8800 - Разгон - Наблюдения и хитрости

Всем привет.
Хотел бы поделиться своими наблюдениями по поводу разгона видеокарты nVidia 8800GTS. Многим людям, которые читают эту статью, я думаю, эта тема кажется актуальной.
Началось мое знакомство с G80 с 8800GTS-320, которая сразу была разогнана, но поменяна на 640Мбайтовую версию буквально в течении полутора недель - оценил особо заметный на тот момент косяк с нехаткой памяти. Вторая карта также сразу с момента окончания установки драйверов ушла в разгон.
Для начала, как можно более детально опишу систему, на которой происходил разгон и наблюдения:

Конфиг
------
Класс компьютера: Gaming Low-end
Процессор: Intel Core 2 Duo E6420 2.13 @ 3.50 ГГц (B2, 4M)
Охладение процессора: Zalman CNPS-9500
Мать: Gigabyte GA-965P-S3 ревизия 3.3
Память: GEIL 2Гб DualChannelKit 800 @ 1095 МГц, тайминги 5-5-5-15
Видеокарта: Leadtek PX8800 GTS TDH 640Мб
Винт: 1 Тб (500 + 250 + 250) SATA2
Приводы CD/DVD: 2 привода NEC ND-4551A (IDE)
Звук: Creative X-Fi XtremeAudio
ТВ\FM: AVerMedia AVerTV Stdio 505
Блок питания: HIPER Racing 530Вт (пик = 580Вт)
Bluetooth USB Adapter
Wi-Fi 802.11b/g USB Adapter
Открытый корпус Winsis WB-10
120мм вентилятор на вытяжку разогретого процессором воздуха
120мм вентилятор для охлаждения жестких дисков
40мм вентилятор для охлаждения северного моста
120мм вентилятор для подачи свежего воздуха турбине видеокарты, а также создания давления воздуха в районе нижних щелей видеокарты для выдува разогретого воздуха из корпуса (этот вентилятор был установлен уже в последнее время, почти в конце тестов)

Температуры воздуха во время разгона (гр.Ц):
--------------------------------------------
Перед турбиной видеокарты: 29
Внутри корпуса, перед кулером процессора: 27
В комнате, на расстоянии 2м от компьютера: 25
Процессор, без нагрузки: 43 (по данным Everest)
Процессор, ATITool+Prime95: 57 (по данным Everest)
Видеокарта, без нагрузки (275\675\208 : 49 (по данным RivaTuner)
Видеокарта, ATITool: 78 (по данным RivaTuner)

Значения напряжений во время разгона (В):
-----------------------------------------
[без нагрузки \ нагрузка ATITool + Prime95]
Шина 3.3В : нд \ нд
Шина 5.0В : 5.08 \ 5.03 (замеряно на MOLEX)
Шина 12V MOLEX : 12.34 \ 12.11 (замеряно на MOLEX)
Шина 12V PCIE-VGA-6pin : 12.35 \ 12.13 (замеряно на контактах доп-питания видеокарты)
V_CPU: : 1.075 \ 1.440 (по данным CPUZ v1.40)
V_GPU: : нд \ нд
V_MEM: : 2.10 \ 2.10 (по данным Everest)
V_GMEM: : нд \ нд
V_MCH: : +0.1V (BIOS)
V_PCIE: : номинал (BIOS)
V_FSB: : номинал (BIOS)
*Автоматический вольтмод Gigabyte выключен
*Заданное напряжение CPU = 1.485В
*Номинальное напряжение CPU = 1.350В (по CPUVid параметру)

Видеокарта
----------
Название: Leadtek WinFast PX8800 GTS TDH
Вендор: Leadtek
Вендор GPU: nVidia
GPU: G80GTS
Ревизия GPU: A2
Объем набортной памяти: 640 Мб
Тип набортной памяти: GDDR-3
Вендор набортной памяти: н\д
Интерфейс: PCI-Express x16 @ x16
Частота интерфейса: 100 МГц
BIOS: 60.80.0A.00.27 (BIOS от GTX с возможностью задания частоты ROP с шагом 1...3МГц)
Штатные частоты (BIOS): ROP = 550, Shader = 1350, Memory = 792 (изначально были 513/1200/792)
Система охлаждения: Штатная, но с измененным колпаком, накрывающим конденсторы (от Leadtek)

Софт
----
Microsoft Windows XP Professional Corporate
Service Pack 2
Никаких более апдейтов не установлено (Windows AutoUpdate выключен)
RivaTuner 2.00 Final
ATITool 0.26
3DMark 2003 (1.40)
3DMark 2005 (1.10)
3DMark 2006
Oblivion (1280x1024, HDR, 4xAA, все на максимуме, ShaderModel 3, текстуры LOD размером 4096x4096)
Need For Speed Carbon (1280x1024, все на максимуме)
Need For Speed Most Wanted (1280x1024, все на максимуме)
Colin Mc'Ray Rally DIRT (1280x1024, 4xAA, остальное - на максимуме)

Драйвера
--------
Официальные 158.22 со старой панелью


Разгон
------
Здесь начинается самое интересное. Я по шагам опишу свои действия по разгону и эффекты, которые я пронаблюдал при этом. Впоследствии, я сделаю некоторые интересные выводы. Заранее скажу, что выводы, сделанные на моей карте, буквально сегодня утром были перепроверены _на другой 8800GTS_! Все закономерности, которые я здесь опишу, один в один повторились, за исключением разгонного потенциала и температуры. О второй карте - в самом конце.
Разгон проводился утилитой RivaTuner 2.0 Final. Реальные частоты проверялись через эту же утилиту, через мониторинг. Как я уже описал, BIOS у меня зашит модифицированный, с возможностью задания частоты с шагом не более 3 МГц (чаще даже с шагом 1 МГц), что подтверждается как мониторингом RivaTuner, так и очками в 3DMark. BIOS стоит от GTX версии, поэтому, к сожалению, драйвера ставятся только как 8800GTX, но других свойст карты это, конечно, не меняет (т.е., оченвидно, что остаются 96 шейдерных блоков, 320-бит шина и т.д. - улучшение до GTX невозможно даже аппаратно, но мы не об этом).
Тесты в 3DMark проводились отнють не для выявления "крутости" или "лажовости" текущей конфигурации компьютера, а только как проверка на стабильность и на прирост в производительности (т.к. при пере-разгоне, как известно, реальная скорость может на самом деле упасть из-за фризов и исправления увеличевшегося количества ошибок в самом чипе, а это, даже при стабильной работе, как я считаю, нельзя уже назвать "взятой частотой").
В начале разгона вентилятора 120мм для подачи свежего воздуха турбине видеокарты не стояло. Скорость вращения турбины через RivaTuner установлена на постоянные 100%, исключая один тест (там будет указано отдельно).
Тесты стабильности - это игра в перечисленные выше игры (по 30 минут, в Oblivion - около 45-50 минут). Частоту я поднимал не по 1 МГц, а шагами - по 4-6 МГц где-то в среднем, причем брать начинал сразу с 621МГц и дальше, либо назад - если не проходили тесты. Уже потом, найдя рабочюю частоту, добирался по мегагерцу до оптимума.
Итак, по шагам, разгон.
Шаг 1) Частота ядра установлена на 513\1200МГц (соответственно, ROP и Shader домены). Разгоняю память. Карта упирается в 2106 МГц, дальше начинаются артефакты, которые выражаются в появлении белых точек (как бы редкого снега) либо ошибочных координат полигонов.
Шаг 2) При частоте памяти в 2106 МГц разгоняю ядро. Стабильность достигнута только на частоте 615 МГц. При дальнейшем разгоне карта начинает виснуть, причем чем больше частота, тем быстрее карта виснет. На частоте 640МГц карта виснет через несколько секунд после входа в 3D-приложение.
Шаг 3) Устанавливаю частоту памяти на 1584 МГц (т.е. на штатную частоту). Пытаюсь поднять частоту ядра и, о чудо - ядро спокойно берет 640 МГц без каких-либо зависаний! Правда, 648 МГц так и остается недостигнутой - карта виснет на 10-12 секунд, скидывает частоты до номинальных в BIOS и далее, до перезагрузки, работает нестабильно.
Шаг 4) Я проверяю зависимость - она остается. Т.е. если гонится память, то не гонится чип, и наоборот. Выясняю, зависит ли зависание от температуры. Для этого вывожу значения температуры чипа через сервер мониторинга RivaTuner через OSD на экран и замечаю, что зависание случается буквально через несколько секунд после становления 84 гр.Ц по чипу!
Шаг 5) Вольтмод памяти (карандашный) не дает прироста разгонябельности памяти ни на мегагерц. Напряжение на чипах памяти, по сопротивлению, через переводную таблицу, составило около 2.05-2.1В. Вольтмод отменил (убрал закраску). Вольтмод чипа делать не стал, т.к. карта на гарантии.
Шаг 6) Выясняю наиболее оптимальные с точки зрения производительности частоты. Получается: ядро = 621, память = 2016 МГц. Дальше, если поднимать хоть ядро, хоть память - карта виснет. Если ядро - раньше, если память - позже, но стабильной игры, как ни крути, нет.
Шаг 7) Проверяю, как себя поведет карта при режиме работы турбины AUTO (такой режим - только на время этого теста). Сразу после старта разогрева карты утилитой ATITool ("волосатым кубом") обе утилиты, как RivaTuner, так и ATITool, регистрируют резкий скачек температуры и очень быстрое ее повышение. RivaTuner регистрирует явно запаздывающую реакцию схемы управления турбиной (шим-контроллера) - поздное и медленное повышение оборотов. Результат - карта зависла. После перезагрузки повторяю проверку - опять явно запаздывает регулирование и карта виснет. Последняя температура для обоих попыток, зарегистрировання утилитами - 72 и 74 гр.Ц соответственно.
Налицо неэфективная с точки зрения разгона (по крайней мере в штатной схеме управления - схему через RT я не менял) система регулирования оборотов кулера. Также налицо большая инерционность датчика температуры (при медленном разогреве карты - при 100% скорости турбины - температура фиксировалась 84 гр.Ц, а тут - менее 75 гр.Ц). Либо же, резкий разогрев, из-за которого виснет карта, происходит отнють не рядом с датчиком температуры, и область чипа, где находится датчик, просто не успевает прогреться.
Шаг Те же условия, но кулер выставлен на постоянные 100%. Опять - запуск прогрева карты "волосатым кубом" и фиксирование обоими утилитами (ATITool и Rivauner) явно размазанного во времени нагрева и отсутствия зависона вообще.
Шаг 9) Я решил отследить температуру чипа при следующих условиях: частота ядра = 513 МГц (т.е. штатная), частота памяти в двух случаях : сначала 1584 МГц (штатная), а потом - 2106 МГц. Температуры я снимал после 10 минут прогрева карты "волосатым кубом", когда она уже переставала расти (т.е. стабилизировалась). Поитогу, у нас появляется две температуры для двух значений частоты памяти, при всех равных остальных условиях.
Температуры получились 71 и 78 градусов соответственно для 1584 и 2106 МГц. Врят ли, как я думаю, чипы памяти способны через радиатор, причем обдувающийся при 100% оборотах турбины, нагреть графический процессор аж на 7 градусов! Поэтому логично предположить, что греется именно контроллер памяти, находящийся в GPU. Отсюда же следует предположение, что причиной зависаний карты при слишком высокой частоте памяти при разогнанном ядре является именно контроллер памяти - он и сам греется от повышенной частоты немало, а тут еще ROP, находящийся достаточно с ним близко, добавляет. Либо наоборот - контроллер памяти слишком сильно нагревает ROP.
Шаг 10) Дальше я стал выяснять - влияет ли частота шейдерного домена на разгонный потенциал ROP. Теоретически, чем меньше частота шейдерного домена, тем меньше его тепловыделение, а также меньше потребляемый ток и, как следствие, меньше просадка напряжения на всем чипе в целом. Поэтому снижение частоты шейдерного домена должно, по идее, способствовать лучшему разгону ROP (так было на 7950GT у меня).
Для проверки этого предположения я принудительно прошил через NiBiTor частоту шейдерного домена 800МГц при частоте ROP = 513 МГц (т.е., при частоте ROP = 621 МГц частота шейдерных блоков будет равна всего 970 МГц.)
Но! После этих манипуляций частоту ROP не удалось поднять ни на мегагерц! В результате, частоте шейдеров я вернул первоначальное значение. Более того, отсюда можно сделать вывод - весят видяху все-таки ROP, т.к. шейдеры работали на частоте более низкой, чем номинальная.
Шаг 11) Теперь я решил найти максимальную частоту шейдерного домена. Для этого прошил заранее более высокие значения шейдерного домена в BIOS. Максимально-стабильная частота получилась 1620 МГц. При частоте 1647 МГц карта работает достаточно продолжительное время, но поитогу все равно виснет - видимо, шейдерные блоки все-таки ощутимо подогревают растеризаторы и контроллер памяти. При частоте же 1674 МГц в 3м и 4м тестах 3D Mark 2006 начали появляться артефакты в виде хаотичного изменения амбиент-цвета (как будто применение светофильтров разных цветов). При этом видеокарта не виснет и продолжает работать. Отсюда можно сделать вывод, что именно резкое зависание происходит все-таки по вине ROP'ов.
Шаг 12) Раз разгон зависит от температуры - дойдет ли температура чипа до 84 градусов или не дойдет, то я решил помочь видяхе в охлаждении - поставил дополнительно кулер на 120мм как раз с правой стороны видеокарты, напротив турбины. Этот кулер решает сразу две задачи. Во-первых, он поставляет свежий, более холодный воздух к турбине видеокарты, и во-вторых, создает давление, направленное как раз от турбины в стороны нижних щелей, откуда вырывается нагретый воздух, выдавливая его куда угодно, но только не к турбине (разряжение, создаваемое турбиной, до этого сосало, по-видимому, немалую долю этого воздуха).
После этих манипуляций температура чипа упала до 49 гр.Ц в простое и 75 гр.Ц в нагрузке.
Шаг 13) При понизившейся температуре я решил проверить - увеличит ли чип свой разгонный потенциал? Да, разгонный потенциал увеличился, но только чипа. Память тоже стала лучше работать, но частоту 2052 МГц не взала - через продолжительное время карта все-таки виснет. А вот чип удалось поднять до 632 МГц! При этой частоте он так и не доходит до температуры 84 градуса, ограничиваясь 78-82 градусами. Так что, как бы не казлась карта не реагирующей на температуру в плане разгона, но с понижением температуры разгон удалось поднять.
Шаг 14) При проверке температуры, при которой карта виснет, оказалось, что она стала виснуть при температуре уже 83 градуса, причем так-же - практически через несколько секунд после становления этой температуры.
Шаг 15) Наконец, игра с таймингами. Против ожидания, установка самых малых, но рабочих таймингов скорости не прибавила ни на грамм. Жаль, но зато исключаются достаточно опасные игры с прошивкой меньших таймингов в BIOS - это просто ничего не дает.
Шаг 16) На самом деле эти тесты я проводил около месяца назад, но вот написать этот текст руки дошли только сейчас. Так вот, как оказалось - я встретил некоторый эффект "привыкания", который последний раз видел еще на процессоре AMD-K6-2, при его разгоне. Эффект заключается в том, что, процессор, работающей в разгоне с явно бОльшей, чем предложена производителем, нагрузкой, постепенно привыкает к ней и, либо берет еще бОльшую частоту, либо позволяет снизить немного питающее напряжение. Он как-бы "сжигает пыль" на кристалле, после чего проще берет частоты. На процессорах AMD Athlon 64 и Core 2 Duo я такого не замечал, но вот, похоже, встретился с этим на 8800! Дело в том, что буквально позавчера я решил проверить - а можно ли еще немного подогнать видяху. И ура! Можно! Видеокарта на текущий момент осилила частоты 637 по ядру и 2088 Мгц по памяти! Причем температура в комнате меняется в течение дня, т.к. взятую частоту я тестирую сейчас буквально днями. До этого, после проведения тестов, я, в течение нескольких дней, пытался задать видеокарте бОльшую частоту - ничго не выходило. Вот так раз!

ВЫВОДЫ:
-------
1) Разгон памяти ограничивается со стороны самого GPU. Выбор - либо гоним память, либо гоним GPU. Гнать GPU выгоднее - бОльший прирост производительности.
2) Установка дополнительно вентилятора именно напротив турбины карты так, чтобы левая часть карты осталась свободной, чтобы из нее выходил разогретый воздух - оправдана - температура снижается.
3) Чип положительно реагирует на снижение температуры, просто в стандартных BIOS шаг слишком велик, чтобы это понять - при увеличении частоты с 621 до 648 действительно нет разницы - чип слишком сильно повышает свою температуру, причем где-то там, где она плохо отражается на датчике температуры.
4) Датчик температуры меряет конкретную облась, причем далеко не самую греющуюся. Если мои догадки верны - датчик всего один в чипе. Температуру, которую он меряет, можно использовать только как сравнительную - она плохо отражает состояние графического процессора в целом.
5) Схема управления частотой вращения вентилятора турбины карты очень инерционна и не всегда успевает среагировать, когда карта в разгоне.
6) Вольтмод имеет смысл делать именно чипа в первую очередь, и уже потом, возмонжо, памяти (хотя памяти может и навредить), т.к. именно вольтмодом чипа можно достигнуть бОльших рабочих частот как чипа, так и контроллера памяти, как это сделано на 8800Ultra (на ней, если верить BIOS, заданное напряжение 1.35В против 1.30В для GTX/GTS).
7) Наконец, понижение частоты шейдерного домена не позволяет увеличить частоту текстурников - как ни жаль.
И, на последок, о второй карте, которая подтвердила мои наблюдения. Это карта Albatron 8800 GTS 640Мб. Ее максимальные частоты: по чипу = 668Мгц, по памяти = 2106 МГц. А все вместе в разгоне работает максимум: чип = 660МГц, память = 2052МГц. BIOS прошили в нее такой же, как и у меня.

Все выводы - IMHO. Я буду очень рад выслушать (прочитать точнее) критику - где я ошибся, где сделал не так. Надеюсь, что эта информация оказалась Вам полезной, дорогой читатель.

Обсуждение тут: https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=210862