Extreme old device Sapphire

9 мая 2006, вторник 19:16
для раздела Блоги

Extreme old device Sapphire

1. Предисловие:

Видеоадаптер по своей сути, второй самостоятельный компьютер внутри ПК. Почему? Простейший компьютер для своей работы должен содержать - центральный процессор, контроллер памяти, сама память как RAM, так и ROM и генератор тактовых импульсов. Теперь посмотрим, какие из этих ключевых элементов присутствуют на современных видеоадаптерах. В роли центрального процессора выступает графический процессор, который, также как и центральный, выполняет математические вычисления, контроллер памяти и генератор входят в его состав, образуя ядро. Оба типа памяти присутствуют, первый (RAM) требуется для хранения промежуточных вычислений выполняемых GPU, а ROM содержит в себе программу необходимую для запуска и корректной инициализации устройства. Для работы генератора тактовых импульсов требуется кварцевый резонатор, он, как правило, выносится за пределы ядра и размещается непосредственно на самой плате.
Вот мы и убедились, что видеокарта это тоже компьютер но, как и каждый ПК нуждается в апгрейде из-за своего морального устаревания. Разработчики графических процессоров, особенно в последнее время, значительно превосходя корпорации Intel и AMD по части внедрения новинок, совершенствуют видеосистему персонального компьютера. Ежели центральный процессор ПК нуждается в обязательной замене в течении трех-четырех лет, то видеосистема актуальна лишь в течении года. Повысить производительность возможно, один из способов, который не подразумевает капиталовложений, называемый разгоном будет рассмотрен в данной статье. Нам предстоит выполнить оверклокинг видеокарты небезызвестной компании Sapphire Technology Ltd, которая разрабатывает, производит и продает по всему миру широкий ассортимент графических ускорителей на основе технологий ATI. Но на этом её деятельность не ограничивается, Sapphire также производит системные платы с использованием новейшего набора микросхем IGP компании ATI. Расположена она в Гонконге. В своем составе имеет два промышленных предприятия, сертифицированных по ISO9001 и ISO14001 расположенные, в Китайском городе Донггуане. Их производительная мощность позволяет ежемесячно выпускать 1.8 млн. графических плат.
На данный момент исследуемая нами карта рассматривается как бюджетное решение. Её стоимость варьируется в районе от 65$ до 81$.

2. Комплектация:

Приобретенная Sapphire Radeon 9600 PRO <Advantage> поставлялась в OEM комплектации. Вскрыв антистатический пакетик, помимо видеокарты я обнаружил:

•Переходник DVI >>> D-SUB
•Переходник S-Video (4 pin) >>> тюльпан
•CD с программным обеспечением и драйверами
•Наклейка с логотипом Sapphire

Сказать, что она богатая я не могу, но более чем достаточна. Да и в ней ли дело?
Я думаю, что частотный потенциал нам она увеличить не сможет.

3. Внешний вид:

Плата выполнена на зеленом текстолите. На фронтальной стороне размещен кулер серии карт Sapphire 9500-9600. Видимо для них его хватает за глаза, соответственно и тепловыделение на уровне. Оснащена карта 128 мегабайтами памяти, в основе которой лежат чипы компании Samsung. Приятно было видеть присутствие джампера, позволяющего выбирать тип сигнала снимаемого с разъема S-video. Он может быть установлен в два состояния PAL либо NTSC. Правда, сейчас это не так важно – все современные TV-приемники оснащены декодерами, поддерживающие все мировые стандарты вещания.


(кликните по картинке для увеличения)


На оборотной стороне, также как и на лицевой, в Г-образном виде расположены чипы памяти c силовыми элементами. Вывод информации на дисплей осуществляется посредством разъемов VGA (DB-15F), DVI-I и семи пиновым S-VHS (S-Video). На коннектор VGA (DB-15F) приклеена голограмма с логотипом Sapphire, информирующая, что этот продукт действительно её производства.


(кликните по картинке для увеличения)



4. Чип ATI RV350:

Математические операции на данной карте выполняются графическим процессором под кодовым названием RV350 выпущенным на 45-й неделе 2004 года в Тайване.


(кликните по картинке для увеличения)

ATI RV350
Чип построен по суперскалярной архитектуре и выполнен с соблюдением норм 0,13 мкм техпроцесса с использованием low-k диэлектриков, которые призваны снизить тепловыделение и увеличить производительность.



Поддержка графических библиотек DirectX 9.0 и OpenGL 2.0 на аппаратном уровне гарантирует совместимость со всеми существующими на данный момент приложениями и играми. Вторые пиксельные и вершинные шейдеры обеспечат фотографическую реальность поверхностей и освещения. Большинство современных технологий чип поддерживает, а шейдеры версии 3.0, HDR и антиалиасинг степени 8х для него бессмысленны из-за ограничения в вычислительной мощности.

5. Память:


Результаты вычислений, выполненные графическим процессором, хранятся в восьми чипах памяти К4D261638F-TC40.


Samsung К4D261638F-TC40
Информацию по данному чипу поведал нам datasheet, скачанный с сайта производителя:



Динамическая память (DRAM — Dynamic Random Access Memory), имеет размер слова в 16 бит и количество банков памяти равных четырем. K4D261638F относится к классу DDR с использованием схем коррекции типа DLL. Время выборки составляет 4 нс. Чип соответствует стандарту SSTL-2 для которого определены напряжение питания равным 2,5В и опорное напряжение в 1,25В. Память находится в 66-ти пиновой упаковке типа TSOP (II). Так как DRAM, по своему внутреннему строению требует регенерации, то есть постоянного возобновления заряда на обкладках конденсатора. Во время регенерации операции запись/чтение выполняться не могут, и на производительности это сказывается не самым лучшим образом. На данных чипах это время составляет 4К/32 мс.

Думаю, что, большинство из Вас задали вопрос, что такое DLL – подробно рассказывать о построении не буду, а расскажу лишь о его назначении. Как было уже замечено во вступлении, в каждой микропроцессорной системе включен генератор тактовых импульсов, который является источником синхронизации для внутренних команд, выполняемых процессором, и остальных компонентов системы. Синхросигнал, проходя множество электрических элементов, изменяет свое положение во времени, т.е. происходит расфазировка, которая в свою очередь достаточно сильно бьет по производительности. Приведу наглядный пример работы данной системы.


Пример работы DLL коррекции
Временная диаграмма S1 отображает образцовую частоту, генерируемую тактовым генератором. S2 и S3 – получены из разных точек схемы. Как я думаю, Вы уже догадались, что в задачи DLL входит коррекция расфазирования синхросигнала, и выигрыш в производительности может составлять 30-35%.

6. Система:

Для проведения тестов был собран открытый стенд следующей конфигурации:



К сожалению, на момент проведения тестов в системе стоял только один модуль памяти объемом 512 Мб. Отсюда следует, что память работает в одноканальном режиме, но по моим наблюдениям на результат, полученный в синтетических тестах Futuremark, это никак не влияет. А вот игровым приложениям будет немного сложнее. Частота AGP порта была повышена с 66 до 80МГц. Материнская плата поддерживает частоту до 90МГц, но из-за установленного винчестера с интерфейсом SATA, дальнейшее увеличение стало невозможным.

Процессор Intel Pentium 4 ревизии С0 работал на частоте 3370 МГц.


(кликните по картинке для увеличения)


Память с таймингами (2,5/3/3/7) находилась в режиме 1:1 и имела эффективную частоту 480 МГц.


(кликните по картинке для увеличения)



7. Сравнение характеристик:

Параметры графического процессора и памяти, которые были приведены выше, получены непосредственно от производителя, и не обязательны для конкретно взятого адаптера. Посмотрим, насколько он им соответствует.



Частота работы графического процессора занижена на восемь мегагерц.



Память же полностью соответствует частотам, которые заявлены для данной карты.



Теперь приступим к сравнению таймингов памяти с указанными в справочной информации (datasheet).



Завышены и очень даже неплохо. Что вынудило Sapphire увеличить тайминги, для меня так и осталось загадкой. Видимо на то были свои причины, но ничего не мешает выставить их вручную, и тесты будут проведены с таймингами по умолчанию.

8. Модификация охлаждения:

Кулер, призванный охладить RV350 на ура справляется со своей задачей. Но я не думаю, что на повышенных частотах ему это удастся. Поэтому, было решено не нагружать маленького трудягу сверхурочной работой, а сразу установить более производительный Zalman VF700 Cu. В первую очередь выполнен демонтаж кулера. Термоинтерфейс имел серебряный цвет. Столкнувшиеся с «серебрянкой» знают, как тяжело её удалить. Из-за отсутствия дома спирта поход в аптеку был неизбежен. Вернувшись, приступил к генеральной уборке графического процессора. Люблю когда все чисто и аккуратно . Необходимые элементы для установки Zalman’а без проблем разместились на карте. А вот сам кулер устанавливаться никак не хотел. В двух миллиметрах от отверстия расположился электролитический конденсатор и должен заметить относительно большой - 470мкФ на 10В фирмы Licon. Перед началом установки системы охлаждения и в мыслях не было, что придется брать в руки паяльник. Найдя аналогичную емкость с более длинными выводами, выполнил демонтаж старой и монтаж новой, с той разницей, что новая расположилась на «спине» где никому не мешала. Далее массивный кулер встал как влитой. Новым термоинтерфейсом стала всеми любимая КПТ-8.


(кликните по картинке для увеличения)


Чипы памяти также не были обделены охлаждением. На них установлены радиаторы, шедшие в комплекте с Залманом. Неожиданностей во время их установки не было, да и быть не могло.


(кликните по картинке для увеличения)


После всех выполненных мною модификаций, и последующей установки уже модернизированной карты в систему – пробный запуск. Старт прошел без проблем, и отсутствие дефектов отображения графической информации как 2D, так и в 3D режимах говорили, что небольшие изменения в компоновке элементов были проведены удачно. Меня распирало любопытство, какое же напряжение подводилось к той емкости. В чем проблема? Мультиметр под рукой. 1.283 вольта, как в 2D, так и в 3D режиме. И зачем спрашивается ставить «банку» на 10В когда вполне можно было обойтись 6.3. Бытует поговорка, встречают по одежке, провожают по уму. Если бы девайс поступил ко мне изначально в таком виде, должное уважение ему гарантировано. Наш Радеон стал выглядеть настолько солидно и представительно, что хотелось оставить у себя в системе, заменив им GeForce 6600. Аппаратная часть рассмотрена, модифицирована система охлаждения, карта в полной боевой готовности, но сперва давайте ознакомимся с программной частью.

9. Описание проведения тестов:

На машине установлена операционная система Windows XP Professional с обновлением безопасности Service Pack 2. Визуальные эффекты были сведены к минимуму. Твики не применялись. Драйвера, под которыми работала видеокарта носили название ATI Catalyst 6.2. Для подчинения видеокарты своей воле использовалась ATI Tray Tools версии 1.0.5.877 RC. Должен заметить, что программа если не идеальна, то универсальна – это точно. Все есть и все под рукой. Мой низкий поклон её разработчикам, и как обладатель карты NVIDIA, перефразировав Милославского из кинофильма «Иван Васильевич меняет профессию» должен сказать - Видел чудеса управления, но что б такое… Что мне ещё нужно? Хмм… Да более ничего и не требуется, ATI Tray Tools умеет делать все. От изменения частот до редактирования таймингов прямо из операционной системы. Золото, а не программа. Куда-то меня повело... Так как кроме Tray’я нам ничего не нужно, приступим к рассмотрению тестов. Основная их масса это синтетика - 3DMark ‘01, ’03. ’05 и ’06. Хочу сказать, что тестовый пакет 3DMark 2006 будет пройден системой только единожды, после того как будут найдены максимальные частоты. Все остальные марки пройдут тесты по следующему плану: один тестовый пакет проходит по 3 раза с наивысшим приоритетом. Высчитывается среднеарифметическое значение, и именно оно будет конечным результатом. Система перезагружается и уже следующий тест совершает заход по аналогичной схеме. Во время всех тестов, видеокарта настроена на максимальную производительность. С синтетикой вроде все понятно, теперь давайте разберёмся с игровыми приложениями.
Для себя я выбрал три игры, которые будут участвовать в роли бенчмарка это: FarCry, F.E.A.R и недавно появившийся The Elder Scrolls IV Oblivion. За показатель будет взято среднее количество кадров в секунду (FPS) и мое мнение об играбельости. Совсем забыл, среднее FPS будет подсчитывать Fraps версии 2.7.2.

10. Разгон:

Вот и началось то, ради чего все это затевалось. С помощью ATI Tray Tools, произведен автоматический разгон. Начальная точка отсчета была выставлена на 437 по ядру и 511 по памяти. Отсюда я и начал поднимать частоты с шагом 5Мгц. По чипу максимальной частотой оказалась 458, продвижение дальше останавливало полное зависание видеосистемы. Хочу подметить, что именно видеосистемы, а не компьютера в целом. Видимо сказывается то, что чип выполнен на диэлектриках low-k. 66 мегагерц – этакий середнячок. От памяти я получил немного больше: 535 МГц без артефактов. Результат с появлением артефактов меня не интересует. Разгон памяти осуществлялся на таймингах указанных в datasheеt’е. На более высоких частотах, но с таймингами прошитыми в BIOS’e видеокарты результат был на порядок ниже.

11. Экстремальный разгон:


Результат был не плохим, но как всегда хочется большего. Долго борясь с собой, я все-таки решился на вольтмод. И вот что получилось.

Вольтмод ядра: На оборотной стороне платы установлена микросхема питания ISL6522CB. Припаивать подстроечный резистор на 22 кОм (R1) нужно к пятой и седьмой ноге. Найдя электролитический конденсатор, который фильтрует напряжения ядра, установил на него мониторинг.



Штанное напряжение составляло – 1.234 вольта. После некоторого времени, проведенного за подбором оптимального значения, Vcore стало равно 1.421В. Дальнейшее увеличение напряжения приводило к артефактам в тестах, и виновником был не чип, а память. Для стабильной работы карты на напряжении выше 1.42 приходилось снижать частоту памяти, что вело к снижению производительности. Частота чипа увеличилась на 13 мегагерц и стала равна 471 МГц (тринадцать – мое счастливое число ).



Температура ядра, безусловно, увеличилась, но Zalman без каких либо проблем рассеивал выделяемое тепло. Установка на Radeon 9600 PRO криогенной системы охлаждения, не оправдано, каких либо выдающихся результатов получить наврядли удастся.

Вольтмод памяти:
Объекты для вольтмода памяти, над которыми будут происходить метаморфозы, расположились в верхнем левом углу оборотной стороны карты. Также как и с вольтмодом ядра, был установлен мониторинг.



По умолчанию напряжение Vmem составило 2.54 вольта. Увеличение до 2.95В дало 2 МГц! безартефктного разгона. 3.25 вольта ситуацию не изменили.



А вот количество тепловой энергии, выделяемой чипами памяти возросло. Радиаторы, которые отводили тепло от чипов памяти расположенных на оборотной стороне карты, становились довольно горячими и для предотвращения их перегрева был установлен 80 мм кулер.



Замер величины напряжений производился цифровым мультиметром DT9208A. Дальше только тесты.

12. Заключительное тестирование:

Вот именно здесь и свершится правосудие. Видеокарта будет проходить тестирование в трех режимах:
1) (Default) – все частоты и тайминги видеоадаптера выставлены по умолчанию.
2) (Modification Timings) – скорректированы частоты до 400/450 и выставлены тайминги в соответствии с datasheet на память.
3) (MAX Speed) – максимально возможные частоты (471/537) (без появления артефактов) полученные при помощи вольтмода, тайминги оптимизированы.

3DMark 2001 SE: Довольно старый, но все ещё уважающий себя бенчмарк. В котором впервые появился тест, Nature использующий шейдеры.



Прирост в 6% от модификации таймингов, без повышения частот, очень даже не плохо. В MAX Speed’е производительность возросла на 21 процент от номинала.

3DMark 2003: Без него не обходится ни одна статья которая была бы напрявлена на оверклокинг. Отражает в себе игровые приложения 2003-2004 года. В этом пакете от 3D-ускорителя уже три теста из четырех требуют поддержки шейдеров второй версии, отсюда и обязательная поддержка DirectX 9.0.



Здесь дела обстоят немного лучше, чем в ’01. Modification Timings – 9% и MAX Speed 28%. Что ж, посмотрим на результат 2005-й.

3DMark 2005:



По приросту производительности, 3DMark 2005 оказалась по серёдке: Модификация таймингов не дала такого прироста как ’01 и ’03 марки и составило только 5%. А вот MAX Speed смог увеличить производительность на 25 процентов от номинального.

И последний синтетический тест – исполняю обещанное мною прохождение теста 3DMark 2006. Самый тяжелый из графических приложений на данный момент. Полный набор современных технологий работы с 3D. Способен нагрузить работой флагманскую видеосистему и процессор. Запуск... Пакет определил возможным прохождение Radeon 9600 PRO двух тестов: Return to Proxycon и Firefly Forest. Два других Canyon Flight и Deep Freeze были запрещены из-за отсутствия поддержки адаптером третьих шейдеров и HDR-рендеринга. Результат составил 421 марку. Для видеоадаптера 2004 года, прохождение хотя бы первых двух тестов в 06’м с таким результатом – очень и очень хорошо.

С синтетикой вроде разобрались, посмотрим, как поведет себя карта в игровых приложениях.

FarCry: Игра 2004 года, ушедшая на золото и признанная бенчмарком в кругу оверклокеров. Графическая составляющая – это то, с чего, собственно, и зародилась игра.



Тест проводился на высоких параметрах графики в разрешении 1024х768 без сглаживания. Как видим, уровень FPS вполне играбельный. Аналогичная карта стояла у меня весь 2004-й и первую половину 2005-го года. На ней FarCry был пройден не один раз на максимальных параметрах. Картой в этой игре я был очень доволен.

F.E.A.R: очередной пожиратель ресурсов 2005 года. Графика и физика идеальны, но вот сюжет какой-то заезженный.



Использовался встроенный тест. В отличии от FarCry тест проводился уже на средних параметрах графики и разрешении 1024х768. FPS в пределах нормы. Прирост производительности составил 4% (Modification Timings) и 15% (MAX Speed). Самый малый процент за все время тестирования. F.E.A.R. был полностью пройден моим другом на аналогичной системе с идентичной картой. Результат – твердая четверка.

The Elder Scrolls IV Oblivion: вот и ещё доходчивый до ресурсов компьютера продукт. Продолжение Morrowind’a. Сама игра определила настройки как минимальные, что ж, не будем ей перечить. Отсутствие встроенного бенчмарка огорчения не вызвало, для тестов был выбран уровень "Арена".



Лепота… Даже на минимальных настройка все объекты выглядят обалденно. Среднее количество кадров в секунду составляло 13-14, местами бывают скачки до 21-25. Во время игры замечено проседание FPS до 5-6 кадров, но не часто, по всей видимости, ощущалась нехватка памяти. В целом играть довольно приятно. Изменение таймингов позволило получить среднестатистическое увеличение для данного девайса в 7%. Но на максимальных частотах был получен самый большой процент – 38%!. Замечен более активный подъем не максимального, а минимального количества кадров.

13. Вывод:

Наверное, мною самая любимая карта из серии 9600. За время тестирования я к ней очень привязался. Карта продемонстрировала неплохой результат разгона. 17% увеличение частоты чипа и 19% на памяти привело к поднятию уровня производительности в синтетических тестах на 24%, а в игровых на 25%. Общий подъем производительности равен двадцати пяти процентам. После того, что я с ней прошел, огонь, воду и медные трубы у меня язык не повернется назвать её затычкой для слота. Карта все ещё способна поднять современных монстров, пусть и не на максимальных параметрах - а разве в уровне графики счастье? Вспомните игры четырехлетней давности. Я с удовольствием играл, в них, меня манила не графика, а сюжет. Сейчас же все наоборот – взять в пример тот же F.E.A.R. – графика на самом высшем уровне, а где сюжет? Сюжета как такового и нет. Учитывая свою стоимость и достаточную производительность этот старичок становиться оптимальным выбором в бюджетном секторе, разгон может поднять производительность в среднем на 25-30%, а вот экстремальный едва ли способен улучшить этот результат. По тепловыделению могу смело сказать, что карта не горячая и установленный на время тестирования Zalman VF-700 был скорее роскошью, чем необходимостью. Radeon 9600 PRO доживает своё и с выходом DirectX 10 станет историей, но пока этого не случилось, она всегда найдет место в наших ПК…

Результаты тестов в формате .xls:
http://files.people.overclockers.ru/GrifeX/Overclock_Radeon_9600_PRO.zip
Обсуждение статьи:
http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?p=2560026#2560026

Благодарю за внимание.
С уважением Давыдов Кирилл a.k.a GrifeX
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают