На дворе 2016 год, самое время для анонса новых графических архитектур и выхода видеокарт на их основе. Вы уже могли ознакомиться со старшим (пока) решением на базе Nvidia Pascal, не за горами тесты младшего, а также моделей AMD Polaris. Именно сейчас два вендора осознали, что за последние пять лет из техпроцесса 28 нм выжаты все соки, а дальнейшее наращивание миллиардов транзисторов в кристалле GPU нецелесообразно и не умещается в тепловой пакет 250 Вт.
В такие моменты все ресурсы уходят на повышение качества и устранение недостатков новых архитектур. И пока инженеры, маркетологи и дизайнеры конкурирующих компаний в поте лица работают над поставленными задачами, лаборатория Overclockers.ru изучает последние новинки уходящей эпохи – GeForce GTX 950 и Radeon R9 380X. Впрочем, как вы уже могли догадаться, на этот раз перед вами не обзор очередной видеокарты, а рассказ об нескольких экспериментах, упоминания о которых можно было встретить в разделе «Персональные страницы». Ну а сами они состоялись благодаря желанию попробовать что-то новое, возникшему при общении с коллегами и камрадами с форумов.
Сразу скажу, что фотографии, приведенные далее, не планировались изначально для публикации на главной странице нашего портала, поэтому не стоит придираться к их качеству. Но, пожалуй, основное и самое интересное здесь это именно результаты, полученные до и после модификаций, а также небольшой пересказ предшествующих событий.
Графические ускорители Radeon R9 390(X) летом 2015 года не стали неожиданностью для публики и не покорили пользователей новым уровнем производительности. Перед нами были те же видеокарты 200 серии, ставшие жертвами современных «оптимизированных» игр, и по этой причине нарастили дополнительные 4 Гб видеопамяти, обзавелись более быстрой памятью, слегка подросли тактовые частоты. Но для тех, кто был владельцем «двухсотых» актуальность покупки новых моделей отпала, да и конечная стоимость R9 290X снизилась, позволяя приобрести себе если не флагманское, то все же производительное решение, удовлетворяющее всем современным требованиям.
Я же был из разряда последних, да и обновление одного из рабочих стендов требовало замены моей HD 7870, показывавшее не самые фантастические результаты. Пролистывание форума, несколько телефонных звонков, встреча, и вот у меня на руках модель PowerColor Radeon R9 290X референсного дизайна с установленной системой охлаждения Gelid Icy Vision Rev.2 и комплектом Enhancement KIT of Rev. 2 ICY Vision for AMD R9 290 / 290X для подсистемы питания в придачу. Можно было на этих словах материал и закончить, но мои планы были куда грандиознее, хотя и скромнее, чем у коллеги RKR
В сети, особенно на форуме Overclock.net, люди делятся своими модификациями и особенно мне понравились идеи по установке родной пластины референса и сторонней СО, и я стал изучать необходимую мне информацию.
Для начала надо было отделить теплораспределительное основание от испарительной камеры, и камрад Dart-s посоветовал мне использовать обычную кухонную плитку. Газовую жалко, была под рукой электрическая. Необходимо было выполнить лишь одно требование, а именно, положить ребрами на плитку (ни в коем случае не испарительной камерой), промежуточным звеном выступила сковорода, и ждать... Каждую минутку я проверял по совету припой отверткой и на шестой минуте конструкция стала мягче, поддаваться, слегка поддернули и все получилось!
Контакт между элементами был средний, припоя не много, зато присутствовали зеленые разводы – окислы меди. Испарительной камере немного досталось в связи с ее задержавшимся нахождением на нагревательном элементе, поэтому один ее торец раздуло, хотя я не уверен, что даже в противном случае ее кто-то будет использовать повторно.
Как вы могли узнать выше в моем распоряжении находился видеокулер Gelid Icy Vision Rev.2, показавший высокие результаты, хотя бы лучше референса. Конкретные цифры приводить я не буду, это станет ключевым моментом следующего материала. Куда важнее интересовала возможность установки, имеющейся у меня системы охлаждения Thermalright Shaman, которое в свое время стояла на видеокарте Radeon HD 6950 и позволившая достичь великолепных результатов разгона. В качестве прямого оппонента стоило бы отметить охладитель Ice Hammer IH-900B, во многом повторяющий конструкцию «Шамана», но его приобретением я занялся лишь совсем недавно, а пару дней назад был мною получен за символическую плату. Последний нужен для очередной задумки, о которой может быть выйдет отдельная статья.
Почти все альтернативные системы охлаждения, имеющие в своем списке совместимости Radeon HD 6950/6970 имеют те же крепежные расстояния (53.3 х 53.3 мм), что и 290Х. Изучение рынка и наличие собственных комплектующих позволило установить, что для установки сторонней СО на теплораспределительную пластину необходимо сделать вырез в основании 70 х 70 мм.
Совсем немного грубой силы, наждачной бумаги для шлифования поверхности для достижения более привлекательного вида, демонстрирует результат, показанный на фотографии ниже.
Мой коллега RKR делал похожие вещи еще раньше, нежели у меня подобные действия проигрывались в голове. Предоставляю вам результаты его трудов.
В свою очередь свою пластину было решено покрасить в черный цвет.
После описанных выше действий, занявших в общей сложности не более 30 минут, видеокулер Thermalright Shaman смог без каких-либо сложностей установиться на графический процессор Hawaii.
Жаль, что в сети подобных отчетов по данной системе охлаждения по монтажу на современную видеокарту можно пересчитать по пальцам одной руки. Все же топовый продукт способен до сих пор показывать отличные результаты.
В конечном итоге, ширина конструкции стала достигать 144 мм и перекрывать 4 слота расширения вместе с вентилятором TY-140.
Из положительных моментов стоит отметить, что часть радиатора повисает над зоной VRM, и вертушка хоть и частично обдувает подсистему питания, что немало важно при высокой нагрузке. В будущем возможно конструкция будет доработана, и вы увидите результаты с двумя вентиляторами.
Силовой части, отвечающей за питание микросхем памяти, повезло чуть меньше, однако, она и греется слабее.
Общий вид сбоку. Восемь шестимиллиметровых тепловых трубок и несколько десятков пластин, рассчитанные на установку 140 мм вертушки.
К чему я стремился – достиг. Оставался вопрос: куда двигаться дальше?
Основная проблема всех альтернативных систем охлаждения – это вентиляторы, а точнее их подключение к видеокарте. В большинстве случаев в комплекте не предусмотрено соответствующего переходника на mini-4pin разъем, а подсоединять их к материнской плате означает отслеживать температуру графического процессора и настраивать кривую скорости вращения можно лишь косвенно, по значению Т центрального процессора.
За помощью обратился к коллегам, Сергею Мневу и RKR, которые с подобным сталкивались. Они мне ясно дали понять, что подключить штатный вентилятор Thermalright напрямую к видеокарте если и получится, то регулировать скорость вращения последнего нет: слишком разные мощности на выходе. Референсные видеокарты оснащаются тангенциальным вентилятором (турбиной), сила тока которого порой составляет до 1.5 Ампера против 0.2 А у модели TY-140.
Несмотря на все предостережения, было решено проверить это и закрепить практикой. В комплекте Gelid как раз имелся переходник 4pin -> mini-4pin. Дополнительно было решено заменить сам коннектор, снятый с вертушек Gelid.
После всей проделанной работы устанавливаем нашу видеокарту в корпус с прозрачным окном из оргстекла.
Как и оказалось, ничего хорошего из этого не вышло. Вентилятор заработал на полную скорость, все утилиты рапортовали, что он работает при скорости вращения 1550 об/мин против максимальных 1200 об/мин, полученные ранее. А главное не заработала регулировка вертушкой, почему пришлось подключать ее к материнской плате и пока от этой идеи воздержаться.
Подчерпнув для себя немало важной информации, на том же ресурсе Overclock.net появилась команда в лице Insan1tyOne, The Stilt и других, которые решили править оригинальный BIOS видеокарты Radeon R9 390X, внося в него существенные изменения. Данное микропрограммное обеспечение уже имеет версию 1.8, а найти его можно по недвусмысленному названию «Modded R9 390X BIOS for R9 290/290X».
Участники данного проекта обещали повышение производительности, стабильности и в большинстве случаев решению проблем с черным экраном, который терроризировал некоторые экземпляры Radeon R9 290(X) с момента их выхода.
В качестве судьи выступил тест 3DMark, режим Fire Strike. Результаты оригинальной версии BIOS.
Теперь приведем результаты модифицированной версии микропрограммного обеспечения видеокарты Radeon R9 390X.
Немного выросло значение Graphics Score и Combined Score, слегка подросли показатели FPS. По этой причине было решено остановиться на новом BIOS, принесшем небольшой рост быстродействия.
Тестирование видеокарты Radeon R9 290X вкупе с системой охлаждения Thermalright Shaman проходило в составе следующей конфигурации:
Программное обеспечение:
Для разгона видеокарт, а также мониторинга температур и оборотов вентилятора использовалась фирменная утилита MSI Afterburner v4.2.0.
Проверка стабильности работы ускорителей в процессе разгона производилась утилитой MSI Kombustor 3.5 (режим GPU Burn-in, 1920 x 1080). Полученные частоты дополнительно проверялись прогонами теста Heaven Benchmark v 4.0 c экстремальным уровнем тесселяции и графических тестов из пакетов 3DMark 2013, 3DMark 11 и 3DMark Vantage.
Для проверки температурного режима видеокарт в условиях, приближенных к повседневным, использовался Heaven BenchMark v4.0 (quality: ultra, tessellation: extreme, AA8x, 1920 х 1080).
Температура воздуха в помещении составляла 26 градусов по Цельсию. Дополнительно снимались показания потребляемой мощности с помощью ваттметра Robiton PM-2 и температуры печатной платы ИК термометром Fluke 59 MAX.
Скорость вращения вентилятора Thermalright TY-140 в режиме бездействия фиксировалась на отметке 400 об/мин, под нагрузкой – 900 об/мин.
После работы по материалам, посвященным Radeon HD 7870, изучению всевозможных параметров, влияющих на производительность и нагрев, было решено повторить все то же самое с тестовой Radeon R9 290X.
Приведем скриншот характеристик популярной утилиты GPU-Z.
Начнем с графика потребляемого электричества всего стенда в зависимости от версии микропрограммного обеспечения.
Энергопотребление системы, ВтРезультаты довольно интересные, особенно в стресс-нагрузке FurMark. И стоит отметить подобные результаты достигнуты перепрошивкой BIOS и только.
Далее решено было заняться downvolting'ом - это понижением напряжения на GPU с целью уменьшения нагрева основных элементов, а также снижением энергопотребления видеокарты и ПК в целом.
Я пользовался утилитой Hawaii Bios Reader.
На видеокартах серии 290(Х)/390(Х) разработчиками 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:
Нас интересуют два столбца – «value» и «vol». Первый отвечает за частоту ядра и памяти в разделах «GPU Freq Table» и «MEM Freq Table» соответственно, второй – за выставление конкретного значения напряжения, его надо указывать уже во всех шести секциях. Они делятся на следующие режимы:
Если мы хотим прописать определенное напряжение, к примеру, для режима 2D, то во всех шести секциях DPM0 указываем нужное значение, к примеру 900, что будет соответствовать 0.9 В или 900 мВ. В остальных случаях стоят ASIC-значения 65282-65288, которые указывают определенную ячейку BIOS, где хранятся конкретные значения напряжений. Их можно посмотреть программой AIDA64: для этого на нижней строке состояния кликаем правой кнопкой мыши:
После чего утилита считает дамп и продемонстрирует конкретные результаты по каждой зоне. Они и есть наша отправная точка.
ШИМ-контроллер построен таким образом, что меняет напряжения с определенным шагом. В качестве значения можно указывать и свои цифры, однако лучше обратиться к таблице напряжений, взяв оттуда искомое.
В итоге после нескольких тестов и проверки стабильности утилитой OCCT 4.4.1 (вкладка GPU: 3D, сложность шейдеров – 7) удалось добиться полной работоспособности. В качестве собственного примера привожу получившиеся результаты.
Многие модели R9 290(X) и 390(X) работают при номинальном напряжении 1.231-1.250 Вольт, что очень много, как говорится, с запасом. Благодаря современным технологиям оно динамически меняется и в среднем по показаниям программ мелькает в диапазоне 1.150-1.212 В. Что же дальше? Как показывает практика, его можно понизить до приемлемых значений, к примеру, один мой экземпляр смог стабильно работать при 1.150 В, другой – 1.1 В, и все при эталонной частоте 1000/1250 МГц по ядру и памяти соответственно. В последнем случае речь идет как раз о тестируемом сэмпле.
График потребляемого электричества всего стенда в зависимости от версии микропрограммного обеспечения и напряжения.
Энергопотребление системы, ВтВ конечном итоге это привело к уменьшению энергопотребления всей системы на 70-100 Вт, что просто превосходный результат! Более того, системе охлаждения самой видеокарты придется значительно легче в нагрузке, и в корпусе будет прохладнее.
Теперь посмотрим, как это сказалось на температурных показателях Radeon R9 290X с референсной пластиной и кулером Thermalright Shaman.
2D (простой)Полученными результатами я остался доволен. Однако было решено с помощью ИК-термометра замерить температуру печатной платы зоны VRM1. Что примечательно, датчик видеокарты показывает, к примеру, 74°C, в то время как PCB прогревался до 86°C.
В дело включился комплект Gelid VRM For 290X, но вот беда: болтики из комплекта слишком коротки для моей задумки, да и их диаметр 2 мм — такие не купишь в обычном магазине. Пошел по старой памяти к знакомому телемастеру, который не раз меня выручал.
Слева-направо: 3 мм в диаметре от прошлой задумки с Radeon HD 6950, 2 мм от пластины 290Х (коротки), 2 мм, которые нашел с широкой шапкой и покороче.
Используем комплектную термопрокладку, часть поверхности, не соприкасающуюся с печатной платой изолируем лентой для предотвращения от короткого замыкания.
Примерка, конечная сборка. Радиатор увеличивает общую высоту всей получившейся конструкции до 94 мм, это примерно четыре с половиной слота расширения.
Вид сбоку. Для дополнительной изоляции и предотвращения от механических повреждений между ножками радиатора и PCB помещена резиновая тонкая прокладка.
Широкая шляпка винтиков как раз была кстати.
А вот фотография, демонстрирующая как производители экономят на кусочке алюминия. Справа находится комплектный радиатор системы охлаждения Gelid Icy Vision Rev.2, слева – усиленный из набора Gelid VRM For 290/290X. После увиденного «гордость» берет за разработчиков такой поделки.
Перепроверяем все повторно, устанавливаем вентилятор, любуемся готовой сборкой
Вот что получилось после проделанной операции. Приведем график зависимости температуры системы питания от версии микропрограммного обеспечения и напряжения.
Ведьмак 3, версия игры 1.11Что ж, дополнительными средствами (которые в ином случае остались бы лежать в коробке, но были использованы по своему прямому назначению, хоть и в несколько нестандартной форме) без особых затрат удалось отыграть еще несколько градусов.
Итак, мною были затронуты три основных вопроса: установка на видеокарту альтернативной системы охлаждения, которая отсутствует в списке совместимости, использование референсной пластины, и уменьшение нагрева и энергопотребления за счет снижения напряжения GPU.
За последние несколько лет было разработано множество интересных моделей СО для видеокарт. Но их поддержкой в дальнейшем практически никто не занимался, а значит, и перечень совместимых графических ускорителей не пополнялся. И здесь можно вспомнить такие решения, как Gelid Icy Vision Rev.2, Ice Hammer IH-900B, Thermalright Shaman и Spitfire, Scythe Setsugen 2 и Zalman VF3000, многие из которых в свое время оставили очень хорошее впечатление.
Их еще можно встретить на полках магазинов, несмотря на более низкие, по сравнению с началом продаж цены. При этом со своей основной задачей они справляются и поныне, главное – определиться, действительно ли вы хотите заменить систему охлаждения своей видеокарты, ведь в таком случае без прямых рук и свободного времени не обойтись. И если да, то стоит сначала измерить расстояние между крепежными отверстиями на печатной плате, а уже потом можно и выбирать.
Впрочем, необязательно вооружаться линейкой, если достаточно изучить прошлые материалы, в которых это значение обычно приводится. К примеру, для Radeon HD 6950/ HD 6970 необходимо крепление 53.3 х 53.3 мм, как и для современных Radeon R9 290/ R9 390, так что старые кулеры с тем же успехом можно устанавливать и на новые графические ускорители.
Отдельная тема – использование референсных элементов систем охлаждения, в том числе теплорассеивателя силовой части или крепежной пластины. С видеокартами GeForce последних поколений все проще: основной радиатор не припаян к теплораспределительной пластине и легко снимается. Более опытные пользователи в таком случае могут прибегнуть даже к установке процессорного водоблока необслуживаемых СЖО. Здесь способны помочь и готовые модели – NZXT Kraken G10 и GPU WaterLine G1.
Существует и более простой и безопасный способ уменьшить нагрев видеокарты, а заодно убавить энергопотребление – снизить рабочее напряжение GPU. В таком случае отсутствует риск повредить ее, ведь вы не повышаете напряжение, что может привести к деградации кристалла, а, наоборот, понижаете. Самое плохое, что может случиться – перезагрузка системы из-за нехватки питания. Именно так я действовал, пока не нашел минимальное стабильное напряжение для графического процессора. Выше вы уже могли убедиться, что благодаря этому удалось отыграть 7-15°C в нагрузке и значительно уменьшить энергопотребление ПК. А комбинация из альтернативной СО и пониженного напряжения может превратить видеокарту в «лед»
Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.
А также коллегам и участникам форума Overclockers.ru: Сергей Мнев, RKR и Dart-s.
