Сегодня в лаборатории день тестов бесшумных устройств. И начнем мы с графических ускорителей.
Модельный ряд видеокарт, оснащенных безвентиляторными системами охлаждения, обычно представлен всего одной-двумя версиями. Со временем их число может возрасти, но поначалу мало кто из производителей готов рисковать, устанавливая пассивный кулер на новый графический ускоритель. В случае с поколением Maxwell сразу две компании анонсировали продукты с бесшумными СО. Palit привезла нам на обзор модель KalmX, а Zotac – Zone Edition. Правда, первая относится к GeForce GTX 750 Ti, а вторая – к простой GTX 750.
Но данный материал был бы неполным, если бы мы не получили на тест новую разработку компании Asus, оснащенную кулером Strix. Видеокарты Strix в режиме простоя и при частичной нагрузке полностью отключают свои вентиляторы и становятся бесшумными. Несмотря на то, что сама идея давно витала в воздухе, все производители как один заявляли о высокой вероятности опасности в случае работы графического ускорителя без вентиляторов.
И все же Asus решилась на такой ход, и, забегая вперед, скажу, что такой поступок полностью себя оправдывает. А все потому, что 80% времени Asus Strix – это совершенно немая видеокарта. Заинтересовались? Рассмотрим участников подробнее.
| Модель | A, мм |
B, мм |
C, мм |
D, мм |
A1, мм |
B1, мм |
C1, мм |
| Nvidia GeForce GTX 750 Ti | 145 | 98 | 30 | 55 | 145 | 98 | 34 |
| Gainward GeForce GTX 750 Ti GS | 145 | 98 | 34 | 75 | 214 | 98 | 39 |
| Asus GTX 750 TI-OC-2GD5 | 177 | 102 | 34 | 74 | 213 | 102 | 39 |
| Palit GTX 750 Ti StormX Dual | 145 | 98 | 34 | 75 | 217 | 98 | 39 |
| GigaByte GV-N75TWF2OC-2GI | 145 | 98 | 35 | 74 | 188 | 112 | 38 |
| MSI N750TI TF 2GD5/OC | 220 | 98 | 34 | 95 | 248 | 116 | 38 |
| Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX | 145 | 98 | 34 | - | 183 | 127 | 38 |
| Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition | 145 | 98 | 23 | - | 183 | 130 | 28 |
| Asus GeForce GTX 750 Ti Strix | 167 | 98 | 34 | 75 | 194 | 107 | 38 |
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.
Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX
Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition
Asus GeForce GTX 750 Ti Strix
Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX
Печатная плата Palit частично позаимствовала дизайн у референсной платы: две фазы питания ГП и одна для памяти. Остался «без хвоста» запланированный разъем дополнительного питания. Открытый дроссель заменен на нормальный: этот, как правило, не пищит на переходных нагрузках. Отмечу одинаковые силовые транзисторы для всех фаз, что в сравнении с «референсом» выглядит обнадеживающе.
В целом, печатная плата Palit не меняется между различными версиями этих видеокарт, да еще и Gainward использует идентичный набор комплектующих. Правда, это не является новостью, поскольку компании как братья-близнецы.
Фазы питания GPU управляются перемаркированным ШИМ-контроллером – On Semiconductor NCP81172, для него доступен программный вольтмод.
Графический процессор GM107 площадью 148 мм2 размещен на текстолитовой подложке на 23-й неделе 2014 года. Сам кремниевый кристалл по периметру защищен пластмассовой рамкой.
Финальная формулировка фаз питания звучит так: 2+1+1 (GPU/MEM/PLL).
Четыре микросхемы памяти с шиной обмена данных 128 бит распаяны по сторонам от GPU – производства Samsung, и рассчитаны на частоту до 1500 МГц (эффективная частота 6000 МГц).
Заявленные штатные частоты составляют соответственно 1020 МГц (Turbo Boost до 1085 МГц) и 1350 МГц для графического процессора и памяти.
Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition
Ранее мне в руки не попадалась видеокарта GTX 750, так что судить о типе дизайна печатной платы сложно. Но в общих чертах можно найти немало знакомых деталей, перешедших с текстолита референсной GTX 750 Ti. Это и набор фаз: 2+1+1, и микросхемы памяти, и сами размеры печатной платы. По-прежнему нераспаянным остается дополнительное питание. В целом видеокарте он, как собаке пятая нога, так как максимальное энергопотребление не превышает мощности PCI-e разъема.
Впрочем, кое-что интересное попалось нам на глаза – это иной ШИМ-контроллер, точнее uP1641P. Он широко распространен, поэтому проблем с программной поддержкой с ним не должно быть.
Графический процессор GM107 площадью 148 мм2 размещен на текстолитовой подложке на 12-й неделе 2014 года. Сам кремниевый кристалл по периметру защищен пластмассовой рамкой.
Финальная формулировка фаз питания звучит так: 2+1+1 (GPU/MEM/PLL).
Четыре микросхемы памяти с шиной обмена данных 128 бит распаяны по сторонам от GPU – производства ELPIDA, и рассчитаны на частоту до 1500 МГц (эффективная частота 6000 МГц).
Заявленные штатные частоты составляют соответственно 1033 МГц (Turbo Boost до 1111 МГц) и 1250 МГц для графического процессора и памяти.
Asus GeForce GTX 750 Ti Strix
Для версии Strix инженеры Asus предпочли переработать дизайн, и вместо слегка усовершенствованной печатной платы видеокарт серии DirectCU перед нами небольшой эксклюзив.
Поскольку модели Strix стоят на ступеньку выше DirectCU, то в них используются иные дроссели и ШИМ-контроллер (uP1631P производства компании uPI Semiconductor). Общее число фаз сократилось до комбинации 2+1+1. Исчез и разъем дополнительного питания. А стандартное значение энергопотребление GPU составляет максимальные 38.5 Вт. Это закон, продиктованный разработчиком, а им в данном случае является компания NVIDIA. Впрочем, пиковое TDP легко изменить через редактор и перезаписать в BIOS (до 65 Вт).
Графический процессор GM107 площадью 148 мм2 размещен на текстолитовой подложке на 15-й неделе 2014 года. Сам кремниевый кристалл лишен пластмассовой рамки. С целью более точного и равномерного прилегания Asus использует шайбы-проставки, размещенные на радиаторе.
Финальная формулировка фаз питания звучит так: 2+1+1 (GPU/MEM/PLL).
Четыре микросхемы памяти с шиной обмена данных 128 бит распаяны по сторонам от GPU – производства SKhynix, и рассчитаны на частоту до 1250 МГц (эффективная частота 5000 МГц).
Заявленные штатные частоты составляют соответственно 1124 МГц (Turbo Boost до 1202 МГц) и 1350 МГц для графического процессора и памяти.
Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX
Конструкция всех пассивно охлаждаемых видеокарт не содержит ничего концептуально нового. Это большой по площади рассеивания радиатор с широко расставленными ребрами.
Palit для KalmX нарастила высоту на несколько сантиметров для увеличения полезной площади. В радиаторе используется всего две 6 мм тепловых трубки – это хорошо видно по нижним фотографиям.
Никакого вам прямого контакта или иных новшеств – все до примитивного просто и функционально. Силовые транзисторы при этом также контактируют с радиатором через термопрокладки. Осталось протестировать и посмотреть на эффективность одного из самых первых пассивных Maxwell.
Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition
Видеокарта Zotac построена по схожему с Palit принципу: радиатор с парой тепловых трубок. Но по площади он сильно уступает, ведь под декоративной вставкой «Zotac» скрывается пустота.
Под надписью попросту нет ребер. Они, видите ли, мешают конденсаторам. А сделать вырезы кто-то посчитал лишним. Получается, что транзисторы тепловой трубкой соединены с GPU, и тепло будет застаиваться и подогревать более прохладную часть видеокарты. Решение, мягко говоря, спорное и неэффективное.
А если взглянуть на всю систему охлаждения объективно, то рабочей остается лишь одна тепловая трубка и две трети ребер. Кстати, если взять всю площадь силовых цепей за единицу, через термопрокладки контакт происходит только с одной четвертью.
Asus GeForce GTX 750 Ti Strix
Strix – первый представитель нового класса видеокарт Asus с адаптивной системой охлаждения, умеющей полностью останавливать вентиляторы. Стоят они в случае отсутствия нагрузки и частичных нагрузок.
А в работу вентиляторы включаются только после преодоления GPU определенного температурного значения. В конкретно нашем случае этой температурой стал 51°C.
Что касается основного радиатора, то он претерпел серьезные изменения в своей контракции с нашей прошлой встречи, когда мы тестировали DirectCU. Появилось сразу две тепловых трубки с прямым контактом. Теперь передача тепла происходит более равномерно по всей площади радиатора.
Но вот ребра так и остались литыми и толстыми. Хотя сделанные прорези должны обеспечить подачу воздуха на элементы питания.
Примечательно, что у Strix пара вентиляторов способна работать на сверхнизких частотах – 450 об/мин. Правда, стартовать они могут лишь на 700-750 об/мин. Обе эти ступени активно используются алгоритмом управления вентиляторами. И до 800 об/мин шум Strix едва ли может измерить наше оборудование.
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.
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 аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум. В процессе просмотра 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, если радиатор отсутствует, то датчик крепился на самое горячее место определяемой пирометром заранее.
Пояснения к графикам:
В процентах указана скорость вентилятора/ов, выставленная в MSI Afterburner, начиная от 20%(иногда от 10% когда это позволяет PWM вентилятора/ов, для видеокарт NVIDIA от 35% или меньше, когда это позволяет PWM вентилятора/ов) 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.
Напомню, что в данном случае все подопытные графические ускорители тестировались с заводскими частотами.
Температура графического ядра и обороты вентилятора/ов.
Как уже упоминалось, система охлаждения Asus Strix до 50-52°C бездействует. Вентиляторы молчат, что означает полностью бесшумную работу. Если управление взять в свои руки, то точка максимальной эффективности и минимального шума как раз совпадает с заводскими настройками.
Честно, я не ожидал столь правильного и тщательного подхода инженерами Asus. Проделанная работа сама говорит за себя.
Температура системы питания и обороты вентилятора/ов.
VRM хоть и не оснащен собственным радиатором, вполне себе живет в комфортных условиях. Перегрева ему бояться не стоит.
Asus GeForce GTX 750 Ti Strix
Изучение температурных режимов работы пассивных видеокарт внесло некоторые коррективы в принципы получения измерений. Видеокарты подвергались получасовому тесту в бенчмарке Heaven с максимальной нагрузкой.
В видеокарте Palit были замечены следующие повадки работы GPU Boost. Изначально сама технология GPU Boost зависит от двух переменных – это либо максимальное энергопотребление, либо пиковая температура. На самом деле, GPU Boost учитывает оба показателя и, основываясь на эти данные, корректирует рабочую частоту и циклы работы GPU. Palit KalmX с завода имеет ограничение по температуре 83°C, и как только она достигается, GPU сбрасывает рабочую частоту, а потом вдобавок начинает пропускать такты.
Zotac внес некоторые коррективы в работу своей видеокарты. Пиковая температура GPU составила 93°C, после чего происходит защитная реакция GPU Boost.
При этом устоявшаяся частота работы GPU для Palit составила – 1020 МГц.
Для видеокарты Zotac – 1033 МГц.
Соотношение температуры и шумности в автоматическом режиме.
| Модель | Температура GPU; вентилятор – авто, простой |
Температура GPU; вентилятор – авто, нагрузка |
Шумность, дБА; вентилятор – авто, простой |
Шумность, дБА; вентилятор – авто, нагрузка |
Температура VRM; вентилятор – авто, простой |
Температура VRM; вентилятор – авто, нагрузка |
| Nvidia GeForce GTX 750 Ti |
28 | 66 | 26.0 | 29.1 | 34 | 57 |
| Asus GeForce GTX 750 Ti |
31 | 62 | 24.0 | 28.1 | 39 | 65 |
| Gainward GeForce GTX 750 Ti |
31 | 68 | 27.2 | 32.3 | 39 | 69 |
| Palit GeForce GTX 750 Ti StormX Dual | 29 | 60 | 29.8 | 32.7 | 34 | 55 |
| GigaByte GV-N75TWF2OC-2GI | 28 | 48 | 26.9 | 28.7 | 34 | 57 |
| MSI N750TI TF 2GD5/OC |
28 | 54 | 25.5 | 26.1 | 37 | 56 |
| Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX |
32 | 80 | 0.0 | 0.0 | 35 | 82 |
| Asus GeForce GTX 750 Ti Strix |
35 | 53 | 0.0 | 24.5 | 52 | 62 |
| Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition | 37 | 93 | 0.0 | 0.0 | 40 | 90 |
Новое графическое ядро создавалось с прицелом на максимальную энергоэффективностью. Вследствие чего нетрудно догадаться, что GTX750Ti весьма и весьма энергоэффективно. Максимальное энергопотребление младшего Maxwell рассчитано на слот PCI-e 3.0 х16 ~75 ватт. Подробное исследование BIOS показывает, что на долю ГП приходится всего 38,5 ватт в пике.
Для разгона следует отодвинуть границу к реальным возможностям слота, т.е. 75 ватт. Это первое, что стоит сделать на любой видеокарте с GM107. Теоретическая потребность в дополнительном питании на видеокартах не имеет практического применения: BIOS не позволяет потреблять свыше 77,5 ватт, а напряжение поднять более 1,168-1,187В. Энергопотребление легко изменить с помощью редактора BIOS KeplerBiosTweaker.
Разгон видеокарт Palit и Zotac не осуществлялся ввиду высоких рабочих температур.
Настройки:
Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX
Первая попытка обеззвучить Maxwell увенчалась частичным успехом. Частичным, поскольку даже радиатору средних размеров пока что не под силу развеять 50 Вт тепла. Для покрытия 100% теплового выделения GeForce GTX 750 Ti надо увеличивать систему охлаждения в размерах и видоизменять конструкцию. Это в свою очередь приведет компанию-производителя к дополнительным расходам средств, что крайне нежелательно.
В частности модели Palit KalmX удается работать на частоте выше 1 ГГц лишь благодаря технологии GPU Boost, сдерживающей дальнейшее увеличение температуры за счет пропуска тактов. При этом сильно нагреваются силовые цепи и графический процессор, а значит, использовать видеокарту в тесных и непроветриваемых системных блоках нельзя. Конечно, работать она будет, просто итоговая частота в играх окажется ниже на 100-200 МГц. Так что устанавливать Palit GeForce GTX 750 Ti KalmX желательно в корпуса с хорошей циркуляцией воздуха и по возможности с вентилятором, направленным на ее кулер.
Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition
Продукт Zotac – еще один графический ускоритель на базе Maxwell с пассивной системой охлаждения. Подобное решение обеспечивает полностью бесшумную видеокарту, но возникает ряд сложностей, в том числе и схожая с Palit KalmX проблема. Несмотря на заявленную разницу в тепловыделении GeForce GTX 750 Ti и GTX 750, составляющую 10 Вт, не надо быть детективом, чтобы понять, как сильно разогреется радиатор модели Zotac.
К тому же инженеры, желая обеспечить заявленные частоты видеокарты, увеличили пиковое энергопотребление и связанную с ним величину максимального нагрева (93°C). Как следствие, GPU подвергается еще большим тепловым нагрузкам. Очевидно, что и Zotac GeForce GTX 750 Zone Edition предназначена для работы в хорошо продуваемых корпусах, чтобы температурные показатели не превышали 90°C. Так что за отсутствие шума приходится платить.
Asus GeForce GTX 750 Ti Strix
На мой взгляд, компания Asus поступила наиболее оптимально, выбрав в качестве основной схемы работы системы охлаждения адаптивный режим. Пока пользователь сидит в интернете или смотрит фильм, температура графического процессора не превышает 50-52°C, а вентиляторы находятся в выключенном положении. Но как только датчик зафиксирует превышение этого порога, пропеллеры медленно и тихо начинают вращаться.
При детальном рассмотрении алгоритма управления вентиляторами нашлась еще одна позитивная нотка. Инженеры подобно минерам с высокой точностью определили диапазон наиболее эффективной работы CO Strix. В итоге Asus GeForce GTX 750 Ti Strix не только хорошо разогналась, но и сохранила низкий уровень издаваемого шума.
Итак, вот и закончен обзор трех видеокарт на базе графического процессора Maxwell, две из которых получили пассивные системы охлаждения, а одна - полуактивную. Но это еще не все, ведь уже в следующем материале вы познакомитесь с безвентиляторными блоками питания.
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:
