В погоне за мегагерцами или то, что не бывает лишним

Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей и автор получил приз - кулер Asus Star Ice.

Предисловие, в котором наступает облом

Итак, я решился. Я, наконец, решился сменить свой убогий Geforce 4 MX на что-то более пристойное. Но на что? Времени у меня как обычно не было и как-то вечером я, недолго думая, приобрел Sapphire Radeon 9800SE 256-бит. Я, конечно же, обрадовался (все-таки 256-бит!), но длилась радость недолго – после включения всех восьми конвейеров я увидел шахматку. Четыре пиксельных конвейера оказались битыми! На следующий же день я отправился в магазин, чтобы избавиться от этой карты. Оказалось, что второй такой карты в наличии нет, но ее можно обменять на Radeon 9800SE 128-бит от того же Sapphire, который к тому же был на 30 евро дешевле. Без малейшего азарта я поменял шило на мыло и отправился домой.

Обрывок первый, в котором и возникает дилемма

Эта злосчастная 128-битная карта была оснащена чипом R350 (а ведь у кого-то там R360!) со всеми 8-ю работающими конвейерами, который разогнался до 400МГц. А еще была память, Samsung K4D263238E-GC33 (3.3ns), разогнавшаяся до 680МГц.

Разгон меня устроил, артефактов не было, но меня мучила одна мысль: хватит ли пропускной способности памяти (карта-то 128-битная)? Оказалось, не хватит. В тесте 3DMark03, да и во всех остальных, карта сильно отставала от 9800 Pro, работавшего на частотах 400/680 (чип/память).

Не стоит удивляться столь необычной частоте чипа Radeon 9800 Pro. Такая странная карта-эталон была выбрана, т. к. моя карта работала на таких же частотах при разгоне. Результат такого 9800 Pro был взят из одного немецкого обзора просто для ориентира.

Radeon 9800 Pro тестировался на:

• AMD Athlon 64 3200+
• MSI K8N Neo Platinum
• 1024 DDR400 Kingmax 2.5-3-3-7
• Samsung SP-1213C 8MB S-ATA150
• Windows XP SP1
• Catalyst 4.9

Я тестировал свой Radeon 9800SE 128-бит на:

• AMD Athlon 64 3200+
• MSI K8N Neo Platinum 54-G (отличается лишь наличием Wi-Fi)
• 1024 DDR400 Infenion 2.5-3-3-6
• PATA RAID 0 160GB (2xHDD WD800BB)
• CD-RW Sony CRX175E2
• DVD-RW TEAC DV-W50E
• Windows Server 2003
• Catalyst 4.9

Составляющие обеих систем, ответственные за производительность графической подсистемы, практически идентичны. Разницу в операционных системах следует считать незначительной, т. к. установки DirectX и драйвера на моей системе совпадают с таковыми Windows XP SP1. Кроме того ядра систем почти одинаковы. Ну что ж, приступим!

Обрывок второй, дилемма исчезает

Мой 9800SE показал очень слабый результат. А если учесть, что по сегодняшним временам Radeon 9800 Pro не очень силен, то результат просто позорен! Тут уж никакие восемь конвейеров не могут утешить! Но безвыходных положений не бывает. И я отправился на просторы Интернета собирать информацию. После четырех часов сидения в сети и чтения статей, я вынес оттуда три полезные вещи:

1. У видеопамяти есть тайминги :)
2. Их можно изменить в сторону уменьшения и таким образом повысить производительность.
3. Есть программа, позволяющая менять их без перепрошивки БИОСа.

Таким образом, возможно получить прирост производительности до 2-5%. Значит, в теории я могу получить дополнительные 100-250 3ДМарков, а Radeon 9800 Pro так и останется недосягаем.

Нет! Мы пойдем другим путем! И тут мне вспомнилось, как еще во времена дымящихся Атлонов я легким движением руки превращал Infineon PC2100 в PC2700. Тогда я просто выставлял номинальные (для фабричной PC2700) задержки 2.5-3-3-7 вместо родных для PC2100 2-2-2-6. Тогда я сэкономил на этом 90 евро.

Так зачем понижать тайминги, когда их можно повысить?! При повышении таймингов производительность падает незначительно, но при этом открывается возможность поднять тактовую частоту памяти. Я отправился на сайт компании Samsung искать Datasheet´ы по своей памяти и нашел в одном из них следующее:

Немного теории: изготавливать N-е количество разных чипов очень дорого. И переоснащать фабрики при переходе на производство более быстрой памяти не имеет смысла. Значит, было бы логично производить один вид памяти, способный работать при высоких задержках на высокой частоте. Уже на следующей стадии в БИОС карты будут просто занесены более низкие тайминги, при которых чип может работать на заявленной производителем памяти частоте (в моем случае 3.3нс.). Для более дорогих чипов можно выставить задержки, позволяющие осилить более высокую частоту (например, 800 МГц DDR). Как правило, производители карт стараются придерживаться строжайших рекомендаций вендоров памяти. Несоблюдение указанных в спецификациях таймингов грозит зачастую даже разрывом контракта.

Моя память, K4D263238E-GC33, работала на таймингах, типичных для нее на частоте 300МГц. При этом она разгонялась до 340МГц (680МГц DDR). В этой серии существуют также и чипы с частотой работы 450МГц! Конечно, работают они на более "вольных" таймингах. Так почему же их не выставить?

Обрывок третий, в котором падает занавес

Для выставления задержек я использовал программу ATI Tray Tools, т. к. она позволяет выставить эти самые тайминги без изменения БИОС видеокарты. БИОС я принципиально трогать не собираюсь, ибо возня с гарантийными отделами меня утомляет.

Для начала я выставил задержки соответствующие K4D263238E-GC2A (см. выше). Здесь и далее в статье тайминги только увеличивались, (уменьшение нужного результата не дало), т. е. риска что-то испортить не было. Далее я запустил 3DMark03, результат упал всего на 70 очков. Ну что ж, а теперь то, ради чего все это писалось – Его Величество Разгон. А разгон с 680МГц подрос до 755! При этом все было стабильно и артефактов не замечалось. Прирост производительности в 3DMark03 составил +9% (при частотном приросте +11%).

Это результат! Ну, держись Radeon 9800 Pro, это только начало! Азарт – великая вещь. Заседание продолжается... И дрожащая рука уже выставила родные для K4D263238E-GC25 задержки. Замеряем производительность:

Замечательно, я все ближе! Мне удалось поднять разгон с 680 до 821 МГц! Прирост производительности составил +17.9% (при частотном приросте +20.7% относительно моих старых 680МГц). Стабильность была проверена 12-ю часами 3ДМ05. На этой частоте память грелась уже довольно прилично и на дальнейшем разгоне была поставлена жирная точка. А ведь я был так близок!

Но мне повезло, и через некоторое время я сменил свой гробоподобный Codegen 6001L-1 на более пристойный Chieftec DX-01BD-U. Температура в корпусе упала на целых 8 градусов (спасибо дополнительным вентиляторам) и это дало мне надежду. Я установил на чипы памяти медные радиаторы, 92мм вентилятор для обдува и протестировал разгон еще раз. Эти пляски с бубном дали прирост в 32МГц, т. е. 25% относительно изначального разгона без изменения таймингов (680МГц). Производительность выросла еще на 4% (214 очков в 3DMark03)

Обрывок четвертый, мораль сей басни...

Итак, я не догнал Radeon 9800 Pro. Но меня это не сильно беспокоит. Интересно совсем другое: суммарный разгон памяти составил более 42% относительно ее номинала (600МГц). И из памяти 3.3нс мне удалось получить память 2.36нс. Цель статьи состояла в том, чтобы показать возможность значительного прироста тактовой частоты путем увеличения задержек.

Заранее хочу ответить на несколько вопросов.

1. Более современную карту я не взял, т. к. денег на нее у меня нет, а одалживать чужую карту для столь зверских экспериментов мне не позволяет совесть.
2. Гарантировать такой прирост для другого типа памяти я не могу, т. к. их существует великое множество. Каждый тип обладает своим частотным потенциалом и "восприимчивостью" к задержкам.
3. Другие тесты я здесь не привожу, дабы не загромождать статью графиками. Да и показывать примерно одинаковый прирост в 10 приложениях смысла нет.
4. Catalyst 4.9 я использовал просто потому, что он у меня сейчас стоит. При использовании нового драйвера цифры пропорционально вырастут, но это ничего по большому счету не изменит.
5. Эксперименты с уменьшением таймингов проводились, производительность замерялась. Ничего другого, кроме прироста производительности на 5% и вылета некоторых тестов, замечено не было. Эти результаты не приводятся за неимением смысла их приводить :)

С уважением, winlogon

Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.

реклама