RTX 3090初测:双宽涡轮风扇设计,诀窍与“烦恼”

目录

-双宽涡轮设计如何解决350W散热难题?

-双8pin侧出供电、背面的辅助进风口

-极限压测:380W功耗,但不是峰值

-噪音偏大:有无缓解办法?

-更多机型测试、Win7支持

自从NVIDIA GeForce RTX 30系列新显卡正式发布,我就一直在想办法争取借测,缺货的事情想必大家也知道了。

由于RTX 3080和3090的TDP功耗分别达到320W和350W,NV公版显卡采用了全新设计的散热器。如上图,一方面3插槽厚度的尺寸比上一代涡轮风扇版的2080 Ti明显增大;另一方面位于右侧的风扇会将吹出的热风向上排在机箱内部,这对有的系统散热也会带来挑战。

而涡轮风扇、气流往显示输出接口方向——将热风直接排出机箱的散热设计,一直是工作站和多显卡系统的首选。还记得去年初从技嘉(GigaByte)借来过一片RTX 2080 Ti Turbo版(《460W__电源能否带动GeForce RTX 2080 Ti__显卡?》测试中使用的就是),毕竟上一代高端显卡只有250-260W TDP,Quadro RTX 6000(24GB)和8000(48GB)专业显卡也不过295W功耗。这次又是技嘉的朋友帮忙,给我寄来了下面这块卡——双宽涡轮风扇散热的GeForce RTX 3090。

双宽涡轮设计如何解决350W 散热难题?

在我最初了解到要做这款Turbo版3090时,就觉得散热可能有些挑战。首先拿在手里感觉比较重,散热器的外壳是全金属的,技嘉官网介绍里提到使用了均热板散热片。涡轮风扇的直径也比以前更大了,这个有点像我在《NVIDIA Quadro 20__周年记:专业显卡的前生今世》中写过的新一代Ampere架构专业显卡RTX A6000。不过A6000的TDP限制为300W,而RTX 3090可是350W哦。

GeForce RTX 3090的参数大家估计不陌生了,10496个流处理器、24GB 384bit位宽GDDR6X显存。下面我用Furmark先进行了第一轮压测。

RTX3090 Turbo__版的温度控制不错,20__多摄氏度室温下显卡满载只跑到68__℃__,此时超过3500__转的涡轮风扇,在安静的房间中已经有点吵了。

这款RTX 3090轻松跑到了350W左右的功耗。它的供电来源是2个8pin PCIe辅助供电(每个理论上支持不超过150W),加上PCIe x16插槽(理论支持75W),峰值功耗可能限制在375W左右(下文中会有测试验证)。如今GPU-Z已经能从显卡上读取到这些监测信息,可以看到我测试机上850W电源的+12V输出还是很稳的。

从这个角度揭示出RTX 3090 Turbo版散热设计的一个要点——增大出风口I/O挡片上的镂空面积,大家可以对比下图中的2080Ti。毕竟涡轮风扇和散热片再加强,350W的热能也要顺畅地排出机箱。

这样设计的金属挡片是否会影响整机EMC电磁辐射控制?不知是否有朋友产生和我一样的疑问。不过RTX 3090 Turbo版散热器是金属全包围的设计(后面还有照片),看起来机箱内部的电磁辐射不太容易从显卡这个位置泄露出去,我猜测对整机3C认证测试应该影响不大。

GeForce RTX 2080 Ti__双宽涡轮风扇版(来自Dell__工作站配件)

双8pin 侧出供电、背面的辅助进风口

2个8pin供电接口朝侧向出,这里的好处有不少朋友应该知道。在一些空间紧凑的机箱里(如2U、3U机架式),如果供电口垂直朝上的话,8pin电源插头可能就会和别的东西干涉了。

还有一点值得关注的,就是卡的长度。这款RTX 3090 Turbo的长度和我在_《_SPECviewperf 2020__基准测试更新:Quadro__专业显卡再排座次》中演示过的Quadro RTX 5000几乎一样,上图就是安装在Dell Precision 3640 Tower工作站里尝试了一下。

由于时间原因,这一次我没有把显卡完全拆开。RTX 3090的PCB背面应该也有显存,所以这里看到的金属散热片也不是摆设。

值得一提的是,左边我用红圈标出的位置是一个辅助进风口。似乎有点借鉴NV公版散热器的思路,涡轮风扇的进风除了正面之外还有这里的一点增强。

辅助进风口处的塑料支架是最容易拆卸的一个部位。大家可以看到,2个8pin供电是经过转接连到显卡PCB上的。RTX 3090/3080散热器的长度普遍要超过电路板,可见350W功耗的挑战。

极限压测:380W 功耗,但不是峰值

拿到3090显卡有限的时间内,我在4款工作站主机上做了些不一样的测试。上面是一台Dell Precision 3630 Tower,选中它的原因是配置有850W电源,可以看到8pin供电接头就提供了4个。

这款850W电源来自台达(Delta),其中用于PCIe辅助供电的+12VB额定输出支持到48A——576W功率。试想一下,如果那4组8pin全跑满150W的情况也就是600W,按常理判断支持一块RTX 3090应该问题不大。

我对显卡短时持续最大功耗的压测方法,是跑Furmark的同时运行AIDA64的GPGPU BenchMark,在这款RTX 3090上看到GPU-Z最大的Board Power Draw为380W,每次出现持续不超过1秒左右。

上面截图时也有376W了,此时2组8pin供电的电流都已经比PCIe规范超出了一点——功率分别达到154.2W和160.8W,这款850W电源的+12V输出电压仍然稳定。记得我在《PCIe 5.0__供电规范:12V600W__如何实现?》曾经写过:“_当前连接器/线缆耐流值:普及6A,8-9A优秀_”。如果电源设计有裕量、线缆和连接器质量好,8pin供电不是不能超过150W,有些情况转接出8pin+6pin(共225W)的设计也可以看到。

注:等后续有机会,我争取用万用表验证一下显卡各组+12V__的电流。

需要说明一点,如果接上示波器来看,RTX 3090的瞬间峰值功耗远不止380W。在《CPU Pmax__和GPU__峰值功耗——你需要多大电源功率?》里面我写过一种更严谨(苛刻)的系统设计电源匹配方案。但实际上许多时候我们不需要人为留那么多裕量,因为一款好的电源也有针对负载尖峰的动态响应能力,只是水平各不相同罢了。

噪音偏大:有无缓解办法?

我在网上看到有位朋友说:“涡轮风扇不吵,只是因为它还没有提速”。这就是为什么上一代2080Ti公版采用煤气扇,到了3080/3090散热器体积巨大的原因——为了照顾对噪声会敏感一些的用户。但传统设计的工作站和服务器(特别是多卡环境)仍然需要双宽涡轮风扇的新一代GPU,因此就出现了像RTX 3090 Turbo版这样的显卡。

根据GPU-Z的显示,这款RTX 3090设计的散热目标温度限制在83℃,距离可支持的最高温度91℃(应该是GPU)还有一些距离。这估计是为了高密度环境而考虑,优先散热的代价就是牺牲一定的噪音。

如果我们想对噪声一些限制,也还是有点办法的。

比如上面这款技嘉自带的软件,右边就可以自定义显卡温度和风扇转速之间的对应关系。

MSI Afterburner的名气可能更大一点,它也可以用来调节别的品牌显卡。上图显示为我测试的RTX 3090默认风扇速度控制曲线。

我只是为了临时测试,把80℃的风扇转速目标下拉到60%,这时GPU达到77度时风扇还能相对安静一些。

毕竟在实际应用中,无论显示加速还是CUDA计算等,能够长时间持续跑到350W即100% TDP的情况并不多见。当然我建议这个风扇转速调节需要谨慎,比如有些常年控制在18℃或以下的机房、实验室等,散热压力就会小不少。

更多机型测试、Win7 支持

上面这款950W电源,可以在Dell Precision 5820和7820 Tower两款工作站上选配到,单纯12V输出,+12V电流支持高达79.16A。其中5820 Tower在推出时就宣称支持2块300W显卡,如果配一块RTX 3090在供电上完全不用担心。

另外,我发现这款RTX 3090在传统Legacy BIOS设置下会有一点特别。Precision 5820和7820两款工作站都是兼容Windows 7系统的(比《I__ntel10__代PC/__笔记本安装Win7__踩坑记 & _驱动分享_》中提到的新机型好不少),GeForce RTX 30系列显卡不仅提供Linux驱动,我用Legacy BIOS安装Win7也顺利成功了。

技嘉GeForce RTX 3090 Turbo版(双宽涡轮风扇)总评

优点:空间占用小,支持高密度部署(不代表没有挑战),对机箱内散热风道依赖低,适应性强。

不足:噪音偏大,较为安静的办公室环境满载运行会有些吵。

上图来自网络视频,其中的服务器应该是Dell PowerEdge T640(不代表官方建议配置,仅供参考),我在《4U10__卡机器学习服务器:为什么PCIe__比NVLINK__能效比高?》中曾经还讨论过。

推荐阅读

  • VMworld 2020 China 线上大会技术演讲资料分享(22-23日)
  • SPECviewperf 2020基准测试更新:Quadro专业显卡再排座次

本文转载自企业存储技术微信公众号原文链接点这里

注:本文只代表作者个人观点,与任何组织机构无关,如有错误和不足之处欢迎在留言中批评指正。 进一步交流技术可以加我的微信/QQ:490834312。
尊重知识,转载时请保留全文,并包括本行及如下二维码。感谢您的阅读和支持!《企业存储技术》微信公众号:HL_Storage,也欢迎关注企业存储技术极术专栏,定期更新。

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注