Quad GeForce RTX 3090 en una computadora de escritorio: ¿funciona?

En Puget Systems, los clientes van desde aquellos que necesitan estaciones de trabajo relativamente modestas, hasta aquellos que necesitan el sistema más potente posible. Estas estaciones de trabajo extremas solían ser sistemas de CPU dobles o cuádruples, pero recientemente, el cambio ha sido hacia configuraciones de GPU cuádruples. Tener tanta potencia de GPU puede proporcionar un rendimiento increíble para una serie de industrias, incluida la renderización, la computación científica e incluso tiene algún uso para aplicaciones de edición de video como DaVinci Resolve.

Con las últimas GPU de NVIDIA, la GeForce RTX 3080 de 10 GB y la 3090 de 24 GB, la cantidad de rendimiento que puede obtener de una sola GPU ha aumentado drásticamente. Desafortunadamente, la cantidad de energía que requieren estas tarjetas (y, a la inversa, la cantidad de calor que generan) también ha aumentado. Además, casi todos los modelos de GPU disponibles de NVIDIA y otros fabricantes no están diseñados para su uso en configuraciones de múltiples GPU, lo que en muchos casos lo limita a solo una o dos tarjetas.

Sin embargo, Gigabyte ha lanzado recientemente una RTX 3090 de estilo soplador que debería darnos nuestra mejor oportunidad de usar tres o cuatro RTX 3090 en una estación de trabajo: la GeForce RTX 3090 TURBO 24G

Este tipo de sistema de enfriamiento estilo soplador es mucho mejor para configuraciones de múltiples GPU, ya que agota la mayor parte del calor directamente por la parte posterior del chasis. Y cuando se trata de cuatro tarjetas de video de 350 vatios, eso es 1.400 vatios de calor que ciertamente queremos que salga del sistema lo más rápido posible.

Si bien el diseño del enfriador puede ayudar con la salida de calor, también tenemos el problema del consumo total de energía. Deberíamos poder alimentar 1.400 vatios con una sola fuente de alimentación de 1.600 vatios, pero eso no deja mucho espacio para picos de voltaje, sin mencionar tener suficiente para alimentar la CPU, la placa base, la RAM, el almacenamiento y otros dispositivos dentro del computadora.

Esto plantea la pregunta: ¿es realmente factible tener cuatro RTX 3090 dentro de una estación de trabajo de escritorio? ¿O el calor y la energía son demasiado para manejar?

Configuración de prueba

Para ver si el quad RTX 3090 es algo que incluso queremos considerar ofrecer, queríamos poner a prueba una serie de configuraciones para observar el rendimiento, las temperaturas y el consumo de energía. El sistema principal que usaremos tiene las siguientes especificaciones:

• CPU: Intel Xeon W-2255 de 10 núcleos
• Enfriador de CPU: Noctua NH-U12DX i4
• tarjeta madre: Asus WS C422 SAGE / 10G
• RAM: 8x DDR4-3200 16GB REG ECC (128GB en total)
• Tarjeta de video: 1-4x Gigabyte RTX 3090 TURBO 24G
• Disco duro: Samsung 970 Pro de 512 GB
• Fuente de alimentación: 1-2x EVGA SuperNOVA 1600W P2
• Software: Windows 10 Pro de 64 bits (versión 2004)

Si bien nuestras pruebas con hasta tres RTX 3090 son bastante sencillas, tenemos serias preocupaciones sobre el consumo de energía cuando obtenemos hasta cuatro GPU. Intentaremos usar solo una fuente de alimentación de 1600 W con la configuración de stock, pero también intentaremos establecer los límites de potencia para cada tarjeta en 300 W (lo que debería llevarnos cómodamente por debajo del máximo de 1600 W), así como usar una configuración de PSU dual para garantizar ninguna de las cartas está hambrienta de poder.

Consumo de energía Quad RTX 3090

El consumo de energía es un poco preocupante con quad RTX 3090

Para nuestras pruebas, analizaremos el rendimiento, el consumo de energía y la temperatura de la GPU con OctaneBench , RedShift , V-Ray Next y la parte de efectos de GPU de nuestro punto de referencia PugetBench para DaVinci Resolve .

Rendimiento – OctaneBench

OctaneBench es a menudo uno de nuestros puntos de referencia para GPU porque funciona extremadamente bien con varias tarjetas de video. Como puede ver en las tablas anteriores, la escala de una a cuatro tarjetas RTX 3090 es casi perfecta, con cuatro tarjetas con una puntuación exactamente cuatro veces mayor que una sola RTX 3090.

De hecho, la mayor sorpresa aquí fue que limitar cada una de las GPU a 300W solo redujo el rendimiento en un poco más del 1%. Si bien hablaremos sobre el consumo de energía con más detalle más adelante, comentaremos que la limitación de las GPU redujo la potencia general del sistema en un ~ 16%, lo que es un gran retorno para una caída tan pequeña en el rendimiento.

Rendimiento – V-Ray Next

V-Ray Next se está convirtiendo rápidamente en otro elemento básico para nuestras pruebas de GPU porque no solo se escala tan bien como OctaneRender, sino que en realidad provoca un consumo de energía general del sistema ligeramente mayor, lo que lo convierte en un excelente punto de referencia para las GPU estresadas.

Aquí, de nuevo, no hay mucho que decir. Escalar hasta cuatro tarjetas RTX 3090 es perfecto, y limitar la potencia de la GPU redujo el resultado de referencia en menos del 1%. Tampoco estamos viendo ningún aumento en el rendimiento con fuentes de alimentación duales, lo que significa que hasta ahora, una sola fuente de alimentación de 1600 W parece estar funcionando bien.

Rendimiento – RedShift

RedShift es interesante porque no se escala tan bien como OctaneRender o V-Ray, pero su reciente adquisición por parte de Maxon (creadores de Cinema4D) significa que es probable que veamos más personas usándolo en un futuro cercano. Una cosa a tener en cuenta es que este punto de referencia devuelve los resultados en segundos, por lo que un resultado más bajo es mejor (lo contrario de nuestras otras pruebas).

En RedShift, no vimos una escala tan buena, pero cuatro tarjetas RTX 3090 son 3.6 veces más rápidas que una sola tarjeta. Una vez más, la limitación de energía de las tarjetas y el uso de fuentes de alimentación duales no afectaron el rendimiento de manera significativa.

Rendimiento – DaVinci Resolve

Para completar nuestras pruebas, queríamos ver algo que no se estaba renderizando. De hecho, íbamos a incluir algunas otras pruebas, como NeatBench y una simulación de CUDA NBody, pero la escala no fue muy buena con varias GPU o tuvimos problemas para ejecutarla debido a lo nuevo que es el RTX 3090.

Sin embargo, nuestro banco de pruebas DaVinci Resolve tiene soporte para estas tarjetas y la parte de “Efectos de GPU” del banco de pruebas escala bastante bien hasta tres GPU. No vimos un aumento significativo en el rendimiento con cuatro tarjetas RTX 3090, lo que puede deberse en parte a nuestra elección de CPU. Esta prueba cargará el procesador más que cualquiera de las otras, y aunque eso no debería explicar el muro de rendimiento por completo, puede ser un factor contribuyente.

Consumo de energía, térmicas y ruido

El rendimiento es excelente a la vista, pero una de las principales razones por las que queríamos hacer esta prueba era descubrir si poner cuatro tarjetas RTX 3090 en una estación de trabajo de escritorio era factible. El mayor consumo de energía y salida de calor significa que solo las tarjetas como la Gigabyte RTX 3090 TURBO 24G con un enfriador de estilo soplador tendrán una oportunidad, pero estas tarjetas aún tienen una capacidad nominal de 350W cada una.

El consumo de energía era una de nuestras mayores preocupaciones, por lo que decidimos comenzar por ahí:

Medimos el consumo de energía de la pared durante cada punto de referencia, lo que nos mostró algunos resultados muy interesantes. Primero, el punto de referencia que obtuvo la mayor potencia fue en realidad nuestra prueba DaVinci Resolve GPU Effects. Es probable que esto se deba a que no solo usa las GPU, sino que también coloca una carga decente en la CPU. Debido a esto, es probable que esta prueba sea un poco más precisa para el tipo de carga máxima que podría poner en un sistema en una situación “cotidiana”.

En general, lo que descubrimos fue que, si bien Quad RTX 3090s podía funcionar con una sola fuente de alimentación de 1600 W, el corte está extremadamente cerca. Recuerde que este es el consumo de energía de la pared y, siguiendo la eficiencia nominal del 92% de la unidad EVGA que estamos usando, nuestro consumo máximo de energía de 1,717 vatios solo debería traducirse en 1,580 vatios de potencia interna. ¡Eso deja 20 vatios de sobra!

No hicimos apagar el sistema durante nuestras pruebas, pero esto es demasiado para un uso a largo plazo. Sin mencionar que si utilizáramos una CPU que consuma más energía, o incluso simplemente agreguemos algunas unidades de almacenamiento más, probablemente nos hubiéramos llevado al límite. Entonces, aunque técnicamente tuvimos éxito con cuatro RTX 3090 en una sola fuente de alimentación de 1600 W, definitivamente no es algo que recomendaríamos.

Hay fuentes de alimentación más grandes que puede obtener que van hasta 2400W, pero en ese momento querrá traer a un electricista para asegurarse de que sus enchufes puedan manejar el consumo de energía. Los 1717 vatios que vimos se traducen en 14.3 amperios de potencia, ya que estamos usando circuitos de 120 V, y la mayoría de los enchufes domésticos y de oficina estarán conectados a un disyuntor de 15 amperios. Eso casi no deja espacio para sus monitores, altavoces y otros periféricos. Si sigue la ruta de una fuente de alimentación de 2400 W, deberá asegurarse de que está utilizando un circuito de 20 amperios.

Pero dejando de lado el consumo de energía, ¿cómo manejaron las tarjetas Gigabyte el calor generado por estas tarjetas? 1700 vatios de potencia es más calor que el que emiten la mayoría de los calefactores eléctricos, lo que puede ser muy difícil de manejar dentro de un chasis de computadora.

En los dos gráficos anteriores, observamos la temperatura máxima de la GPU para cada tarjeta, así como la velocidad máxima del ventilador de la GPU para cada configuración en OctaneBench. También registramos los resultados de las otras pruebas, pero OctaneBench fue la única prueba que se ejecutó el tiempo suficiente para que el sistema realmente alcanzara la temperatura.

Sorprendentemente, las temperaturas no estaban nada mal. Incluso con las cuatro GPU funcionando a máxima velocidad, las temperaturas oscilaron entre 73 ° C en la GPU inferior y solo 80 ° C en la tarjeta superior.Sin embargo, algo a tener en cuenta es que la temperatura de la GPU es solo la mitad de la imagen. Los enfriadores de GPU, y los enfriadores de CPU para el caso, están ajustados para aumentar la velocidad del ventilador gradualmente, lo que significa que las temperaturas no solo deben ser aceptables, sino que debe haber un espacio adecuado para la velocidad del ventilador para tener en cuenta una temperatura ambiente más alta y tiempos de carga más largos. y el calor generado por otros componentes que podrían instalarse en el futuro.

En este caso, el quad RTX 3090 alcanzó su punto máximo al 88% de la velocidad máxima del ventilador. Para nosotros, eso está comenzando a reducirse, pero técnicamente debería ser suficiente espacio para la cabeza, especialmente si reforzó la refrigeración del chasis con ventiladores frontales o laterales adicionales.

Lo último que queríamos considerar era el ruido. La temperatura de estas tarjetas era bastante decente, pero si el sistema suena como un motor a reacción, puede que no sea aceptable para muchos usuarios. El ruido es muy difícil de transmitir, pero decidimos que la mejor manera sería grabar un video corto de cada configuración para que al menos pueda escuchar la diferencia relativa.

A fin de cuentas, el nivel de ruido de cuatro tarjetas RTX 3090 no es tan malo. Ciertamente no es lo que nadie llamaría silencioso, pero por la cantidad de potencia de cómputo que estas tarjetas pueden proporcionar, la mayoría de los usuarios finales probablemente lo considerarían aceptable.

Quad RTX 3090: ¿factible o fantasía?

Curiosamente, en realidad tuvimos muy pocos problemas para que cuatro tarjetas RTX 3090 funcionen en una estación de trabajo de escritorio. El uso de una tarjeta de estilo soplador como la RTX 3090 TURBO 24G de Gigabyte es sin duda una necesidad, pero incluso bajo carga, las temperaturas de la GPU se mantuvieron por debajo de los 80 ° C sin superar el 90% de la velocidad máxima del ventilador de la GPU.

El único problema real con el que nos encontramos fue el consumo de energía. Medimos un consumo máximo de energía de 1717 vatios de la pared, que no solo excede lo que nos sentiríamos cómodos con una fuente de alimentación de 1600 W, sino que también significa que debe ejecutar su sistema con un disyuntor de 20 amperios si es posible. La mayoría de los enchufes de casas y oficinas estarán en circuitos de 15 amperios en los EE. UU., Lo que puede significar contratar a un electricista para que realice algunos trabajos eléctricos si decide utilizar una de las pocas fuentes de alimentación de 2400 W disponibles.

Entonces, ¿ofreceremos estaciones de trabajo cuádruples RTX 3090? Fuera de algunas configuraciones muy personalizadas, es probable que no ofrezcamos este tipo de configuración al público en general debido a problemas de consumo de energía. Por otro lado, es probable que persigamos el triple RTX 3090, aunque aún no ha superado nuestro proceso de calificación completo. Sin embargo, incluso tres tarjetas RTX 3090 brindarán un aumento de rendimiento muy saludable en comparación con una configuración cuádruple RTX 2080 Ti, lo cual es una gran noticia para los usuarios que necesitan tiempos de renderizado más rápidos o para aquellos que trabajan en el desarrollo de AI / ML.

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