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Undervolting a tu tarjeta gráfica: ¿Es buena idea?

Uno de los conceptos más explorados últimamente en el Hardware es el undervolting de una tarjeta gráfica. Básicamente, consiste en reducir su voltaje con el objetivo de mejorar las temperaturas y consumos, pero a su vez intentar ganar un poco más de rendimiento. Veamos los motivos que hacen que esta sea una buena idea, y los que no.

¿Por qué va a interesarle a alguien hacer undervolting?

Básicamente, el consumo energético en W de cualquier aparato eléctrico, y en particular los que funcionan por corriente continua como una tarjeta gráfica, se calcula como el producto del voltaje (V) por la intensidad de corriente (A). Nosotros, como usuarios, solo podremos cambiar a nuestro antojo (salvo que el fabricante de la gráfica nos lo impida) el voltaje. Por ello, la gran manera de reducir los consumos energéticos es bajando este valor, lo que a su vez hará bajar las temperaturas de la gráfica.

Ya hemos explicado la primera parte de por qué el undervolting puede resultar interesante, y es su potencial de reducir el consumo y temperaturas. ¿Pero qué hay de eso de que puede mejorar el rendimiento? ¿No debería ser al revés? En el artículo veréis por qué se puede ganar rendimiento a base de hacer UV.

Cuando los fabricantes desarrollan sus algoritmos de control de voltajes y frecuencias, estos deben estar pensados para que todas las gráficas funcionen, y por lo tanto no están específicamente optimizados para cada chip concreto. La lotería del silicio dicta que varias muestras de un mismo chip pueden tener diferencias abismales en cuanto a su comportamiento con voltajes y frecuencias, de ahí que exista el overclocking, pero también el undervolting para conseguir mejorar los consumos y temperaturas.

Dicho esto, parece que todo son ventajas, ¿no? Vamos a ahondar un poco más para analizar dónde encontramos que el undervolting de tu tarjeta gráfica podría no ser lo suficientemente útil como para realizarlo.

La curva de frecuencias-voltaje de tu tarjeta gráfica

La mejor forma de explicarte por qué el undervolting puede ser útil es hablarte de cómo es su curva de frecuencias y voltaje. Básicamente, será un gráfico en el que veremos indicado a qué frecuencia se puede llegar según el voltaje que le suministremos a la gráfica. Veamos una dramatización ilustrativa de esta curva, qué regiones distintas podemos encontrar y cómo puede influir en el proceso de undervolting.

Una tarjeta gráfica que de fábrica viene en la región lineal no podrá beneficiarse de un mayor rendimiento al hacerle undervolting, y por tanto la idea ya es un poco menos atractiva. Dependiendo de en qué posición venga, eso sí, podría llegar a ser interesante ya que no requeriría bajar en exceso las frecuencias.

Si está en la región no lineal entonces bajar el voltaje nos puede reportar grandes beneficios en cuanto a consumo sin tener un impacto fuerte en el rendimiento, o incluso mejorándolo, ya que al tener menor consumo y temperatura es posible que la gráfica tenga más margen para hacer cierto boosteo de frecuencia aunque el valor que debería tener sea inferior.

Finalmente, en una gráfica que esté en la región de caída básicamente el undervolting es una idea extremadamente interesante y potente, y sin duda deberíamos ponerla en práctica, pues nos permitirá reducir el consumo bastante a la vez que ganamos forma clara y directa ardimiento.

La utilidad varía mucho entre arquitecturas

Es destacable tener en cuenta que el undervolting no siempre es una idea interesante en función de la arquitectura de tu tarjeta gráfica y sus características. Vamos a ver cuál es la situación en las arquitecturas más importantes de los últimos años, y cómo se solían comportar en la curva voltaje-frecuencia que te enseñamos antes. Intentaremos posicionar a cada generación en esta curva, pero obviamente no es una ciencia cierta, y todo dependerá mucho de cada chip concreto (lotería del silicio), pero entre los overclockers ya hay un cierto consenso al respecto.

Te indicamos las arquitecturas que vamos a analizar y cuáles son algunas de las generaciones de GPU a las que pertenecen:

Por la banda de NVIDIA

  • Pascal. Es la arquitectura de la serie GTX 10 (GTX 1060, 1070, 1080…)
  • Turing. Es la primera generación de RTX (RTX 2060, RTX 2070…) y GTX 16 (1650, 1660…)
  • Ampere. La generación más actual, correspondiente a sus RTX 30 (3070, 3080, 3090…)

Por la banda de AMD

  • Polaris. Todas las gráficas RX 400 y RX 500 usan esta arquitectura: RX 470, RX 480, RX 580, RX 590…
  • Vega. Muy fácil de identificar, pues las GPU que la usan llevan su nombre (salvo la Radeon VII): Vega 56 / 64.
  • Navi. Todas las Radeon RX 5000 (5700, 5700 XT…)
  • Big Navi. Todas las Radeon RX 6000 (6800, 6800 XT…)

Insistimos: son ideas generales, luego puede haber chips concretos que hagan lo contrario a lo que dijimos, pero es lo que ocurre en la mayoría de modelos y así nos lo han constatado expertos en overclocking.

Sea el caso que sea, si hacemos undervolting entonces deberás tener cuidado de no dejar una frecuencia superior a la que se puede alcanzar con el voltaje que le dejes, no porque sea peligroso sino porque no sería un UV estable. Esto es algo que deberás saber a base de pruebas de estabilidad, no te daremos algunas claves interesantes, pero desde luego ten en cuenta que la curva que te hemos enseñado es algo teórico y dramatizado que no puedes simplemente dibujar para tu tarjeta gráfica, es una cuestión de prueba y error.

NVIDIA Pascal, ya llevan la eficiencia energética por bandera

Las gráficas NVIDIA Pascal deberían estar posicionadas en la parte lineal de la curva, ya que nunca han venido con un control de voltajes excesivamente agresivo, y de por sí tienen unos consumos bastante buenos, por lo que no es una opción donde el undervolting suela ser algo interesante.

NVIDIA Turing, buenas opciones para undervolting pero muy complejas

En el caso de Turing, las cosas han cambiado mucho y hay demasiado de lo que hablar. Tened en cuenta dos cosas: que estas gráficas supusieron un cambio de arquitectura muy importante al traer dos tipos de núcleos nuevos (Tensor Cores y RT Cores), y que también cambiaron la tendencia hacia la reducción de consumos generación a generación que se llevaba dando años.

Por una parte, el hecho de que tengan estos dos tipos de núcleos provoca que la estabilidad del undervolting varíe mucho según si se usan o no. Por ejemplo, puedes haber probado con una aplicación muy exigente que funciona perfectamente y es estable, pero encontrarte con crasheos en juegos o problemas de estabilidad a la hora de activar DLSS y/o Ray Tracing en un juego.

Sin embargo, el hecho de que marque una tendencia hacia el aumento de consumo ya hace más atractiva la idea del undervolting, y precisamente estas gráficas han venido bastante más apuradas en cuanto a voltajes por lo que efectivamente deberíamos poder bajar el voltaje con una reducción de frecuencias mínima. Hasta aquí todo bien, ya que tan solo tenemos la dificultad de que podríamos tener una estabilidad peor de la esperada, pero no es algo excesivamente traumático (todos los que hagan OC deben considerar la posibilidad de sufrir inestabilidades inesperadas). Pero hay un problema más:

Las gráficas de esta arquitectura supusieron un importante cambio en el algoritmo de boost de la gráfica, que funciona con cierta dependencia de la temperatura, en el sentido de que si conseguimos bajar la temperatura una cantidad determinada, entonces la GPU tendrá frecuencias turbo más agresivas. Entonces, . Esta es una explicación algo paradójica y liosa, pero precisamente ese algoritmo es un lío bastante importante.

En resumen, el undervolting en gráficas RTX 20 puede reportar importantes beneficios, pero hay que hacerlo bien, pelear con el algoritmo de boost de NVIDIA y sobre todo testear la estabilidad lo mejor posible, con los juegos más exigentes que se pueda (¡no solo benchmark!) y también con RT y DLSS.

NVIDIA Ampere, sin demasiada información todavía

Ampere supone una evolución sobre Turing en las tecnologías de RTX y también aumenta mucho el rendimiento, pero la mejora en eficiencia energética (rendimiento por vatio) no es suficiente para que consuman menos. De hecho, son gráficas realmente agresivas en cuanto al consumo de energía. Por eso, no son malas candidatas para el undervolting, ¿no?

El problema es que apenas se han testeado en estos escenarios, su implantación en el mercado está siendo lenta y no llevan mucho tiempo disponibles, así que no hay un feedback suficiente de la comunidad y overclockers para que podamos dar una respuesta con claridad. Pero es posible que el undervolting funcione bien.

AMD Polaris, una de cal y otra de arena

En las gráficas Polaris, hemos de distinguir claramente dos subdivisiones: por una parte, las primeras lanzadas, que fueron las RX 400, y por otra las RX 500, más recientes.

Respecto a las primeras, su margen de overclocking no es excesivamente grande ni pequeño, lo que nos inspira a pensar que deberían poder recibir un undervolting relativamente razonable, pero con gran dependencia del chip recibido, y sin garantía de conseguir beneficios. El caso de las RX 500 es muy distinto, pues estas gráficas son básicamente RX 400 más apuradas y subidas de vueltas, así que el UV se convierte en una idea realmente razonable si necesitas bajar el consumo de la tarjeta gráfica, básicamente.

AMD Navi, ¿podrías sacarles cierto jugo?

No tenemos mucha información para estas tarjetas gráficas, así que no podemos hacer demasiadas afirmaciones, pero por lo que sabemos es posible que sean un caso similar a las RX 400 de Polaris. La mayor pista que tenemos es que su margen de overclocking es bastante limitado, así que posiblemente se les pueda hacer un undervolting relativamente interesante al venir con voltajes altos de serie, pero tampoco parece un caso en el que las hayan intentado exprimir demasiado, así que puede que hacer UV sea más contraproducente de lo deseado en cuanto a rendimiento.

AMD Big Navi, probablemente te tengas que olvidar del undervolting

Big Navi es la última generación de gráficas de AMD, partamos del hecho de que sus números de consumo son bastante buenos en comparación con NVIDIA. La cuestión es que se ha visto cómo estas gráficas tienen márgenes de overclock impresionantes, llegando a frecuencias récord. Así que lo más previsible es que estén en una posición relativamente baja de la curva de frecuencias, y que entonces el undervolting sea una idea bastante mala, provocando una bajada considerable de frecuencias con una pequeña reducción del voltaje.

Ciertamente, también estamos ante una arquitectura bastante nueva y cuyas posibilidades no hemos conocido por completo, y que apenas está empezando a tener implantación en la comunidad (peor que Ampere), pero lo que os decimos es sin duda lo más coherente con lo que se está sabiendo sobre esas GPUs.

Aquí, al igual que en las últimas generaciones de NVIDIA, también hay que pelear con el algoritmo de boost de las GPU.

AMD Vega, el gran caso de uso a favor del undervolting

Hemos querido dejar estas gráficas hasta el final, a pesar de que sean anteriores a las Navi y Big Navi, pero porque son realmente especiales y únicas.

Las tarjetas gráficas AMD Vega son un claro caso donde el undervolting es extremadamente beneficioso. Esta es una generación de gráficas que de por sí tenía un consumo exagerado, pero lo más gracioso es que sus voltajes eran tan agresivos que podemos situar a buena parte de los chips en la parte de descenso de la curva frecuencias-voltaje. Es decir, que pueden llegar a un voltaje de fábrica tan alto que las frecuencias alcanzables sean inferiores a las que conseguiríamos si le bajásemos el voltaje.

¡Si tienes una gráfica AMD Vega 56 o Vega 64, aprende a hacerle undervolting ya, aprovecha su potencial y reduce considerablemente su consumo!

¿Realmente merece la pena el esfuerzo y el tiempo dedicado?

Los usuarios con Vega 56 o Vega 64 deberían pensar en el undervolting… La mayoría de mortales con otras gráficas, seguramente no.

En la mayoría de los casos, lo cierto es que el esfuerzo necesario para hacer undervolting apenas compensa a sus beneficios. Nuestra recomendación es que, salvo que tengas un interés especial en ello (por hobby o diversión), el undervolting no te compensa demasiado si cumples con estos puntos:

  • No te resulta especialmente preocupante que tu gráfica consuma unas decenas de W más, a nivel de factura eléctrica. Esto será así con la mayoría de la gente, y realmente quien busque reducir esta factura debería dedicar su tiempo a encontrar una mejor tarifa (PVPC, discriminación horaria…) o mejorar la eficiencia de sus electrodomésticos, en vez de obsesionarse con lo que demande su PC.
  • Tienes una fuente de alimentación de calidad decente. Si tu fuente tiene una calidad preocupante y está demasiado ajustada para tu gráfica, entonces el undervolting podría ser bastante beneficioso a nivel de seguridad.
  • Las temperaturas que tiene tu tarjeta gráfica bajo carga son adecuadas. En este sentido, podemos considerar como adecuado cualquier valor que esté por debajo del máximo anunciado por el fabricante. Por ejemplo, 80 grados en una RTX 3080 apenas deberían preocuparte pues están muy por debajo del máximo de 93ºC, y apenas tendrán un impacto en la durabilidad.
  • Tu modelo de tarjeta gráfica es decente a nivel de ensamblador, o es una gráfica que consume muy poco. Este punto se lo dedicamos a los VRM de la gráfica, que son su sistema de alimentación. Si tienes una gráfica que consume mucho y llevas un modelo de ensamblador especialmente básico entonces quizás sería interesante el undervolting. Si tienes un modelo bueno, o simplemente tiene muy poco consumo (como una 1650 SUPER, por ejemplo), entonces realmente no tendrás una mejor durabilidad por esto.

Todos estos puntos, obviamente, se deberían combinar con todo lo demás que hemos mencionado en el artículo para llegar a una conclusión final robusta.

¡Recuerda que la inestabilidad es muy difícil de probar!

Vamos a volver a incidir en un punto que ya os hemos mencionado varias veces en el artículo, pero que es realmente importante. Para saber si un undervolting es exitoso y está bien hecho, no solo hay que comprobar si ha habido beneficios en cuanto a temperaturas, consumo y rendimiento, sino que hay que probar que sea estable y no nos hayamos pasado bajando el voltaje.

En una CPU, probar esta estabilidad es sencillo pues se podría reducir a unas horas de ejecución de una prueba de estrés severa como Prime95 Small FFT. Pero en una GPU las cargas son muchísimo más dinámicas y variables, un benchmark como FurMark o Superposition exigirá mucho a la gráfica, pero luego es muy posible que un juego AAA especialmente demandante le llegue a exigir bastante más, y también hay que recordar la cuestión de características como el ray tracing que te explicamos antes.

Evidentemente, es muy recomendable usar benchmarks para comprobar fácilmente la estabilidad de la GPU (por favor, cosas con sentido, que aún hay gente usando el Unigine Heaven de 2009)

Palabras finales y conclusión sobre el undervolting a tarjetas gráficas

El undervolting es un proceso que busca optimizar el funcionamiento de una tarjeta en cuanto a su rendimiento, consumo y temperaturas, a base de reducir su voltaje. Para muchos es algo interesante, pues les permite ganar un poco más de rendimiento a la par que consiguen reducir el consumo y temperaturas.

En última instancia, todo dependerá de las ganas que tengas de trastear con tu tarjeta gráfica. Al fin y al cabo, si lo estás haciendo por diversión entonces quizás sea una opción razonable e interesante, siempre y cuando estés dispuesto a dedicarle mucho tiempo de aprendizaje y pruebas. Para mucha gente eso es un

E incluso si tienes todas las ganas del mundo de trastear, a veces explorar el OC es una mejor idea que hacer undervolting. ¿Qué opinas de esto? ¿Has hecho undervolting a tu tarjeta gráfica? ¡Déjanos tu opinión en los comentarios!

Breixo Gómez

Apasionado del Hardware, exigente con la calidad de los productos. Intento aprender lo máximo cada día. No dudes en dejarme cualquier duda o sugerencia en los comentarios ;)
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