在6月初的臺北電腦展上AMD正式公布了全新14nm北極星Radeon RX 480顯卡，一月後這款顯卡正式與國內消費者見面，期間還遇到了燒主板插槽的問題，原因是Radeon RX 480顯卡從主板PCI-Express插槽取電已經超過了限定，好在後來AMD通過新驅動解決了這一問題。
Radeon RX 480顯卡發布後，用戶褒貶不一，作為一款全新14nm顯卡，產品過熱、降頻等問題困擾了不少用戶，而對於不少DIY玩家來說，還遭遇了超頻性能不升反降的情況，這就是傳說中的一不小心就撞牆。
自從顯卡引入Boost頻率機制後，顯卡的運行頻率不再限於設定的三組數值，而是變成了一個動態調整的數值，這個數值不僅僅與顯卡所謂標稱的頻率有關，更多的是與顯卡運行狀態時的溫度和功耗息息相關，特別是功耗達到限定值時就會出現主動降頻，而顯卡超頻就變得更加撲朔迷離。此前顯卡的超頻基本就是提升預設頻率和電壓，輔助改善顯卡的散熱條件，或水冷/暴力風冷、或液氮。今天筆者就結合顯卡的功耗機制為大家簡單的介紹下Radeon RX 480顯卡超頻的二三事兒。
AVFS自適應電壓與頻率調節
在2015年AMD發布了一個25×20項目白皮書，簡單來說就是五年內將每瓦特功耗的性能水平提升25倍。作為項目白皮書的重點，AMD計劃在APU和GPU中引入自適應電壓與頻率調節技術，Carrizo處理器成為首批採用該技術的產品。
AVFS優化每瓦性能
動態頻率調節最早來源於處理器，例如Intel的EIST，就是根據處理器的頻率動態調整與之匹配的電壓，即低頻率--低電壓，高頻率--高電壓，這種傳統的動態電壓和頻率調節（DVFS）機制很好的解決了處理器低負載時的功耗表現，即使是中等負載也有不錯的功耗表現，但DVFS並不針對任何特定的晶片進行校準；相反，英特爾和AMD等供應商通過已經驗證過的靜態模型來確定晶片在給定的頻率下運行的工作電壓。於是DVFS的設計之初就給出了過量的預留。
NVIDIA GPU Boost技術的演化
DVFS進化到AVFS之後，在晶片上引入更多的傳感器，通過對溫度和實時的實時測量，然後再對電壓進行調節以對其進行匹配。這種方式通過去除不要的保護性的電壓範圍來消除功耗浪費，也就是現在的動態GPU Boost技術。
但我們知道晶片都有體質，為了保證良率，廠商會為所有符合體質要求的晶片給予一個足夠的電壓保障，雖然GPU已經引入了AVFS，依然需要設定一個基礎電壓在這上面調節，以適應所有晶片的電壓需求。
WattMan功耗管理工具
所有AMD又引入了重磅Wattman調節，以滿足不同體質GPU性能和能效的平衡，使之發揮到極致，而在最近的發布的Radeon Software Crimson ReLive Edition 16.12.1驅動更是擴展了Wattman支持的顯卡範圍，支持Radeon R7 260及更高級別的產品，提供全面的顯卡頻率、功耗、溫度偵測和設定。
Wattman設置在Radeon控制面板主界面遊戲選項卡下，選中遊戲選項卡後，進入到全局WattMan選項卡，初次進入需同意相關條款才能進入詳細頁面。
全局WattMan頁面包含了頻率/溫度/轉速監控、GPU、顯存、風扇、溫度和Chill幾個區塊，前面幾個很容易理解，而Chill是基於HiAlgo最初開發的功能，可根據遊戲的畫面動態調節幀速率。當遊戲需要高性能渲染各種複雜場景時，Radeon Chill會讓GPU核心以最高頻率運行充分發揮性能。隨著遊戲畫面趨近於平緩，Radeon Chill會減少遊戲的幀速率。在降低系統功耗的同時，讓最終用戶持續獲得最佳遊戲體驗，實現平滑的遊戲畫面而不會對性能產生顯著影響，為用戶帶來更涼爽更安靜遊戲環境。
GPU頻率和電壓設置區塊
Radeon RX 480顯卡超頻的核心部分在GPU和顯存設置、風扇、溫度區塊，本次我們主要針對GPU塊進行設置。GPU區塊為一條曲線，這條曲線就是上面所說的DVFS，即GPU頻率和電壓對應關係，默認是系統自動配置，需手動解鎖進行詳細設置。
實戰Radeon RX 480顯卡超頻
最後到了關鍵部分，基於上面的講解，相信讀者對於Radeon RX 480顯卡超頻有了一個全面的認識，本次超頻嚴格意義上來說並不是超頻，而是讓顯卡穩定運行在標稱的頻率上。
公版Radeon RX 480顯卡規格參數
我們知道公版Radeon RX 480顯卡標稱的顯卡核心頻率為1266MHz，本次我們就以公版顯卡為例，為大家介紹性能和功耗的平衡技巧。首先我們來簡單測量下顯卡默認、驅動Wattman默認設置狀態下的顯卡性能，成績選取3DMark Fire Strike Extreme GPU得分，並全程監控GPU的運行頻率。
測試的這款公版Radeon RX 480顯卡最終圖形得分為12378，從Wattman監測界面我們可以看到在3DMark Fire Strike Extreme測試的兩個圖形項目以及一個聯合項目環節，GPU的核心頻率不斷波動，最低頻率不足1183MHz，而高頻部分也全面低於1266MHz，很顯然Radeon RX 480在運行3DMark的過程中出現了頻率保護機制，也就是通俗的撞牆。
這個時候我們使用Furmark和GPU-Z來看看默認狀態的Radeon RX 480是怎麼撞牆的？從上文的介紹我們可以看出，在引入AVFS後，GPU的運行頻率除了自身的體質問題，還有功耗、溫度、電壓等因素影響，下面我們就來逐個排除。
滿載溫度81攝氏度並未觸發溫度保護機制
在運行Furmark滿載之初，通過GPU-Z就可以看到GPU的最高頻率都沒有超過900MHz（Furmark對GPU的壓榨遠高於3DMark，所以其功率消耗要比3DMark高出不少，自然實際運行頻率更低），離標稱1266MHz還相距甚遠，而這個時候的滿載溫度也只有81攝氏度，遠低於90攝氏度熱保護溫度，而顯卡廠商對於默認的電壓配置，通常也是冗餘的，那麼問題只能出在功耗這部分了。實際從GPU-Z的功耗監控上就可以看出，實際運行Furmark功耗已經達到了110W，這就不難解釋這塊公版Radeon RX 480為什麼撞牆了。
Wattman功耗限制放寬50%
得益於Wattman集成的Power Limited功能，我們直接將功耗限制拉至最高50%，也就是說額外放寬50%的功耗，我們知道公版Radeon RX 480顯卡的功耗限制為110W，50%限制提升後就是165W，這足夠滿足1266MHz的Radeon RX 480的功耗需求，這個在後面我們會詳細分析。
核心頻率最終在1169MHz附近波動
接下來我們再次運行Furmark滿載，並用GPU-Z監控運行狀態，在負載之初可以看到顯卡頻率是運行在1266MHz的，但是隨著後續顯卡溫度達到89攝氏度後，顯卡頻率就開始緩慢下降，最終達到一個平衡，約在1169MHz附近波動，很顯然功率牆解除了後，顯卡又遇到溫度牆了。
而此時運行3DMark Fire Strike Extreme的GPU得分13012，相比默認狀態提升約5.12%，確實很明顯。
要解決溫度問題，從風扇轉速出發是最直接的解決方案，但是弊端也是最明顯的，那就是噪音和風扇的壽命，於是我們逆向思考，GPU的發熱一方面是風扇無法及時排除，但我們也可以通過降低GPU的功耗來減少發熱量，我們知道P=U2/R，這個時候我們可以通過降低GPU的電壓就可以減少其發熱量。
這顆Ellesmere體質為78.1%，屬於中上等水平
在降低電壓之前，我們首先使用GPU-Z來檢查這款測試測公版顯卡晶片體質，我們知道不同體質的晶片，其穩定運行所需要的電壓是不同的，體質越好意味著需要的電壓更低，實測這顆Ellesmere體質為78.1%，屬於中上等水平。一般來說顯卡廠商為保證良率，會對GPU給定一個冗餘的電壓值，以確保體質最差的晶片也能夠穩定運行，這也意味著這顆還算不錯的Ellesmere晶片還有不小的電壓下調空間。
Ellesmere滿載頻率電壓設置為1.030V
這個時候我們就要藉助到強大的Wattman，在GPU區塊可以手動調節對應頻率的電壓值，甚至是設置更高的頻率值。經過多次嘗試，我們最終將這顆Ellesmere的滿載頻率（1266MHz）的電壓值調至1.030V（建議用戶根據晶片體質以1.04V作為標準上下調節，以運行負載時屏幕不出現異常錯誤為穩定標準，當然實際遊戲負載環境複雜，建議用戶保留一定冗餘），其餘頻率下依次類推進行了適當的降低，最後設置的參數見下圖。
核心頻率最終在1219MHz附近波動
再次運行Furmark，負載之初GPU頻率一直鎖定在1266MHz，不過當溫度達到89攝氏度後，GPU頻率還是出現了不穩定，開始微弱下滑和波動，最終在1219MHz附近波動。
最後運行3DMark Fire Strike Extreme，GPU得分為13040，再次提升幅度非常微弱。不過通過Wattman頻率監控曲線，我們可以看到這塊公版Radeon RX 480顯卡在3DMark兩個圖形項目和一個聯合項目當中一直穩定的運行在1266MHz，基本是Radeon RX 480公版顯卡3DMark的應有表現。
運行3DMark圖形測試時1266MHz全速
這塊公版Radeon RX 480顯卡運行Furmark頻率下滑波動，而3DMark異常平穩，主要原因有2點：
1、Furmark對顯卡有更高的負載要求，基本榨乾了這塊Radeon RX 480顯卡；
2、3DMark每個測試項目時長有限，這些測試項目往往還沒有等顯卡達到最高溫度時就已經結束了，還未觸動溫度保護機制。
風扇最高轉速拉升至3000rpm
這個時候大部分的工作已經結束，但是對於「1266MHz定頻」完美控來說，要麼整體拉高風扇轉速，要麼採用更強性能的散熱器。為了一探究竟，接下來我們又將顯卡的風扇進行了一番簡單的設置（最高轉速達3000rpm）。
溫度最終定格在86攝氏度，核心也是1266MHz全速運行
接下來我們再次使用Furmark對這塊顯卡進行烤機，最終這塊顯卡穩定在86攝氏度，此時的風扇轉速為2732rpm，噪音已經非常明顯，不推薦用戶這樣使用。當然頻率是穩穩的運行在1266MHz。
還是使用3DMark Fire Strike Extreme進行測試，最終GPU得分為13050，基本和上面一致，微弱的差距完全是在誤差範圍內。
One More Thing
文章到這裡基本結束了，對於大部分用戶來說完全可以讓顯卡運行在「電壓：1.04V左右、功耗限制：50%」這種狀態，其性能和定頻1266MHz基本一致。不過功耗限制放寬50%完全冗餘，實際並不需要這麼多，經過測試這塊Radeon RX 480顯卡只需25%即可，保險起見可以設置到28-30%。
北極星顯卡BIOS編輯工具
最後就是福利了，來自國外的玩家已經開發出北極星顯卡的BIOS編輯工具，打開工具，加載備份出的顯卡BIOS後就可以將細心調教的數據修改到其中，然後使用ATIFlash工具將其刷入到顯卡當中，一勞永逸。
下載地址：北極星編輯工具 ATIFlash
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