Разгон и тестирование видеокарты MSI R7850 Power Edition OC на «фреонке»

Оглавление

• Вступление
• Система охлаждения
• Выбор комплектующих
• Подготовка комплектующих
• Модификация напряжений
• Тестовый стенд
• Инструментарий и методика тестирования
• Результаты тестов
• 3DMark 2011
• Unigine Heaven
• Metro 2033
• Aliens vs Predator 3
• Star Craft II
• Battlefield III
• Total War Shogun II
• Colin McRae Dirt III
• Batman: Arkham City
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• F1 2011
• The Witcher 2: Assassins of Kings
• Hard Reset
• Deus Ex - Human Revolution
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite V2
• Выводы по разрешению 1920х1080
• Выводы по разрешению 2560x1440
• Итоговые результаты
• Соотношение средних кадров
• Заключение
• За кадром

Вступление

Рано или поздно в жизни каждого энтузиаста наступает период, когда не только воздушное, но и водяное охлаждение становится пройденным этапом. И где-то недалеко на горизонте начинают маячить тень отрицательных температур и новая порция ощущений. Тогда-то и наступает переломный момент, к которому надо подготовиться куда серьезнее, нежели раньше.

Обычно для экстремального разгона требуется две основные составляющие: низкая температура и высокое напряжение. Не забудем и про сам объект, в моем случае это видеокарта. Я рекомендую начинать свой путь с недорогих и простых решений. К сожалению, разработчики «железа» не стояли на месте, и за годы развития технологий появились новые препятствия для настоящих оверклокеров. К примеру, такие как: GPU Boost за авторством NVIDIA, Board Power и лимит CCC, разработанные AMD.

Конечно, на просторах интернета встречаются энтузиасты, помогающие отключить защиты программно, но готов утверждать, что через несколько лет этот вид спорта останется не у дел. А всеобщая увлеченность постепенно растворится. Закон таков, что чем меньше увлечено людей, тем сложнее осуществить программные манипуляции над видеокартой, поскольку во всем на 100% придется разбираться самому. Для таких дел хорошо подходит одно неписаное правило - чем больше опыта, тем лучше. Я постараюсь рассказать вам об основных аспектах подготовки комплектующих к средним отрицательным температурам, а также о тонкостях разгона графических процессоров AMD.

Для начала, вам понадобится нетрадиционная система охлаждения. Под ней я подразумеваю либо «стакан», либо «фреонку». С первым все просто - взять цилиндрический кусок меди, сделать чертеж и отдать токарю, или купить уже существующий образец. Минусы такого подхода очевидны. Где найти медь, токаря и прочее? Да и с наполнением «стакана» возникает загвоздка: жидкий азот - не газировка, на каждом углу не продается. Лед можно заказать на хладокомбинате и хранить непродолжительное время в изолирующей таре, азот разливается исключительно в специальные сосуды, причем стоимость последних тоже кусается. Таким образом, придется решать целый спектр задач.

Второй путь, которым я советую идти всем оверклокерам - это «фреонка». Она мобильна, не зависит от внешних факторов, универсальна как для процессоров, так и для GPU, и ей можно пользоваться продолжительное время. Но для начала ее надо приобрести. Готовые системы фазового перехода предлагает часть матерых заокеанских энтузиастов. Можно найти человека в России и заказать сборку, но вот беда: таковых практически не осталось. А значит, вам придется самому разбираться в тонкостях «фреоностроения». К счастью, как расчеты, так и сама работа не настолько сложны, как может показаться на первый взгляд. Советую не спешить и прежде основательно изучить доступные в сети материалы.

Система охлаждения

Используемая мною СО сделана на базе компрессора Aspera. Расчетные характеристики - минус 45°C при выделяемой мощности до 300 Вт. Конструкция до безобразия проста и функциональна – она питается от 220 В, а благодаря сменным креплениям подходит к обширному списку как разъемов процессоров, так и графических ядер.

Выбор комплектующих

Поскольку речь дальше пойдет о видеокартах, то на них и остановимся. Исходя из собственного опыта, я сделал несколько выводов.

Первый – выбирайте недорогую модель, желательно распространенную. Предварительно можно поискать вольтмоды на нее по форумам. Их наличие значительно облегчит задачу разгона, особенно новичкам.

Второй – лучше купить карту с референсной системой питания, либо с усиленной. Не гонитесь за количеством фаз. Чем сложнее организовано питание, тем сложнее будет сделать вольтмод. В большинстве случаев хватит программного увеличения напряжения, которое часто доходит до отметки 1.3-1.35 В, чего вполне достаточно для многократных заморозок и тестов. Уже на 1.4 В графические ядра AMD склонны к сгоранию или повреждению. После 1.45 В наступает прогрессирующая деградация потенциала разгона. В итоге матерые оверклокеры используют одну карту всего несколько раз, но при наибольшем напряжении 1.65-1.7 В. Потом она будет уже неспособна удерживать частоту, и в лучшем случае ждите снижение «потолка» разгона на 100 МГц, а то и на все 200 МГц.

И третий - хорошо, когда система питания снабжена индивидуальным радиатором. Но думаю, тут вам и без меня это будет понятно.

Подготовка комплектующих

Для безопасного использования «фреонки» я остановлюсь на ряде условий, которые нужно соблюдать.

Основная проблема – крепление испарителя. Ее достаточно просто решить, если понимать, какой силы нужен прижим, и на какой плоскости придется использовать испаритель. К креплению предъявляются особые требования. Оно должно быть предварительно примерено по месту с соблюдением хорошего, но не чрезмерного прижима к GPU. Риск повредить пайку под графическим процессором увеличивается по мере тестирования с каждым достигнутым отрицательным градусом. Чем ниже температура, тем точнее должен быть прижим.

Перед установкой испарителя позаботьтесь о длине винтов крепления. Сделайте несколько примерок и зафиксируйте количество оборотов. Не допускается изгиб текстолита! Лучше оставлять, если есть возможность, пластины, усиливающие сопротивление видеокарты на изгиб. Я предложу вам очень простой и изящный способ. Берем несколько переходников, использующихся в корпусах в связке поверхность лотка и материнской платы. Длину (вернее, высоту) подбираем индивидуально - 20-25 мм.

С обратной стороны закручиваем на выступающую резьбу гайки, а между поверхностями в обязательном порядке устанавливаем прокладки. Ни в коем случае не используйте сразу железные, велик риск получить короткое замыкание.

На видеокарте MSI по периметру отверстий проложены усиливающие и изолирующие слои, поэтому я вложил шайбы только с обратной стороны. Первый этап окончен. Уже на нем можно провести предварительную примерку испарителя на предмет касания поверхности GPU.

Переходим ко второй, не менее важной задаче – к проблеме образования конденсата на участках, наиболее подверженных заморозке. В графических процессорах AMD это вся площадь между видеоядром и его рамкой.

Для изоляции этих мест отлично себя зарекомендовало несколько материалов. Но чаще всего оверклокеры используют пластилинообразную смесь. Подойдут даже клеящиеся квадратики, которые легко приобрести в магазинах. Двух упаковок достаточно для полной изоляции видеокарты. А плюсы состава состоят в том, что он легко снимается с поверхности, не оставляя следов.

Обратная часть жизненно нуждается в термоизоляции. Наиболее простым способом является оклеивание двухсторонним скотчем, но после -25 толщины уже не хватает, и я применяю все тот же клеящийся пластилин. После тестов он с легкостью снимается с текстолита. В принципе, это все. Далее по желанию изолируются или обдуваются вентилятором близкорасположенные конденсаторы и модули памяти.

Особенно тщательно охлаждайте силовые элементы, оставляя на месте радиаторы, закрепленные винтами. Приклеенные не годятся - они отлетят под действием силы тяжести и отрицательных температур. Тыльную часть видеокарты обдувайте мощным воздушным потоком и не допускайте образования конденсата на любых элементах!

Установив своего подопытного в слот, я проложил бумажными полотенцами в несколько слоев разъем на материнской плате.

Модификация напряжений

Вечный спор между программной и аппаратной модификациями напряжений никогда не прекратится. Обе обладают уникальными возможностями, и у каждой из них есть как положительные, так и отрицательные черты.

• Программная (софтвольтмод) – не требует пайки, самая популярная среди гарантийного оборудования. Из недостатков: она не способна поднять напряжения на всех участках и зависит от программного обеспечения.
• Аппаратная (хардвольтмод) – обходит все защиты по напряжению, не зависит от «софта», позволяет максимально повысить «вольтаж». Из недостатков: требуется пайка умелыми руками, теряется гарантия, возрастает риск спалить оборудование.

Я рекомендую пользоваться комбинированным видом, используя все преимущества обоих способов. И не советую делать вольтмоды карандашом, способ хоть и простой, но не очень-то надежный при минусовых температурах.

Тестовый стенд

• Материнская плата: MSI Z77A-GD65 (Intel Z77, LGA 1155);
• Процессор: Intel Core i7-3770К 4700 МГц (100 МГц х 47, 1.35 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Corsair DDR3 1600 МГц, 4 модуля x 4 Гбайта, (7-8-7-20-1T, 1.65 В);
• Жесткий диск: Crucial M4 (CT128M4SSD2), 128 Гбайт;
• Блок питания: Enermax REVOMAX 1250 Ватт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Версия драйверов: для AMD - Catalyst 12.11 бета, для NVIDIA – nforce 306.xx.

• Шумомер: Center 320;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG.

Инструментарий и методика тестирования

В части игр, где это возможно, использовались встроенные средства измерения быстродействия:

• 3Dmark 2011 – Extreme 2560x1440, 1920x1080;
• Unigine Heaven Benchmark v2.5;
• Total War Shogun II;
• Colin McRae Dirt III;
• Batman: Arkham City;
• F1 2011;
• Hard Reset.

Для нижеперечисленных игр производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.5.8:

• Metro 2033;
• Aliens vs Predator 3;
• Star Craft II;
• Battlefield III;
• TESV Skyrim;
• The Witcher 2;
• Deus Ex - Human Revolution;
• Sleeping Dogs;
• Sniper Elite V2.

VSync при проведении тестов был отключен. Во избежание ошибок в погрешности измерений все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прохождений.

Результаты тестов

В таблице и графиках используются сокращенные названия моделей видеокарт (к примеру, NVIDIA GeForce GTX 680 -> GTX 680, AMD Radeon HD 7970 -> HD 7970, и так далее).

За начальную точку отсчета взята производительность AMD Radeon HD 7850.

3DMark 2011

Настройки:

• Профиль Extreme;
• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080; 2560х1440;
• Четыре графических теста;
• Результаты: количество баллов GPU Score.

GPU Score

Unigine Heaven

Версия бенчмарка 2.5.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Стерео 3D – выключено;
• Шейдеры (Shaders) – высоко (high);
• Тесселяция (Tesselation) – нормальная (normal);
• Анизотропная фильтрация (Anisotropy) – 16х;
• Сглаживание (Anti-aliasing) – 8x.

Кадры/сек

Metro 2033

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание – ААА;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x;
• Качество – очень высокое;
• Улучшенная глубина резкости – вкл.;
• Тесселяция – вкл.

Кадры/сек

Aliens vs Predator 3

Версия - 1.03.
Настройки:

• DirectX 11
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (MSAA) - 4х;
• Анизотропная фильтрация (AF) - 16х;
• Качество текстур (Texture Quality) – очень высоко;
• Качество теней (Shadow Quality) – высоко;
• Screen Space Ambient Occlusion – вкл.;
• Тесселяция (DX11 Tessellation) – вкл.;
• Улучшенные тени (DX11 Advanced shadow sampling) – вкл.

Кадры/сек

Star Craft II

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями.
Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Качество текстур – ультра;
• Качество графики – наивысшее;
• Шейдеры – ультра;
• Освещение – ультра;
• Тени – ультра;
• Рельеф – ультра;
• Отражения – вкл.;
• Эффекты – ультра;
• Постобработка – ультра;
• Физика – ультра;
• Модели – высокое;
• Портреты – 3D;
• Ролики – высокое;
• Расс. освещение – вкл.

Кадры/сек

Battlefield III

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Поле зрения – 90;
• Уровень размытия в движении – максимальный;
• Качество графики – ультра;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• Качество эффектов – ультра;
• Качество сетки – ультра;
• Качество рельефа – ультра;
• Сглаживание – 4X множественная выборка;
• Обработка сглаживания – высокая;
• Размытие в движении – вкл.;
• Анизотропная фильтрация – 16Х;
• Глобальное затенение – HBAO.

Кадры/сек

Total War Shogun II

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• HDR – включено;
• Уровень шейдеров – SM5;
• Полноэкранное сглаживание (AA) – 4х MSAA;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x;
• Качество текстур – ультра;
• Фильтр SSAO – включен;
• Фильтр эффекта искажения (Distortion Effect) – включен;
• Глубина резкости – высокая;
• Аппаратные тени – включено;
• Тесселяция – включено;
• Уровень детализации – ультра;
• Качество эффектов – высокое;
• Сложное затенение HBAO – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• HDR – вкл.;
• Качество неба – ультра;
• Качество персонажей – ультра;
• Качество кораблей – ультра;
• Качество зданий – ультра;
• Качество воды – ультра;
• Качество деревьев – высоко;
• Качество травы – ультра;
• Качество поверхности – высокое;
• Качество эффектов – ультра;
• Фильтр vignette – вкл.

Кадры/сек

Colin McRae Dirt III

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (АА) 8X MSAA;
• Общий уровень графики – ультра;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Ночное освещение – высоко;
• Тени – ультра;
• Частицы – высоко;
• Зеркала – очень высоко;
• Зрители – очень высоко;
• Поверхность земли – высоко;
• Пилоты – очень высоко;
• Машины вдалеке - высоко;
• Объекты – очень высоко;
• Деревья – очень высоко;
• Отражения – очень высоко;
• Качество воды – высоко;
• Пост-обработка – высоко;
• Следы тормозов - вкл.;
• Отраженное освещение – очень высоко;
• Ткань – высоко.

Кадры/сек

Batman: Arkham City

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Сглаживание – FXAA высокое;
• Функции Dx11 – MVSS и HBAO;
• Тесселяция – высокая;
• Уровень детализации – экстрим;
• Динамические тени – вкл.;
• Размытие при движении – вкл.;
• Искажения – вкл.;
• Блики в объективе – вкл.;
• Столбы света – вкл.;
• Отражения – вкл.;
• Освещение отраженным светом – вкл.;
• Аппаратное ускорение PhysX – выкл.

Кадры/сек

The Elder Scrolls V: Skyrim

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Сглаживание – 8х;
• Фильтрация – 16х;
• Качество текстур – высоко;
• Качество размытия – высоко;
• Качество теней – ультра;
• Качество частиц – ультра;
• Полноэкранное сглаживание – FXAA;
• Отражения на воде – земли, деревьев, объектов, неба;
• Расстояние видимости объектов – 15;
• Расстояние видимости персонажей – 15;
• Расстояние видимости травы – 7;
• Расстояние видимости отражений – 20;
• Расстояние видимости освещения – 35;
• Расстояние видимости предметов – 15;
• Удаленные объекты – ультра;
• Исчезновение удаленных объектов – выкл.

Моды:

• Skyrim HD - 2K Textures;
• Skyrim Flora Overhaul;
• No More Blocky Faces;
• SkyBoost.

Кадры/сек

Причина столь невысокого роста производительности в конфигурации CrossFireX связана с отсутствием возможности игры обеспечивать играбельность выше 120 кадров в секунду.

F1 2011

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Steam.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Полноэкранное сглаживание (АА) 8X MSAA;
• Общий уровень графики – ультра;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Тени – очень высокие;
• Частицы – высоко;
• Зрители – высоко;
• Пилоты – очень высоко;
• Машины вдалеке - очень высоко;
• Объекты – очень высоко;
• Деревья – очень высоко;
• Отражения – очень высоко;
• Пост-обработка – очень высоко;
• Следы тормозов - вкл.;
• Флаги – высоко.

Кадры/сек

The Witcher 2: Assassins of Kings

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Снижение качества текстур – без снижения;
• Размер памяти текстур – очень высокий;
• Качество теней – наилучшее;
• Качество света с тенью – наилучшее;
• Снижение детализации – большое расстояние;
• Свечение – вкл.;
• Лучи света – вкл.;
• Сглаживание – вкл.;
• Размытие – вкл.;
• Глубина резкости в игре – вкл.;
• Виньетирование – вкл.;
• Дождь – вкл.;
• Глобальное освещение SSAO – вкл.;
• Размытие при движении – вкл.;
• Рассеивание глубины резкости – вкл.;
• Глубина резкости в сценах – вкл.;
• Ограничение анимированных объектов – откл.;
• Запредельное качество – откл.;
• Вертикальная синхронизация – откл.;
• Декодирование – высокое.

Кадры/сек

Hard Reset

Настройки:

• DirectX 9;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Поле обзора по вертикали – 90;
• Тройная буферизация – откл.;
• Вертикальная синхронизация – откл.;
• Сглаживание – FXAA 4x;
• Коррекция задержки отображения – вкл.;
• Общее качество графики – максимальное;
• Текстуры – максимальные;
• Анизотропная фильтрация - 16х;
• Тени – высокие;
• Постобработка – высокая;
• Частицы – максимальные;
• Физика – максимальная;
• Обломки – максимальные.

Кадры/сек

Deus Ex - Human Revolution

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Сглаживание – MLAA;
• Тени – мягкие;
• Глубина резкости (Depth of field) – высоко;
• SSAO – высоко;
• Пост обработка – вкл.;
• Фильтрация текстур – 16х;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Тройная буферизация – вкл.;
• Тесселяция – вкл.

Кадры/сек

Sleeping Dogs

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• Уровень сглаживание – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Размытость движения – высоко;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Детализация мира – экстрим;
• Ограничение количества кадров в секунду – выкл.;
• Глубина и сходимость 3D – 10.

Кадры/сек

Sniper Elite V2

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение: 1920х1080, 2560х1440;
• MotionBlur – вкл.;
• AmbientOcclusion – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• AntiAliasing – ультра;
• Дистанция прорисовки – ультра;
• Анизотропная фильтрация – 16;
• Stereo 3D – вкл.;
• ComputeShader – вкл.;
• Продвинутые тени – высоко;
• Supersampling – 2.25x.

Кадры/сек

Выводы по разрешению 1920х1080

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Выводы по разрешению 2560x1440

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Итоговые результаты

Результаты по всем приложениям, включая синтетические тесты.

Соотношение средних кадров

Среднее количество кадров в секунду и их стоимость

Количество ватт за один средний кадр в секунду

Заключение

Трудно не согласиться с тем, что разгон почти до 1.5 ГГц сыграл важную роль в производительности HD 7850. Осталось лишь сказать пару слов о самом процессе.

Графическое ядро Pitcairn работало на частоте 1.4 ГГц при напряжении 1.315 В, а под конец тестов я решил проверить старый добрый способ с паяльником. На 1.4 В стабильная частота GPU достигла 1.45 ГГц, при 1.5 В она покорила планку 1.5 ГГц. После снятия защиты по силе тока удалось пройти тест 3DMark 2011 на частоте 1.6 ГГц при 1.62 В. Полученный результат составил 1680 очков в разрешении 2560х1440 и 2722 «попугая» в 1920х1080, что в среднем на 80% быстрее, чем Radeon HD 7850.

Но не все так просто. Плохая новость состоит в том, что ядро Radeon HD 7870/ HD 7850 содержит упрощенный контроллер памяти и пользователю при экстремальном разгоне предстоит выбор между высокой частотой GPU или памяти. Сложно или даже почти невозможно заставить их функционировать на больших частотах одновременно.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компаниям AMD, ASUS, HIS, MSI, NVIDIA, Sapphire, XFX, Zotac за предоставленные на тестирование видеокарты Radeon HD 7850.
• А также лично donnerjack.

За кадром