Экстремальный разгон ATI Radeon HD 3870

23 июля 2008, среда 00:05
для раздела Лаборатория

Введение

Как известно нашим читателям, в своих обзорах мы регулярно затрагиваем тему разгона графических карт, придерживаясь, однако, так называемой идеологии «разумного разгона». Иными словами, разгона такого, который не требует применения каких-то специальных средств – например, замены системы охлаждения на водяную или модификации системы питания видеоадаптера. Другой отличительной чертой «разумного разгона» является возможность его продолжительного использования в повседневной деятельности и, хотя получаемый прирост производительности, как правило, не приносит заменой практической пользы, многие игроки интересуются и пользуются этой концепцией.

Однако помимо «разумного разгона» существует и «экстремальный», отличающийся от первого самым кардинальным образом. Он называется так недаром, поскольку предусматривает воистину экстремальные способы, вплоть до охлаждения разогнанной карты с помощью жидкого азота и увеличения напряжений, питающих GPU и память с целью повышения их разгонного потенциала. Мы знаем, что, практически каждый процессор и чип памяти зачастую способны работать на частоте выше установленной производителем, если повысить их напряжение питания. Такие меры ведут к резкому увеличению уровня тепловыделения и резкому падению срока службы компонентов, поэтому, экстремальный разгон редко применяется игроками, являясь, по сути, видом спорта, поскольку ставит на первое место не стабильную работу, а достижение рекордных показателей любой ценой. Азарт высок, но высоки и ставки – практически каждый энтузиаст экстремального разгона сталкивался с ситуацией, когда погоня за очками 3DMark приводила к выходу модифицированной карты из строя, а некоторые даже могут похвастаться целой коллекцией таких «трупов».

Как правило, экстремальному разгону подвергаются флагманские решения, поскольку именно они дают наибольший шанс на постановку рекорда, которым можно будет по праву гордиться и хвастаться перед другими энтузиастами. Но мы поставили перед собой другую задачу – выжать всё из ATI Radeon HD 3870, не прибегая к экстремальному охлаждению, для того, чтобы выяснить, насколько высок потенциал графического процессора RV670 и может ли он хотя бы теоретически составить конкуренцию решениям Nvidia на базе чипа G92. Это интересно ещё и потому, что на данный момент в линейке ATI Radeon HD 3000 имеется серьёзный разрыв – между сравнительно недорогим одночиповым ATI Radeon HD 3870 и двухчиповым монстром ATI Radeon HD 3870 X2, в то время, как в линейке продуктов Nvidia столь серьёзного разрыва нет.

Настоящие энтузиасты экстремального разгона зачастую ограничиваются фиксацией поставленного рекорда в виде результатов 3DMark. Мы не претендуем на лавры рекордсменов, но постараемся достичь отметки 1 ГГц по частоте графического ядра при воздушном охлаждении, и протестировать в таком режиме ATI Radeon HD 3870, используя наш стандартный набор тестового программного обеспечения. Такой подход позволит нам получить гораздо более полную картину производительности, представляющую существенный интерес для любого игрока, даже не интересующегося разгоном.

Отметим, что результаты наших экспериментов не являются руководством к действию и не призывают к модификации каких-либо изделий. Любой, кто решит повторить их должен оценивать как свои силы, так и возможные последствия.

Экстремальный разгон ATI Radeon HD 3870: технологии и методы

Со времен нашего последнего эксперимента с экстремальным разгоном изменилось многое. В первую очередь, значительно усложнились систем питания графических карт – теперь в них повсеместно применяются интеллектуальные многоканальные ШИМ-контроллеры с программным управлением, использующимся, в том числе, и для реализации технологий энергосбережения, снижающих в простое не только частоту графического ядра, но и его напряжение.

Во-вторых, современные графические процессоры имеют несколько зон, работающих на разных тактовых частотах. Каноническим примером является семейство Nvidia GeForce 8/9, однако это в полной мере относится и к современным чипам ATI Radeon HD. Хотя официально для них указана одна частота, внутри эти ядра делятся на множество зон с разными тактовыми частотами, причём, они могут изменяться динамически в рамках работы технологии энергосбережения PowerPlay.





Эти особенности зачастую приходится принимать во внимание в процессе разгона современных карт. К примеру, оригинальный BIOS ATI Radeon HD 3870 не содержит делителей для частот свыше 862 МГц, в результате чего, любая попытка повысить частоту ядра свыше этой отметки мгновенно приводит к зависанию системы вне зависимости от напряжения питания GPU. К счастью, данное ограничение не носит фундаментального характера и легко обходится путем прошивки модифицированной версии BIOS, которую можно скачать по этой ссылке. Для прошивки можно воспользоваться утилитой ATIFlash – мы использовали версию 3.59. После этого можно приниматься за аппаратную модификацию цепей питания ATI Radeon HD 3870.

Сердцем системы питания графического процессора ATI Radeon HD 3870 является чип uPI uP6201, на который чрезвычайно сложно найти документацию. К сожалению, не удалось сделать этого и нам. Тем не менее, метод вольтмода чрезвычайно прост и заключается в подключении подстроечного резистора между 13 контактом uP6201 и землёй. Мы использовали многооборотный резистор сопротивлением 100 КОм. Точки подключения резистора отмечены на нижеприведённом снимке синим цветом:

Для контроля напряжения проще всего использовать одну из точек Vgpu control, отмеченных красным цветом. По умолчанию, напряжение в режиме 3D должно находиться в пределах 1.33В.

Вольтмод стабилизатора питания памяти осуществляется ещё проще – аналогичный подстроечный резистор сопротивлением 100 КОм подключается между 3 и 7 выводом чипа uPI uP6101BSA. Эти точки отмечены на снимке зелёным цветом:

Для контроля напряжения наиболее удобной нам представляется точка, отмеченная, как Vgddr control. Напряжение питания памяти по умолчанию составляет 1.89В.

Экстремальный разгон ATI Radeon HD 3870: результаты

После прошивки BIOS, избавляющей карту от «проблемы 862 МГц» вышеописанная аппаратная модификация позволила нам управлять в широких пределах напряжениями питания GPU и памяти. При этом скорость вращения вентилятора системы охлаждения была выставлена на максимум с помощью утилиты RivaTuner, что позволило удерживать температуру графического ядра в допустимых пределах. Попытки разгона GPU привели к следующим результатам:

  • 900 МГц (891 МГц по данным RivaTuner) при 1.44В
  • 950 МГц (945 МГц по данным RivaTuner) при 1.51В
  • 975 МГц (972 МГц по данным RivaTuner) при 1.55В
  • 1000 МГц (999 МГц по данным RivaTuner) при 1.71В





Как видно, нам попался не очень удачный экземпляр ATI Radeon HD 3870 – частоты 1 ГГц удалось достичь лишь при напряжении питания 1.71В, при том, что известны случаи, когда аналогичный результат достигался при 1.55-1.6В. Попытка покорить вершину 1.1 ГГц при напряжении 1.75-1.77В не дала результатов, и дальнейшие попытки было решено прекратить, поскольку даже 1.7В крайне опасно для 55-нм чипа с номинальным напряжением питания 1.33В. Об этом косвенно свидетельствуют температурные показатели – даже при максимальных оборотах вентилятора температура графического ядра в простое составляла 69-72 градуса Цельсия, а под нагрузкой она легко переваливала за отметку 90 градусов. Мы не рекомендуем повторять наш эксперимент, так как шансы необратимо повредить или уничтожить карту очень велики даже при мощном охлаждении. Впрочем, обычные пользователи таким разгоном не занимаются, а настоящих энтузиастов разгона никакие предостережения остановить неспособны в любом случае.

Нам удалось разогнать память до 1242 (2484) МГц при повышении напряжения питания до 2.05В. Это подняло пропускную способность с 72 до 79.5 ГБ/сек., что нельзя назвать серьёзным приростом; в любом случае, основное влияние на производительность в играх будет оказывать не он.

На частотах 999/2484 МГц карта успешно проходила 2-3 цикла тестирования в 3DMark06 и 3DMark Vantage, однако, от тестирования в играх пришлось отказаться из-за начинавшихся через некоторое время зависаний. Нестабильность удалось побороть только понижением частоты ядра до 972 МГц, а частоты памяти – до 1224 (2448) МГц. В этом режиме карта успешно прошла весь цикл тестов.

Экстремальный разгон: энергопотребление

Подробная информация об энергопотреблении разогнанных графических карт представляет существенный интерес, и мы решили выяснить, сколько может потреблять ATI Radeon HD 3870, графическое ядро которого разогнано до частоты 1 ГГц. Для этого был использован специально оборудованный тестовый стенд со следующей конфигурацией:

  • Процессор AMD Athlon 64 FX-55 (2.6 ГГц)
  • Системная плата EPoX EP9-NPA+ SLI (Nvidia nForce4 SLI)
  • Память PC3200 (2x512 МБ, 200 МГц)
  • Жесткий диск Western Digital Raptor WD360ADFD (36 ГБ, SATA-150, буфер 16МБ)
  • Блок питания Chieftec ATX-410-212 (Номинальная мощность 410 Ватт)
  • Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit
  • Futuremark PCMark05 Build 1.2.0
  • Futuremark 3DMark06 Build 1.1.0

С целью создания нагрузки в режиме 3D использовался первый тест SM3.0/HDR пакета 3DMark06, запускаемый в цикле в разрешении 1600х1200 с форсированными FSAA 4x и AF 16x. Режим peak 2D эмулировался с помощью теста PCMark05 2D Transparent Windows. В результате были получены следующие данные:





При экстремальном разгоне технология PowerPlay отключается, и частота ядра не снижается динамически в зависимости от режима работы, что объясняет высокие показатели в режимах 2D и peak 2D. Но наибольший интерес представляет последняя цифра, полученная в режиме 3D: нашему подопытному кролику удалось на 10 Ватт обогнать ATI Radeon HD 3870 X2, а нагрузка на обе цепи питания 12В существенно превысила предельно допустимые 75 Ватт! Вот она, цена экстремального разгона с повышением напряжения питания GPU.

При этом мы сомневаемся, что уровень производительности разогнанного до предела ATI Radeon HD 3870 будет сопоставимым с уровнем ATI Radeon HD 3870 X2. Это ещё один аргумент в пользу тезиса о том, что линейное наращивание тактовых частот является тупиковым путём развития, и будущее за многоядерными решениями. Будут ли они гомогенными или гетерогенными – покажет время.

Конфигурация тестовых стендов и методы тестирования

Для тестирования разогнанного ATI Radeon HD 3870 были использованы стенды со следующей конфигурацией:

  • Процессор Intel Core 2 Extreme X6800 (3.0 ГГц, FSB 333 МГц x 9)
  • Системная плата DFI LANParty UT ICFX3200-T2R/G (ATI CrossFire Xpress 3200) для ATI Radeon HD
  • Системная плата Asus P5N32-E SLI (Nvidia nForce 680i SLI) для Nvidia GeForce
  • Память Corsair TWIN2X2048-8500C5 (2x1 ГБ, 1066 МГц, 5-5-5-15, 2T)
  • Жесткий диск Maxtor MaXLine III 7B250S0 (250 ГБ, SATA-150, буфер 16МБ)
  • Блок питания Enermax Galaxy DXX EGX1000EWL (Номинальная мощность 1000 Ватт)
  • Монитор Dell 3007WFP (30”, максимальное разрешение 2560x1600@60 Гц)
  • Microsoft Windows Vista Ultimate 32-bit
  • Nvidia GeForce 175.16 WHQL для GeForce 8/9
  • ATI Catalyst 8.5 для Radeon HD

Согласно принятой нами методике тестирования, драйверы были настроены таким образом, чтобы обеспечивать максимально возможное качество текстурной фильтрации и минимизировать влияние программных оптимизаций, используемых по умолчанию как ATI, так и Nvidia. С целью достичь наивысшего качества изображения были включены опции сглаживания прозрачных текстур: Adaptive Anti-Aliasing/Multi-sampling для ATI Catalyst и Antialiasing – Transparency: Multisampling для Nvidia GeForce. В результате, настройки драйверов выглядели следующим образом: ATI Catalyst:

  • Catalyst A.I.: Standard
  • Mipmap Detail Level: High Quality
  • High Quality AF: On
  • Wait for vertical refresh: Always Off
  • Enable Adaptive Anti-Aliasing: On/Quality
  • Method: Multi-sampling
  • Temporal Anti-Aliasing: Off
  • Остальные настройки: по умолчанию

Nvidia GeForce:

  • Texture filtering – Quality: High quality
  • Texture filtering – Trilinear optimization: Off
  • Texture filtering – Anisotropic sample optimization: Off
  • Vertical sync: Force off
  • Antialiasing - Gamma correction: On
  • Antialiasing - Transparency: Multisampling
  • Остальные настройки: по умолчанию

В качестве тестового программного обеспечения мы использовали следующий набор игр и синтетических тестов:





First-Person 3D Shooters

  • Battlefield 2142
  • BioShock
  • Call of Juarez
  • Call of Duty 4
  • Crysis
  • Enemy Territory: Quake Wars
  • Half-Life 2: Episode Two
  • S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl

Third-Person 3D Shooters

  • Lost Planet: Extreme Condition
  • Tomb Raider: Legend

RPG

  • Hellgate: London
  • The Elder Scrolls IV: Oblivion

Strategies

  • Company of Heroes: Opposing Fronts
  • Command & Conquer 3: Tiberium Wars
  • World in Conflict

Semi-synthetic Benchmarks

  • Futuremark 3DMark06
  • Futuremark 3DMark Vantage

Каждая из входящих в тестовый набор программного обеспечения игр была настроена нами на максимально возможный уровень детализации изображения, причём, использовались исключительно средства самой игры, изначально доступные простому пользователю – никакие конфигурационные файлы ручной модификации не подвергались. Исключением стал шутер Enemy Territory: Quake Wars, у которого был отключен встроенный ограничитель fps, зафиксированный на отметке 30 кадров в секунду. Игры, могущие использовать возможности DirectX 10, тестировались именно в этом режиме. Помимо ATI Radeon HD 3870 (в обычном и разогнанном режимах) в тестировании приняли участие следующие карты:

  • ATI Radeon HD 3870 X2 (2xRV670, 825/825/1800MHz, 640sp, 32tmu, 32rop, 2x256-bit, 2x512MB GDDR3)
  • Nvidia GeForce 9800 GTX (G92, 675/1688/2200MHz, 128sp, 32tmu, 16rop, 256-bit, 512MB GDDR3)
  • Nvidia GeForce 8800 GT 512MB (G92, 600/1500/1800MHz, 112sp, 28tmu, 16rop, 256-bit, 512MB GDDR3)
  • Nvidia GeForce 9600 GT (G94, 650/1625/1800MHz, 64sp, 16tmu, 16rop, 256-bit, 512MB GDDR3)

Тестирование проводилось в разрешениях 1280х1024/960, 1600х1200 и 1920х1200. Если игра не поддерживала экранного формата 16:10, вместо последнего использовалось разрешение 1920х1440. Во всех случаях, где это было возможно без отключения эффектов SM3.0/4.0/HDR, использовался режим, подразумевающий использование MSAA 4x помимо стандартной анизотропной фильтрации 16х. Активация сглаживания и анизотропной фильтрации осуществлялась либо средствами самой игры, либо, при их отсутствии, форсировалась с помощью соответствующих настроек драйверов ATI и Nvidia Для получения данных о производительности использовались либо встроенные в игру средства, с обязательной записью оригинальных демо при наличии такой возможности, либо, при их отсутствии, утилита Fraps 2.9.1 в ручном режиме. По возможности фиксировались данные не только о средней, но и о минимальной производительности.

Результаты тестирования. Трехмерные шутеры с видом от первого лица

  • Battlefield 2142

Игра стандартно не поддерживает экранный формат 16:10, поэтому вместо разрешения 1920х1200 мы вынуждены использовать разрешение 1920х1440, имеющее отношение сторон 4:3.

Экстремальная версия ATI Radeon HD 3870 довольно солидно опережает своего собрата, работающего на номинальных частотах: к примеру, в разрешении 1600х1200 прирост средней производительности составляет 20%, в то время как минимальная выросла на целых 35%.

В разрешении 1920х1200 прирост несколько меньше, но определённая польза от него есть – в некоторых ситуациях игрок мог бы чувствовать себя уверенней. Тем не менее, решения Nvidia всё равно в состоянии обеспечить более высокие показатели.

Страницы материала
Страница 1 из 4
Оценитe материал

Комментарии 106 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают