De 230W a 350W, ¿por qué consumen tanto las GPU NVIDIA Ampere?

De 230W a 350W, ¿por qué consumen tanto las GPU NVIDIA Ampere?

Javier López

Se ha levantado mucho revuelo con los datos de consumo de las nuevas tarjetas gráficas NVIDIA Ampere y aunque está justificado, hay que explicar algunos detalles que han sido filtrados sobre dichas GPU. El mayor problema es comprender cómo NVIDIA ha distribuido los componentes en el PCB dadas las filtraciones de su disipador, bastante innovador por un lado, pero algo complicado de entender por otro. Además, hay correcciones entre lo filtrado a principios de semana y lo que se acaba de saber.

Como ya dijimos, NVIDIA tiene preparada dos versiones distintas del PCB donde el de referencia llegará marcado como PG133 para las Founders Edition, mientras que el PG132 sería un PCB diseñado y algo abierto para los ensambladores, manteniendo estructura y pudiendo ser mejorado.

Esto es importante porque volveremos a ver PCBs custom y dos versiones del PCB de referencia donde uno de ellos es exclusivo para las FE. Partiendo de las premisas de los 21,3 cm que se nombraron a principios de semana para el PG133 y PG132, desde Igorslab han sacado la artillería tirando de fuentes diversas para afirmar que este será, más o menos, el aspecto final del PCB.

NVIDIA Ampere: formato ITX, configuración extraña de VRAM y más

PG132-vs-Cooler-2

Lo primero que vamos a poder ver es que el PCB va a ser realmente compacto y que de lo comentado anteriormente y al parecer no tendrá ningún PCB externo conectado para dar salida a los conectores PCIe. Todo parece ser más simple, ya que NVIDIA usaría un soporte algo más grande que un PCB ITX puro, donde se integran los dos conectores de 8 pines para administrar la energía.

Lo primero que tenemos que tener en cuenta es el masivo die que nos va a acompañar, donde se estima un área en torno a los 627 mm y donde debido a esto se encuentran más novedades interesantes. Comenzando por la GDDR6X (no anunciada por ningún fabricante, de momento), donde por razones eléctricas deberían estar muy cerca del interposer. Los chips BGA formarían por tanto en la versión TOP con 24 GB un esquema 4-3-4 + 1, dejando un chip justo encima del conector PCIe.

NVIDIA-GeForce-RTX-3080-heatsink

Con un consumo tan alto los VRM y fases se van a tener que dispersar por el PCB, donde además deben dejar espacio a las conexiones de pantalla y otros elementos regulatorios, de ahí la disposición de ventiladores tal alejada. Según parece, cuatro heat pipes atraviesan todo el cuerpo del disipador, por lo que NVIDIA busca es maximizar el traspaso de calor alejándolo rápidamente hacia los extremos del mismo.

Desglose de consumo de energía de la GPU y el PCB

NVIDIA-GeForce-RTX-3080

Uno de los factores más determinantes es el hecho de que las nuevas tarjetas gráficas van a disponer de consumos extremadamente altos: 350 vatios y 320 vatios. Muchos se han preguntado de donde proviene tan altos valores, así que vamos a intentar poner algo de luz a este asunto:

Estimated Power Consumption / Losses
Total Graphics Power TGP 350 Watts
24 GB GDDR6X Memory (GA_0180_P075_120X140, 2.5 Watts per Module) -60 Watts
MOSFET, Inductor, Caps NVDD (GPU Voltage) -26 Watts
MOSFET, Inductor, Caps FBVDDQ (Framebuffer Voltage) -6 Watts
MOSFET, Inductor, Caps PEXVDD (PCIExpress Voltage) -2 Watts
Other Voltages, Input Section (AUX) -4 Watts
Fans, Other Power -7 Watts
PCB Losses -15 Watts
GPU Power approx. 230 Watts

Como vemos, cada módulo de GDDR6X consume 2,5 vatios, los MOSFET encargados de regular el voltaje de la GPU se van a 26 vatios, los del Framebuffer hasta los 6 y los encargados de la regulación del PCIe solo 2W.

Las secciones de control de voltaje y salidas auxiliares podrían irse a unos 4 vatios y entre los ventiladores y el resto de componentes del PCB se estiman 7W, donde las pérdidas generales de dicho PCB podrían ser de 15 vatios aproximadamente.

El resto del consumo hasta los 350 vatios corresponde a la GPU, la cual estaría dando unas cifras sobre los 230W. Lógicamente las tarjetas gráficas de 320 vatios tienen eso 30W de menos debido a la menor cantidad de VRAM disponible.

Así que hablamos efectivamente de una GPU monstruosa que tendrá solamente ella el consumo de casi todo el PCB + GPU de una RTX 2080 Ti, por lo que más le vale a NVIDIA que el disipador de sus modelos Founders Edition sea realmente bueno, ya que los AIB van a tener que poner toda la carne en el asador si quieren disipar con garantías al GA102.

Nosotros seguimos creyendo que NVIDIA Ampere no va a ser tan revolucionaria en su PCB y que la compañía optará por un tamaño estándar con dos conectores de 8 pines tradicionales en su lateral, veremos que se desvela en breve.