A la hora de tener que comprar una tarjeta gráfica nueva habéis observado una especificación en común. El modo Boost de la GPU con una velocidad de reloj al lado. ¿Qué es, cuándo se activa dicha función en una tarjeta gráfica y que depende su funcionamiento? Os lo explicamos.

Una de las mayores preocupaciones para los entusiastas a la hora de escoger una tarjeta gráfica no es solo el rendimiento de la GPU misma, sino también la velocidad de reloj que puede alcanzar esta, especialmente en modo Boost, ya que esto se traduce en un mayor rendimiento.

¿Qué es el GPU Boost?

El concepto de GPU Boost es análogo al mismo concepto en CPUs, por lo que estamos hablando de situaciones en la que el procesador gráfico aumenta su velocidad de reloj para poder renderizar lo que vemos en pantalla de forma más rápida. Lo que se traduce en un aumento de la tasa de fotogramas y/o de la calidad de imagen.

Antes de la aparición del modo Boost, el cual se dio por primera vez en las GeForce 600 basadas en su arquitectura Kepler, la velocidad de reloj a la que funcionaba una GPU era siempre la misma. Eso era independientemente de elementos externos como el consumo energético y la refrigeración de la tarjeta gráfica.

El modo Boost es por tanto el máximo a lo que puede ir una tarjeta gráfica. Imaginad un corredor que empieza a ir más rápido para adelantar, pero de repente se agota por el esfuerzo y pasa a correr a una velocidad estable. Esa es la analogía con el modo Boost de las GPU.

¿Cómo funciona el modo Boost en una GPU?

El funcionamiento del modo Boost en una GPU es muy sencillo, a día de hoy las GPUs tienen en su interior una gran cantidad de sensores que miden el estado de salud de la tarjeta gráfica. Dichos sensores miden la temperatura de los diferentes componentes, el voltaje al que están funcionando y la velocidad de reloj. Esto les permite dar una información completa a la CPU de la situación de la tarjeta gráfica en cada momento.

Cuando la temperatura y el consumo dejan un margen para mejora es cuando se puede activar el modo Boost. El cual está implementado en forma de una segunda señal de reloj en los pines que conectan a la GPU con el PCB de la gráfica. Cuando se activa el modo Boost, la señal de reloj bajo velocidad estándar se para y se enciende la señal de Boost. Cuando la GPU se acerca a temperaturas y consumo energético críticos para su funcionamiento es cuando esta revierte a la velocidad de reloj estándar.

Es por ello que los sistemas de refrigeración de una GPU son muy importantes, ya que permiten mantener el modo boost durante un tiempo mayor. Además, si la arquitectura de la GPU lo permite es posible configurar velocidades de reloj más altas de las que indica el fabricante, aunque en muchos casos dichas velocidades de reloj solo son sostenibles en condiciones de refrigeración más avanzadas como el uso de radiadores para refrigeración líquida.

Modo Boost de una GPU y manejo del voltaje

En el consumo energético de todo procesador el voltaje está directamente relacionado con la velocidad de reloj que este puede alcanzar. La relación es que cuanto más velocidad de reloj más aumenta el voltaje y con ello el consumo, pero hay velocidades de reloj que se alcanzan con varios niveles de voltaje distintos.

Por ejemplo, es posible que una tarjeta gráfica alcance su velocidad de reloj en modo Boost con un voltaje de 1.2 V, pero que también lo pueda alcanzar con un voltaje de 1.05 V, el hecho de disminuir el voltaje al que funciona la GPU se traduce en una disminución de la energía consumida y por tanto un mayor tiempo en el que la GPU puede funcionar a esa velocidad.

La contrapartida es que puede que el diseño de la GPU no permita su velocidad de reloj en Boost con el voltaje más bajo. La idea no es alcanzar la mayor velocidad de Boost, ya que no tiene sentido que haya subidas y bajadas en picado de la velocidad de reloj. Lo que se busca bajando el voltaje es poder alcanzar una velocidad de reloj estable más alta en una mayor cantidad de tiempo. Lo cual por definición va en contra del concepto Boost que se basa en pequeños acelerones de velocidad.

La otra partida es el overvolting, donde el voltaje de entrada pasa a ser más alto. Hay que tener en cuenta que hay tarjetas gráficas que para alcanzar mayores velocidades de reloj requieren el uso de un voltaje más alto. Lo que supone un aumento del consumo al subir la velocidad de reloj más grande y un tiempo de Boost mucho más corto. No es habitual que una GPU necesite subir el voltaje para alcanzar la velocidad de Boost.

¿Es posible en gráficas integradas?

En un SoC el modo Boost de una GPU funciona distinto, ya que la GPU no se encuentra en solitario y suele estar acompañada por una CPU. La realidad es que la temperatura y consumo energético de una acabará afectando a la otra en un juego de suma cero donde ninguna de las dos partes podrá alcanzar la máxima velocidad de reloj sin limitar la de la otra.

¿Hace eso imposible el GPU Boost en un SoC? No, no lo hace imposible y un ejemplo lo tenemos en la recién lanzada consola PlayStation 5 que puede acelerar la velocidad de reloj de su GPU hasta más allá de los 2.2 GHz, una velocidad muy alta para un SoC. Lo cual puede hacer gracias a que una unidad mide el consumo energético y el calor del SoC en cada momento.

Una forma de medir el consumo energético de un procesador, ya sea CPU o GPU, que está empezando a aparecer es medir el consumo no solo por los sensores de voltaje y temperatura. Pero debido a que no todas las instrucciones consumen la misma energía se está empezando a tener en cuenta el consumo energético de cada una de ellas para que la velocidad no solo fluctué por periodos sino por instrucciones o grupos de instrucciones.

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