jueves, 13 de marzo de 2014

Un minipost más sobre Minimax por el mar del 4K

Desde que disfruto de la resolución 4K UHD con el PC Minimax, hay presente un bicho en su sabroso fruto, y es que llevo días sufriendo un contratiempo. Bicho problema consiste en que se produce un reinicio del equipo en pleno vicio, mientras estoy jugando, lo cual me saca de quicio.

Ya imaginaba yo que me metía en un disfruta del castigo cuando opté por montar un equipo gamer de gama alta pero de talla baja. Porque Minimax lo parte, al gran Blackow le hizo un zas en la boca, pero hay una componente masoca en todo el asunto de: para una grande resolución, optar por una solución de pequeño equipo. De su placa Mini ITX, aparece la limitación de poder instalar sólo una tarjeta gráfica, y de su fuente de alimentación de tamaño reducido, la de disponer actualmente de una potencia máxima de 450W en formato SFX.

Por las pruebas que llevo hasta el momento, la potencia gráfica que ofrece una sola tarjeta GTX 780 Ti no parece un problema, es suficiente para jugar dignamente a resolución 4K UHD (3840 x 2160), superando incluso mis expectativas de rendimiento.

Aventuras navegando por el mar de los 4K

Este castigo consiste en unos apuntes en el cuaderno de bitácora de navegación, con el barquito Minimax, por el inmenso mar de píxeles. Relataré la investigación del problema mencionado, hablaré acerca del consumo de energía, y finalmente de regalo, para alargar la tortura, mostraré el impacto que tiene la velocidad de la memoria.



ANALIZANDO LOS REINICIOS DEL PC
Cuando el reset se produce una vez de forma aislada, lo atribuimos a la influencia de una partícula alfa y asunto resuelto; si aun con baja frecuencia ocurre cada cierto tiempo, hay alguna interferencia en el particular alfabeto binario, aunque podríamos convivir con ello; pero si el reset sucede con elevada frecuencia o siguiendo un patrón, es imperativa su investigación.

En mi caso la pauta es clara, sólo me sucede cuando estoy jugando, es decir, con la tarjeta gráfica trabajando duro, y en consecuencia, con la fuente de alimentación con bastante carga. Teóricamente los 450W de la fuente son suficiente, pero psicológicamente siguen pareciendo algo justos... Este factor, junto con el efecto de ocurrir un reset súbito al estar con carga, me hacen apuntar a la fuente como principal sospechosa.

Características de la fuente SilverStone ST45SF-G de 450W (y de pequeño formato SFX):

Características de la PSU SilverStone ST45SF-G 450W

El valor importante de una fuente es la potencia que entrega por sus líneas de +12V, en este caso sólo hay una línea o carril o raíl (+12V1), y suministra 37A, esos 37A multiplicados por 12V nos dan 444W de potencia real. Si la fuente tiene más de un raíl, normalmente indicado con +12V1, +12V2, etc. la potencia total en +12V no es la suma de todos ellos, será menor, y para conocerla hay que mirar en la especificación que indica el fabricante sobre el valor de potencia combinada de 12V.

Actualmente, la mayoría de componentes se alimentan de la(s) línea(s) de 12V: el procesador, la tarjeta gráfica, los dispositivos de almacenamiento (SSD, HDD, ODD), los ventiladores, y el chipset de la placa. Quedando fuera, la memoria que se nutre del 3.3V y otras partes de la placa del 5V.

La SilverStone entrega 444W en la línea +12V, ¿es suficiente para este equipo en pleno gaming, o sufro el reset por una carencia energética? Procedo a analizarlo para descubrirlo o al menos para obtener un buen material de castigo.

Fuente alimentación SFX - SilverStone SST-ST45SF-G 450W


FUENTE, ¿ERES TÚ?
Recurriendo a una conocida web que calcula el consumo de un PC, y por lo tanto qué fuente de alimentación es necesaria, eXtreme Power Supply calculator, poniendo la configuración de Minimax, se obtiene que la fuente mínima necesaria debe ser de 385W, y la recomendada de 435W, así que siendo justo (en ambos sentidos) la SilverStone sería adecuada.

Calcular consumo teórico de equipo high-end gamer Mini-ITX

Para validar el dato de la calculadora empleo un doble chequeo, un cálculo para obtener el valor máximo orientativo del consumo que habrá en uso real, basándome en los TDP y añadiendo al resultado un 10% extra de margen. En este caso:
  • Procesador (consulta del TDP i7-4770K): 84W
  • Gráfica (consulta del TDP GTX780 Ti): 250W
  • Chipset (consulta del TDP Z87): 4,1W
  • SSD (consumo máximo 840 Evo): 4W
Total 12V necesario: 342W + 10% = 376W

Ambos cálculos teóricos parecen indicar que la fuente no debería ser la fuente del problema. Veremos qué pasa a la práctica, tomando los valores reales en uso del PC mediante un medidor de consumo eléctrico, he elaborado la siguiente tabla donde muestro el consumo en distintas cargas del equipo (sólo de Minimax sin el monitor):

Consumo real de un equipo gamer Mini-ITX high-end

La columna de la izquierda es el dato tomado del medidor de consumo, es el consumo eléctrico real, directamente en la toma del enchufe; y la columna derecha es la carga eléctrica de salida que entrega la fuente de alimentación, es un cálculo que he aplicado teniendo en cuenta la eficiencia de la fuente, en este caso posee una buena certificación 80 Plus Gold, con un 90% de eficiencia, excepto en los extremos de carga donde baja al 87%.

Como veis en la tabla, y muestro con la siguiente foto, en los tres meses que llevo con el equipo, el pico máximo de consumo registrado en el medidor es de 384W, una excelente cifra, muy moderada respecto el gran rendimiento que ofrece el equipo.

Además, esos 384W son en la toma de corriente, por lo que al 90% de eficiencia, la fuente está con una carga de salida de 346W, es decir, tengo casi 100W de margen hasta sus 444W máximos (que serán sobre los 500W en el medidor del enchufe).

Este medidor de consumo de Unotec funciona muy bien, con muchas posibilidades de configuración, diferentes mediciones y cálculos, y con una gran pantalla. Se puede adquirir aquí.

Consumo eléctrico (pico máximo) de equipo Mini-ITX gamer high-end

Tras estas pruebas, la potencia de la fuente de alimentación se proclama inocente.


BUSCANDO OTRO SOSPECHOSO, ¡HOLA GRÁFICA!
Hay un detalle que pasé por alto inicialmente, siempre sucede el reset jugando sí, pero siempre jugando al Call of Duty: Ghosts. Y es que prácticamente sólo juego al multiplayer del CoD (yo soy cani, cani, cani), y eso me llevó a la extrapolación errónea de asociarlo a que se produce jugando de forma general.

GTX 780 Ti 3 GB jugando a resolución 4K

Entonces probé otros juegos (pero sin desviarme del camino, también de tiros), a resolución 4K de 3840 x 2160, juegos exigentes como el Battlefield 4, BioShock Infinite, y Metro Last Light; y otros menos exigentes como Call of Juarez Gunslinger, Bulletstorm, Half Life 2, e Insurgency. En ninguno de ellos se produjo el reset del PC.

Todavía jugaba con un ojo puesto en el medidor de consumo, por escepticismo de la inocencia de la fuente, y observé que todos los juegos exigentes consumían de pico máximo lo mismo, sobre los 370W en el enchufe, cifra que proviene de estar la gráfica GTX 780 Ti SC trabajando al 100%, junto con la parte del procesador Core i7-4770K necesario, y que suele estar la CPU sobre el 50% de uso (2 cores / 4 threads al 100%) con algún pico del 75% (3 cores / 6 threads al 100%).

Probé rebajando muchas opciones gráficas del CoD, pero siempre terminaba apareciendo el maldito reset tarde o temprano, sólo había una opción que lo evitaba, la que señalo aquí debajo, en "Calidad de imagen" bajándola de "Extra" a "Alta", pero eso tiene demasiado impacto visual y no cumple mi mínimo exigido.

CoD Ghosts jugando a 4K (3840 x 2160) reset del PC

Siguiente paso, monitorizar la gráfica, con la utilidad EVGA Precision, quería observar qué le hacía el CoD a la gráfica, no será ¿problema de temperatura en la pequeña caja NCASE M1? No, he aquí la respuesta:

Consumo de memoria gráfica (VRAM) en CoD:Ghosts a 4K

El consumo máximo de memoria gráfica (VRAM) es 2922 MB, es decir, los 3 GB de la gráfica no son suficientes para jugar a 4K al Call of Duty: Ghosts con calidad de imagen Extra.

Deduje que cuando llegaba el momento en que sobrepasaba los 3 GB de memoria gráfica, se producía el ahora ya no misterioso reset, algo que tampoco es normal, debería ralentizarse, hundirse los fps, fallar la carga de algunas texturas, o producirse un error, o la detención del juego, pero no un reinicio del PC, y debe tratarse de algún error en los drivers o BIOS de la gráfica.

La cantidad de memoria de la tarjeta gráfica, apodada como VRAM, se declara culpable de los reinicios del PC jugando al CoD.


JUGANDO POR LOS 4Kostados
Alguno pensará, claro, para jugar a 4K se necesitan más de 3 GB de VRAM, pero eso no es estrictamente cierto, como mostraré a continuación. Si queremos jugar a 4K con todas las opciones gráficas al máximo, sobre todo señalando a los filtros, entonces sí es probable que necesitemos más de 3 GB, pero no sólo eso, también necesitaremos 3 GB (Gráficas Bestias) como 3 x GTX 780 Ti, para poder mover eso por encima de los 30 fps.

Mi objetivo es tener una buena experiencia de juego a 4K, y no soy precisamente conformista, pero todavía me queda algo de sentido común, y pienso que es un sinsentido común, entre entusiastas, querer siempre todo al máximo. Hay algunas opciones que gastan más de lo que visualmente aportan, y a resolución de 3840 x 2160, no hace falta activar el filtro AA (AntiAliasing) de forma obligada.


BIOSHOCK INFINITE a 4K
Respecto al consumo de memoria, ejecutando el benchmark que incorpora dentro el propio juego, el uso máximo de VRAM fue de 1430 MB, y en el juego real por las fases que probé, el pico máximo de 1650 MB, con mucho margen hasta los 3072 MB (3 GB) de la gráfica.

Obviamente estos valores dependen de la configuración gráfica del juego, que en mi caso era la siguiente:

Bioshock Infinite configuración en 4K
Bioshock Infinite configuración en 4K

Una configuración gráfica bastante alta, y el rendimiento obtenido en el benchmark fue de 58 fps de media, con 29 fps de mínima y 82 fps de máxima.

Dejo una captura a 4K con una curiosa escena que me encontré por la expansión del juego y que da pie a muchas interpretaciones, y sí, voy a dejar la mía, para que la entrada se gane el apelativo de castigo. (Antes de seguir leyendo, abrid la imagen en una pestaña nueva, observadla durante 30 segundos, y volved aquí)
"Se augura un futuro oscuro... el hombre como animal de compañía, atado y comiendo cual perro un bol de pienso cereales; la mujer, ya plastificada al completo, como dominadora del hombre porque ha conseguido al fin la desigualdad; y para guasa confirmación de esta situación, se vislumbra la conciencia representada con el retrato de un Cantinflas mayordomo, anunciando que tenemos un problema. Menos mal que yo soy el del trabuco, el que lo está viendo todo desde fuera, pensé."

(psico) Captura de BioShock Infinite a 4K


BATTLEFIELD 4 a 4K
Configurando la resolución a 3840 x 2160 y dejando el resto de parámetros en Automático, que básicamente los pone todos a nivel Medio.

Battlefield 4 configuración a 4K calidad gráfica MEDIO

El consumo máximo de memoria gráfica es de 1623 MB.

Consumo de memoria gráfica (VRAM) en BF4 a 4K

Y subiendo el nivel de calidad gráfica a todo en Alto...

Battlefield 4 configuración a 4K calidad gráfica ALTO

El pico máximo de VRAM utilizada fue de 2279 MB.

Consumo de memoria gráfica (VRAM) en BF4 a 4K calidad ALTO


No tengo el dato empírico del rendimiento que tenía a nivel de frames por segundo, pero desde luego por la sensación, rondaban bastante por encima de los 30 fps. La potencia de la GTX 780 Ti parece que puede mover el BF4 a 4K incluso con mayor calidad gráfica que (esta ya decente) configuración Alta. Ya probaré poniendo las opciones más relevantes en Ultra, aunque podría suceder que en ese caso sí fueran justos los 3072 MB de VRAM.


METRO: LAST LIGHT a 4K
Como último ejemplo de consumo de memoria gráfica jugando a resolución 4K, pondré otro exigente juego como es el Metro Last Light. Con las opciones gráficas configuradas así:

Metro:Last Light configuración a 4K calidad gráfica Muy alta

La utilización máxima de VRAM en el benchmark incluido en el juego fue de 1530 MB, y durante el juego el pico máximo alcanzó los 2374 MB.

Consumo de memoria gráfica (VRAM) en Metro:LL a 4K con calidad Muy Alta

En términos de rendimiento, con esa muy alta configuración gráfica, en el benchmark se obtienen 31 fps de media, con 20 fps de mínimo, y 86 fps de máximo.

Rendimiento de Metro:Last Light a resolución 4K configuración Muy alta

Y con esta selfie captura termino el apartado, ahora tengo que entrar en esa habitación a despejar la cabeza, literalmente, a esos tipos.

Captura 4K de Metro:Last Light en configuración Muy alta


CONCLUSIONES DE LA AVENTURA
  • La fuente de alimentación de formato reducido, SFX de SilverStone para cajas Mini-ITX, de 450W, es suficiente para alimentar un equipo de gama alta formado por un Core i7-4770K y una gráfica GTX 780 Ti...
  • ...porque el consumo real máximo de un equipo como ese (ejemplo Minimax), que se produce jugando y cuando la gráfica trabaja al 100%, está por debajo de los 400W medidos en la toma de corriente.
  • Una sola tarjeta gráfica GTX 780 Ti tiene potencia suficiente para jugar dignamente a la resolución 4K UHD de 3840 x 2160.
  • Con 3 GB de memoria gráfica (VRAM), disponemos de la necesaria para el juego en 4K con un buen nivel gráfico en la mayoría de juegos...
  • ...porque el uso máximo de memoria está por debajo de los 2500 MB en todos los juegos probados, salvo en la excepción que confirma la regla con Call of Duty Ghosts.
  • El título de este post miente o el diccionario tiene una errata.

La historia mola, pero entonces ¿qué harás para poder jugar al CoD a 4K con calidad gráfica buena para tus ojos? No me parto la caja pues la solución pasa por pasar por caja. Cambiaré la gráfica, venderé la potente GTX 780 Ti SuperClocked de 3 GB, y cogeré la misma (a nivel de rendimiento para gaming) con 6 GB de VRAM, conocida como GTX Titan Black.

Y no es que cambie la gráfica sólo por un juego, que también lo haría si es al que más horas le dedico, lo hago por lo que leeréis en el próximo párrafo, y por eliminar una variable de preocupación, la cantidad de memoria gráfica utilizada jugando a resolución 4K, porque a pesar de que ningún otro juego ni benchmark que he probado han llegado a los 3 GB, pienso que realmente sí pueden ser insuficientes en el futuro inmediato, o actualmente limitarme (en algún caso) la calidad gráfica por escasez de memoria, antes de chocar con el muro infranqueable del rendimiento de la tarjeta. Estimo que 4 GB de VRAM sería suficiente y necesario.

El hecho de haberme embarcado en un monitor 4K de forma prematura, me obliga a disponer desde ya de lo necesario para disfrutarlo, poniendo remedio a los impedimentos que surjan, como el expuesto, porque en caso contrario, sería absurdo haber pagado un sobreprecio por adelantar varios meses el gozo de las bondades de un monitor 4K, para luego tener que esperar algunos meses para disfrutarlo al completo.


BONUS RAM
Pues hablando de memoria, pero cambiando de tipo, de memoria gráfica (VRAM) pasamos a la memoria principal (RAM), quiero mostrar rápidamente el impacto real en el rendimiento que implica instalar memoria DDR3 a 2400 MHz frente a 1333 MHz.

2400 MHz CL10 2T VS 1333 MHz CL9 1T


Arriba la configuración exacta del versus entre memorias y abajo los resultados:


Los 2400 MHz frente a 1333 MHz, representan un brutal 80% más de frecuencia, más de 1 GHz extra de velocidad de la memoria, para al final conseguir que en todas las pruebas de rendimiento para juegos no se gane absolutamente nada.

Después de ese plato fuerte, matizo los resultados:
  • En términos de puro ancho de banda de transferencia a memoria (apartado de la tabla AIDA64 Mem.), vemos como la mejora roza prácticamente ese 80% que ha aumentado la frecuencia. También el tiempo de acceso mejora considerablemente, bajando un 36% la latencia.
  • El punto anterior implica que el controlador de memoria integrado (IMC) que incluyen los procesadores de la familia Haswell, como el i7-4770K aquí probado, sí aprovechan una velocidad de memoria elevada, en contraposición a lo que algunos piensan.
  • En los benchmarks de cálculo que hacen un uso muy intensivo de la memoria, se aprecia entre un 4% y un 20% de mejoría en el resultado. 
  • Destaca el benchmark PhotoWorxx, basado en operaciones realizadas durante la edición y procesamiento de imágenes grandes, que mejora en un 68%. 
  • Para juegos, en todos los benchmarks de gaming, tanto a resolución 1080p como a 4K 2160p, no obtenemos ninguna mejora. El 1% está dentro de la propia variabilidad del resultado de la prueba entre distintas ejecuciones.


Minimax (PC SFF) por el mar de los 4K (Dell UP3214Q)

Antes de que nadie pierda la cabeza, finalizo aquí este episodio de aventuras surcando el mar del 4K, he pillado al reset polizón que se había subido a bordo, he mostrado con sumo detalle el detalle del consumo, eléctrico y potencia de la fuente, y de forma gráfica el uso por norma de la memoria gráfica. Como era previsible, el esfuerzo para jugar a 4K es titánico, si escatimas lo tienes negro, así que parece normal que Titan Black...


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