Издевательства над Palit Geforce7900GS 512Mb (экстримальная модификафия)

для раздела Блоги
Некоторое время назад произошёл у меня глобальный апгрейд, в результате чего старую AGP-карту на GPU 6800GT потребовалось заменить на что-то с PCI-Express. Поскольку апгрейд получался действительно глобальный (от старого компьютера по замыслу оставалась только клавиатура ), возникла задача построить новую систему "с нуля". На материнской плате, процессоре и памяти решено было особенно не экономить, поэтому достаточно быстро в новом корпусе обосновались ASUS P5B Deluxe на i965P вместе с процессором Core2Duo, а штатный блок питания с "нечестными" 430W был заменён на стильный be quiet! DARK POWER 520 Вт (BQT P6-520W). Новый БП - т.н. "SLI Ready", поэтому в нем предусмотрены целых два разъёма с надписью "VGA", теперь переходники питания для видео нам не понадобятся. Ну и есть надежда, что производитель БП правильно развёл все линии внутри блока при таком подходе. Оставалось купить видео, не потратив при этом слишком много денег (накрутки "за самую современную карту", "за бренд", "за лидера рынка" и т.п. оплачивать совсем не хотелось) и при этом создав сбалансированную систему, производительность которой не упирается в какой-то отдельный компонент.

В результате изучения прайс-листов получалось, что покупать в общем-то особенно нечего. 7950GT слишком дорог для своей производительности, 8800 - пока ещё неоправданно дорог, и среди Radeon'ов тоже ничего хорошего для себя не нашлось.

Задача: Построить сбалансированную систему, на которой можно продержаться до заметного снижения цен на GeForce8800.

В итоге, после недолгих раздумий, выбор остановился на Palit GeForce 7900GS в 512Мб-версии. Очевидно, что карта не сможет обеспечить сбалансированность системы, если она будет работать на штатных частотах. В этом случае 7900GS окажется тем самым "бутылочным горлышком", в которое будут упираться современные игры и другие 3D-приложения, так что разгон нам просто необходим.

Задача: Добиться максимальной производительности от видеокарты.

Карта обладает полноценной 256-битной шиной памяти и при этом урезанным по конвейерам (по сравнению с 7900/7950/GT/GTX) GPU, поэтому основное направление для разгона - повышение частоты GPU.

Итак, карта. На GPU установлен большой чёрный радиатор, однако на памяти никаких радиаторов нет, а греется она серьёзно - 512 Мб всё-таки. Поэтому первым делом снимаем штатное охлаждение, убираем термоинтерфейс. Без радиатора карта выглядит так:


Дизайн не референсный, на видеокарте установлено 8 модулей памяти с маркировкой Qimonda:



Это перемаркированный Infineon HYB18H512321AF–14, модули памяти с 512-мегабитной (16Mx32) организацией, временем доступа 1,4 нс и штатным напряжением 2,0 В (даташит).

1. Смена системы охлаждения.

Модернизацию начнём с установки новой системы охлаждения. Поставим на карту новый кулер Zalman VF900-Cu и медные радиаторы на память от Thermaltake CL-P0025. Почему я не использовал радиаторы из комплекта Zalman VF900? Вначале я их и использовал, но заметил, что поверхность этих радиаторов под нагрузкой чуть тёплая, хотя обратная сторона платы в местах установки модулей памяти просто горячая. Белый клеющийся термоинтерфейс, который используется Zalman, видимо далёк от идеала, к тому же такие термопрокладки очень толстые, да и сами радиаторы чрезвычайно малы. Возможно при наличии постоянного дополнительного прижима теплопроводящий слой становится тоньше, но это не наш случай. При этом медные радиаторы Thermaltake заметно больше, да и тонкий слой прозрачного клеящегося термоинтерфейса значительно эффективнее - радиаторы хорошо нагреваются, а плата с обратной стороны чуть тёплая. Хотя если на вашей карте всего 256 Мб памяти, может быть вполне достаточно использовать решение от Zalman, не тратя лишние 10 у.е. на медь.

В результате имеем следующую картину:



Такого охлаждения более чем достаточно для неразогнанной карты (GPU не удаётся нагреться более 52 градусов под нагрузкой), однако для разогнанной с вольтмодом карты должно быть в самый раз. Замер напряжений на карте показал, что на GPU приходит 1,3 В, а на память 2,13 В. Наличие артефактов будем проверять в AtiTool, а стабильность - в Game от 3DMark'06 1.1.0.

Конфигурация:
    Процессор: Intel "Core 2 Duo E6400", разогнанный до частоты 3200 MHz
    Материнская плата: ASUS P5B Deluxe, Socket 775, BIOS ver. 1004
    Оперативная память: Transcend TS64MLQ64V8J 1 Gb (2x512 Promos Dual Ch.) DDR2-800, 5-5-5-15
    Блок питания: be quiet! Dark Power 520W

Операционная система и драйверы:
    Windows XP Pro Service Pack 2
    DirectX 9.0c (Dec2006)
    NVIDIA ForceWare v93.71 (все настройки драйвера - по умолчанию)

Штатная частота GPU - 450 МГц, памяти - 660 МГц. При тестировании на этих частотах в 3DMark'06 1.1.0 имеем 4225 3DMarks. Конечно ситуацию вытягивает процессор, но карта явно ограничивает результат. Теперь можно попробовать разгон, пока со штатными напряжениями.

С нулевой дельтой чип смог взять частоту в 610 Мгц, память - только 700 (1400DDR). После вольтмода до 1,56 В GPU смог стабильно работать на 700 Мгц, при этом получился полный синхрон с памятью

Как сделать вольмод GPU на Palit с нереференсным дизайном уже много раз написано и без меня, поэтому не буду повторять других авторов, а просто приведу свой вариант. Поскольку я не люблю, когда из карты торчат выводные резисторы, которые достаточно легко случайно оторвать, было принято решение остановиться на варианте с т.н. чип-резистором, т.е. для поверхностного монтажа. Вот что из этого получилось:



На фото - резистор в форм-факторе 1206 (самый крупный из имеющихся). В результате экспериметов таблица соответствия номинала резистора и полученного Vgpu выглядит примерно так:

РезисторVgpu(3D)
4,1 кОм1,50 В
3,9 кОм1,53 В
3,6 кОм1,56 В
3,3 кОм1,59 В
3,0 кОм1,62 В



При тестировании на 700/1400 в 3DMark'06 1.1.0 имеем 6016 3DMarks:



В общем весьма неплохо, тем более учитывая, что Core2 работает не на максимуме своих возможностей. Максимальная температура GPU в таком режиме составляет 69 градусов - Zalman пока справляется! Однако остальные элементы платы при этом греются достаточно сильно, в первую очередь это транзисторы в конверторе памяти, да и до управляющей логики на обратной стороне карты не дотронуться, - придётся ставить радиаторы.

Хорошо, а если ещё добавить напряжения? Неужели 700 МГц - предел для GPU? Очень странно, но на 1,6 В чип не смог покорить даже 705 МГц - это заканчивалось фризами в Game и артефактами в AT. Что-то здесь не так...

2. Модернизация схемы питания.

Наш Палит - новой ревизии, с серебристыми конденсаторами Sanyo SEPC 820 мкФ х 2,5 В (даташит), по питанию ядра 3 штуки. В старой ревизии были фиолетовые Rubicon серии MBZ 1500 мкФ х 6,3 В, 4 штуки. Суммарная ёмкость раньше была больше, но новые конденсаторы имеют значительно более низкий ESR (7 МОм у Sanyo SEPC против 26 МОм у Rubicon MBZ), что обычно предпочтительнее даже при условии их меньшей ёмкости. Точно также и в конверторе памяти - вместо четырёх Rubicon MBZ установлено три Sanyo, соответственно на нашей карте видим 2 места с незапаянными емкостями.

Тем не менее, рубиконы остались и на новой ревизии карты - в углу мы видим 3 фиолетовых конденсатора:



Два из них - Rubicon MBZ 470 мкФ х 16 В, и третий, на выходе стабилизатора VTT, Rubicon MBZ 1500 мкФ х 6,3 В. Первые два конденсатора просятся на замену, ставим Jamicon Low-ESR серии MZ (даташит) 1000 мкФ х 16 В 8х20 мм с ESR 19 МОм. Третий можно не менять, но если он мешает установке радиаторов, то тоже можно заменить на аналогичный по параметрам, но меньшего диаметра. Я использовал Jamicon MZ 1500 мкФ х 6,3 В.

Теперь допаяем 2 недостающих электролита - берём всё тот же Jamicon MZ 1500 мкФ х 6,3 В, поставим радиаторы на ключи и управляющую логику ( ШИМ RT9214 и двойной ОУ LM358 ) с обратной стороны платы:



Проверим стабильность. 705 МГц по GPU - фризов нет, артефактов нет, - мы на правильном пути. Однако карта издаёт высокачастотный свист... Дроссели, похоже, не справляются с возросшей нагрузкой и уходят в насыщение. На данный момент мы имеем две индуктивности R80M - 0,8 мкГн в схеме питания GPU и одну 1R0M - 1 мкГн в схеме питания памяти, причём все они под нагрузкой греются достаточно сильно. Кроме того, на карте с обратной стороны достаточно много незапаянной керамики:



Но это легко исправить! Нам понадобятся 10 мкФ чип-конденсаторы, которые легко можно поснимать с любой более-менее современной материнской платы и паяльник небольшой мощности:



Конечно тут многое зависит и от блока питания компьютера, а именно от величины пульсаций на шине доп. питания по 12 Вольтам. К счастью мой БП показал себя с хорошей стороны, что наглядно показывает осциллограмма, снятая на разъёме дополнительного питания карты:

12 В разъём доп. питания (2D, 20 мВ/дел, 0,5 мкс/дел)



12 В разъём доп. питания (3D, 50 мВ/дел, 0,5 мкс/дел)



Тем не менее, керамику мы всё-таки допаяем, примерно вот так (добавлено 3 конденсатора):



Тут можно экспериментировать, чем больше емкостей запараллелено, тем меньше их эквивалентное сопротивление, так что можно попробовать и "брикет" из четырёх или более конденсаторов, например, вот так:



То же самое следует проделать и на других посадочных местах.

Теперь разберёмся с индуктивностями. Как уже было замечено, наша плата - не референс, и с дросселями ситуация обстоит несколько хуже. Дело в том, что на референсе используются дроссели по 1 мкГн на питание GPU и 1,5 мкГн на память, у нас же - 0,8 и 1,0 мкГн соответственно. При этом, если заглянуть в
рекомендованную схему включения ШИМ-контроллера в схеме питания GPU всё того же Palit, но на чипе 6800GS, то мы там обнаружим 2 дросселя по 1,3 мкГн и по 15 А каждый:



И это на менее мощной карте! А стоят там, как вы догадываетесь, всё те же 0,8 мкГн Вообще внешне конверторы питания 6800GS и 7900GS от Palit выглядят совершенно одинаково, хотя на нашей карте немного другая управляющая микросхема с маркировкой AT-8D, даташит на который найти так и не удалось. Ну да это не важно, всё очень похоже на приведённую выше схему от 6800GS.

Однако подыскать адекватную замену имеющимся индуктивностям оказалось не так легко. Проблема в том, что индуктивность должна быть высокочастотной, т.е. иметь минимальные потери на перемагничивание на высоких частотах работы конвертора, иначе мы получим ещё более сильный нагрев, чем у штатных катушек. Оказалось, что купить необходимые детали даже в Москве - малореально, поэтому основным источником дросселей остаются нерабочие материнские платы.

Информацию по сердечникам из порошкового железа можно посмотреть здесь. Теоретически должны подходить смеси 8..18, 34, 52, и, как понятно из документа, они отличаются по цветовой маркировке. Проблема в том, что не все производители придерживаются такого стандарта, так что шанс поставить неподходящий дроссель есть всегда.

В общем после проверки множества разных дросселей, снятых с самых разных материнских плат, выяснилось, что большая их часть не подходит совсем, поскольку греется как утюг даже при работе карты в 2D. К счастью, всё же нашлись такие, которые отлично подошли:



При наличии колец разного размера лучше взять те, что больше - меньше будет их нагрев. Два верних на фото сняты с нерабочей платы Abit IS7-E2).
Чтобы убрать возможный высокочастотный свист, окунул их в цапонлак, высушил, одел термоусадочные кольца и "термоусадил". На плате это выглядит вот так:



Чуть тёплые в 2D, ощутимо теплее в 3D, но не горячие и, главное, не свистят под нагрузкой

Третий оставшийся на карте маленький дроссель в 1,0 мкГн находится в схеме питания памяти, а поскольку памяти на карте 512 Мб, греется даже больше двух штатных на GPU. Не долго думая, просто поставил вместо него один из заменённых штатных 0,8 мкГн - номинал конечно маловат, но зато сильно греться уже не будет. Кстати, на одной из нерабочих плат нашёлся твёрдотельный электролит 820 мкФ х 2,5 В и сразу же был впаян на карту В итоге лицевая сторона приобрела следующий вид:



С нагревом разобрались, теперь будем разбираться с пульсациями. Посмотрим, что происходит на фильтрующих электролитах в конверторе GPU.



Всё в 3D, 50 мВ/дел, 1 мкс/дел

В т. 1



В т. 2



В т. 3



Выбросы-пики имеют частоту около 6,2 МГц, остальные помехи - не до конца задавленный ШИМ. Давим его дальше - допаиваем на обратную сторону платы электролиты и керамику. В окончательном варианте это выглядит вот так:



Использованы всё те же Jamicon MZ 1500 мкФ х 6,3 В, керамика - малогабаритные К10-17Б-Н90 0,47 мкФ, местами сразу по 2 штуки. Собственно керамика напаяна преимущественно туда, где больше высокочастотных помех.

Добавление электролитов и керамики в схему питания GPU позволило достичь стабильных 720 МГц при том же напряжении 1,56 В! А вот на память такая модернизация оказала прямо противоположный эффект - её стабильная частота наоборот уменьшилась. В поисках причин данного эффекта был предпринят вначале повышающий, а затем понижающий вольтмод памяти. Напомню, что на данной карте штатно было 2,13 В по памяти. Повышение этого напряжения до 2,23 В привело к уменьшению стабильной частоты до 680 МГц! Хорошо, а если сделать обратный вольтмод? При рекомендованном для данной памяти напряжении 2,0 В совместно с допайкой емкостей максимальная стабильная частота составила 750 МГц. На данный момент рабочей версией, позволяющей объяснить неожиданный эффект от добавки дополнительных конденсаторов в схему питания памяти является версия об "эффекте вольтмода". Дело в том, что эффективное напряжение при уменьшении помех - увеличивается, как будто памяти сделали дополнительный повышающий вольтмод, который, как стало понятно из экспериментов, влияет на стабильность отрицательно. В итоге получается, что максимальная стабильная частота по памяти достигается после переделки схемы с понижающим вольтмодом до рекомендованных Infineon 2,0 В. В результате мы получаем меньший нагрев модулей памяти при большей стабильной частоте!

3. Выводы и окончательные результаты.

После ряда тестов производительности карты было решено остановиться на синхроне 720/1440, дельта 0. Повышение частоты памяти выше 720 МГц даёт эффект в тестах только при одновременном повышении частоты GPU, а по GPU получается предел. Ради эксперимента были опробованы частоты 725/1450 - это сразу дало небольшой прирост по 3DMark, однако видеокарта в этом случае находится на грани стабильности, поэтому было решено откатиться на 720/1440.

Итоговый результат в 3DMark'2006 - 6124 3DMarks:



Итоговый результат в 3DMark'2005 - 10678 3DMarks:



Итоговый результат в 3DMark'2003 - 23788 3DMarks:



Неплохо для 7900GS, тем более учитывая тот факт, что никаких специальных "скоростных" оптимизаций драйверов не проводилось, все настройки ForceWare, как и 3DMark - по умолчанию и не изменялись. Максимальная температура после часового прогона в AtiTool составляет всё те же 70 градусов, при этом артефактов карта не даёт - все частоты абсолютно стабильны.

P.S. За ценную информацию, полезные советы и другую помощь хочу выразить благодарность камрадам storm85, RUMPELSHTICTIK, DiMMension и, за моральную и информационную поддержку, тов. SI
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают