RTX 3070 での Power Limit 調整による消費電力抑制

 以前 RTX 2070 Super で Power Limit を調整するというエントリーを載せていましたが、今回 RTX 3070 に切り替えたこともあり、では RTX 3070 はどうなのということで、ベンチマークを取って比較してみました。
 といっても、RTX 2070 Super はファンの騒音が激しいという理由でも Power Limit 調整をする理由があったのですが、RTX 3070 は全般的に騒音がおとなしめということもあり、消費電力のキャップを設けるためだけに行うことになります。GTX 1080 以降、NVIDIA も AMD も消費電力が徐々に高くなっていることが懸念されていますが、果たして RTX 3070 においても Power Limit を低く設定することで、消費電力を抑えつつも許容できるレベルの性能が発揮できるのか、確認してみます。


マシン構成&設定

 テストは GPU クロックを除いて、5950X の検証と同じ構成で行っていますが、一応構成と設定を掲載しておきます。
 その GPU クロックについて、GIGABYTE GeForce RTX 3070 EAGLE OC 8G はその名前の通り 45MHz だけオーバークロックされているため、実際のところはどれくらい意味があるかはわからないものの、一応 RTX 3070 本来のクロックに合わせるべく -45MHz に設定しました。


コンポーネント名 型番
ケース Corsair Obsidian Series 250D
マザーボード GIGABYTE X570 I AORUS PRO WIFI
CPU AMD Ryzen 9 5950X
CPU クーラー Corsair H100i PRO RGB
メモリー G.Skill F4-3600C19D-32GSXWB(DDR4-3200、CL=18 設定)
GPU GIGABYTE GeForce RTX 3070 EAGLE OC 8G
M.2 SSD GIGABYTE GP-ASM2NE6200TTTD
SATA SSD Crucial CT2000MX500SSD1/JP ×2
SATA HDD WesternDigital WD40EFAX
SEAGATE ST4000VN008
電源 SilverStone SST-ST70F-TI

名称 バージョン、設定名
AMD AGESA ComboV2 1.1.0.0 C
AMD Chipset Drivers 2.10.13.408 (Release Date : 2020/10/19)
GeForce Game Ready Driver 457.30
Windows 電源プラン バランス
メモリー設定 DDR4-3200 1.20V, CL=18, tRCDRD=20, tRCDWR=20, tRP=20, tRAS=40, tRC=60
GPU クロック -45 MHz

測定方法

 前述のクロック、および Power Limit の設定には、msi の Afterburner を利用し、適用後は終了するようにしています。Power Limit と Temp Target はリンク(自動追従)状態で設定を行っていますので、ベンチマーク結果の表には自動設定された Temp Target も記載しています。
 消費電力の測定はこれまで同様 RATOC の REX-BTWATTCH1ps_btwattch を組み合わせ、最短1秒単位でのシステム全体の消費電力データを CSV で取得するのに加えて、今回は HWiNFO で GPU Power を取得し、最短2秒単位でのデータを CSV で取得しました。NVIDIA の GPU 限定(AMD RX6000 シリーズは不明)ですが、HWiNFO などで取得できるデータはかなり正確であることが知られているので、カード単体の消費電力の参考になればと思います。


3DMark – FireStrike

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
Demo 時システム平均消費電力 374.46 W 356.63 W 331.38 W 306.45 W 278.47 W 249.35 W
Demo 時平均 GPU Power 227.52 W 212.70 W 190.83 W 167.17 W 143.38 W 119.57 W
Demo 時 GPU Power 中央値 229.29 W 214.16 W 190.88 W 167.19 W 143.46 W 119.60 W
(%) 100.00 % 93.40 % 83.25 % 72.92 % 62.57 % 52.16 %
GPU 最高温度 74 ℃ 72 ℃ 73 ℃ 70 ℃ 67 ℃ 62 ℃
ファン最高速度 2460 rpm 2353 rpm 2404 rpm 2253 rpm 2088 rpm 1781 rpm
Graphics スコア 32325 32087 31448 30658 29452 27610
(%) 100.00 % 99.26 % 97.29 % 94.84 % 91.11 % 85.41 %
Physics スコア 37174 36991 36986 36869 37617 37046
Combined スコア 17671 18075 17692 17184 16628 15449
総合スコア 30398 30338 29800 29111 28195 26535

3DMark – TimeSpy

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
Demo 時システム平均消費電力 400.88 W 378.65 W 352.72 W 325.51 W 297.83 W 269.35 W
Demo 時平均 GPU Power 234.96 W 214.61 W 190.96 W 167.18 W 143.40 W 119.49 W
Demo 時 GPU Power 中央値 238.12 W 214.95 W 191.18 W 167.33 W 143.43 W 119.51 W
(%) 100.00 % 90.27 % 80.29 % 70.27 % 60.23 % 50.19 %
GPU 最高温度 76 ℃ 74 ℃ 73 ℃ 70 ℃ 67 ℃ 63 ℃
ファン最高速度 2611 rpm 2495 rpm 2389 rpm 2217 rpm 2034 rpm 1819 rpm
Graphics スコア 13592 13368 12982 12534 11884 10972
(%) 100.00 % 98.35 % 95.51 % 92.22 % 87.43 % 80.72 %
CPU スコア 13539 13752 13728 13757 13721 13458
総合スコア 13584 13424 13088 12703 12127 11284

3DMark – PortRoyal

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
Demo 時システム平均消費電力 372.15 W 345.95 W 323.91 W 293.58 W 265.96 W 238.56 W
Demo 時平均 GPU Power 238.40 W 215.00 W 191.22 W 167.40 W 143.44 W 119.37 W
Demo 時 GPU Power 中央値 238.71 W 215.00 W 191.23 W 167.44 W 143.44 W 119.37 W
(%) 100.00 % 90.07 % 80.11 % 70.14 % 60.09 % 50.01 %
GPU 最高温度 77 ℃ 74 ℃ 72 ℃ 69 ℃ 67 ℃ 64 ℃
ファン最高速度 2650 rpm 2506 rpm 2394 rpm 2194 rpm 2049 rpm 1840 rpm
Graphics スコア 7977 7868 7677 7413 7041 6548
(%) 100.00 % 98.63 % 96.24 % 92.93 % 88.27 % 82.09 %

FINAL FANTASY XIV 漆黒のヴィランズ ベンチマーク 1920×1080 最高品質

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 376.09 W 363.70 W 345.10 W 327.48 W 302.89 W 278.08 W
平均 GPU Power 207.18 W 195.96 W 181.26 W 163.03 W 142.05 W 119.19 W
GPU Power 中央値 223.29 W 212.95 W 190.88 W 167.23 W 143.50 W 119.65 W
(%) 100.00 % 95.37 % 85.49 % 74.89 % 64.27 % 53.59 %
GPU 最高温度 78 ℃ 76 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃ 65 ℃
ファン最高速度 2753 rpm 2631 rpm 2516 rpm 2329 rpm 2194 rpm 2001 rpm
スコア 25843 25625 25494 25452 24546 24473
(%) 100.00 % 99.16 % 98.65 % 98.49 % 94.98 % 94.70 %
平均 FPS 186.56 184.98 182.94 181.34 174.95 171.31
最低 FPS 72 71 73 73 72 72

FINAL FANTASY XIV 漆黒のヴィランズ ベンチマーク 2560×1440 最高品質

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 394.97 W 374.35 W 349.65 W 322.54 W 296.37 W 270.10 W
平均 GPU Power 230.86 W 210.97 W 189.49 W 166.20 W 143.08 W 119.41 W
GPU Power 中央値 237.96 W 215.03 W 191.25 W 167.42 W 143.56 W 119.65 W
(%) 100.00 % 90.36 % 80.37 % 70.36 % 60.33 % 50.28 %
GPU 最高温度 79 ℃ 76 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 69 ℃ 65 ℃
ファン最高速度 2833 rpm 2679 rpm 2554 rpm 2361 rpm 2213 rpm 2009 rpm
スコア 20994 20751 20455 20074 19378 18320
(%) 100.00 % 99.16 % 98.84 % 95.62 % 92.30 % 87.26 %
平均 FPS 140.81 139.09 137.95 133.97 129.38 121.72
最低 FPS 55 55 52 51 48 46

FINAL FANTASY XV ベンチマーク 1920×1080 高品質

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 405.24 W 395.33 W 371.59 W 344.40 W 318.19 W 288.22 W
平均 GPU Power 221.69 W 211.84 W 190.72 W 167.40 W 143.48 W 119.62 W
GPU Power 中央値 224.09 W 213.61 W 191.11 W 167.40 W 143.50 W 119.65 W
(%) 100.00 % 95.32 % 85.28 % 74.70 % 64.04 % 53.39 %
GPU 最高温度 79 ℃ 77 ℃ 75 ℃ 72 ℃ 69 ℃ 65 ℃
ファン最高速度 2760 rpm 2708 rpm 2579 rpm 2416 rpm 2218 rpm 1868 rpm
スコア 12425 12568 12386 11913 11545 10892
(%) 100.00 % 101.15 % 99.69 % 95.88 % 92.92 % 87.66 %

FINAL FANTASY XV ベンチマーク 2560×1440 高品質

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 406.52 W 387.44 W 360.96 W 334.02 W 305.99 W 278.02 W
平均 GPU Power 230.62 W 214.49 W 191.10 W 167.37 W 143.48 W 119.59 W
GPU Power 中央値 230.42 W 214.70 W 191.23 W 167.39 W 143.53 W 119.59 W
(%) 100.00 % 93.18 % 82.99 % 72.65 % 62.29 % 51.90 %
GPU 最高温度 79 ℃ 77 ℃ 75 ℃ 72 ℃ 69 ℃ 65 ℃
ファン最高速度 2844 rpm 2740 rpm 2582 rpm 2420 rpm 2213 rpm 1986 rpm
スコア 9408 9405 9174 9000 8435 8018
(%) 100.00 % 99.97 % 97.51 % 95.66 % 89.66 % 85.23 %

ForzaHorizon4 ベンチマークモード 1920×1080 最高設定

 「最高設定」とは Ultra のことではなく、ビデオ オプションの詳細設定で、すべての項目を一番高い設定にしたもののことを意味しています。


Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 368.15 W 369.29 W 368.30 W 344.57 W 320.62 W 289.86 W
平均 GPU Power 189.32 W 187.81 W 187.02 W 167.01 W 143.40 W 119.58 W
GPU Power 中央値 189.34 W 188.19 W 188.10 W 167.28 W 143.52 W 119.66 W
(%) 100.00 % 99.39 % 99.35 % 88.35 % 75.80 % 63.20 %
GPU 最高温度 74 ℃ 73 ℃ 73 ℃ 71 ℃ 67 ℃ 65 ℃
ファン最高速度 2474 rpm 2439 rpm 2444 rpm 2302 rpm 2022 rpm 1894 rpm
FPS 145 147 147 145 141 133
(%) 100.00 % 101.38 % 101.38 % 100.00 % 97.24 % 91.72 %

ForzaHorizon4 ベンチマークモード 2560×1440 最高設定

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 377.72 W 379.19 W 363.34 W 335.57 W 309.41 W 282.48 W
平均 GPU Power 204.90 W 204.21 W 190.64 W 167.34 W 143.39 W 119.57 W
GPU Power 中央値 205.85 W 203.76 W 190.78 W 167.32 W 143.43 W 119.59 W
(%) 100.00 % 98.98 % 92.68 % 81.28 % 69.68 % 58.10 %
GPU 最高温度 74 ℃ 75 ℃ 73 ℃ 70 ℃ 67 ℃ 64 ℃
ファン最高速度 2497 rpm 2516 rpm 2421 rpm 2267 rpm 2019 rpm 1884 rpm
FPS 117 117 116 114 110 103
(%) 100.00 % 100.00 % 99.15 % 97.44 % 94.02 % 88.03 %

ForzaHorizon4 ベンチマークモード 3440×1440 最高設定

Power Limit 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 %
Temp. Limit 83 ℃ 80 ℃ 77 ℃ 74 ℃ 71 ℃ 68 ℃
計算上の Total Graphic Power 220W 198W 176W 154W 132W 110W
システム平均消費電力 388.37 W 379.69 W 358.80 W 333.30 W 306.55 W 279.37 W
平均 GPU Power 217.98 W 210.89 W 190.77 W 167.23 W 143.46 W 119.52 W
GPU Power 中央値 218.64 W 211.09 W 190.98 W 167.27 W 143.50 W 119.60 W
(%) 100.00 % 96.55 % 87.35 % 76.50 % 65.63 % 54.70 %
GPU 最高温度 75 ℃ 75 ℃ 73 ℃ 70 ℃ 66 ℃ 64 ℃
ファン最高速度 2558 rpm 2541 rpm 2427 rpm 2258 rpm 2008 rpm 1878 rpm
FPS 102 102 101 98 94 89
(%) 100.00 % 100.00 % 99.02 % 96.08 % 92.16 % 87.25 %

雑感

 データを取ってみると、1080p ターゲットの FireStrike や解像度が 1920×1080 のゲームベンチでは GPU Power の割合(%)が Power Limit から外れており、RTX 3070 が 1440p をターゲットにしているというのがよく分かります。
 Power Limit による設定では、90%であればほぼ影響なく消費電力を引き下げることができ、50%に設定したとしてもワーストケース(TimeSpy)で80%程度のスコアをキープできる一方で、消費電力は 120W 程度に抑えられることから、最近の重量級ゲームでなければこれでも十分と言えるかもしれません。逆に Power Limit を制限しない場合、Full HD で 144FPS クラスの高 FPS ディスプレイを利用していたとしても、VSYNC ON に出来て、かつレイトレーシングを利用しないような負荷の軽いゲームにおいては、消費電力を抑えつつ遊べるものと思われます。
 今回ベンチマークを取ったもののなかでは最もエンジンが軽いと思われる ForzaHorizon4 は、あくまでベンチマークモードの走行だけではあるものの、3440×1440 の最高設定であっても Power Limit 80% まではほぼ性能の低下がない一方で、消費電力だけ13%低下するという結果には驚かされました。

 ところで GTX 1080 は 4Gamer によると FF14 紅蓮のリベレーターベンチでだいたい 143 W くらいが消費電力の中央値ということでした。実際のグラフ(グラフ34)はかなり上下に振れているので、Power Limit 制御によるピークカットとは全然挙動が変わってしまいますが、中央値に限った話で、GTX 1080 相当の消費電力を維持する Power Limit は、RTX 3070 では 60% あたりということになります。4Gamer の記事と同じベンチマークは FireStrike くらいしかないうえ、ハードウェア構成もドライバー類も違うために残念ながら比較にはならないのですが、おそらくは同等の消費電力であっても、性能は向上しているのではないかと思われます。

 最後にもう一つ、RTX 3070 の欠点である VRAM の少なさですが、今回実施したテストの中では PortRoyal の 6722MB が最大でした。余裕があるとは言えないくらいなので、やはり重量級ゲームや高解像度テクスチャーパックなどを導入したゲームでは、足らないことがあるかもしれません。

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