Интеллектуальное охлаждение видеокарты

18 июня 2004, пятница 00:44

Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей и автор получил приз – блок питания Asus A-30G (300Вт, 120 мм).


Введение.

Совсем немного времени прошло с написания моей первой статьи, в которой была описана видеокарта Gainward FX Ultra/1100XT TV-DVI. Казалось, что все испробовано все протестировано, всем доволен. Однако аппетит приходит во время еды, захотелось чего-то большего. Описанная ниже модернизация применима не только к видеокартам nVidia, а и к любому компоненту компьютера, тепловой режим которого зависит от нагрузки на него.

Какие же цели преследовались при проведении модификации:

  1. Снижение температуры чипа, особенно в разогнанных режимах с повышенным питанием
  2. Снижение уровня шума системы охлаждения в режиме 2D
  3. Увеличение разгонного потенциала GPU и собственно сам разгон.

Замена штатного кулера.

Во-первых, хочу сказать спасибо фирме Gainward, которая изначально установила на испытуемую видеокарту эффективную систему охлаждения, великолепно работающую как в номинальных режимах, так и при разгоне без повышения питания чипа сверх нормы (вольтмоде). На хорошо отполированный радиатор был нанесен равномерный слой термопасты по всей поверхности чипа. А во-вторых, предупредить – проделав манипуляции, описанные в статье, вы практически 100% теряете гарантию на видеокарту. Будьте предельно осторожны!

Итак, в руки ко мне попал кулер Thermaltake VOLCANO 8 SE, который до этого удовлетворительно справлялся с охлаждением Barton 2500+@(11x200) Довольно неплохой радиатор с медным основанием и тонкими ребрами должен обеспечить хорошее охлаждение 5900ХТ даже на частотах свыше 500МГц (напомню, что стандартная частота данного GPU равна 390 либо 400МГц, в зависимости от производителя). Установка радиатора не вызывает особых затруднений – в подошве в заранее намеченных местах просверливается 4 отверстия, нарезается резьба М2. Самым трудным оказалось найти мечик М2, пришлось даже подумать о других вариантах установки (например, изготовить шпильку с двумя резьбами различного диаметра).





Наносим термопасту, садим радиатор на подпружиненные винты. Возможно пружины это лишнее, но я бы не советовал жестко крепить радиатор на GPU, т.к. различное терморасширение нескольких компонентов, изготовленных из различных материалов, может повлечь за собой повреждение чипа при нагреве.

Радиатор Volcano практически идеально подходит для данной видеокарты. Хотя, возможно, существуют и более красивые варианты – главный недостаток моего решения в том, что перекрытыми оказались два соседних PCI слота. Производители видеокарт не могут себе позволить такой роскоши, в отличие от нас. Запускаем, проверяем, работает – первая цель достигнута.

Установка терморегулятора.

Не задавали ли вы себе вопрос: почему вентилятор на видеокарте вращается с одинаковой скоростью независимо от нагрузки на GPU? Особенно вопрос актуален для видеокарт имеющих раздельные частоты и питания для режимов 2D и 3D. Ведь в режиме 2D чип холодный и практически не нуждается в активном охлаждении. Решить эту проблему может терморегулятор скорости вращения вентилятора, который, во-первых – снизит производимый системой шум и во вторых – (самое главное) продлит срок службы вентилятора. Датчиком в простейшем терморегуляторе могут служить германиевые диоды, обратный ток которых нелинейно, резко возрастает при температуре выше 40 градусов. Этот негативный факт послужил одной из причин того, что в современной схемотехнике от применения таких диодов отказались в пользу кремниевых. Мы же используем этот "минус" как основу терморегулятора. На миниатюрной плате включаются параллельно 5 диодов Д9, плюс пара сопротивлений и составной транзистор КТ973 (можно заменить на КТ361+КТ814).

В принципе сама плата не является обязательной, можно обойтись навесным монтажом, закрепив транзистор винтом на радиаторе, изолировав его корпус.

Скорость вращения вентилятора и температура включения подбирается резистором R1 (больше сопротивление – температура старта ниже). Принцип работы предельно прост – при нагревании диодов их сопротивление падает, транзистор открывается, вентилятор начинает вращаться. Зависимость обратного тока диодов от температуры нелинейная, это приводит к тому что для сопротивления R1=47кОм при 30 градусах кулер стоит, а уже при 50 вращается на максимальных оборотах.





Кроме простоты, данный терморегулятор обладает еще одним огромным плюсом – себестоимость его менее 1$. Установка терморегулятора предельно проста – одним винтом на все тот же радиатор.

Диоды следует расположить максимально близко к подошве радиатора, как к самой горячей области, и не забыть посадить их на термопасту.

Выглядит конструкция довольно внушительно, гораздо солидней штатного радиатора

Как показала практика – несмотря на то, что в режиме 2D вентилятор останавливается, радиатор остается едва теплым. При переходе в 3D вентилятор быстро стартует, буквально через 10 сек, поддерживая при этом температуру достаточно стабильно. К сожалению, точных цифр привести не могу, из-за отсутствия термоконтроля в плате. Также обращаю внимание, что охлаждение памяти осталось стандартным из-за ее невысокой температуры во всех режимах работы.

Вольтмод и разгон (применимо к референсным 5900ХТ)

Посмотрим, как будет работать новая система охлаждения в жизни. Заодно попробуем осуществить одну из поставленных целей, а именно – разгон с увеличением напряжения GPU. Если стандартным питанием для чипа 5950 является 1.6В, который ничем принципиально не отличается от 5900ХТ питание для которого равно 1.4В, почему для последнего не поднять напряжение на 0.2В? Хотя в действительности все не так просто (вспомним, например, про повышенную нагрузку стабилизатора питания видеокарты), однако по многочисленным отзывам пользователей на 1.6В 5900ХТ способен работать без каких-либо проблем при условии обеспечения нормального охлаждения. Соблазн, использовав один копеечный резистор получить топовую видеокарту nVidia FX серии, слишком велик. Дальше все достаточно скучно – запаиваем вместо штатного резистора 4кОм новый с номиналом 2.2 кОм.





Получаем 1.58В питания GPU в режиме 3D. Если до проведения вольтмода максимально достижимая стабильная частота GPU была равна 464Мгц (~5950 попугаев 3DMark2003), то после проведения вольтмода GPU стабильно работает на 520МГц. Хотя в попугаях выигрыш не так велик как хотелось бы (скриншот снят для частот 522/880МГц, Detonator 61.11)

Другие параметры тестовой системы можно посмотреть здесь. Ну а рекорд на видеокарте был поставлен после прошивки BIOS Leadtek (частоты 520/950) и установке драйверов на максимальную производительность:

MHz5900 (применимо к GF 59х0).

На этом статью можно было бы закончить, однако один негативный факт не давал мне это сделать, а именно – при разгоне видеокарты через драйвера частота работы памяти постоянно сбрасывалась на номинальную из BIOS, при каждой перезагрузке системы. Понятно, что nVidia ввела защитные механизмы в свои драйвера, для того чтобы пользователю было тяжело повредить видеокарту. Понятно, что в большинстве случаев это правильно, но оверклокинг – это всегда баланс на грани стабильности. Поэтому мы и отключим эту защиту путем прошивки в BIOS нужных значений частот. Для этого мной была написана небольшая программка которая умеет:

  1. Отображать значения частот памяти и GPU записанные в файл BIOS
  2. Недеструктивно редактировать эти частоты
  3. Восстанавливать контрольную сумму BIOS

Программа также работает из командной строки – просто свяжите расширение *.rom (файл образа для прошивки BIOS) с ней, и по двойному клику по файлу образа вы увидите какие частоты прошиты в BIOSе. Саму утилиту можно взять на моей ПС - MHz5900.zip.

Хочу выразить благодарность Александру Вовненко за помощь при проведении модернизации и Алексею Малышко за помощь в подготовке статьи.






Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.

Страницы материала
Страница 1 из 0
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают