Обзор и разгон под «фреонкой» видеокарты MSI R6970 Lightning

Оглавление

Вступление

400x241  29 KB. Big one: 1500x903  244 KB

Список компаний, производящих видеокарты HD 6970 оригинального дизайна, не настолько широк, как кажется на первый взгляд. В основном в нем представлены пираньи IT-индустрии, например:

  • ASUS со своей технологией Direct CuII;
  • GigaByte с альтернативной схемой Ultra Durable;
  • HIS c Fan Turbo; Несмотря на схожую систему охлаждения, дизайн PCB (печатной платы) видоизменен относительно классического AMD и выкрашен в синий цвет.
  • Sapphire, увы, до сих пор не показала нам свой Vapor-X. Но и без него в списке продукции есть оригинальная видеокарта.
  • PowerColor и её разработка PSC+.
  • И, наконец, рассматриваемый образец MSI Lightning.

Зачастую оригинальный дизайн сочетается с иной частотной формулой, что дополнительно привлекает покупателей. Почти каждый из вышеописанных производителей постарался выделить себя из общей массы, кто-то более удачно, кто-то менее.

Немного о «нереференсах»

 
GPU, МГц
Mem, МГц
% GPU
AMD
880
5500
0
MSI
940
5500
7
ASUS
890
5500
1
GIGABYTE
900
5500
2
HIS
900
5600
2
Sapphire
880
5500
0
PowerColor
940
5700
7

Sapphire вовсе отказался от гонки вооружения и оставил частоты графического процессора и памяти на базовом уровне, предложенном разработчиком - AMD.





Лидером списка можно по праву считать PowerColor и её детище PSC+. Используя самый высокий уровень разгона, компания недвусмысленно намекает на хороший запас прочности продукции. Проверить это пока затруднительно ввиду отсутствия видеокарты в руках, остаётся верить на слово.

400x241  26 KB. Big one: 1500x903  223 KB

Обратите внимание, что за редким исключением, почти все отказались разгонять память фабрично. Причины столь трепетного отношения производителей кроются в двух аспектах.

Первый: хотя память и рассчитана на 6 ГГц, высок риск нарваться на одну микросхему среди восьми остальных, которая не сможет работать на завышенной частоте с необходимыми задержками. Проще говоря, в данном виде представлен некий аналог страховки от несчастного случая. И тем более не стоит забывать о гарантии качества. Сортировать память до ее установки на видеокарту и трудно, и дорого. Дополнительно тратить деньги на организацию такого процесса глупо, ведь в любом случае затраты лягут на плечи конечного покупателя, что также отразится на цене и конкурентоспособности продукции.

Второй: контроллер памяти расположен в недрах графического процессора и рассчитан на определённую скорость обмена данных. Выходить за пределы гарантированно стабильной его работы чревато тяжёлыми последствиями, такими как срабатывание службы коррекции ошибок, а далее снижение общей скорости видеокарты. "Дутые" 6 ГГц красиво, я не спорю, но нефункционально в рамках конечного потребительского продукта. Таким образом, если кто и разгоняет память, то делает это максимально осторожно и корректно.

На удивление, только PowerColor PCS+ выставил аж 5,7 ГГц, что в пересчёте на привычный вид выглядит как 1425 МГц х4. Стандартный разгон карт серии HD 6970 обычно располагается в пределах 1450-1550 МГц, естественно речь идёт о видеопамяти. Чуть поодаль от сумасшедшего разгона PSC+ находится карта HIS с её частотой 5,6 ГГц (1400 МГц х4). Остальные производители напрочь отказались менять штатную частоту.

400x335  35 KB. Big one: 1500x1256  300 KB

С графическим ядром дела обстоят немного интереснее. Самым взрывным характером могут похвастать MSI и, опять же, PowerColor с их 940 мегагерцами. Далее по списку идут GigaByte, HIS, ASUS, Sapphire. Что такое разгон GPU в условиях серийного или, что ещё масштабней, массового производства? Вы представляете себе количество видеокарт, выпускаемое пятёркой наиболее успешных производителей в день? 1000, 10000, 50000? Вопрос сложен и покрыт тайной, но сделать грубое вычисление все же можно. Более 5000, из них небольшая часть, относящаяся к фабрично разогнанным, около 500. 500 штук в день!

Каков должен быть штат сотрудников вручную сортирующий и, что не менее важно, проверяющий каждый GPU до установки его на видеокарту? Правильно, небольшой. Потому что никто заранее и тем более вручную не сортирует, карты выпускаются просто на конвейере. Работники компании, воспользовавшись математическими формулами и подготовив все расчёты, принимают решение о выпуске. А уже далее после всех операций карты проверяют. Не работает на заявленных частотах...в брак/перевыпуск, работает - в коробку и на упаковку.

Чем выше частоты, тем сложнее добиться безотходного производства. Как вариант - немного схитрить. Что нужно группе транзисторов, чтобы заставить их работать быстрее? Правильно, увеличить напряжение, ровно на столько, сколько нужно, плюс немного подстраховаться и заложить в верхнюю планку дельту погрешности, учитывающую разброс качества и физических свойств преобразователя питания, а также "удачливость" GPU, попавшего на конвейер. Такая "хитрость" влечёт за собой и переделку системы питания, и установку альтернативной системы охлаждения. Проще всего воспользоваться "хитростью" на карте оригинального, собственного дизайна, что и претворяется в жизнь у наших компаний.





Писать теоретические суждения интересно, но предлагаю вернуться к реальной жизни и начать знакомство с MSI Lightning 6970.

MSI долгое время отдавала предпочтения в картах Lightning графическим процессорам производства NVIDIA, но с недавних пор обратила внимание и на AMD. Первой ласточкой стала видеокарта Lightning 5870. Причины отхода от традиций MSI вполне хорошо поддаются логике. В то время, когда NVIDIA топталась на месте, и новоиспечённая архитектура Fermi никак не хотела появляться на свет, MSI пришлось переоценить ситуацию на рынке.

Жаждущие скорости потребители буквально требовали пусть небольшой, но эксклюзивности. И учитывая эти факты, MSI разработала уникальную для себя плату Lightning 5870. Весь предыдущий опыт компании, накопленный за время разработок "зелёных" Lightning'ов, был пущен в ход для выпуска 5870. А чтобы заявить о себе, как о бескомпромиссном игроке, MSI внедрила такое количество современных технических решений, что рекламный буклет превратился в меню из суши-бара. Далее последовал выпуск GTX 480 Lightning с оригинальным набором компонентов в преобразователе питания. И само собой, после обновления HD 5xxx в HD 6xxx настало время маленькой революции в лице 6970 Lightning.

Упаковка и комплектация

400x286  28 KB. Big one: 1000x715  173 KB

Коробка, громадных размеров, почти полуметровой длины ставит покупателя в тупик. То ли постараться уместить в руках, то ли бежать искать упаковочный магазин. Наверное, в будущем, чтобы придать продукту еще большей статусности, MSI оснастит коробку колесиками. ;)

Сам комплект скуден на подарки, и состоит из стандартных вещей:

  • Диск с драйверами и документация;
  • Два PCI-Express кабеля питания;
  • Переходник DVI-VGA;
  • Длинный CrossFire «мостик»;
  • Переходник в виде кабеля Mini-DisplayPort – DP;
  • Три кабеля для измерения напряжений;
  • Программа MSI AfterBurner, управляющая тремя напряжениями: vGPU, vMEM, vPLL.

Внешний вид и размеры

Для полномасштабного сравнения в обзор вошли аналоги рассматриваемой видеокарты, а точнее HD 5870 Lightning и AMD HD 6970.

200x95  26 KB. Big one: 1500x714  205 KB 200x108  30 KB. Big one: 1500x808  288 KB





200x90  15 KB. Big one: 1500x675  153 KB

5870 Lightning – муляж, не оснащён GPU и памятью, но он будет интересен в качестве начальной точки отсчёта. 6970 Lightning – второе поколение «молний», выпущенное сразу после первого. Таким образом, две модификации представляют собой короткий путь инженерных решений MSI.

450x156  13 KB

Пояснения.

А - длина печатной платы, без учёта системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В - ширина печатной платы, без учёта контактов PCI-E и системы охлаждения.
С - высота, от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если СО ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

А1 - длина печатной платы, с учётом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 - ширина печатной платы, без контактов PCI-E, но учитывая систему охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 - высота, с учётом задней пластины (если есть)/винтов крепления радиатора, до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если СО ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

 
A, мм
B, мм
C, мм
A1, мм
B1, мм
C1, мм
MSI 6970
279
115
37
308
125
41
AMD 6970
266
95
34
273
97
39
MSI 5870
252
115
34
252
115
38

200x33  14 KB. Big one: 1500x246  91 KB
200x35  14 KB. Big one: 1500x261  92 KB
200x36  12 KB. Big one: 1500x271  79 KB

Из-за возросших габаритов радиатора, текущая ширина MSI 6970 выходит за рамки приличия. 12,5 см - вплотную приближают видеокарту к боковой стенке, и развести шланги системы водяного охлаждения станет чрезвычайно сложно.

351x400  37 KB. Big one: 1500x1711  454 KB





Печатная плата

300x156  47 KB. Big one: 1500x782  264 KB 300x165  54 KB. Big one: 1500x826  384 KB

Не берём во внимание дизайн HD 6970, поскольку и без «вскрытия» понятно, что ничего аналогичного с дизайном MSI там нет. А тем временем, между MSI 5870 и 6970 прослеживаются родственные черты. Будь то высота печатной платы или расположение основных зон. К радиатору вернёмся чуть позже.

200x103  30 KB. Big one: 1500x769  373 KB 200x108  33 KB. Big one: 1500x811  485 KB 200x93  29 KB. Big one: 1500x701  313 KB

200x101  30 KB. Big one: 1500x756  353 KB 200x107  33 KB. Big one: 1500x804  411 KB 200x89  27 KB. Big one: 1500x664  316 KB

Внешняя схожесть 5870 и 6970 скрывает за собой существенные отличия, не только в качестве используемых компонентов, но и их количестве. Ежегодное наращивание мышечной массы, под которой подразумевается количество фаз графического процессора и памяти, постепенно превалирует над их полезностью. Сколько их нужно реально? Судя по AMD HD 6970 - не так много. Традиционно, сам разработчик Cayman'а предпочитает использовать микросхемы производства Volterra, которые сочетают в себе высокий уровень КПД и приемлемую стоимость.

Последняя, кстати, хранится под семью замками, и если вы не привилегированный покупатель, то узнать цену компонентов Volterra нереально. MSI понимая, что разместить почти два десятка фаз на основе Volterr’ы невозможно, решила воспользоваться продуктами конкурентов. Для конечного потребителя в меньшей степени интересно, какого производства стоят микросхемы, в итоге перед его глазами все равно будет маячить только их количество.

Энтузиасты же, народ ушлый, их не обманешь рекламными буклетами и снятием с гарантии после разборки видеокарты. Таким людям подавай идеально сконструированную видеокарту, без малейшего намёка на упрощение элементной базы. Сравним количественные характеристики попавших в обзор видеокарт.

Сперва посчитаем фазы питания графического процессора.

300x201  25 KB. Big one: 1500x1004  346 KB

MSI R6970 Lightning.

Четырнадцать штук. Внешне одна фаза выглядит так

300x142  45 KB. Big one: 931x441  87 KB

Данный тип транзисторов обладает несколькими преимуществами перед традиционными LFPAK и DPAK.

300x204  42 KB

Не знаю, какая точно упаковка используется под медной крышкой, но теоретически, сами транзисторы рассеивают тепло на большую площадь. Рост её не такой колоссальный, как говорится в рекламных проспектах, но все же больше, чем у традиционных упаковок. Предположительно, медная анодированная пластина накрывает LFPACK, дополнительно защищая его от механических повреждений, которых так боятся Volterr’ы (упаковка CSP).

Такое количество фаз не является уникальным, так как появляется за счёт специальных удвоителей.

235x238  43 KB

А микросхема настолько нова, что uP не успела разместить документацию на неё. Формально uP6287AD заменил собой предыдущую модель uP6282AD, которая стоит на 5870 Lightning.

300x201  27 KB. Big one: 1500x1004  281 KB

Контроллер PWM - новейшая микросхема uP.

300x300  29 KB

uP6218AM, 8/6/4/2-фазный контроллер PWM. В дополнение к нему на плате установлен контроллер uP6207AI.

250x249  18 KB

Следящий за управлением трех фаз памяти.

500x106  54 KB

Три фазы питания памяти собраны на аналогичных, что и питание графического процессора, схемах. Но в качестве источника электричества используют восьмиштекерный разъем, а не слот PCI-E.

VDDCI – осталась без изменения, и абсолютно точно копирует референсный дизайн.

AMD HD 6970.

Шесть штук. Внешне одна фаза использует высокий уровень интеграции в одном элементе Volterr'а, совмещая в себе три классических транзистора.

250x266  56 KB

CSP упаковка очень чувствительна к качеству пайки и охлаждению. Небольшой перекос печатной платы с высокой долей вероятности выведет микросхему из цепи питания. А перекос системы охлаждения почти 100% расколет кристалл. Между тем, лояльное отношение разработчика к качеству охлаждения приведёт к сгоранию микросхемы и, тем не менее, AMD продолжает своё сотрудничество с компанией, выпускающей такой тип транзисторов. Все потому, что аналогов по качеству работы у них до сих пор нет.

Две фазы питания памяти основаны на элементах Volterr'a.

200x233  15 KB

VDDCI, отдельная микросхема, и опять Volterra.

200x266  22 KB

PWM контроллер VT1556MF.

300x299  29 KB

HD 5870 Lightning.

300x143  20 KB. Big one: 1500x716  275 KB

Двенадцать штук. Традиционные LFPACK.

223x116  38 KB

Контроллер PWM – uP6208AM.

300x302  36 KB

Поддерживает управление до двенадцати фаз, но все они соединены с помощью двухканального драйвера мосфетов uP6282AD, которых насчитывается шесть штук.

251x253  18 KB

 
Фазы GPU, шт.
Фазы Mem, шт.
Фазы VDDCI, шт.
MSI 6970
14
3
1
AMD 6970
6
2
1
MSI 5870
12
2
1

Равно как и другие компании, выпускающие видеокарты собственного дизайна, MSI не стала изобретать велосипед, отдав своё предпочтение хорошо проверенной схеме.

Помимо транзисторной ветки в преобразовании используются катушки индуктивности и конденсаторы. В первой версии Lightning установлены SSC катушки (твердотельные дроссели). Само название или, правильнее сказать, аббревиатура придумано, поскольку данная спецификация не укладывается ни в один стандарт. Схема внутри дросселей одинакова для всех разновидностей, используемых при производстве видеокарт, но существуют нюансы. Используемый внутри материал может серьёзно отличаться и наделять катушку положительными свойствами.

В основном упор при выборе качественного дросселя уделяется типу сердечника. Где стоит учитывать спецификацию компьютерной тематики, на более высоких частотах, применяются сердечники из пермаллоя или феррита. По мере роста технического прогресса MSI перестала устанавливать SSC дроссели, и полностью перешла на современные комплектующие, такие как SFC (дроссель с «супер-ферритовым» стержнем). По собственному опыту могу сказать, что компания уверяет о полном отсутствии паразитных высокочастотных колебаниях, проявляющихся при работе катушек. Но я ни разу не слышал характерный писк даже от SSC, чего там говорить о SFC. В дизайне видеокарт AMD HD 6970 применена уникальная сборка из катушек, что также говорит о тщательном анализе ситуации во время разработки видеокарты инженерами.

Не забуду упомянуть о ещё одном элементе, в цепи питания, - конденсаторе. Поле выбора поставщика для видеокарт настолько широко, что вы себе не представляете. Но, к сожалению, производители сужают его до десятка экземпляров, стараясь использовать наработанные и проверенные схемы. Поэтому не удивляйтесь, что из года в год их ёмкость не растёт, а качественные характеристики не изменяются. Все выглядело бы скучно, если бы не одно но! Уникальная находка для матерых энтузиастов и рекламы, встречаем ультра конденсатор NEC.

171x200  36 KB

Впервые он был использован в 5870 Lightning и только для GPU. MSI стала одной из первых, кто рискнул качественно улучшить жизнь оверклокерам. Ведь такой конденсатор лишён массы недостатков. Точнее можно прочесть про него в нескольких проспектах NEC и по высказываниям именитых энтузиастов на различных форумах. В аннотациях MSI R6970 Lightning ему уделяется целый график и четверостишье, рассказывающее о неоспоримых достоинствах. А раз их в видеокарте четыре штуки, то, наверное, стоит умножить достоинства на четыре. =)

400x260  82 KB. Big one: 929x603  139 KB

Для тех, кто не в курсе, что такое ESR, приведу выдержку из общепринятого пояснения.

«Эквивалентное последовательное сопротивление — R. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор. В большинстве случаев этим параметром можно пренебречь, но иногда (например, в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания) достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства».

Надеюсь, все вы прекрасно усвоили урок физики среднеобразовательной школы, и пояснять значение ёмкости конденсатора не нужно. Но все же тем, кто прогулял уроки, скажу в двух словах - чем больше, тем лучше.

500x133  26 KB

Согласно PDF документации, в списке модификаций NEC числится сразу несколько конденсаторов. И некоторые компании хитрят, когда на волне славы свойств такого конденсатора, устанавливают самую дешёвую его версию. Видимо, лишь для того, чтобы он числился, а не для того, чтобы приносил пользу оверклокерам.

Страницы материала
Страница 1 из 4
Оценитe материал

Комментарии 1110 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают