Эксперименты! Модифицируем, изучаем и настраиваем под себя Radeon R9 290X

Доброго времени суток, дорогие друзья!

К этому материалу я давно готовился, но никак не доходили руки, вначале мне хотелось подготовить видеоотчет, затем фотоотчет, после я был так занят, что времени не хватало и на нормального качества фотографий, поэтому я уже готовился и вообще не начинать писать, но после пересилил себя, а из того что есть — написать заметку :)
В итоге это материал крик души, свобода слова после авторства и просто приятное время провождение
С чего же все началось? Уже не один месяц я снова стал грезить, что куплю и установлю дома видеокарту Radeon R9 290. Серия 390 меня не сильно впечатлила, хотя есть положительные моменты, но в целом я мечтал о 290 (именно 290, без Х, цифра нравилась :) хотя и понимал, что чип для 290 — это отбракованные 290Х ). В свое время я ждал падения ценника ниже 11.000, но не дождался xD Она правда уже стоила 11200, но потом ноябрь 2014 года, а дальше вы все знаете. Но недавно ко мне на связь вышел камрад с форума и предложил по неплохой цене референс PowerColor Radeon 290X с Gelid Icy Vision‎, комплектом GELID R9 290 Series VRM и сохраненной эталонной СО. Всего этого мне было достаточно согласится на покупку: все же все необходимое имеется и есть варианты для маневров.

Что у меня было дома

Да ничего особенного:

• корпус Zalman Z9 U3 Black
• материнская плата MSI Mpower Z87
• процессор i5 4670K
• 2х2 Гб оперативной памяти
• Твердотельный накопитель KingFast 240 Гб
• куллер CM Hyper 212+
• видеокарта MSI HD 7870
• блок питания Corsair CS650M
• Монитор 24 дюйма Benq GW2460HM

Игрульки, фильмы ... все как обычно
Но под Новый Год у меня скопилось кое-что и я решил обновить систему.

Что стало

Я добавил:

• mSata SSD Transcend 128 Gb

Разогнал:

• процессор до 4000 МГц повышением множителя до х40 без повышения напряжения
• оперативную память до 2133 МГц путем активации XMP 1.3 профиль №1

Заменил:

• монитор стал LG UltraWide 34UB67-B, 34 дюйма
• куллер ThermalRight Le Grand Macho
• оперативная память 2х8 Гб Kingston
• корпусные вентиляторы заменили Noctua A14 и S12A
• И видеокарта Radeon 290X

Вот о последней и пойдет речь! :)

Update #1

В сети, особенно на Overclock.net, люди делятся своими модификациями и особенно мне понравились идеи по установке родной пластины референса и сторонней СО, и я стал копать в этом направлении.
Для начала надо было отделить пластину от испарительной камеры, и камрад Darts-S посоветовал мне использовать плитку. Газовую жалко, была электрическая: положил ребрами на улитку и стал ждать... Каждую минутку я проверял по совету припой отверткой и на 6 минуте все стало мягким. Чуток поддернул и вуаля!

Припоя было немного, но контакт хороший. были зеленые следы — окислы меди. Пока я радовался, что все так легко снимается, испарительную камеру чуток с конца раздуло, видимо скопившаяся энергия дала о себе знать: надо было ее сразу остудить.
Но мне некогда было горевать.

Update #2 Какое СО использовать?

Вопрос с подвохом: дома лежит без дела ThermalRight Shaman, с видеокартой идет Gelid Icy Vision, а за пару дней перед отъездом я вспомнил про Ice Hammer IH-900B.
Что не так? Gelid так себе + у него шумные вентиляторы без PWM, Shaman не позволит поставить турбину на родном месте для обдува подсистемы питания, хорош 900B, но его просто нет, а в магазине аж 2100. Остановился на Шамане.
Пилим. Шлифуем. И после красим.

Примеряем.

Шестнадцатая микросхема видеопамяти почти осталась без радиатора, я приклеил к ней низкопрофильный радик из комплекта Шамана.
Далее куча некачественных фото с установленным Шаманом!

P.S. Красил пластину глянцевой автомобильной краской ибо другой в тот момент не оказалось, а на ночь глядя в магазин лень было ехать.

Update #3 Вентилятор

По совету Сергея Мнева и предостережениям RKR я захотел подключить штатный вентилятор ThermalRight TY-140 напрямую к видеокарте, чтобы смог управлять ее регулировкой. Почему не к материнской плате? МП снимает данные датчиков с CPU и со своего чипсета. Если вдруг ложится полная нагрузка на CPU, а GPU прохлаждается, то вентилятор на карте все равно начнет сильнее вращаться, и наоборот. Я хотел этого избегать.
Идея с подключением напрямую провалилась: штырки карты не доставали до шырьков TY-140.
Взял коннектор от вентиляторов Gelid.

Кстати не ожидал: хоть Шаман и перекрыл место «турбины», он навис над зоной подсистемы питания VRM1, и может сам ее обдувать. Неплохо.

Смотрится симпатично.

Но как и говорил RKR: «Разница слишком велика в мощности». TY-140 заработал на полную мощность, тахометр показал аж 1550 об/мин при максимальных 1200 об/мин у TY-140. Разница в Амперах. Но главное не заработала регулировка вентилятором, я не мог им управлять, и поэтому вернул все наместо и подключил его к МП.

Update #4 Выбираем BIOS

Да, именно! В сети не так давно появилась группа энтузиастов во главе со Split на Overclock.net, который, ссылаясь на других камрадов, стал выпускать Bios 390X For 290X. В патчноутах отмечены оптимизации таймингов видеопамяти, мелкие доработки и улучшения. Конечно же многие отметили, что их Bios смог побороть проблемы ЧЭ и другие нехорошие вещи, однако, есть и те, кто ругает их работу, потому что при изменении их Bios система начинает вести себя нестабильно. Что ж, я отношусь к первому лагерю.
Родной Bios моей видеокарты в тесте 3DMark 2013

Bios 390X Split

+ 300 Graphics Score — это недурно. В остальном изменений не отмечено: ЧЭ как не было так и нет, частоты в играх не проседают, FPS маленько подрос. Оставлю его.

Update #5 Настраиваем BIOS под себя

Конечно же я не мог остановится, ведь в серии материалов я изучал Radeon HD 7870, здесь тоже самое. Мною были проведены множественные тесты, результаты которых я постарался свести в понятные графики. Цель преследовалась следующая: уменьшение энергопотребления, нагрева и повышение стабильности.
Кстати как все происходило, можно сказать пруфы (proof — доказательство).


Теперь сами результаты.

Что характерно, с новым BIOS энергопотребление уменьшилось, а вот строка в GPU-Z, на которые многие ориентируются наоборот — показала увеличение. Парадокс.
Далее я решил заняться downvolting'ом, вроде правильно написал :) — это понижением напряжения на чипе с целью уменьшения нагрева основных элементов, а также снижением энергопотребления видеокарты и ПК в целом.
Я пользовался утилитой Hawaii Bios Editor и сообщениями умных людей)
На видеокартах серии 290(Х)/390(Х) разработчикаи использован механизм динамического изменения частоты и напряжения, которые поделены на 8 зон: DPM0-7. Все частоты ядра и видеопамяти прописаны, они разделены еще на шесть секций:

1. частота ядра (GPU Freq. Table) и напряжение
2. частота памяти (MEM Freq. Table) и напряжение
3. блок кодирования/декодирования видео (VCE) и напряжение
4. универсальный видео-декодер (UVD) и напряжение
5. блок безопасного управления активами (SAMU) и напряжение
6. блок пересчета среднего энергопотребления (ACP) и напряжение

На форуме Overclock.net все расписано и объясняется, что если вы хотите задать свое напряжение, к примеру, в зоне DPM7, которая активна в самой большой нагрузке, то это напряжение надо прописать во всех шести секциях !!!
После ряда экспериментов, тестов и тому подобных вещей я пришел к выводу, что вместо штатных 1.187 В (в BIOS значение прописано как 65288 и берется из результата ASIC — как оно работает так и не понял, потому что многим утилита по расшифровке показывает 1.250 В, хотя у многих работает как 1.172-1.187-1.212) моему чипу хватает с небольшим запасом 1.085 В, а это значит, что я смог понизить напряжение на 102 мВ. Вам кажется, что это мало? Если учесть, что напряжение в простое составляет 0.9 В, а в средней нагрузке 1.187 В, то при разнице 1187-900=287 я смог избавится от 102, оставив всего +185 к простою против + 287. Как это отразилось на энергопотреблению?
Теперь все результаты с Bios от Split.

Я понизил энергопотребление видеокарты на 60 Вт!, а это так же значит, что системе охлаждения придется рассеивать меньше тепла и в корпусе будет попрохладнее.
А как же температуры?

Что еще можно настроить?
Я, к примеру, раз не использую стандартный коннектор вентилятора, куда была подключена «турбина», зафиксировал скорость вращения ее на 10%. Она имеет при 12 В аж 1.2 А, что дает 15 Вт в нагрузке. Своим действием я уменьшил нагрузку на линию и сэкономил еще невзначай 8 Вт.

Страшные слова TDP, Power Limit и TDC

В Hawaii BIOS Editor есть возможность управлять еще данными параметрами. Это МАКСИМАЛЬНЫЕ значения. Что это такое?
TDP — тепловой пакет видеокарты
Power Limit — энергопотребление видеокарты по линиям PCI-E и 6-pin + 8-pin
TDC — энергопотребление видеокарты через регулятор VDDC в Амперах.
В эталонной модели ставят так TDP=Power=208 W, TDC = 200 A. Встречал так же (216,216,208), (224,224,216), а в BIOS от Split стоит и вовсе 230,230,210.
По первым двум параметрам все ясно: пока видеокарта укладывается в TDP она не сбрасывает частоты, если мало — повышаем Power Limit через PowerTune, который дает 208 Вт + (208 Вт * 50%) = 312 Вт!
А вот с TDC все чуток сложнее и непонятнее.
На форуме пишут, что стандартные фазы в референсе в количестве 5 штук рассчитаны на 40 А, в итоге 40*5=200 А. Кто-то ставит с запасом, кто-то уменьшает. Я провел ряд тестов и выставлял 190,200,210 при разном TDP и Power, но эффекта не заметил. А все почему? Потому что согласно HWInfo64 видеокарта потребляет 172 А в нагрузке и не может никак достичь 200 А. ЧТо будет при достижении? Не уверен что знаю. С Ваттами понятно: частота снижается. А тут? Надо провести еще тесты и поставить, к примеру, 165 А и посмотреть.
Вот результаты при TDP=Power=216 Вт и TDC равным 190
200 210
Лично я пока оставил 208-208-200. Далее попробую после НГ еще поэкспериментировать.

Update #6 Когда хочется чего-то еще

Вроде все настроил, а руки чешутся, да и результат не впечатляет. Провел еще мелкие доработки, но не то.
И тут я замерил с помощью ИК термометра PCB в зоне VRM1 с обратной стороны. Датчик видеокарты показывает 74*С, а с другой стороны прибор фиксирует 86*С. Датчик видеокарты VRM1 занижает данные или так и должно быть?
Нужно что-то делать. Эврика! Остался незадействованный комплект Gelid VRM For 290X, но вот беда: болтики из комплекта слишком коротки дял моей задумки, да и их диаметр 2 мм — такие не купишь :( Идешь к дяде по ремонту телевизоров, он меня не раз выручал и как раз находит!!! нужные мне.
Слева-направо: 3 мм в диаметре от прошлой задумки с HD 6950, 2 мм от пластины 290Х, 2 мм которые нашел с широкой шапкой и покороче.

Gelid радиатор с термопрокладкой и изолентой как изоляция.

Установка
Производители совсем пожадничали: кусочек алюминия обрезают! Слева усиленный радиатор из комплекта Gelid, справа — что шел вместе с Icy Vision.

Такой подход позволил «остудить» PCB с 86*С до 82*С, а температура ВРМ1 упала на 3*С. Радиатор чутка достает до вентилятора процессора и обдувается.

Заключение

Я прошу прощения, что материал подан в таком сыром и некачественном виде. Он не раз начинался и заканчивался, обдумывался, переосмысливался, отменялся. Но все же через усталость и «не хочу» я его дописал, потому что жалко было потраченных результатов и времени.
Что в итоге? Энергопотребление системы снижено на 60 Вт с 340 Вт до 280 Вт в играх и тестах. Как удалось выяснить сейчас «игры-грелки» это не Crysis 1 или 3, а Dying Light, а за ней Ведьмак 3. К сожалению игры с зомби на этом ПК нет, а игрушка неслабо так VRM греет скажу я вам. Но на примере Ведьмак 3: Дикая охота мне удалось добиться средней температуры при 700-950 об/мин вентилятора, установленном на Шамане, ядра около 66*С, VRM1 = 72*C, а VRM2 = 64*С! Кто-то скажет круто, а мне еще очень много :) Мб попробую еще нестандартные подходы.
Надеюсь материал было интересно и познавательно читать!
Всех с Наступающим Новым Годом! Крепкого здоровья, реализации ваших идей в жизнь и творческих успехов!!! :)))

P.S.

под самый конец в сети было найдено интересное фото, которое иллюстрирует к чему я стремился или как надо более красиво и грамотно делать! Кстати вместе с радиатором Gelid моя конструкция занимает 94 мм, что равняется 4.5 слотам расширения :) xD