"Герой невидимого фронта

Статья на конкурс Sapphire<img src="//st.overclockers.ru/legacy/cp/spacer.gif" alt="" width="1" height="5" />«Герой невидимого фронта - X800GTO»

12 мая 2006, пятница 23:25

Nordling для раздела Блоги

Статья на конкурс Sapphire

«Герой невидимого фронта - X800GTO»

Обратите внимание!
Автор не несёт ответственности за любой ущерб, который могут принести описанные в статье действия. Во время написания статьи карта неоднократно выходила из строя и возвращалась в рабочее состояние лишь благодаря наличию неисправной x800xl.

Видеокарты семейства x800GTO уже давно стали настоящей легендой разгона и мне кажется, что не стоит в сотый раз описывать комплектацию карты, а лучше сразу приступить к тестированию.

На своём борту карта несёт самый удачный в плане разгона чип R480, , но вот память не самая быстрая из устанавливаемых на подобные видеокарты. Чипы Samsung со временем выборки 2нс, что соответствует частоте 500MHz. Схема питания видеокарты сильно упрощена по сравнению даже с x800xl (фото), что позволило снизить себестоимость производства, но крайне отрицательно сказалось на работе карты при разгоне. В результате разгон графического ядра сдерживала именно упрощённая схема питания. Это неизбежный недостаток карт GTO от Sapphire, основанных на R480.

Изучим проблему нехватки питания ядра видеокарты подробно.
Цепь видеокарты Sapphire x800GTO изначально упрощена. Отсутствие дополнительного разъема питания видно сразу:

Также есть отличия и в самой схеме питания. Видны нераспаянные места для полевых транзисторов на тыльной стороне видеокарты:

С лицевой стороны хорошо видно, что конденсаторы у GTO имеют меньшую номинальную ёмкость.

Попыток допаять дополнительное питание я не встречал, то же самое можно сказать и про отсутствующие полевики. А вот разобраться с конденсаторами необходимо. Это первостепенная задача на пути максимального разгона видеокарты.

В наличии имеется пятёрка конденсаторов недостаточной ёмкости. Заменим их на конденсаторы достаточной ёмкости. Тут есть два способа исправить ситуацию.

Первый способ подойдет тем, кто не может себе позволить использовать второй. Для его реализации нам понадобится парочка конденсаторов номиналом 1500 мкФ/ 6.3V. Лучше органические, но можно и электролитические. Они припаиваются параллельно к уже имеющимся, что позволяет увеличить ёмкость(при параллельном включении конденсаторов их результирующая ёмкость равна арифметической сумме ёмкостей каждого конденсатора). В данной статье использован именно этот способ.

Второй способ проще. Для него необходимо найти нерабочую видеокарту серии х800\х850 и снять с неё пять соответствующих конденсаторов и полностью заменить ими те, что стоят на GTO.

После доработки питания, оно перестаёт ограничивать разгонный потенциал видеокарты. Но ядро может не раскрыть свой потенциал при стандартном напряжении питания, равном 1,4V. Решается это достаточно простой модификацией. Способов поднять напряжение на ядро несколько, но самым удобным остается Vid-вольтмод. Он заключается в изменении положения «ключей» в схеме стабилизатора ядра FAN 5240:

Такая модификация позволяет повысить напряжение на ядре до 2V шагом в 0,05V. Необходимый уровень напряжения каждый выбирает сам, в зависимости от возможностей системы охлаждения. Но об этом чуть ниже.

Положение ключей можно посмотреть по этой таблице:

Другие способы повышения напряжения питания ядра менее интересны, но они необходимы для получения напряжения ядра выше 2V. Полный список вольтмодов ядра можно найти в данной статье.

Но только модификацией питания ядра ограничиваться не стоит. Есть еще память, которая тоже не раскрывает весь свой потенциал при стандартном напряжении. Но повысить напряжение питания памяти сложнее, чем произвести модификацию питания графического ядра. Основной способ заключается в повышении сопротивления резисторов под номерами R311 и R256. Можно напаят поверх дополнительный резистор, или впаять новый с сопротивлением, большим исходного.

Я напаял два резистора сопротивлением 10 кОм каждый. В итоге на память поступало 2,18V (проверено).

Отдельно стоит упомянуть про карандашные вольтмоды. Это действительно не серьезно, особенно для памяти. Недостатком такого подхода является низкое качество и невысокая стабильность результата, но это отличный способ, не теряя гарантии, сделать вольмод на время, но тоже при условии четкого мониторинга напряжения с помощью мультиметра.

Вот общая схема модификаций:

Ну, вроде основные принципы всем понятны, давайте перейдем к разгону. Я не буду сразу раскрывать все карты, хотя тут и так все давно всем понятно. Начнем по порядку, от меньшего к большему.

Методика тестирования:
Стабильность видеокарты проверялась при помощи двух тестов, встроенных в ATI Tray Tools и ATITool. Для разгона использовался только АТТ. Для проверки стабильности несколько раз запускал встроенный тест из ATI Tray Tools, если тест проходил нормально, разгон проходил дальше. После нахождения возможной максимальной частоты сканер артефактов запускался на час в обеих программах поочередно. Температура ядра отлеживалась встроенными средствами мониторинга при помощи ATT.

Открытый тестовый стенд:
•AMD Athlon64 3200+ Venice s939 разогнанный до 2800 МГц
•DFI LanParty nF4 SLI-DR
•2x512 Patriot XBLK @ 270-280 2.5-3-3-5 3V синхронно с CPU
•Sapphire X800GTO драйвера ATI v6,2
•БП ThermalTake PurePower 480W

X800GTO + Zalman VF700Cu (led) VS X800GTO + Cooler Master C14-8KD3A-OL

Воздушное охлаждение, безусловно, не даст полного представления о разгонном потенциале видеокарты, но именно его использует большинство пользователей ПК. Я решил провести тесты на Zalman VF700Cu лишь по причине давнего желания проверить справедливость хвалебных отзывов об этом кулере для видеокарт. Посмотрим, на что он способен. Его аппонентом будет выступать Cooler Master C14-8KD3A-OL.

Описывать Zalman VF700Cu еще раз думаю излишне. Все желающие могут подробно узнать об этом кулере из этого обзора. А вот его соперник C14-8KD3A-OL изначально должен был охлаждать процессор, но после небольшой переделки он стал остужать сердце X800GTO.

Целью тестирования было выяснить какой из кулеров позволит достичь лучших результатов разгона, не превысив температуры ядра в ~90˚С На самой карте при этом было поднято напряжение питания ядра до 1,7V. Участок с конденсаторами и дросселями обдувался 80мм вентилятором. Температура в комнате колебалась в приделах 17-18 градусов.

Максимальный разгон составил:

Вот такие температуры терзали карту при разгоне:

Причины победы 700Cu понятны: огромная площадь поверхности, целиком сделанный из меди - он имеет очень удачную конструкцию. Тепло быстро отводится от ядра. Это и дало впечатляющий отрыв по максимальной частоте. Причем он еще и обдувает память, что позволило получить тоже неплохой прирост её разгона.

Аутсайдер от Cooler Master явно не создан для такой работы, он очень массивен, но это не дает ему выигрыша по площади, медная вставка находится не над самим GPU. Но он значительно дешевле, чем Zalman. Очень неудачно и положение ребер, одна часть выводит воздух перпендикулярно видеокарте, вторая же пытается его отвести прямо в МБ, что явно снижает эффективность.

Шумовые характеристики кулеров примерно равны, но это при условии изменения оборотов в зависимости от нагрузки. В противном случае шум от кулеров значительно выделяется на фоне тихого домашнего ПК, что недопустимо.
В завершении сравнения проверим оба кулера на одинаковой частоте, взяв за основу средний разгон данной видеокарты 600 по GPU и 600 по памяти.Напряжение питания ядра постоянно и равно 1,7V память тоже имеет постоянное питание в 2,18V.

Как видно из диаграммы лучше потратиться на Zalman и не мучить себя переделкой для охлаждения видеокарты процессорных кулеров. Более, менее, приемлемый разгон дает только Zalman. Стоит отметить что тестирование проводилось на открытом стенде при, относительно, постоянной температуре окружающей среды. В закрытом корпусе системного блока ПК результаты могут быть совершенно другие. Не стоит устанавливать что-то большее, если ваш разгон ограничивает не температура, а другие факторы, такие как недостаточное питание видеокарты. А приятная неоновая подсветка радует глаз в полной темноте.

Sapphire X800GTO и СВО

Для сравнения будет проведен тест видеокарты охлаждаемой обычной СВО и СВО со льдом в расширительном бачке. Это позволит выяснить, на что способна видеокарта в «штатном» режиме и что сможет из неё выжать заядлый бенчер.

Про мою СВО и водоблок на видеокарте можно прочитать в моей предыдущей статье. С тех пор ничего не изменилось.

Но весь контур системы немного доработан с целью длительного использования в качестве жидкости холодной воды со льдом.

Как известно, при использовании холодной воды, температура которой ниже комнатной, на всех поверхностях с температурой ниже окружающей среды, происходит выпадение конденсата. Для избежания этого контур СВО был полностью теплоизолирован.

Видеокарта:

Процессор:

Для начала, давайте разберемся с системой без льда. При использовании СВО, я не стал поднимать вольтаж выше 1.8 В, это бы потребовало дополнительной модификации питания, снимающего это ограничение. Но мне его делать пока незачем, разгон графического ядра видеокарты упирается в температуру, а не в недостаток питания или частоту.

Ну, приступим к разгону. Обдув видеокарты при охлаждении водой необходим. Это не только позволяет увеличить частоту чипа и памяти, но и удержать температуру цепей питания в допустимых пределах, что позволяет избежать нестабильной работы. То есть без обдува разгон будет невозможен разгон до частот порядка 700 МГц.

Это также некоторых избавляет от писка дросселей при их насыщении, но, как правило, с хорошими конденсаторами писк исчезает сам собой. Второй и третий вентилятор должны обдувать память с обеих сторон видеокарты.

Это не только повышает разгон видеокарты по памяти, но и позволяет хорошо бороться с конденсатом при использовании холодной воды. Но это еще не все. Для действительно хорошего разгона, нужен действительно интенсивный обдув. Для этого я специально нашел старый советский вентилятор, питающийся от 220V.

В настоящее время подобные вентиляторы используются для охлаждения серверных шкафов. Потока воздуха от такого вентилятора хватает, чтобы сдуть бумагу со стола на расстоянии 5м. Я поставил его в торец карты, он охлаждал не только всю видеокарту, но и чипсет материнской платы.

С использованием СВО удалось достичь частоты 711MHz по ядру и 650 MHz по памяти. Это значительно лучше результатов достигнутых при использовании воздушного охлаждения, на 6.5% если быть точным.

Для тестирования производительности использовался 3Dmark05 (он меньше всего зависит от «тюнинга» ос) в котором я набирал с таким разгоном ~7300 «попугаев» и встроенный тест в F.E.A.R на различных настойках:

Приятно, не правда? Разгон позволил играть в современные игры без «тормозов», чего в штатном режиме достичь проблематично.

Приступим к тестированию с использованием льда в расширительном бачке СВО.

Разница температур водоблок – ядро постоянная величина. Если снизить температуру воды до 0 градусов по сравнению со штатными 18-20 мы неизбежно получим хороший прирост разгона графического ядра. Только не забывайте исключить из контура радиатор, т.к он будет только способствовать повышению температуры воды.

Результаты разгона превзошли все ожидания, а подключение к охлаждению видеокарты старого советского монстра дало хороший прирост по разгону памяти. Итого я получил 745 МГц по ядру и 680 МГц по памяти! Причем наблюдалась полная стабильность таких частот, даже если вода нагревалась до 2-3 градусов.

Тепловыделение r480 в таком режиме (745MHz 1,8V) достаточно велико, сливать излишки воды и добавлять лёд нужно было весьма интенсивно. И снова разгон ограничила температура графического ядра, а не качество его питания.

Подобный уровень разгона позволил увеличить результат в 3Dmark05 до 7509 очков, что на тот момент было максимальным результатом для 12 конвейерной GTO, браво Sapphire!

Sapphire X800GTO и сухой лед.

Да, тот самый который кипит при температуре менее -70˚С (почти -80˚С). Вот как это чудо выглядит:

Как правило при таких экспериментах изготавливается специальный стакан, в который заливают спирт (обычно этиловый с температурой кристаллизации -120 градусов цельсия). Но я пошел другим путем.

Решено было использовать сухой лед для охлаждения жидкости в системе жидкостного охлаждения. Это имеет свои плюсы и минусы. С одной стороны мы получаем гибкую систему, которая охлаждает не только видеокарту, но центральный процессор. С другой, мы теряем много энергии впустую, на охлаждения бочка и воздуха вокруг. Еще одним камнем преткновения встала слишком низкая возможная температура жидкости. Даже при -50 акрил из которого сделаны водоблоки станет очень хрупким, а водоблок на видеокарту вообще, почти целиком, сделан из акрила. Это сильно осложнило ситуацию.

Но глаза боятся, а руки делают. Было куплено 10кг сухого льда. В качестве хладагента был взят тосол.

Вот тут стоит оговорить выбор, почему тосол? А все просто, антифриз (любой) при достижении температуры замерзания кристаллизуется полностью. А тосол просто густеет:

При этом это происходит локально, а не во всем объеме жидкости. Да и -40 как Т замерзания мне было даже много. Хотя в магазинах есть концентраты, которые и при -80 не замерзают, но они слишком густые, моя помпа не могла их осилить. Объем жидкости не критичен, мне хватило одного литра.

Для такого рода эксперимента потребовалась и дополнительная теплоизоляция материнской платы и особенно видеокарты. Всё пространство, содержащее элементы на текстолите видеокарты были окрашены лаком. Лучше красить два слоя!

С тыльной стороны:

Вокруг самого ядра тоже все было залакировано. О гарантии речи и не идет =)

Вокруг GPU:

Из куска акрила я сделал прижимную пластину и толстым куском неопрена изолировал обратную область GPU.

Неопрен уложен в два слоя и крепко прижат, дабы не допустить попадания воздуха на холодное основание водоблока и холодную область вокруг графического процессора.

Такая теплоизоляция отлично справится и с более глубоким минусом, нежели в моем случае. Особенно важно было не накрыть теплоизоляцией чипы памяти, в противном случае их локальный перегрев обеспечен.

Все готово к началу теста!

Колим сухой лед на мелкие кусочки. Но не слишком мелко, иначе они будут попадать в помпу и это сулит полной остановкой последней. Слишком крупные куски тоже не самое лучшее решение, они будут иметь малый контакт с тосолом и эффективность снизится.

Первый час я гонял тосол по контуру с выключенным компьютером. Температура раствора была около -25 градусов, но при этом он так густел, что поток сильно ослабевал, а иногда вообще останавливался. Решено было добавить 200г воды, это позволит снизить густоту и температуру. Да… после этого поток улучшился, а температура повысилась до -15. Тоже неплохо…

Еще одна проверка: необходимо убедиться, что конденсат не выпал за пределами защищенных теплоизоляцией зон. Все в порядке, включаем компьютер. Грузится ОС. Все отлично. Запускаем АТТ и видим приятный минус на видеокарте:

Минимальную Т я не успел сохранить, но её уровень сохранен как нижний предел в графике выше.

Сразу добавил побольше льда в расширительный бачек и начал разгон. Стабильных частот пришлось искать долго, но результат был ниже ожидаемого. Стал искать причины. Снимаю водоблок и вижу, что он был не плотно прижат к ядру. Повторно переустанавливаем и теперь все в полном порядке! Стабильные частоты, при которых удалось прогнать 3DMark05 – 765 по ядру и 687 по памяти.
Тестирование в F.E.A.R, как мне показалось, будет излишнем, все равно не будешь же подкидывать льда во время перестрелки О результатах можно судить и по результатам 3DMark.

При этом я значительно улучшил свой рекорд на GTO, который сегодня и занимает почетное первое место в ORBe.

Но видеокарта может быть модернизирована или переделана не только аппаратно. Есть еще способ получить небольшой прирост производительности. Для этого скачиваем вот этот БИОС и вот эту программу прошивальщик. И обновляем базовую систему ввода\выводы видеокарты. После загрузки ОС два новых устройства отключаем и радуемся приросту в 3-4 процента.

Тернист путь к запредельным частотам. В сумме я сделал вольтмод ядра (раз 30 переделывал на разные напряжения) вольтмод памяти (сделал раз и навсегда, припаял 2 SMD резистора). Переделал систему питания видеокарты. Провел полноценную теплоизоляцию карты (теперь и снимать не буду, не мешает), несколько дней искал подходящие тайминги:

Ко всему прочему раза 4 точно, я приводил карту в полную неработоспособность. Только запасная x800xl (кстати тоже от Sapphire) с полностью идентичной разводкой (есть несколько незначительных отличий) помогла мне в ремонте. Кстати, именно с неё я и выпаял конденсаторы для модификации питания и резисторы для вольтмода.

В заключении хочется отметить полную оправданность шага Sapphire на встречу оверклокерам. Выпуск на рынок карты, несущей на себе самый быстрый графический процессор, да еще и по такой низкой цене, позволил завоевать сердца любителей разгона во всем мире. Никому, кроме Sapphire, не пришла в голову такая замечательная идея, как делать «облегченные» версии ТОПовых карт. Зато заметим, спустя некоторое время, почти все известные фирмы стали делать то же самое. Но имя GTO, и та скорость и мощь, которую под этим именем мы понимаем всегда будет связана только с Sapphire!

Краснов Кирилл aka Nordling

Отдельное спасибо:
MAKCbIMKЕ за предоставленные модули памяти
PowerV5000 за предоставленный на тестирование Zalman 700Cu Led
Всем участникам конференции, кто проявил ко мне каплю должного терпении.
И конечно самой Sapphire за то, что они сделали видеокарту, которая полностью устраивает меня и мои требования (по разгону) уже не один месяц!

Обсуждение проходит тут и в ветке конкурса.

Перейти к полной версии

"Герой невидимого фронта - X800GTO"

Лента материалов