Не секрет, что когда речь заходит об игровых ноутбуках, причем, о серьезных моделях с видеокартами класса GTX 1070 и подобных, то крупные размеры этих компьютеров с толщиной корпуса в 30-40 и более миллиметров воспринимаются как норма. Действительно, мощный графический чип, шустрый процессор – все это надо охлаждать, а эффективно это сделать в тонком элегантном корпусе нельзя. Или все же можно? Компания NVidia предложила концепцию Max-Q, благодаря которой удается значительно уменьшить габариты этих игровых монстров. О том, что это за концепция, что из себя представляют MAX-Q ноутбуки, когда и что от них ждать, сегодня и поговорим.
Поставленные цели
Итак, чтобы понимать, о чем речь, давайте для примера возьмем пару моделей с графикой Pascal, которые я недавно рассматривал и какие есть в продаже. Скажем, Lenovo IdeaPad Y910-17 и MSI GT73VR Titan Pro. Что мы видим? У первого толщина корпуса 36 мм, у второго – почти 50 мм. Вес у каждого более 4 кг.
Понятно, что сделано это не от хорошей жизни, и используемые видеокарты класса GTX 1060, 1070 и 1080 требуют хорошего охлаждения. Кстати, с процессорами в этом отношении несколько легче, т. к. последние поколения интелловских «камней» вполне холодные. Главная печка – это видеопроцессор.
Именно из-за него корпус приходится делать таким большим. А за толщиной тянется и вес. Недаром именно производитель GPU выдвинул концепцию, которая позволяет упаковать в 18-миллиметровый корпус практически любую игровую начинку, а вес ноутбука не должен превышать 2.3 кг. В дополнение к этому шум, создаваемый вентиляторами, ограничен максимальным значением в 40 дБ.
Предлагаемые методы решения
Как же можно решить проблему с высоким нагревом и громоздкой системой охлаждения? Одно из первых, что приходит на ум – внесение изменений в архитектуру чипа, оптимизация, новые техпроцессы, материалы и т. п. Это так, но речь идет о текущем поколении GPU, целей надо добиться с тем, что есть на данный момент.
Другой вариант, который может помочь снизить тепловыделение – даунклокинг. Проще говоря – снижение рабочих частот видеопроцессора. Именно этим путем и пошла NVIdia. Правда, речь не идет просто о более низких частотах GPU, вернее, дело не ограничивается только этим, хотя и основывается на нем.
Что еще предлагается для снижения массогабаритных параметров игровых ноутбуков? Для начала упомянем, что в этой концепции участвуют только видеокарты GTX 1060, 1070, 1080. В свете изменений параметров их работы в таблице я привел различия между обычными и MAX-Q вариантами.
Как видим, урезание частот произошло довольно сильное, причем базовые их значения стали мало отличаться у разных видеокарт, а 1070 и 1080 «стартуют» вообще с идентичных 1101 МГц. Скорее всего, питание также снижено, что позволяет дополнительно уменьшать нагрев.
Хватит ли этого, чтобы обеспечить поставленные цели? Видимо, нет, т. к. есть еще несколько мер. Это:
- Оптимизация драйверов. Были проанализированы более 400 игр, для которых созданы специальные профили работы оборудования для достижения как максимальной игровой эффективности, так и обеспечения работы оборудования в тонком корпусе. Все это есть в драйверах NVIDIA Game Ready.
- Технология WhisperMode. В обновлении GeForce Experience должна появиться эта функция, занимающаяся анализом производительности, и регулирующая (читай – снижающая) частоту кадров в разумных пределах для уменьшения нагрузки и нагрева. Это позволит снижать частоту вращения вентиляторов охлаждения для борьбы с шумом. Причем, режим WhisperMode будет работать и с видеокартами, не участвующими в программе реновации, т. е. MAX-Q. (Upd. 20.11.2017. О том, как работает режим WhisperMode, читайте в этом материале)
- Требования к системам управления тепловыделения и контроллерам. Свои директивы получили и производители оборудования, которые должны обеспечить использование высокоэффективных контроллеров и систем управления для работы столь горячих компонентов в небольших корпусах.
Управление всеми этими параметрами (постоянный контроль частоты кадров, температуры, скорости вращения вентиляторов) и оперативное вмешательство с целью скорректировать их значения, подкрепленное серьезным снижением частот работы видеокарт, и составляет тот комплекс мер, позволяющих видоизменить игровой ноутбук, уменьшив его размеры. «В этом смысл! В этом наша стратегия!»
Технология NVIDIA MAX-Q для ноутбуков
На международной выставке Computex 2020, прошедшей в мае-июне 2017 года в Тайбэе, компания NVIDIA представила свою новую разработку в сфере мобильного гейминга. Технология, позволяющая значительно уменьшить вес и толщину игровых ноутбуков, получила название MAX-Q Design. Что это такое — давайте разбираться.
Для начала вспомним, что при появлении мобильных видеокарт серии GeForce 10 была отмечена одна интересная особенность. А именно — в названиях моделей отсутствовал привычный индекс «М», сообщающий о принадлежности видеоадаптера к мобильному сегменту. Как оказалось, данное явление не было каким-то маркетинговым ходом, а свидетельствовало о том, что теперь в ноутбуках будет установлена полноценная, не «урезанная» в параметрах видеокарта, обеспечивающая до 90 и более процентов производительности своего десктопного аналога. Добиться такого результата позволила новая энергоэффективная графическая архитектура Pascal.
Однако, тепловыделение мобильных видеокарт игрового класса, пусть даже основанных на новой микроархитектуре, остается по-прежнему высоким. Данная ситуация позволяет поместить мощную графическую «начинку» только в достаточно толстый корпус ноутбука. Для решения именно этой проблемы инженерами NVIDIA и была создана технология MAX-Q. Название новшество позаимствовало из области аэрокосмических технологий. Термином «Max-Q» называется точка, в которой ракета при запуске проходит максимальную нагрузку. Этот момент особенно учитывается конструкторами во избежание разрушения ракеты. Похожие по смыслу моменты присутствуют и при создании игровых ноутбуков — мощность, скорость и высокая температура всегда сопутствуют друг другу.
Создание новой технологии заставило инженеров компании NVIDIA пересмотреть все компоненты игрового мобильного компьютера, от корпуса и системы охлаждения до программного обеспечения. Особенно производитель отмечает использование новых модулей управления напряжением. В конечном результате мы получаем работу видеокарты на частотах, оптимальных в отношении производительности и энергопотребления. Справедливости ради необходимо отметить, что графический адаптер с технологией MAX-Q всё же будет незначительно уступать в версии. Но смыслом форм-фактора MAX-Q является именно гибкий подход, максимально оптимизирующий основные показатели, в следствие чего при прохождения игры вы не будете испытывать какого-либо дискомфорта. Другими словами — продуманная оптимизация позволяет «выжать» максимум мощности из видеокарты, помещенной в тонкий корпус ноутбука, не допуская опасного перегрева.
Также производитель делает ставку на снижение шума охладительной системы. Отныне ваш ноутбук не будет при нагрузке гудеть, как пылесос. Максимальное значение шума в ноутбуках с дизайном MAX-Q обозначено в 40 децибел, что по громкости примерно соответствует шелесту листьев при лёгком ветре или чуть «громкому» шёпоту. Оптимизировать игровой процесс помогает и новый режим WhisperMode, который позволяет вручную выставлять частоту кадров в играх на необходимом приемлемом уровне (например 60 fps). За счет этого не создается лишней нагрузки на видеочип, и охлаждающие вентиляторы в свою очередь не «молотят» лишнего. К слову, WhisperMode будет поддерживаться на всех ноутбуках с видеокартами 10-й серии GeForce и доступен в приложении GeForce Experience.
В заключение отметим, что толщина ноутбуков, выполненных в дизайне MAX-Q, будет соответствовать уровню ультрабуков — порядка 18 миллиметров. Вес при этом снизится до уровня двух килограмм (плюс-минус). Новая технология будет применена к видеокартам GeForce GTX 1080, GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1060, а выпускать тонкие ноутбуки будут практически все известные бренды компьютерного рынка. По смелому заявлению NVIDIA понятие «игровой ноутбук» отныне перестанет ассоциироваться с громоздкими машинами. И первые из представленных «похудевших» ноутбуков наглядно это подтверждают.
Смотрите также:
- Обзор ноутбука MSI GS63 с технологией MAX-Q
Что на самом деле
Ну что ж, возможно, цель благая. Ноутбук толщиной порядка 5 см и весом в районе килограммов пяти рука уже не поднимается назвать… Да он вообще уже не очень поднимается! Место такого компьютера – на столе, даже на колени его не возьмешь, чтобы расположиться на диване (и не только потому, что тяжело). И компания-производитель видеопроцессоров, осознав тяжелую участь пользователей, решила облегчить жизнь.
Но давайте посмотрим на все это с другой стороны. Что произошло сравнительно недавно, с выходом поколения видеочипов Pascal? Впервые, благодаря технологическим достижениям, удалось изжить разделение видеокарт на полноценные десктопные и урезанные мобильные. И что мы видим теперь? Разве существенное снижение рабочих частот не есть фактические разделение видеокарт опять на «для больших» (для стационарных ПК) и «для маленьких» (переносные компьютеры)? Просто вместо буковки «M» в названии теперь стоит красивая аббревиатура MAX-Q.
Пока что ноутбуков, изготовленных в соответствии с новой концепцией, немного, как и тестов их производительности. И все же то, что уже есть, показывает, что борьба за вес и шум идет все же в ущерб быстродействию, в первую очередь, конечно, видеоподсистемы. Фактически, GTX 1080 MAX-Q работает так же, как и обычная GTX 1070, а GTX 1060 MAX-Q почти не отличается от GTX 1050 Ti.
Отсюда возникает другой вопрос: а как же цена? Платить-то придется все же за 1080, а работать она будет как более доступная 1070. С остальными видеокартами соответственно. Оправдано ли?
Кстати, видеочип GTX 1070 интересен сам по себе. Давайте посмотрим на него чуть внимательнее. Обычно при декларируемом равенстве для десктопных видеокарт и для ноутбуков различия все же есть, и это в порядке вещей. С выходом 10-й серии видеокарт (Pascal) те существенные различия, что были между моделями в прошлых поколениях, сократились до минимума.
И все же одно исключение есть – это как раз GTX 1070. Если посмотреть на спецификации видеочипов для десктопов и ноутбуков, то увидим такую картину (в таблице только существенные различия между ними):
Что мы видим? Да ведь мобильный видеопроцессор как минимум не слабее десктопного, а, скорее, даже чуть мощнее будет. В данном случае количество (большее) ядер важнее, чем некоторое снижение рабочих частот.
А теперь посмотрим на предыдущую таблицу целей концепции MAX-Q и посмотрим на максимальное энергопотребление самой мощной видеокарты там (коей является 1080). В строке энергопотребления видим максимальное значение – 110 Вт, что всего лишь на 5 Вт меньше, чем у работающей в штатном режиме 1070. Без всех этих ухищрения и сильных снижений частот.
На мой взгляд, если есть столь большое желание довести массогабаритные, тепловые и шумовые характеристики ноутбука до каких-то приемлемых кондиций, и существенно не поступаться при этом производительностью, то достаточно чуть «поиграться» с напряжением питания и/или частотами работы 1070, и можно получить почти все то же, что и в случае использования 1080 в версии MAX-Q. И при этом обойтись без всех этих урезаний и ужиманий, которым была подвергнута самая мощная видеокарта. Иначе в столь желаемые 18-мм толщины видеокарта 1080 не укладывается никак.
Не логичнее было бы оставить 1080 для экстремальных конфигураций, а бороться с весом (размером, шумом) доверить менее пылким собратьям – 1060, 1070? Или же, если есть большое желание всю линейку GPU подвести под концепцию MAX-Q, немного ослабить поводок и не опускать 1080 до уровня 1070, а дать чуть больше воли, пусть даже за счет немного более толстого (на несколько миллиметров) корпуса, но зато с производительностью, превышающую таковую у полноценной 1070?
К сожалению, MAX-Q видится как еще одна маркетинговая уловка. Для многих цифры «1080» в характеристиках будут значить именно то, что установлена топовая видеокарта, и за это готовы платить. Не каждый обратит внимание на MAX-Q, написанные (или, подозреваю, вряд ли которые будут указываться столь явно) рядом, и означающие, что ту же самую производительность можно получить за меньшие деньги.
Видеокарты Max-Q
Самым важным элементом этой программы, конечно же, являются специально подготовленные графические процессоры семейства Pascal, которые работают в области гораздо более ограничительных энергетических ограничений. На данный момент варианты Max-Q предлагают модели на GeForce 1050 GTX и 1050 Ti, GTX 1060, GTX 1070 и GTX 1080. Помимо понижения параметра TDP, было также необходимо снизить тактовую частоту графического процессора, но в противном случае мы получаем полноценный графический процессор с тем же количеством ядер CUDA или конфигурацией памяти, что и в стандартных вариантах. В следующей таблице сравниваются все видеокарты Max-Q с их прототипами:
Конечно, снижение тактовой частоты связано с затратами в виде снижения производительности, но вы должны помнить, что Max-Q не нацелен на максимальную эффективность, только на необходимую эффективность, которая не одинакова. Здесь зеленые просто хотят достичь золотой середины между потреблением энергии и производительностью, чтобы сделать их как можно более высокими с самым низким TDP. Как широко известно, последние несколько процентов обычно являются наиболее сложными и трудными для достижения, и, например, стандартные мобильные модели Pascali требуют 150 Вт, а максимальная производительность 10-15% эффективности достигается в этом пределе. Принимая во внимание, что в случае большинства Max-Q TDP был снижен до 90 Вт (в бюджетных моделях GTX 1050 и 1050 Ti это более низкое значение), указанные 10-15% стоят целых 60 Вт. Именно эти 90 Вт в этом этот случай, что NVIDIA называет пиковой производительностью. Зеленые признают, что карты Max-Q предлагают на 10-20% более низкую производительность, чем стандартные варианты (часто ближе к уровню модели ниже, чем тот, с которым они делят имя), но преимущества этого решения, кажется, компенсируют это с удвоенной силой.
Неудивительно, что производитель посвятил много инженерных работ вопросам электрических решений. В частности, компания была вынуждена оптимизировать эффективность регуляторов напряжения. Типичная эффективность энергопотребления при 90 Вт для существующих решений составила бы 80%, что означало бы потерю 20% для отработанного тепла. Здесь он сведен к однозначному результату, что является действительно впечатляющим достижением, которое в реальном выражении приводит к повышению эффективности. Для этой цели NVIDIA должна была поделиться со своими партнерами точными электрическими характеристиками графической подсистемы, включая используемые полевые транзисторы и размещение компонентов, чтобы производители ноутбуков могли соответствовать тепловым и акустическим требованиям для устройств Max-Q.
Как мы уже упоминали, Max-Q — это целостное решение, которое также означает, конечно, оптимизацию на уровне программного обеспечения. Помимо режима WhisperMode и драйверов, адаптированных для этих версий графического процессора, многое происходит за кулисами. NVIDIA работает с OEM-партнерами над BIOS, где тактовые контроллеры и уровни нагрузки на CPU и GPU регулируются в зависимости от скорости вентиляторов. Зеленые не раскрывают все детали здесь, но показывают, что есть сотни, если не тысячи, параметров, которые должны быть оптимизированы для Max-Q.
Модели ноутбуков
Обилия ноутбуков, отвечающих концепции MAX-Q, пока что нет. Объявлена она недавно, и даже на сайтах не всех производителей указаны такие модели. Тем не менее, уже можно сказать, что существует в реальности и что уже (или совсем скоро) можно купить.
MSI GS63VR 7RG Stealth Pro и MSI GS73VR 7RG Stealth Pro
Ноутбуки с экранами 15 и 17 дюймов соответственно и толщиной корпуса 17 и 19.6 мм. Используется видеокарта GTX 1070 MAX-Q с 8 ГБ GDDR5. Вес первой модели – 1.8 кг, второй – 2.43 кг.
Стоимость GS63VR в конфигурации 16 ГБ памяти, 256 SSD, 2 ТБ жесткий диск, процессором i7 — 7700HQ и FullHD IPS экраном стоит около 150000 руб.
Схожая конфигурация модели GS73VR, правда, с экраном TN, обойдется даже дешевле, примерно за 145000 руб. В версии с 4K экраном, 32 ГБ памяти и 512 SSD стоимость переваливает за 200000 руб.
ASUS ROG ZEPHYRUS GX501
Модель может иметь видеокарты 1070 и 1080, естественно, обе MAX-Q. Производитель позиционирует ее как самый тонкий игровой ноутбук с видеокартой NVidia GeForce GTX 1080. Габариты действительно вызывают уважение. Толщина – 16.9-17.9 мм, вес – 2.2 кг. Экран – 15 дюймов FullHD.
Ноутбук имеет специфический дизайн с максимально придвинутой к краю клавиатурой. Тачпад занял место цифрового блока и на нем проецируются клавиши этого самого блока. Правда, малая толщина и расположение вынудили отказаться от механической клавиатуры в пользу мембранной. Он уже появился в продаже по цене почти 230000 руб.
Acer Predator Triton 700
На данный момент (середина августа 2017-го) модель в продажу еще не поступила, но уже анонсирована, и ее появление ожидается буквально «с минуты на минуту». Рекомендованная цена – около 150000 руб. Толщина ноутбука – 18.9 мм, вес – 2.6 кг.
Бросается в глаза специфический дизайн. Клавиатура, как и у Asus ZEPHYRUS, сдвинута вперед, на место тачпада, а этот последний представляет собой прозрачное стекло, расположенное около экрана и закрывающее видеокарту. Насколько удобно – сказать сложно.
С полным списком MAX-Q моделей можно ознакомиться здесь.