbo de 1.3 y 1.7 GHz respectivamente, pero en juegos las veremos funcionando en frecuencias de 1.9 GHz sin necesidad de tocar nada gracias a esta tecnología.
Temperaturas recomendadas para las tarjetas gráficas
Como hemos estado viendo entonces, las temperaturas óptimas serán aquellas en las que las tarjetas gráficas puedan usar a fondo sus algoritmos de “boosting” de frecuencias para así obtener el máximo rendimiento.
En el caso de AMD esto pasará cuando estemos por debajo de la temperatura límite, de forma similar a como pasa en los procesadores. Para las tarjetas de Nvidia, sin embargo, se complicará un poco más al tener dos frecuencias turbo, la normal y la del GPU boost, por lo que si queremos sacar el máximo rendimiento tendremos que estar por debajo de la temperatura objetivo que usa el GPU boost, la cual la podremos modificar manualmente con programas como el MSI Afterburner, por lo que es un valor más flexible. Pero la historia no para ahí, y es que el GPU boost a medida que se acerca a la temperatura objetivo va disminuyendo la frecuencia de forma más agresiva cuanto más cerca de ella esté, por lo que cuanta más baja sea la temperatura del núcleo mayores frecuencias obtendremos, aunque esto dependerá siempre de la carga de la gráfica, del modelo y de otros factores como la configuración y los drivers, ya que hay que recordar que el GPU boost es un algoritmo adaptativo, de forma que no en todos los casos y tarjetas gráficas se comportará igual.
Al principio del artículo planteábamos la pregunta de por qué han crecido tanto en tamaño las gráficas, y ahora ya tenemos toda la información para conocer la respuesta de esa pregunta. Las gráficas han crecido no solo por su aumento de potencia, sino para mantener las temperaturas controladas, no solo alejadas de la de sus valores máximos de funcionamiento, sino aún más bajas para permitir a los algoritmos de boosting trabajar sin problemas y así exprimir su máximo rendimiento a un nivel de ruido aceptable, no como antes que lo normal era tener una ruidosa turbina en la tarjeta gráfica que obligaba a elegir entre ruido o rendimiento.
