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Total Board Power (TBP) vs. real power consumption and the inadequacy of software tools vs. real measurements

How do you get from TGP to TBP?

Here it gets tricky again (and also a bit inaccurate) if you don’t want to measure anything on AMD cards, but only use free read-outs. Actually, the power consumption of an AMD graphics card cannot be measured in its entirety! Thus, many screenshots of relevant games with the Afterburner overlay on AMD cards only serve to create legends, because the values are not wrong, but so incomplete that they actually seem almost useless. You can’t just add a few watts on top by rule of thumb either, that will definitely go wrong as well. And now? Let’s take a look at the recently reviewed MSI RX 6950 XT Gaming X Trio from the launch article and first its BIOS default for the TGP:

Now we create a full load in Ultra-HD and remeasure the card for over 15 minutes. Since I want to avoid the mass of readings on the oscilloscope, I measure only the first and last two minutes at a time in 20ms intervals (True RMS). We can see very clearly that the values read out with GPU-Z coincide very well with the BIOS default for the TGP. The average measurement with my own shunt measuring station and PDAT from NVIDIA also coincide pretty accurately. The oscilloscope measurement also shows at the end that the TBP (i.e. the entire card) increased significantly after heating, while the TGP read out with GPU-Z remained about the same. The voltage converter losses and the fans now play a role here, even though the GPU itself remains almost unaffected.

Rule of thumb or guessing game?

It can be stated that both the shunt measurements and the results of the oscilloscope agree quite well, because there are always some tolerances, even between two measurements under the same conditions using the same method. If we now consider the measured TGP of 330 watts (GPU-Z) and the TBP (igorsLAB, shunt) of 431.4 watts, the actual power consumption of the MSI RX 6950 XT Gaming X Trio is almost a whopping 30 percent higher than the sensor value for the TGP! But is that always about a 30 percent surcharge now, or a third more?

Let’s test this against! The MSI RX 6750 XT Gaming X Trio shows an average of 225 watts TGP in GPU-Z as a heated card. With my shunt measurement setup, it’s just under 270 watts for the entire board. If we now convert the difference, we arrive at an increase of 20 percent, which is still a lot, but significantly less. So for the time being, it’s not comparable.

Therefore, I finally also test the MSI RX 6650 XT Gaming X. With a TGP of now only 145 watts, it is then 180 watts TBP for the whole card, so suddenly 24 percent more again! Thus, one cannot simply use a simple linear relation or curve relation here, which also simply falls off as a surcharge when the TGP falls. The four percent increase compared to the RX 6750 XT is mainly due to the significantly lower efficiency of the voltage converters. The value would be even higher if the fan and co. consumed as much as on the RX 6750 XT.

Therefore, I won’t go so far out on a limb to define an AMD rule of thumb that covers all cases exactly. This is not technically possible and would therefore also be abundantly dishonest. However, depending on the level of the TGP and thus also the board and component temperatures or the quality of the installed voltage transformers, you can assume an addition of between approx. 20 and 30 percent to the TGP to arrive at the actual final value. This is very rough and inaccurate. And it ends up being one of the reasons why I absolutely dislike software “measurements” on AMD graphics cards. In most cases, the tools leave users with more unanswered questions than they offer answers.  At the very least, I hope today’s article is enough to dispel a myth or two. For the creation of legends you have to look for other topics.

And if you really want to measure it reliably and not just guess, just buy the PMD from Elmor, then you also get the EPS for the CPU.

 

Further links (still up to date):

 

 

657 Antworten

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RX480

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Wow,
Soviel mehr hätte ich jetzt net erwartet.

Ansonsten mal schön zu sehen, wieviel mehr Watt die heisse Graka ggü. der Kalten verbraucht.
Da lohnt es sich bestimmt ab nem Punkt X gar net mehr so richtig, noch mehr W drauf zu braten.
(mal abgesehen davon, das ne Air6900 bei 95°C - Hotspot oder gar niedriger schon langsamer wird, dito NV
auch bei einigen Grakas den GPU-takt runterstept; ... sofern net vorher der Vram schon zu heiss war)

Außerdem gut, das die 3,3V mit erwähnt wurden, was manche Reviewer gerne unterschlagen.

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Igor Wallossek

1

10,198 Kommentare 18,815 Likes

Hund-Schwanz-Prinzip. Richtig.

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RX480

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1,875 Kommentare 869 Likes

Das beste Bsp. Hierzu war bisher hier das Review zum UVen bei der 6800 von Gurdi. (oder das 300W-Review zur Ti letztens)
Ohne großen Leistungsverlust (fps) wurden 40W asic bzw. 20% bei der 6800 gespart!
(da war bestimmt das "kalt" halten sinnvoll)

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Falcon

Veteran

114 Kommentare 117 Likes

Solange ich noch am Durchtesten des Systems bin hab ich immer nen einfaches Energiemeßgerät an der Kiste hängen.

Schon erstaunlich wieviel W man mit ein bisschen Undervolten und Übertakten ohne Leistungsverlust an Grafikkarten so Einsparen kann.

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xlOrDsNaKex

Mitglied

33 Kommentare 29 Likes

Danke dir Igor für die immer wieder sehr interessanten, tiefergehenden und sehr technischen Artikel. Schön zu sehen das du nicht einfach immer nur "nachplapperst" sondern den Sachen tatsächlich auf den Grund gehst und auch mal den Finger in die Wunde legst, wenn es sein muss!

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Göran

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154 Kommentare 63 Likes

Super Beitrag, auch für elektrotechnische Laien eine plausible Erklärung, Danke dafür Igor !

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grimm

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3,084 Kommentare 2,040 Likes

Der Aufbau sieht extrem aufwändig aus - Danke für den ausführlichen Test!

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Casi030

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11,923 Kommentare 2,338 Likes

Du hast aber nicht zufälligerweise Screens von HWINFO64 gemacht von NVIDIA und AMD um die Daten mal zu vergleichen?
Was Ich z.b. nicht verstehe ist wenn ich im AMD Treiber PPT 300Watt einstelle,dann zieht die GPU um 225Watt und der Rest zieht 75Watt damit es die 300Watt sind.Was verbaucht jetzt noch mal rund 30% mehr?

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Martin Gut

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7,783 Kommentare 3,577 Likes

Endlich verstehe ich, wie unterschiedlich die Hersteller die Leistungsaufnahme messen. Da ich noch keine AMD-Grafikkarte hatte, habe ich mich noch nicht so genau damit befasst.

Um die GPU immer mit einer bestimmten Leistung laufen zu lassen, macht die Messung von AMD natürlich Sinn. Für die Überwachung der Spannungswandler und der ganzen Leistungsaufnahme bringt das natürlich wenig.

Nun übertakte ich meine Nvidia-Grafikkarte, indem ich die Lüfter über das Mainboard versorge. Dann bekommt die GPU schon ein paar Watt mehr. Interessante Denkweise. 😉

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Igor Wallossek

1

10,198 Kommentare 18,815 Likes

Du hast den Artikel nicht gelesen. Bei AMD stellst Du NIEMALS die gesamte Karte ein. Und wenn Du 300 Watt fürs Power Target vorgibst, dann müssen die gar nicht reale 300 Watt TGP am Stecker sein, weil Du im Wattman die TDC ja nicht mit anheben kannst und die Spannungsbegrenzung für eine Leistungsbegrenzung sorgt. Das ist schon etwas komplexer und AMD ist alles außer Chip und Speicher schnurzegal.

HWinfo liest NVIDIA auch richtig aus, nur AMD ist halt komplett beschnitten, weil das nur ein paar DCR-Werte sind. Da kann HWInfo nichts dafür. Die Werte decken sich mit denen von GPU-Z und dem Afterburner, weil alle die gleiche API nutzen. AMD kann man icht komplett auslesen. Nur hochrechnen, wenn man die Komponenten genau kennt. Über die gemessenen Temps und die Datenblattkurven der SPS kommt man schon recht ordentlich voran, wenn man die restlichen Verluste noch mit ausrechnen kann. Ich kann das, aber der Normalanwender nicht. Der muss dann grob schätzen, was fast immer schief geht.

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Gurdi

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1,370 Kommentare 900 Likes

Schöner Artikel, bei AMD brauch man schon ein digitales Netzteil um valide Werte zu berechnen von der TBP. Die Karten unterscheiden sich da teils gravierend. Meine 6800XT LC brauch schon 40-50 Watt extra trotz sehr guter Kühlung, die 6800 dagegen ist deutlich genügsamer mit 20-30Watt.

@Igor Wallossek Wie misst eine NV Karte den PEG? Sitzen da auch nochmal Shunts?

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Igor Wallossek

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10,198 Kommentare 18,815 Likes

Ja, das steht sogar im Artikel. Schau mal aufs Schema, den Bereich habe ich sogar eingezeichnet und beschrieben. Current Sense :)
Bei der abgebildeten Karte ist der Shunt auf der Rückseite.

Digitale Netzeile sind aber auch nur Schätzeisen, denn die Auflösung ist wirklich mies. Dann lieber das Teil von Elmor. Allen gemeinsam ist aber, dass man die 3.3 Volt nicht bekommt. :D

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Gurdi

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1,370 Kommentare 900 Likes

Die 3,3V kann ich ohne Probleme messen am Netzteil. Das Digifanless ist dabei auch recht genau, hast du sogar selbst gesagt (und hast es auch selbst verwendet wenn ich mich recht erinnere)

View image at the forums

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D
Deridex

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2,213 Kommentare 846 Likes

Ich finde diese Werte bis auf 3 Stellen hinterm Komma immer wieder amüsant. Ich wäre sehr überascht, wenn so ein Netzteil das tatsächlich so genau messen kann, dass die 3te Stelle hinterm Komma noch ernsthaft aussagekräftig ist.

Ich lasse mich da gerne natürlich gerne positiv überraschen, bin da ber trotzdem eher pessimistisch.

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F
Furda

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663 Kommentare 370 Likes

@ Herr Wallossek
Schöner und sehr interessanter Artikel, vielen Dank. Fühle mich etwas in die 90er versetzt, als ich noch in der Elektrotechnik tätig war.

Bezgl. GPU Spannungen in Tools auslesen, bei Ampere z.B. soll es die Möglichkeit geben, die 'echte' NVVDD auszulesen, also die real anliegende Spannung der GPU, welche nicht mit der 'gewünschten' GPU Spannung (der Takt-Spannung-Kurve) übereinstimmen muss, welche die gängigen Tools anzeigen. Diese 'echte' NVVDD habe ich bisher nur in Ampere Tools gesehen. Ist für mich mittlerweile bei OC/UV ein wichtiger Punkt, genau wie GPU Clock vs. GPU Effective Clock, der einem etwas mehr darüber erzählen möchte/könnte, in welchen Betriebszuständen (Spannung vs. Clock) sich die GPU wohler fühlt, als in anderen Bereichen (Stichwort Sweet Spot(s)). Gibt es dazu Informationen, über welche Sie reden dürfen?

@ Martin G
Ja genau, der PWM Wert für die Lüfterdrehzahl wird von der GPU auch ausgegeben, wenn kein Lüfter angeschlossen ist. Diesen Wert kann man dann per Software (z.B. FanControl) auf Lüfter kopieren resp. synchronisieren, welche anderswo (z.B. am Mainboard) angeschlossen sind. Wenn man es Software-unabhängig machen möchte, kann man ein Spezial-Kabel machen und das originale PWM Signal Hardware-seitig vom GPU Fan Stecker abzapfen, Energieversorgung über das Mainboard.

@ Deridex
Dito, habe deshalb alle Nachkommastellen in HWInfo ausgeschaltet, ausser dort, wo sie wirklich im relevanten Wertebereich liegen. Gibt zudem ein aufgeräumteres, weniger 'nervöses' Monitoring.

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Martin Gut

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7,783 Kommentare 3,577 Likes

Ich habe meine Lüfterregelung auf der Grundlage von Openhardwaremonitor selbst programmiert. Damit kann ich CPU- und GPU-Temperatur auslesen und die Lüfter so regeln, wie ich es haben möchte. Die Grafikkartenlüfter habe ich durch einen 14 cm-Silentlüfter ersetzt. Die Grafikkarte hat die Lüfter immer pulsierend laufen gelassen, was echt nervig war. Dazu hat der CPU-Lüfter bei jeder kurzen Lastspitze hörbar aufgedreht. Nun habe ich es so geglättet, dass die Lüfter eine etwa Minute brauchen bis sie sich angepasst haben. So lange braucht es so oder so, bis sich die Kühler richtig erwärmt haben und auch die Wärme abgeben können.

Dadurch ist mein PC praktisch lautlos geworden. Es hat einiges gebraucht, bis ich zu der Lösung gekommen bin. Aber es hat mir einfach keine Ruhe gelassen (wörtich gemeint), bis es richtig funktioniert hat.

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O
Oberst

Veteran

337 Kommentare 131 Likes

Naja, wie funktionieren denn die digitalen Netzteile? Ich habe ein etwas älteres Corsair AXi 760, das misst meiner Meinung nach viel Mist. Laut Netzteil braucht mein Rechner (R5 2600, B450 Pro4, 2x8GB Balistix 3200er DDR4, R9 Nano, Kingston A2000 512GB und Crucial P1 1TB) im Leerlauf um die 180W, mehrere Leistungsmessgeräte attestieren um die 50W. Das ist schon ne massive Differenz. Unter Volllast kommen ich etwas über 300W, da stimmt das Netzteil dann auch relativ ordentlich mit den Messgeräten überein.
Oder anders ausgedrückt: Die Netzteile helfen auch nur, wenn sie korrekt messen. ;)
@Igor Wallossek : Wie ist das eigentlich bei den Netzteilen? Da wird vermutlich in der Regel über Shunts gemessen, oder? Sorry für etwas OffTopic, aber irgendwie passt das doch auch halbwegs zum Thema.

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Gurdi

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1,370 Kommentare 900 Likes

Das Digifanless wirft sehr akkurate Messwerte aus, da gibts nichts dran zu bemängeln. Das ersetzt natürlich keine professionelle Messung, aber es ist der einzig gangbare Weg die TBP einer Radeon selbst zu messen und wenn man weiß wie, geht dass auch bis auf 5 Watt genau.

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F
Furda

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663 Kommentare 370 Likes

@ Martin G
Top aktuelles Thema und Garantie für interessante Gespräche, hier aber wohl off-topic...

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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