Видеокарта MSI N770GTX Lightning не стала сюрпризом. На первый взгляд, ничего сложного в таком обновлении нет – требуется всего лишь превратить N680 в N770 путем замены графического процессора с GK104-400 на GK104-425 и смены микросхем памяти, поддерживающих частоту 6 ГГц, на те, что официально работают на 7 ГГц.
Являются ли эти отличия единственными в смене поколений Lightning?
Графический ускоритель MSI N770GTX Lightning поставляется в привычной для модельного ряда коробке.
Внутри нее находится:
Комплект вполне стандартен для линейки Lightning. А поскольку сзади на панели нет никаких mini разъемов, то и переходники здесь не потребуются. Важно отметить, что второй DVI разъем неполноценный (Dual-link DVI-D).
Со слов производителя нас ждет теплая встреча с фирменными особенностями серии Lightning, в числе которых:
С частью этих полезных свойств можно согласиться, но больше всего удивляет тот факт, что GPU Reactor снижает шум. Что ж, оставим громкие заявления на совести маркетологов и перейдем собственно к самой карте.
| Модель | A, мм |
B, мм |
C, мм |
D, мм |
A1, мм |
B1, мм |
C1, мм |
| MSI N680GTX Lightning | 280 | 115 | 34 | 95 | 295 | 123 | 51 |
| NVIDIA GeForce GTX 770 | 267 | 98 | 36 | 64 | 267 | 98 | 40 |
| Gainward GTX 770 | 255 | 98 | 50 | 76 | 274 | 106 | 53 |
| ZOTAC GeForce GTX 770 | 255 | 98 | 34 | 87 | 272 | 98 | 38 |
| Inno3D iChill GeForce GTX 770 HerculeZ X3 Ultra | 265 | 98 | 51 | 85 | 300 | 112 | 60 |
| ASUS GTX770-DC2OC-2GD5 | 266 | 98 | 37 | 75 | 266 | 120 | 43 |
| Palit GeForce GTX 770 Jetstream | 255 | 95 | 47 | 76/88 | 280 | 117 | 50 |
| MSI 770 Lightning | 280 | 115 | 34 | 95 | 295 | 123 | 51 |
А – длина печатной платы, без учета системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E и системы охлаждения.
С – высота от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения.
D – диаметр вентилятора/ов по внешнему радиусу.
А1 – длина печатной платы, с учетом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E, но с замером системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 – высота, с учетом задней пластины (если есть)/винтов крепления радиатора до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если она ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.
На этот раз в MSI решили не менять дизайн и перед нами очередной клон серии Lightning с охлаждением Twin Frozr IV. Увы, но подписи к разъемам измерения напряжений и версии BIOS нанесены с внутренней стороны печатной платы. Увидеть их без снятия охлаждения невозможно. А модуль GPU Reactor не позволяет установить иную плату расширения над видеокартой. В соответствии со своим классом решений для энтузиастов MSI N770GTX Lightning питается от двух 8Pin разъемов.
Габариты модели по-настоящему большие, как и вес. Можно отметить, что кабель от вентилятора по-прежнему висит сбоку, попытка запихнуть его под кожух привела к тому, что вентилятор начал его задевать. Но все это мелкие придирки, ведь основное предназначение карты – разгон и все, что с ним связано.
Детальное знакомство с устройством печатной платы невозможно без прямого сопоставления с предыдущим лидером «Молний» – MSI N680 Lightning. Для сравнения ниже приводятся его фотографии.
Сможете найти, какая из видеокарт выше отличается индексом 770 в названии, а какая 680? Присмотритесь внимательно, основные отличия – это цифра, нанесенная на графическое ядро, и принадлежность микросхем памяти к Hynix или Samsung. Мне лично непонятно, почему компании потребовалось несколько лишних месяцев для анонса N770. Оба текстолита обозначены одинаковой цифрой и одинаковым индексом. Никаких видимых изменений нет.
Перейдем к обратной стороне.
Суммарное количество фаз, используемых на GTX 770 Lightning – одиннадцать штук, этого достаточно для того, чтобы обеспечить потребности видеокарты в любых режимах работы. Двукратный рост по сравнению с референсным вариантом ускорителя используется для растущих запросов оверклокеров.
Впрочем, даже рядовому пользователю такая система питания будет полезна при одном но. Навязчивая позиция NVIDIA по отношению к производителям заставляет их урезать потенциал своих моделей. Но нам-то фазы обязательно пригодятся.
В N770 Lightning восемь фаз питания GPU, в качестве силовых элементов задействованы разработки компании IOR.
Формально фазы в N770 Lightning виртуальные, потому что работают они через схему разделения (стоят драйверы-умножители). Напротив каждой микросхемы распаян светодиод, показывающий загрузку фазы.
В N770 Lightning управление фазами осуществляется ШИМ-контроллером CHil 8318. В нем задействовано четыре канала, а далее фазы раздваиваются. Он поддерживает софтвольтмод. В дополнение к нему на плате установлен трехфазный ШИМ-контроллер uP1612Q. Обе микросхемы используют современные функции энергосбережения и позволяют дискретно отключать незадействованные фазы, включая их при необходимости. Три фазы питания памяти питаются через восьмиштекерный разъем, а не через слот PCI-E.
В преобразователе напряжения используются проверенные катушки индуктивности (дроссель с супер ферритовым стержнем) и качественные конденсаторы.
Ранее многие оверклокерские модели видеокарт укомплектовывали плоскими конденсаторами NEC/TOKIN. Начиная с серии GTX 600, компания MSI отошла от традиций и вынесла дополнительные «емкости» на отдельную плату, которую назвала GPU Reactor.
Для проведения замеров основных напряжений на плате в боковой ее части выведены три разъема. С ними в комплекте приложены специальные переходники под щуп мультиметра. От случайного замыкания контактов в цепь интегрирована защита с предохранителями.
В N770 Lightning большая часть функций разгона перекочевала в специальную версию BIOS. Сама MSI полностью не разглашает весь перечень оптимизаций, но можно с уверенностью сказать, что исчез лимит энергопотребления, как и часть защит по силе тока.
Графический процессор GK104 площадью ~294 мм2 размещен на текстолитовой подложке на 13 неделе 2013 года. Финальная формула фаз питания звучит так: 8+3 (GPU/MEM).
Восемь микросхем памяти с шиной обмена данных 256 бит и плотностью 2 Гбита распаяны по сторонам от GPU. Это микросхемы производства Samsung, а не Hynix, как было на N680 Lightning, они рассчитаны на частоту до 1750 МГц (эффективная частота 7000 МГц).
Штатные частоты MSI N770 Lightning составляют 1150 МГц (Turbo Boost до 1202 МГц) и 1750 МГц для графического процессора и памяти. Заявленная частота не совпадает с реальной, чаще GPU работает на 1250 МГц. Результат, надо сказать, достаточно высокий, чуть позже выяснится, остается ли запас для разгона.
Система охлаждения MSI N770 Lightning состоит из типичных частей.
Широкий кожух с вентиляторами сочетается с массивным радиатором и парой охлаждающих пластин спереди и сзади. Оба элемента рабочие, спереди охлаждается память и система питания, сзади – остальная часть преобразователя. А поскольку пластины скреплены между собой винтами в количестве почти одного десятка, то можно говорить и об усиливающем эффекте. К сожалению, кожух не снимается без полной разборки системы охлаждения.
Удаление пыли осуществляется с помощью специального алгоритма управления вентиляторами. При старте системы вентиляторы на время раскручиваются в обратную сторону, тем самым удаляя накопившуюся пыль. Так они продолжают вращаться вплоть до загрузки ОС. Когда уже виднеются «окошки», вертушки резко меняют сторону вращения и еще пару секунд назойливо жужжат.
Мониторинг оборотов по-прежнему отслеживает только один вентилятор. Впрочем, работать они должны синхронно.
Под кожухом находится крупный радиатор, вытянутый на всю длину карты, в основании которого размещена алюминиевая вставка. В центре сделано пять углублений под тепловые трубки, а сверху закреплена ответная часть. Тепловые трубки диаметром 6 и 8 мм расходятся по бокам. Крепление трубок к ребрам радиатора плотное. Сами ребра соединены между собой замками.
Легко заметить, что никаких изменений в конструкции СО с момента появления Twin Frozr IV на N680 не произошло.
В местах контакта тепловых трубок с основанием и ребрами отчетливо видны следы припоя. На этот раз опрессовка трубок на концах вдоль ребер не вызывает вопросов: ребра не болтаются по ходу движения трубок. В отличие от многих других систем охлаждения, трубки в основании не стали плющить, а контакт происходит по всей площади.
При этом пара больших вентиляторов (в реальности их диаметр составляет 95 мм) обдувает большую часть радиатора и, что не менее важно, пластину охлаждения памяти и VRM. Толщина самой пластины составляет 3 мм.
Тестирование видеокарты MSI N770GTX Lightning проходило в составе следующей конфигурации:
Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов
Для корректного замера температуры и шума использовались приведенные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 24°C +/-1°C. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.
Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял <20 дБА. В качестве жесткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.
Звуко- и видеозапись системы охлаждения производилась на расстоянии ~10 см от вентилятора. Первые 5-10 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Unigine Heaven Benchmark v4.0. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи вы смогли услышать именно максимальный шум. При просмотре видеороликов можно выделить тембр и характер звуков, издаваемых системой охлаждения. Предупреждаю вас, что звук на них сильно приукрашен, то есть ощущается сильнее, чем есть на самом деле.
Уровень потребления электричества в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые на графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Unigine Heaven Benchmark v4.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего данные заносились в таблицу.
Температура силовых цепей измерялась путем установки термодатчика в пространство между радиатором и термопрокладкой в самое нагруженное место.
Нюансы, возникшие в процессе тестирования, я постараюсь подробно объяснить по мере их возникновения.
Пояснения к графикам:
В процентах указана скорость вентилятора/ов, выставленная в MSI Afterburner, начиная от 20% (для моделей NVIDIA от 35%) до 100%, с шагом 5%. Таким образом, чтобы понять, насколько нагреется видеокарта, и как сильно она будет шуметь, скажем, при 50% скорости вентилятора, достаточно провести вертикальную линию через отметку 50%. В местах пересечения получаем три значения: с красной линией – максимальную температуру в нагрузке, с синей линией – температуру в простое, с черной линией – уровень шума.
Все участники тестировались с заводскими частотами. Учтите, что звукозапись в видеоматериалах приукрашает уровень шума.
Температура графического ядра и обороты вентилятора/ов.
В управлении вентиляторами обозначился прогресс. MSI опустила верхнюю границу до 1300 об/мин и существенно понизила уровень шума. Минимальными оборотами теперь считается число 1000, а не 1050. Вроде меньше на 50 об/мин, а тише не становится. Да все потому, что тип и марка вертушек не меняется который год, вдобавок я столкнулся с посторонними шумами из недр СО. На этот раз мне не повезло с экземпляром, возможно, вам повезет больше.
Температура системы питания и обороты вентилятора/ов.
Меньший нагрев графического процессора и VRM вызван низким начальным напряжением, которое почти на 0.1 В ниже, чем у N680.
MSI N770GTX LightningДля корректного сравнения возьмем несколько близких по параметрам конкурентов.
Без нагрузки.
Под нагрузкой.
Под нагрузкой необходимо учитывать напряжение и частоту видеокарт. Для наглядности добавим недостающие для анализа данные из теста.
Вы только посмотрите, судя по всему, большая часть производителей пытается по максимуму выжать соки из бедного GK104. В четырех ускорителях из шести графический процессор работает на частоте 1250 МГц, в двух последних – 1150-1163 МГц. Что остается делать оверклокерам?
Соотношение температуры GPU в 2D и уровня шума в автоматическом режиме.
Любая из протестированных видеокарт укладывается в границу комфортности, составляющую 30 дБА, за исключением модели MSI. Она чуть-чуть перешагнула порог слышимости на расстоянии в 50 см.
Соотношение температуры GPU в 3D и уровня шума в автоматическом режиме.
Нереференсные СО во многом превосходят штатную систему охлаждения эталонной версии как по шуму, так и по нагреву. Лидер, согласно результатам – Palit, ближе всего к нему – Zotac GTX 770. Неплохой вариант и Inno3D. В целом все результаты ровные, но некоторые ровнее других.
Lightning оказался самой громкой и наименее горячей наравне с Inno3D. Возможно, стоило еще повернуть настройку вентиляторов MSI в сторону уменьшения оборотов? А вот референсный вариант самый худший и самый горячий. На деле он работает на пороге срабатывания защиты по температуре.
Поскольку все GeForce GTX 770 основаны на одном графическом процессоре и наделены похожим питанием (в среднем выдающим 1.2 В под нагрузкой), то появляется возможность сравнить различные системы охлаждения.
Сравнительный график температуры GPU и уровня шума под нагрузкой.
На одинаковых оборотах предпочтительнее видеокарта ASUS, отличившаяся самыми тихими вентиляторами. Две модели Inno3D и MSI являются обладателями не только самых эффективных СО, но и самых шумных. Видимо, MSI считает, что у оверклокеров пониженная чувствительность слуха. В реальности тип и характер шума ускорителя MSI не такой противный, просто он выше, чем у остальных.
Сравнительный график температуры системы питания и уровня шума под нагрузкой.
По эффективности охлаждения цепи питания MSI делит лидерство с монолитной конструкцией Palit. Но у последней почти референсный дизайн, а у MSI большее число фаз. Равный результат говорит о превосходстве средств охлаждения Lightning.
Компания NVIDIA полностью запретила разгон, пусть и неофициально, своими методами. Пользователей лишили самого важного инструмента – возможности управлять напряжением. Формально эта опция осталась, но, скажите, +37 мВ – это ли повод для радости? Запрет распространился на все видеокарты, включая легендарный Lightning, и при заходе в настройки MSI Afterburner вас ждет разочарование. Все заявленные оверклокерские способности продукта раскроются только обладателю спецверсии ПО.
Остальным придется полагаться на запас, заложенный производителем, а он совсем небольшой. Хорошо, если получится зафиксировать частоту 1250 МГц, в среднем же результаты входят в диапазон от 1200 до 1275 МГц.
Вернемся к результатам и оценим участников:
Максимальный уровень TDP заранее ограничивает разгон всех видеокарт, но таковы требования NVIDIA.
Как уже упоминалось, большинство карт уперлось в значение от 1200 до 1275 МГц на стандартном напряжении. А что произошло с MSI? До 1275 МГц она демонстрировала вполне обычные характеристики, а потом пришлось прибегнуть к небольшому фокусу с MSI Afterburner. Его суть заключается в подмене или, лучше сказать, к добавлению строк, заставляющих вспомнить о ШИМ-контроллере. Аналогичная микросхема ставилась на N680 и нам была доступна расширенная настройка питанием +100 мВ. Как же дать MSI второй шанс, раз сам производитель лишил модель возможности работать по-оверклокерски?
В «Диспетчере устройств» находим пункт с видеокартой. Заходим в «Свойства»», затем в «Сведения». Далее ищем строку «ИД оборудования» и запоминаем ее.
В папке с MSI Afterburner заходим в каталог profiles,…
… находим файл с ИД карты и в конце добавляем:
[Settings]
VDDC_Generic_Detection = 0
VDDC_CHL8318_Detection = 46h
VDDC_CHL8318_Type = 1
Тем самым заставляя программу работать напрямую с ШИМ-контроллером. Возможно, что файлов будет два, тогда строчки надо вписывать везде.
С расширенной версией ПО vGPU можно поднимать выше 1.35 В, но это не советуется делать на штатном охлаждении. Карта раньше максимального значения будет сбрасывать частоты, и только с водяной СО или еще лучше под фреонкой/азотом потребуется большее напряжение. Так что +100 мВ вполне разумная цифра, превращающая N770 в настоящую Lightning.
Температура графического ядра в зависимости от частоты GPU.
Температура графического ядра напрямую зависит от нескольких условий. Во-первых, большую роль играет эффективность системы охлаждения и ее настройки. Во-вторых, не менее важно напряжение.
Температура VRM в зависимости от частоты GPU.
Силовая часть – важная подсистема любой видеокарты. Если не следить за ее температурой, то срок службы устройства сильно сокращается. Максимальные температуры зависят от многих факторов, таких как: эффективность и скорость вентиляторов, расчетная максимальная температура мосфетов.
И чем качественнее сделана силовая часть, тем большие температуры без ухудшения КПД она может выдержать. Здесь можно порекомендовать ориентироваться на порог в 80°C для открытого стенда. Все, что выше этой отметки – потенциально должно перегреться в плохо проветриваемом корпусе, либо система охлаждения будет чрезмерно сильно шуметь.
Обороты вентилятора/ов в зависимости от частоты графического ядра.
Энергопотребление в зависимости от разгона.
Даже небольшое повышение напряжения вызывает резкий рост энергопотребления. Но программный вольтмод сделал свое дело, обеспечив дополнительные 75 МГц ценой в 40-45 Вт. Стоит ли поднимать vGPU для них – решайте сами. Подопытная видеокарта крутила тест Heaven час без каких-либо срабатываний защит и перегрева.
| Частота GPU, ГГц | 1.250 | 1.275 | 1.300 | 1.325 | 1.350 |
| Power Target | 100 | 100 | 109 | 109 | 109 |
| Temp Target | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| GPU Clock offset | 0 | 40 | 65 | 90 | 115 |
| Напряжение (среднее), мультиметр, В | 1.200 | 1.200 | 1.215 | 1.24 | 1.266 |
| Температура GPU, °C | 58 | 58 | 61 | 63 | 65 |
| Температура VRM, °C | 63 | 63 | 65 | 65 | 66 |
| Обороты вентилятора (max), об/мин | 1300 | 1300 | 1350 | 1380 | 1400 |
| Энергопотребление, Вт* | 233 | 239 | 260 | 270 | 280 |
Компания MSI, как ни странно, стала заложником положения, которое обязывало ее выполнять требования NVIDIA. Поэтому дать что-то большее, чем +37 мВ из коробки, она не может.
К счастью, решение этой проблемы находится в наших руках. Вас никто не ограничивает в программном управлении напряжением в разумных пределах, а второй LN BIOS превращает видеокарту в отличного кандидата для разгона под азотом. Раздосадовали меня лишь вентиляторы MSI, которые постоянно преподносят сюрпризы. С ними пора что-то делать, пусть тембр голоса у них нормальный, но уровень шума все же высоковат. Да и с качеством бывают проблемы. Впрочем, вопрос качества – тема отдельного разговора, промахи бывают у каждого производителя.
В остальном благодаря дотошным энтузиастам и общему интересу к серии Lightning графический ускоритель легко разблокируется, не сдерживая пользователя в разгоне – это и является характерной чертой модельного ряда Lightning.
P.S. На «воде» MSI N770GTX Lightning смогла стабильно работать на 1400 МГц при 1.32 В.
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:
