AMDのRDNA2「デューティサイクルスケーリング」は、TDPを満たすためにGPUをシャットダウンします

最新のCPUおよびGPUアーキテクチャは、一時的にパフォーマンスを向上させたり、消費電力を削減したりする多数の機能を対応しています。これらの機能の中には、宣伝されているものもあれば、宣伝されていないものもあります。AMDのRDNA2 GPUは、Phoronixが発見したLinuxパッチによると、いわゆるDuty Cycle Scaling (DCS)を対応しているようです。DCSは、高負荷のときに瞬間的にグラフィックスコアをオフにし、消費電力を削減し、厳格なTDP要件を満たすためにオンに戻すことができます。

AMDのグラフィックス・デューティ・サイクル・スケーリング機能は、「小電力制限のSKU」向けに設計されました。DCSは、電流、電力、温度を常に監視しています。高負荷のワークロードで何かが制限を超えた場合、グラフィックス・コアは一時的にシャットダウンされ、電源および/または温度のエンベロープが満たされると、再び電源が投入されます。オン時間とオフ時間は、蓄積されたパワークレジットに基づいてファームウェアによって決定されます。

DCSは1ミリ秒未満の間、グラフィックスコアをオフにすることができます。パッチによると、DCSには2種類あります。純粋にサーマル、電流、パワーに基づいてグラフィックスコアをシャットダウンできる非同期DCS。一方、フレームアラインドDCSは、グラフィックスコアがフレームをレンダリングした後にシャットダウンするように設計されており、明らかにパフォーマンスに悪影響を及ぼします。現在対応されているのはAsync DCSのみで、フルスクリーン3DやVRのワークロード用に設計されたフレームアラインドDCSは現時点では対応されていません。

AMDのGPUは、Gfx Duty Cycle Scalingに加えて、グラフィックスコアがアイドル状態になったときにグラフィックスコアをシャットダウンするGFXOFF機能にも対応しています。

小電力制限SKUとは、一般的に超薄型ノートPCや各種組み込みアプリケーション向けのCPUやGPUのことを指します。一方、AMDのLinuxパッチからの情報によると、DCS機能は、現在、コードネームがSienna Cichlid(Navi 21、Big Navi)、Dimgrey Cavefish、Navy Flounderの各GPUで対応されています(これらはおそらくミッドレンジとエントリーレベルのRDNA2 GPUだと思われる)。ハイエンドGPUもミッドレンジGPUも、実際には「小電力制限SKU」のカテゴリには入らないので、DCSはこれらのグラフィックスプロセッサには必須の機能ではありません。一方、AMDやそのパートナーがこれらのGPUを熱的に制約のある環境に設置する場合、DCSはチップが凍結したり、高負荷下で破損したりしないようにすることができます。

DCSが正常に動作するためには、GPU、そのファームウェア、ドライバ、およびオペレーティング・システムが対応している必要があります。現時点では、DCSが実際に動作し、少なくともいくつかのグラフィックスサブシステムで有効になっているかどうかは不明です。