Nvidia GT 640 - Low-Profile/-Power VDPAU GPU ohne Abstriche - Fan-Control-Tweak

tecfreak · 16. Januar 2013

Hallo liebe VDRler,

wie bereits hier erwähnt habe ich mir, mehr oder weniger aus reiner Neugier, eine neue Grafikkarte zugelegt und was soll ich sagen - das Teil ROCKT!

Die GK107 GPU der Zotac GT 640 (ZT-60203-10L) hat zwei PerfModes (P-States):
perf=0 - nvclock=324, memclock=324
perf=1 - nvclock=901, memclock=891

Erstaunlicherweise bleibt die Karte bei 1080i Wiedergabe über SoftHDDevice mit HQ-Scaling und Temporal_Spatial sogar im PerfMode 0. Dabei begnügt sich die Karte mit ~4W weniger an Leistungsaufnahme als eine GT 520 im selben System und unter gleichen Bedingungen. Dabei wird die GPU 40°C warm.

Einzig der Lüfter, welcher viel zu laut und damit überhaupt nicht wohnzimmertauglich ist, trübt das Gesamtbild.
Dies lässt sich aber mit ein paar Tweaks und ganz ohne Gebastel an der Hardware in den Griff bekommen und damit der einzige negative Faktor (mal vom Preis abgesehen) beseitigen.

Folgende Schritte sind dazu nötig:

1. Da der Lüfter per VBios einen vorgegebenen/eingeschränkten Drehzahlbereich hat, muss als erstes ein Byte (Offset: 0x75B7) von 0x1E (30%) auf 0x0A (10%) geändert werden. Dadurch lässt sich der Lüfter anschließend auf 10% seiner Leistung runterregeln. Im Anhang befindet sich ein bereits modifiziertes VBios welches per DOS-USB-Stick mit nvflash geflascht werden kann.

2. Die xorg.conf muss um die Option "Coolbits" erweitert werden um die manuelle Lüftersteuerung freizuschalten.

Code

Section "Device"
	Identifier 	"Device0"
	Driver     	"nvidia"
	VendorName 	"NVIDIA Corporation"
	BoardName  	"GeForce GT 640"
	Option     	"Coolbits"     	"4"
    	...
EndSection

Will man zusätzlich die Taktraten der beiden PerfModes ändern, so setzt man "Coolbits" auf "5", oder auf "1" wenn man nur die Taktraten verändern möchte.

3. Mit Hilfe des Tools nvidia-settings braucht man nur noch die Lüfterkontrolle von Automatik (0) auf Manuell (1) stellen und die Drehzahl (%) setzen.

Code

# Lüftersteuerung auf Manuell stellen:
DISPLAY=:0 nvidia-settings -a [gpu:0]/GPUFanControlState=1


# Lüfterdrehzahl auf 10% setzen:
DISPLAY=:0 nvidia-settings -a [fan:0]/GPUCurrentFanSpeed=10

Die GPU-Temperatur beträgt jetzt bei 1080i Wiedergabe 50°C und ist damit noch voll im grünen Bereich. Als Ergebnis bekommen wir eine wunderbar leise Grafikkarte die aus dem Gehäuse nicht mehr herauszuhören ist.

EDIT: Nach 2h SkySportHD1 hat sich die Temp. bei 54°C eingependelt was aber noch völlig ok ist und zum Teil auch an meinem sehr schlecht belüfteten Gehäuse liegt. Zum Vergleich, meine passiv gekühlte GT 520 brachte es auf 89°C.

Gruss
tec

tecfreak · 22. Januar 2013

Hallo,

hab noch ein kleines Script gebastelt welches die Lüfterkontrolle übernimmt. Evtl. kanns wer gebrauchen.

EDIT:
Version 0.2
-bugfix
-log-to-syslog
-'emergency-exit' (max_temp überschritten)

CFG: /etc/nvfc.conf

Code

# nvfc - NVidia Fan Control - v0.2
#
# User-definied Nvidia GPU fan control
# for maximum silence
#
# by tecfreak (www.vdr-portal.de)
#


# Initial/minimum fan speed (%)
min_fspd=10


# Maximum fan speed (%)
max_fspd=45


# Threshold (C) the fan speed acceleration starts at
accl_temp=50


# Maximum GPU temperature
# 'nvfc' will restore the automatic fan control
# if this temperature is exceeded
max_temp=85


# Update cycle (pause) in seconds
upcl=10


# X DISPLAY variable used while executing nvidia-settings
# For example: "localhost:0.0" or shortened ":0"
dpdev=":0"


# Full path of the nvidia-settings executable
nvstg="/usr/bin/nvidia-settings"


# GPU ID string
gpu_id="gpu:0"


# FAN ID string
fan_id="fan:0"


# Log to syslog
log_sys=1

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SCRIPT: /usr/bin/nvfc

Bash

#!/bin/bash
#
# nvfc - NVidia Fan Control - v0.2
#
# User-definied Nvidia GPU fan control
# for maximum silence
#
# by tecfreak (www.vdr-portal.de)
#


log_sys=1


log_ts()
{
    if [ $log_sys -eq 1 ]; then
        logger -t NVFC $1
    fi
    echo $1
}


if [ -f /etc/nvfc.conf ]; then
    . /etc/nvfc.conf
else
    log_ts "No configuration file found"
    log_ts "Using default values"
fi


[ -z $min_fspd ] && min_fspd=10
[ -z $max_fspd ] && max_fspd=45
[ -z $accl_temp ] && accl_temp=50
[ -z $max_temp ] && max_temp=85
[ -z $upcl ] && upcl=10
[ -z $dpdev ] && dpdev=":0"
[ -z $nvstg ] && nvstg="/usr/bin/nvidia-settings"
[ -z $gpu_id ] && gpu_id="gpu:0"
[ -z $fan_id ] && fan_id="fan:0"


if [ $min_fspd -le 0 -o $min_fspd -ge $max_fspd -o $max_fspd -gt 100 ]; then
    log_ts "Invalid fan speed settings (min/max) - Aborting"
    exit 1
fi


if [ $accl_temp -ge $max_temp -o $max_temp -gt 105 ]; then
    log_ts "Invalid temperature range - Aborting"
    exit 1
fi


nvvset()
{
    DISPLAY=$dpdev $nvstg -a [$1]/$2=$3 >/dev/null
    if [ $? -ne 0 ]; then
        log_ts "Failed setting '$2' to '$3' on '[$1]'"
        exit 1
    fi
}


nvvget()
{
    ret_val=$(DISPLAY=$dpdev $nvstg -t -q [$1]/$2)
    if [ $? -ne 0 ]; then
        log_ts "Failed reading '$2' from '$1'"
        exit 1
    else
        echo $ret_val
    fi
}


# Activate 'manual' fan control
if [ $(nvvget $gpu_id GPUFanControlState) -ne 1 ]; then
    log_ts "Activating 'manual' fan control"
    nvvset $gpu_id GPUFanControlState 1
fi


t_last=$(nvvget $gpu_id GPUCoreTemp)


# Set the fan speed to minimum if temp. is lower than
# the acceleration threshold
if [ $t_last -le $accl_temp ]; then
    log_ts "Setting initial fan speed to $min_fspd (GPU-Temp: $t_last)"
    nvvset $fan_id GPUCurrentFanSpeed $min_fspd
    fspd_last=$min_fspd
else
    fspd_last=0
    t_last=0
fi


scaler="$(gawk "BEGIN {OFMT=\"%.3f\"; print ($max_fspd - $min_fspd) / ($max_temp - $accl_temp);}")"


# Watch temperature and adapt the fan speed
while [ true ]; do
    t_read=$(nvvget $gpu_id GPUCoreTemp)


    if [ $t_read -gt $max_temp ]; then
        log_ts "Maximum temperature of $max_temp exceeded!"
        log_ts "Activating automatic fan control..."
        nvvset $gpu_id GPUFanControlState 0
        log_ts "...Exit!"
        break
    fi


    if [ $t_read -ne $t_last ]; then
        new_fspd=$(gawk "BEGIN {OFMT=\"%.0f\"; print $min_fspd + $scaler * ($t_read - $accl_temp);}")
        [ $new_fspd -lt $min_fspd ] && new_fspd=$min_fspd


        if [ $new_fspd -ne $fspd_last ]; then
            nvvset $fan_id GPUCurrentFanSpeed $new_fspd
            log_ts "GPU-Temp: $t_read - Fan-Speed: $new_fspd"
            fspd_last=$new_fspd
        fi


        t_last=$t_read
    fi


    sleep $upcl
done


exit 0

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Gruß
tec

pluto · 25. Januar 2013

Hallo tec,

sehr schöne Zusammenstellung. Ich bin von meiner Club 3D (CGNX-G642L) auch sehr angetan.

Ich könnte mir vorstellen, dass Undervolting auch etwas bringet. Wenn die Karte weniger Leistung braucht, wird sie nicht so warm, ...

Gibt es in den BIOS Einstellungen Deiner Zotac Möglichkeiten, die Spannung anzupassen oder hast Du einen empfehlenswerten Link, der die Bearbeitung des Karten BIOS beschreibt?

Gruß
pluto

tecfreak · 26. Januar 2013

Hi,

wenn du dich zum Thema Kepler VBios informieren willst, dann kann ich dir folgende Foren (Threads) empfehlen:
http://www.hwlegend.com/bbforum/viewtopic.php?f=144&t=3482
http://www.mvktech.net/compone…c,view/id,63960/catid,10/
http://www.mvktech.net/compone…c,view/id,62683/catid,10/

Hab mal die VCore des PerfLevel_0 von 0.9500V auf 0.8875V gesenkt.

Man beachte die Little Endian Speicherorganisation.

0x0E7EF0 (F0 7E 0E) = 950000 (0.95V) -> 0x0D8ACC (CC 8A 0D) = 887500 (0.8875V)
0x90F560 (60 F5 90) = 9500000 -> 0x876BF8 (F8 6B 87) = 8875000

0x1E (30%) - 0x5A (80%) -> 0x0A (10%) - 0x5E (80%)

EDIT: Angaben nicht ganz korrekt.
Die Leistungsaufnahme is jetzt während der Wiedergabe ~2W niedriger. Im idle hat sich nicht viel bzw. garnichts getan.
Bei der Wiedergabe von 1080i Material mit HQ-Scaling und Temporal_Spatial zieht die Karte 10-11W im Vergleich zum idle Betrieb. Das ist denke ich mal ein sehr guter Wert.

Die Temperatur liegt jetzt bei 49°C bei 10% Lüfterdrehzahl. Schwer zu sagen wie sich diese im Vergleich zur standard VCore verändert hat da die Umgebungstemperatur hier aktuell ziemlich hoch ist (24°C). Lag mit der o.g. Steuerung meist aber bei knapp über 50°C.

Gruß
tec

tecfreak · 27. Januar 2013

Hallo,

hab jetzt nochmal das VBios mit und ohne VCore Mod verglichen (jeweils 2x a 30min). Die Angaben im ersten Post bzw. in dem dort verlinkten Post bitte nicht beachten. Nach einem Bios Update des MB wurde C'n'Q wieder aktiviert und am CPU-/Gehäuse-Lüfter wurde auch geschraubt.

Umgebungstemperatur: 25°C
Wiedergabe von 1080i (Live-Sport Aufnahme) mit softhddevice @TS+HQ
VGA-Lüfter: @10%

VCore @0.9500V (default)
- idle: 44W
- Wiedergabe: 54-55W
- Mehrverbrauch = 10-11W
- GPU-Temp: 51°C

VCore @0.8875V
- idle: 44W
- Wiedergabe: 53-54W
- Mehrverbrauch = 9-10W
- GPU-Temp: 49-50°C

Kein großer, aber eindeutig ein Unterschied. Trotzdem lohnt es sich mMn. nicht diesen VBios Mod durchzuführen.

Mich würde jetzt der Mehrverbrauch anderer Systeme mit folgenden GPUs interessieren:
GF119 (GT520/610), GF108 (GT430), GT218 (GT210/ION2) oder GT 216 (GT220/GT210-24Core)

Jemand mit Erfahrungs- bzw. Messwerten die er teilen möchte?

Gruß
tec

pluto · 27. Januar 2013

Hallo tec,

danke für die Klarstellung. Dann lasse ich erst einmal die Finger vom BIOS.

Für die Lüftung habe ich einen etwas anderen Ansatz gewählt. Den Lüfter der GK abgeschraubt und einen 60er davorgestellt. Ergibt in meiner Konstellation GPU Temperaturen knapp über 40°C bei annehmbaren Lüftergeräuschen.

Gruß
pluto

Nvidia GT 640 - Low-Profile/-Power VDPAU GPU ohne Abstriche - Fan-Control-Tweak

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