Programma_Boinc

Тестирование энергоэффективности и скорости вычислений видеокарт в BOINC проектах

Опубликовано: 07.07.2025

Рубрика: Uncategorized

Автор: AlexA

Статья размещается на сайте с разрешения автора — S.Buzun. Кроме того, Сергей предоставил архив с данными, по которым писалась статья.

Возможно кто-то захочет посмотреть исходные данные.
https://boinc.ru/wp-content/uploads/2025/07/boinc.zip

Оригинал статьи находится по ссылке: https://promtechautomat.ru/articles/boinc.php

На момент написания статьи идет криптозима (весна 2025 года). Количество предложений видеокарт от майнеров на популярных площадках увеличивается, и сейчас неплохое время для апгрейда оборудования. Материал этой статьи будет полезен для сравнения характеристик видеокарт для майнинга в проектах распределенных вычислений на платформе BOINC.

Кроме того, Сергей предоставил данные, по которым писалась статья, архив с ними можно скачать по ссылке.

Подробно о добровольных вычислениях и проектах можно почитать здесь:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94...BD%D0%B8%D1%8F
https://ru.wikipedia.org/wiki/BOINC

Характеристики графических процессоров, которые будут протестированы, приведены в таблице 1. Данные для таблицы взяты с сайта techpowerup.com, как показали эксперименты в реальности тактовая частота работы графических процессоров отличается от приведенной в открытых источниках. Также по графическому процессору CMP 90HX в таблице завышен показатель TDP, как показали замеры, энергопотребление ограничено мощностью 250 Вт. Возможно попался экземпляр с модифицированным биосом.

Таблица 1 – Характеристики графических процессоров
Рис. 1
Характеристики тестового стенда приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Состав тестового стенда
Рис. 2


Установка драйверов
В Windows видеокарты CMP 170HX и P102-100 одновременно работать с BOINC отказались, видимо, это связано с тем, что для этих видеокарт драйвера находятся в разных установочных пакетах (для CMP 170HX требуется Datacenter driver for Windows).

Если вы все сделали правильно, в диспетчере устройств появится видеоадаптер NVIDIA A100. Настройка системы охлаждения графического процессора. Ниже приводится описание, как установить драйверы для видеокарты CMP 170HX в Windows 10 Pro.

Уменьшение влияния на производительность графического процессора центрального процессора

Видеокарта CMP 170HX является урезанной версией ускорителя NVIDIA A100, однако производитель не включил отдельный драйвер в установочный пакет, и поиск драйвера на сайте nvidia ни к чему не приведет. Чтобы установить драйвер для CMP 170HX, необходимо скачать Data Center Driver for Windows с поддержкой устройств A-series. На момент написания этого обзора, самая новая версия этого драйвера 572.61-data-center-tesla-desktop-win10-win11-64bit-dch-international. Далее нужно распаковать файлы драйвера в папку (например, программой 7zip) и через диспетчер устройств указать Поиск и установка драйвера вручную

Если вы все сделали правильно, в диспетчере устройств появится видеоадаптер NVIDIA A100.
Настройка системы охлаждения графического процессора

Современные графические процессоры имеют встроенную температурную защиту от перегрева. При приближении температуры кристалла к критической, происходит динамическое изменение частоты работы процессора (частота снижается), за счет этого температура не поднимается выше. Также существует лимит по энергопотреблению, который также имеет связь с температурой кристалла. Чтобы исключить влияние температуры на производительность, удобнее всего вручную задать скорость вращения вентиляторов системы охлаждения, проверив под нагрузкой, что максимальная температура кристалла графического процессора меньше критической и тактовая частота постоянная (равна максимальной).

Например, для работы CMP 170HX с максимальной производительностью, температура кристалла должна быть меньше 73 градусов. Уже про 74 градусах максимальная тактовая частота будет ниже 1410 МГц.

Уменьшение влияния на производительность графического процессора центрального процессора

Различные задачи BOINC нагружают центральный процессор по-разному. При оценке производительности графического процессора (GPU), нужно убедиться, что центральный процессор (CPU) не является узким местом вычислительной системы. При работе приложений BOINC, использующих видеокарту, загрузка центрального процессора не должна быть 100%. Особенно это актуально если в системе несколько видеокарт и проект активно использует ресурсы центрального процессора. Например, при использовании тестового стенда и 5 видеокарт Zotac P102-100 для расчетов заданий проекта Einstein@Home, время выполнения задания выше на 50%, из-за перегрузки центрального процессора. При использовании 3-х видеокарт Zotac P102-100, в проекте Einstein@Home перегрузки процессора Intel Core i5-6600K уже не происходит, как результат — производительность вычислительной системы с тремя видеокартами выше, чем с пятью. Если центральный процессор не является узким местом вычислительной системы, время выполнения задания и время ЦП в статистике задания должны быть примерно равны (для All-Sky Gravitational Wave search on O3), и загрузка процессора меньше 100%.

* У P102-100 отсутствует измерение потребляемой мощности с помощью Afterburner, соответственно эти данные заполнялись с помощью пересчета % мощности GPU и значения TDP в потребляемую мощность. Так как величина TDP не является максимальным теоретическим тепловыделением процессора, то полученные при пересчете значения не будут точными. Для 1080ti есть данные и по потребляемой мощности в Ваттах и по мощности GPU в %. Мощность, измеренная в Ваттах примерно на 11-12% больше чем рассчитанная мощность (Мощность GPU в % умножить на TDP и разделить на 100%). Для точного измерения потребляемой мощности требуются внешние приборы, эта задача выходит за рамки настоящего исследования.

Затраты энергии на выполнение задания на CMP 170HX в 3,9 раза меньше чем у графических процессоров GeForce 10 серии. Скорость вычислений CMP 170HX в различных приложениях BOINC выше в 3,1 раза по сравнению с 1080ti и P102-100.

Затраты энергии на выполнение задания CMP 90HX в 1,9 раза меньшее чем у графических процессоров GeForce 10 серии Скорость вычислений CMP 90HX в различных приложениях BOINC выше в 2 раза по сравнению с 1080ti и P102-100.

На сайте проекта PrimeGrid имеется информация о относительной скорости графических процессоров (вычисляется автоматически на основе присланных результатов) https://www.primegrid.com/gpu_list.php#GFN20. К сожалению, там нет информации по графическим процессорам для майнинга. Приняв допущение, что производительность P102-100 примерно равна производительности 1080ti, получаем следующий рейтинг по относительной скорости (для задач Genefer 20 4.04 (OCLcudaGFN20).

В рейтинге CMP 90HX заметно ниже NVIDIA GeForce RTX 3080, разница в 23% объясняется уменьшением лимита потребляемой мощности до 250 Вт, скорее всего при одинаковом лимите энергопотребления, время вычисления заданий тоже будет одинаковым.

Графический процессор CMP 170HX также занял достойное место в рейтинге. При вычислениях задач Genefer 20 4.04 потребляемая мощность практически равна значению TDP. У топа из рейтинга — GeForce RTX 4090 TDP равно 450 Вт, у CMP 170HX измеренное потребление – 225 Вт. Соответственно, если сравнить скорость при одинаковом энергопотреблении, производительность двух ускорителей CMP 170HX будет ниже на 12% производительности одной карты GeForce RTX 4090. Тут нужно отметить, что 170HX выпускается по техпроцессу 7 нм, а RTX 4090 по техпроцессу 5нм.