Обзор и тестирование видеокарты MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning

Видеокарты MSI Lightning и разгон давно стали словами-синонимами. Но вот уже много лет компания движется в сторону экстремального разгона, забывая о простых энтузиастах. Поэтому при работе над новой «Молнией» инженеры постарались максимально адаптировать ее сразу под несколько классов потребителей. Задумка интересная, но на практике подобное реализовать сложно. А что вышло на этот раз?
23 ноября 2015, понедельник 01:00

Оглавление

Вступление

Видеокарты MSI Lightning и разгон давно стали словами-синонимами. Но вот уже много лет компания движется в сторону экстремального разгона, забывая о простых энтузиастах и обычных пользователях. К примеру, модели серии Lightning постоянно совершенствуются по части системы питания, возможности обхода защит и прочего. А типичного покупателя помимо фишек, рассчитанных под жидкий азот, удивить нечем.

Поэтому при работе над новой версией «Молнии» инженеры MSI постарались максимально адаптировать ее сразу под несколько классов потребителей. Задумка интересная, но на практике подобное реализовать сложно, ведь когда мы стараемся угодить всем, обычно приходится идти на жесткие компромиссы. А что вышло на этот раз?

Обзор MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning

Внешний вид и размеры

Модель A,
мм
B,
мм
C,
мм
D,
мм
A1,
мм
B1,
мм
C1,
мм
Nvidia GeForce GTX 970/ GTX 980/ GTX 980 Ti/ GTX Titan X 267 98 36 64 267 98 40
Gigabyte GV-N98TG1 Gaming-6GD 267 98 35 77 297 108 40
MSI GeForce GTX 980 Ti Gaming 6G 278 118 35 98 278 128 40
Palit GeForce GTX 980 Ti Super JetStream 267 98 49 85 282 120 54
MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning 290 117 44 85 330 124 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) или винтов крепления радиатора до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если она ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

Новинка MSI получилась довольно крупной, особенно это заметно по толщине. Вместо привычных 35-40 мм разработчики решили занять два с половиной слота расширения, использовав увеличение габаритов для улучшения охлаждения. Это благотворно сказалось на толщине радиатора и высоте лопастей вентиляторов. Как следствие, можно рассчитывать на высокий КПД системы охлаждения с минимальным уровнем шума.

С другой стороны, на тыльной стороне применена стандартная заглушка, из-за чего весь нагретый воздух остается в системном блоке. Что касается видеовыходов, то их выбор невелик. Ассортиментом могут похвастать только порты DisplayPort, в остальном все стандартно: по одному DVI и HDMI, три DisplayPort. Судя по всему, это стало тенденцией – уменьшать число портов DVI в угоду последним.

Печатная плата

Печатная плата для графических решений серии Lightning разрабатывается силами инженеров MSI и создается с чистого листа. Отсюда и наличие множества фаз питания, двойного BIOS и отдельного питания трех линий (GPU, PLL, MEM).

Впрочем, для MSI это стало уже традицией – разделять линии. Теоретически такие изменения хорошо сказываются при экстремальном разгоне. И при проверке видеокарта действительно почти ничего не использует из слота PCI-e (15-20 Вт в пике). Основная нагрузка приходится на три кабеля питания.

Благодаря тому, что разъемы повернуты защелкой к процессору, кабели удобно подключать и отключать. Кроме того, отсутствует риск зацепиться пальцами за выступающие грани радиатора.

Всего для графического процессора выделено двенадцать фаз питания. Все они сделаны по технологии Dr.MOS с заменой стандартных катушек и установкой эффективных конденсаторов. По всем признакам видеокарта должна получиться тихая, без раздражающих писков дросселей под частичными нагрузками. Сами фазы работают через удвоители. Суммарный запас по питанию – более 600 Вт. В номинальном режиме MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning оказалась на удивление экономной, расходуя всего 260 Вт.

С торца печатной платы выведены разъемы для мониторинга: vGPU, vPLL, vMEM. Широкий разъем, видимо, диагностический, либо в скором времени MSI представит какой-то внешний блок для управления, поскольку в коробке с видеокартой ничего подобного найти не удалось. Вверху есть переключатель версий BIOS: стандартная прошивка и рассчитанная под азот. В последнем случае снимается часть защит и убирается лимит энергопотребления. Кстати, дизайн PCB предусматривает аж десять слоев вместо привычных шести-восьми.

ШИМ-контроллер IRF 3595A работает по схеме 6+2 фазы. Естественно, недостающие фазы подключены через удвоители.

Здесь отметим, что пока для использования всего потенциала видеокарты нужна специальная версия MSI Afterburner, иначе о серьезном повышении напряжения можно забыть. В классическом представлении MSI позволяет пользователям использовать напряжение для GPU до 1.25 В, чего вполне хватит для разгона до 1450-1500 МГц.

Двенадцать микросхем памяти SK Hynix R2C с номинальной частотой 1750 МГц расположены с лицевой стороны.

Графический процессор GM200 собран на подложку в 2015 году, точнее на 32-й неделе.

Заявленные рабочие частоты MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning можно назвать высокими: видеоядро – 1203 МГц (GPU Boost до 1304 МГц), память – 7100 МГц (номинальная частота 1775 МГц).

Система охлаждения

В первую очередь отметим проработанность СО новой видеокарты. Теперь для очистки радиатора от пыли его не нужно снимать, достаточно открутить шесть винтов и убрать кожух. Наконец-то хоть одна компания поняла важность легкого доступа к радиатору.

Зона VRM охлаждается отдельным радиатором, заодно и память получает должное охлаждение. При этом пластина, установленная с обратной стороны, играет скорее декоративную роль.

Основной радиатор состоит из двух секций: одна из них с никелированной пластиной находится над GPU, а вторая контактирует с первой благодаря тепловым трубкам.

Припой, насколько мне удалось рассмотреть, присутствует с обеих сторон тепловых трубок и даже между ними. Сами трубки разного диаметра – от 6 до 8 мм.

Высота радиатора – 17 мм, причем по всей длине. Другими словами, при столь внушительных размерах стоит ожидать очень высокого КПД.

Завершают конструкцию кожух с тремя вентиляторами. Реальный их диаметр составляет 85 мм, что несколько скромнее, чем у вертушек, применяемых ранее на некоторых видеокартах MSI.

Зато профиль лопастей явно оптимизирован под радиатор. Впрочем, и в самом теплорассеивателе сделаны специальные выемки для более правильного распределения воздуха.

Тестовый стенд

Тестирование MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning проходило в составе следующей конфигурации:

  • Материнская плата: ASUS X99-Deluxe (Intel X99, LGA 2011-3);
  • Процессор: Intel Core i7-5960X 4000 МГц (125 МГц х 32, 1.23 В);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 Corsair Vengeance 2750 МГц, 4 x 4 Гбайта, (15-17-17-36-1T, 1.65 В);
  • Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i Digital, 1500 Ватт;
  • Аудиокарта: ASUS Xonar Essence STX;
  • Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

  • Шумомер: Center 320;
  • Мультиметр: Fluke 289;
  • Тарификатор электроэнергии: E305EMG.

Инструментарий и методика тестирования

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 менее 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, определяемое пирометром заранее.

Исследование потенциала системы охлаждения

Пояснения к графикам:

  • Красная линия – максимальная температура.
  • Синяя – в режиме простоя.
  • Черная линия показывает уровень издаваемого шума, при определенных оборотах вентилятора.
  • Пунктирная линия указывает на диапазон регулировки в автоматическом режиме вентилятора.

В процентах указана скорость вентилятора/ов, выставленная в MSI Afterburner, начиная от 0% 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 видеокарты тестировались с заводскими частотами. Учтите, что звукозапись в видеоматериалах приукрашает уровень шума.

Температуры графического ядра/системы питания и обороты вентилятора/ов.

Вентиляторы не включаются до момента достижения GPU планки 62°C. А после прохождения этой отметки начинают постепенно раскручиваться. Старт очень плавный, без резких скачков и подкрутки в процессе остановки. В пассивном режиме видеокарта редко нагревается выше 40-45°C.

Отметим, что система питания хорошо контактирует с теплораспределяющей пластиной, но под нагрузками температура подбирается к 90°C. Ради чистоты эксперимента кожух сзади был на время удален, что привело к уменьшению нагрева VRM на 7-8°C. Так что дизайн и эстетика – это хорошо, но когда они влияют на охлаждение, я против.

Под нагрузкой уровень шума, исходящий от видеокарты, очень низкий. Полученные значения позволяют говорить о том, что среди всех протестированных мною GeForce GTX 980 Ti версия MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning самая тихая. Нет и писка дросселей, что обрадует потенциальных покупателей.

MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning Для корректного сравнения необходимо прослушивать все видеозаписи на одном уровне громкости. Сравнение относительное, а не абсолютное. Чтобы правильно оценивать уровень шума на первых секундах видео выставите уровень громкости так, чтобы ничего не было слышно. Необходимо поймать узкую дельту между «ничего не слышно» и «едва различимый шум».

Детальные данные

Для оценки поведения участников обзора в номинальном режиме и при разгоне обратимся к тесту Metro: Last Light, проведенному шесть раз, и параллельно соберем данные, которые затрагивают графическое ядро, память, энергопотребление и температуры. После объединения полученных результатов в единых графиках можно видеть, насколько точно соответствуют заводские характеристики реальным цифрам, а также что происходит с важными показателями при разгоне.

Частота ядра и стабильность GPU Boost.

На графиках представлены две версии: первая – видеокарта без разгона и модификаций BIOS, вторая – без изменений в BIOS, но с разгоном штатными версиями ПО.

Как можно видеть, в номинальном режиме модель MSI показывает отличный результат частоты графического ядра – от 1400 до 1420 МГц, получается даже больше заявленного. Кроме того, в BIOS записан лимит TDP 260 Вт. Очень скромный показатель, учитывая рекомендованные 275 Вт.

Разгон увеличил энергопотребление на 25 Вт, или до 295 Вт. Частота графического процессора при этом достигла 1500 МГц и уперлась в лимит энергопотребления.

Частота памяти.

Память стандартно разогналась до 2000 МГц, что является средним результатом для GeForce GTX 980 Ti. Обычно она разгоняется до 1950-2050 МГц.

Еще раз повторюсь, что мы ищем 100% стабильную частоту, на которой видеокарта проходит все игровые тесты. В некоторых тестах при поднятии напряжения память могла работать и на частоте 2100 МГц, но 100% стабильности на протяжении часа добиться не удалось.

Напряжение vGPU.

При стандартных настройках среднее напряжение, подаваемое на GPU, составило 1.19 В. Через приложение MSI Afterburner его удалось поднять до 1.25 В.

Температура GPU.

Температура графического процессора редко превышала 70°C. В нормальном режиме работы без разгона графическое ядро нагревается до 70°C, в разгоне – до 74°C.

Энергопотребление.

На выходе заявленные цифры подтвердились. В штатном режиме MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning является экономной видеокартой, потребляющей всего 260 Вт. Разгон добавляет к этому значению еще 25 Вт.

Обороты вентиляторов.

Аппаратные модификации

При обзоре MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning трудно представить себе полноценный отчет без разгона с использованием отрицательных температур. Поэтому сама компания предоставила подробное описание модификаций.

В первую очередь убираем резистор R121 для снятия термозащиты.

Добавляем 10 кОм резистор между точками PR108 и PC95.

Замыкаем контакты R52, R53, R54.

Добавляем емкости (в восьми точках) по желанию для NVVDD-мода.

И еще увеличиваем емкость (в двух местах) для MEM-мода.

Если вы хотите одновременно использовать одинаковое напряжение VID_PLLVDD с PEV_VDD, то стоит перенести резистор с точки R187 на R188.

Саму видеокарту стоит подготовить – утеплить и защитить. Для начала нужно избавиться от любого проявления конденсата. Первым в порядке очереди идет GPU. Есть два способа защиты: вариант А подразумевает нанесение лака на элементы вокруг GPU; вариант Б – заполнить пространство, так я и поступил.

С обратной стороны вокруг графического процессора все обклеивается.

Для охлаждения зоны VRM задействуется специальный радиатор, идущий в комплекте с видеокартой.

Вокруг слота в материнской плате следует закрыть абсолютно все, потому что попадание даже одной капли воды в разъем к контактам приведет к проблемам.

Не стоит пренебрегать и дополнительной защитой. В моем случае используются бумажные полотенца, хорошо впитывающие воду.

И обязательно позаботьтесь как об охлаждении VRM внешним вентилятором, так и обдуве задней части. Чем сильнее поток, тем сложнее воздуху конденсироваться в кристаллы льда.

После всех манипуляций видеокарта MSI стабильно заработала на частоте 1700 МГц при 1.45 В vGPU.

И даже прошла все тесты на этой частоте…

Конечно, можно было и больше выжать из GPU, но при увеличении напряжения сверх 1.35 В видеоядро GM200 начинает себя вести странно.

Многие оверклокеры уже отмечали сей факт, и стоит о нем помнить: текущий дизайн GPU Nvidia отлично разгоняется до 1450-1500 МГц при vGPU 1.2-1.25 В, а дальше начинается борьба с защитами и линиями PCI-e, и прочее в том же духе.

Поэтому было сочтено разумным остановиться на достаточно стабильной частоте и умеренно среднем напряжении. Тем более что даже «фреонка», отводящая до 300 Вт при температуре -45°C, и отличный прижим давали просадку под нагрузкой до -15°C.

Результаты Metro: Last Light

Настройки:

  • DirectX 11;
  • Разрешение – 2560 х 1440;
  • Продвинутый PhysX – выключен;
  • Улучшенная глубина резкости – выключена;
  • Тесселяция – Normal;
  • Качество – Very High;
  • Motion Blur – Normal;
  • Полноэкранное сглаживание – SSAA;
  • Анизотропная фильтрация (AF) – 16x.

Кадры/с

Мин.|Средн.
2560x1440

Уровень потребляемого электричества

Энергопотребление, Вт
Среднее

Заключение

Не знаю, как вам, а мне новая видеокарта MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning понравилась. Благо она хорошо проявила себя в трех режимах работы: обычном, в разгоне и с применением аппаратных доработок.

Среди прочих достоинств отметим отличные заводские характеристики с высокой частотой работы GPU, малошумный и легкий разгон до 1.5 ГГц, умеренные аппетиты в энергопотреблении и готовность выдержать отрицательные температуры. Но все прелести экстремального разгона доступны только избранным с уникальной версией MSI Afterburner! И об этом стоит помнить.

С другой стороны, для работы со штатным кулером подобран правильный диапазон напряжений. А ставить сверх того, что допускается в штатной версии MSI Afterburner, нет смысла, поскольку графический процессор GM200 крайне требователен к охлаждению при напряжениях выше 1.25 В. В итоге, в отличие от версии MSI GeForce GTX 980 Ti Gaming 6G, перед нами модель, рассчитанная скорее на энтузиастов, нежели на обычных пользователей.

Дмитрий Владимирович


Выражаем благодарность:

  • Компании MSI за предоставленную на тестирование видеокарту MSI GeForce GTX 980 Ti Lightning.
  • А также лично donnerjack.