Теория и практика разгона видеокарт на базе чипсетов nVidia Riva TNT2


Какой компьютерщик (а тем более геймер) не любит быстрой езды? Все любят осознавать, что их компьютер работает на все 150% мощности. Как же выжать из электронного друга максимум? Ответ очевиден — это разгон или оверклокинг. Типы разгона бывают разными. Но, как правило, разгоняют системную шину (FSB) компьютера, что увеличивает производительность, прежде всего CPU, системной памяти и, иногда, периферийных устройств. Любой разгон имеет и обратную сторону. С одной стороны, вы увеличиваете производительность системы в целом или отдельных компонентов, с другой стороны, возникают проблемы стабильной работы и охлаждения, с которыми приходится бороться. Если покой вам только снится и каждый день без борьбы считается прожитым зря, значит в душе или в реальности вы оверклокер. Как правило, разгоном занимаются те компьютерщики, которые не прочь поразвлечься после работы в какую-нибудь игрушку, например, завалит раз двадцать в Quake3 Arena лучшего друга. За счет разгона видео акселератора удается увеличить количество тех самых заветных fps, т.е. величину смены кадров в секунду. Зачем? Ну, прежде всего, чем больше значение fps, тем выше играбельность. Выражается это в
том, что движения персонажей в игре выглядят плавно и естественно, а значит, реальность происходящего на экране монитора становится более ощутимой. Вы можете возразить, да в игре вовсе не замечаешь, сколько кадров там этих. Зачем разгонять то? Нет, это не так, чем более сложная сцена отображается на мониторе, тем большая нагрузка ложится на графический акселератор. Поэтому запас мощности пригодится как раз тогда, когда вы вбежите на уровень, где режутся сразу десяток человек. Вот тогда вы поймете, что лишних 10 fps тут будут как раз кстати. Ведь на самом деле за этими самыми fps прячется общая производительность графической карты. Чем сложнее отображаемая сцена, тем медленнее происходит ее рендеринг и тем меньше значение fps. Фактически, при увеличении нагрузки на графический чипсет происходит падение производительности, и как следствие падение значений fps. Чем больше запас этих fps, т.е. чем больше производительность видеокарты, тем больше вероятность, что скорость рендеринга сцены, а значит и величина fps останется на приемлемом уровне и вам не придется наблюдать слайд-шоу на экране монитора, когда вы шмаляете из рокет ланчера в гущу друзей. Итак, речь сегодня пойдет о разгоне видео акселераторов. Сразу отметим, что разгон видеокарт несколько проще, чем, например, разгон CPU. Объясняется это тем, что выбрать графический акселератор с запасом мощности (и прочности) несколько проще, ввиду того, что чипы локальной видео памяти расположены на виду и имеют четкую маркировку, а чипсеты видеокарт от одного и того же производителя, как правило, разгоняются примерно одинаково. Поэтому, выбрать хорошо разгоняемую видеокарту можно без утомительного перебора множества плат - достаточно воспользоваться обобщенной статистикой разгона, которую мы и представим в данном материале.

Хороший разгон видеокарт на базе чипов серии TNT2 от компании nVidia возможен по следующим причинам:

  1. У плат на TNT2 частоты чипа и памяти не фиксированы относительно друг друга (как, например у карт от 3dfx), что позволяет достигнуть максимумa возможной производительности чипа и видеопамяти каждого конкретного экземпляра. Именно благодаря этой особенности платы на TNT2 в разогнанном режиме способны показывать феноменальную производительность — скорость TNT2 платы в силу своих архитектурных особенностей зависит в основном от частоты работы памяти, а при разгоне памяти нам не нужно "оглядываться" на максимально возможную частоту работы процессора.

  2. Многие платы комплектуются чипами памяти, максимально возможные рабочие частоты которых значительно превосходят штатные режимы

  3. Производители плат комплектуют свои изделия чипами памяти от разных поставщиков — если на конкретный момент нет "медленных" чипов для низших моделей в линейке, на них ставится более быстрая память от дорогих моделей. Значительно реже происходит наоборот, в результате чего вполне реально приобрести отлично разгоняемую плату, но за меньшие деньги.

Для начала на примере трех бенчмарков рассмотрим ожидаемый прирост в скорости от разгона:

Тестовая система:

  • Материнская плата ASUS P3B-F
  • Процессоры 450Mhz Pentium II
  • Системная память 256Mb SDRAM DIMM
  • Жесткий диск 6,4Gb Quantum CR
  • Звуковая карта SB Live Value
  • Операционная система Windows 98

Легенда данных в таблицах:

Частота чипсета:          
Частота памяти:          
Величина fps:          

Легенда данных на графиках:

  • Значения оси X — частота работы памяти
  • Значения оси Z — частота работы процессора
  • Ось Y показывает полученные значения fps

Прирост скорости от разгона видеопамяти и видеопроцессора мы рассмотрим на примере трех игр

  • Quake3 1.07 demo1
  • Quake2 3.20 demo1
  • Unreal 225f timedemo 1

Все тесты проводились в разрешении 1024х768 с 16 или 32-битной глубиной представления цвета

Q3test

Q3test1 максимально загружает видеокарту, являясь отличным показателем быстродействия ускорителей в будущих играх.

Q3test 1024x768x32bit
 150175200225250
12521,825,12830,131,4
15022,226,129,732,534,6
17522,526,730,633,936,1

В 32-битном режиме узким местом является видеопамять — при увеличении частоты работы памяти величина fps растет значительно больше, чем при увеличении частоты работы графического процессора. Правда, при 125 MHz на процессоре разница между частотами 225 и 250 MHz на памяти невелика — процессор уже не успевает за памятью и дальнейшее повышение частоты ее работы не приведет к росту производительности. При 150 и 175 MHz на процессоре рост производительности от увеличения частоты работы памяти почти линеен.

Q3test 1024x768x16bit
 150175200225250
12534,735,936,636,937,1
1503941,142,943,744,2
17541,745,347,84949,9

При уменьшении глубины представления цвета до 16 бит на пиксель основная нагрузка ложится на видеопроцессор — величина fps сильно растет при увеличении частоты работы процессора и намного меньше при увеличении частоты памяти. Причем разница от смены частот процессора уже велика даже при минимальном значении частоты работы памяти и сильно увеличивается при увеличении частоты работы памяти.

Таким образом, мы видим, что при глубине цвета 32 бит на пиксель в Quake3 определяющим фактором, влияющим на скорость, является частота памяти, при глубине цвета в 16 бит на пиксель — частота графического процессора.

Quake 2 timedemo1

Quake 2, в отличие от Quake3 равномерно загружает CPU и видеокарту, поэтому значения fps не так сильно растут при разгоне компонентов видеокарты или смене глубины представления цвета с 32 бит на 16 бит на пиксель.

Quake II 1024x768x32bit
 150175200225250
125515557,358,859,5
15054,261,265,56869,4
17556,664,871,174,977


Quake 2 не настолько сильно загружает полосу пропускания видеопамяти, поэтому даже при 32 битной глубине представления цвета заметна разница между 125-150-175 MHz на графическом процессоре даже при минимальном значении частоты работы памяти.

Quake II 1024x768x16bit
 150175200225250
1255860,962,563,364,2
15063,469,272,574,375,6
17566,17479,582,684,4


При 16 битной глубине цвета зависимость от скорости видеопроцессора еще больше. Прирост в скорости от разгона процессора на 25 MHz дает гораздо больше в смысле производительности, чем прирост от разгона памяти на те же 25 MHz

Как мы видим, по результатам тестов Quake2 скорость памяти влияет на производительность значительно меньше, чем в Quake3 — на результате больше сказывается скорость видеопроцессора, даже при 32 битной глубине цвета.

Unreal 225 timedemo1



Unreal 1024x768x32bit
 150175200225250
12530,4134,3236,8137,9938,6
15030,6835,0638,0539,6640,2
17530,8335,2238,540,5242,1

Результаты этого теста не так сильно зависят от производительности видеокарты в целом, как предыдущие, но зависимость величины fps от
влияния разгона памяти и процессора видеокарты та же, что и в Quake3. При 32 битной глубине представления цвета скорость платы определяется скоростью работы памяти, при 16 битной глубине представления цвета — скоростью процессора.

Unreal 1024x768x16bit
 150175200225250
12539,2339,540,0840,2540,3
15040,9242,0742,8342,4143,3
17542,4743,5244,644,7945,2


При 16 битах на пиксель разгон памяти со 150 до 250 MHz, т.е. на целых 100 MHz добавляет к производительности платы менее 10%.

Таким образом, мы видим, что нельзя говорить о некоем абсолютном приросте производительности платы при разгоне — разгон разных компонентов в разных тестах приводит к похожим, но все же различным результатам. Например, в Quake3 разница между картой со значениями 125/150 и 185/250 MHz (на чипсете и памяти соответственно) достигает 50%, в Quake2 она уменьшается до 30%, а в Unreal составляет всего 15-20% при 32 битной глубине представления цвета.

Теперь, выяснив, насколько эффективен разгон как таковой, перейдем к практической стороне вопроса.

Как же выбрать хорошо разгоняемую плату?

Так как само понятие "выбрать" подразумевает наличие довольно большого числа "претендентов" на отбор, то я не стал включать в эту статью экзотические для России платы на базе TNT2, а решил ограничиться продающимися практически в любой фирме моделями от ASUS, Creative и Diamond.

Сначала выясним, какие же платы имеют более разгоняемые процессоры.

Покупая карты на базе чипа TNT2 никогда нельзя сказать наверняка, насколько разгонится видеопроцессор. Поэтому в этом случае приходится полагаться на статистику. Я просмотрел около сотни TNT2 и TNT2 Ultra плат вышеупомянутых производителей и обобщил свои впечатления:

Creative имеет всего две модели:


Сreative 3D Blaster TNT2 Ultra (32Mb, 150/183MHz, TV-Out)

Ультра-модель оснащена откровенно слабым, практически без ребер, радиатором и вентилятором. Радиатор приклеен теплопроводящим клеем. Работающий по умолчанию на 150 MHz графический процессор в подавляющем большинстве случаев работает и на 175 MHz. Шанс купить карту, не работающую на этой частоте очень невелик, мне встретилась только одна плата из самых первых поставок, которая работала при частоте чипсета выше 170 MHz. Чипсеты всех современных карт работают на частоте 170-175 MHz, что значительно хуже первых партий, чипсеты которых работали на частоте вплоть до 190 MHz.


Creative 3D Blaster TNT2 (32Mb)

Если Ultra модель оснащена хоть какой системой активного охлаждения, то на младшей модели стоит просто убогий 8-реберный радиатор. Положение еще усугубляется тем, что видеокарты устанавливаются в компьютерные корпуса чипами (и, соответственно, радиаторами) вниз, что делает такой способ охлаждения совершенно неэффективным. Для хоть сколько-нибудь полезного разгона процессора на этих платах придется поработать руками:

Из двух пластмассовых планок (очень удобны для этого лишние заглушки 3,5" отсеков) вырезается "Г"-образный крепеж, узкая часть которого укрепляется между планками радиатора.

Таким образом, не будет проблем установить не дефицитный 486 вентилятор, а более мощный от процессора Pentium.

     

Также весьма эффективно будет соорудить что-нибудь :-), обдувающее верхнюю (или обратную) сторону платы. Делается это так: из комплекта крепежа сетевого оборудования берется "площадка со стяжкой" (так называется эта вещь в некоторых прайс-листах). Она состоит из самой площадки и липучки, которой эта площадка приклеивается. Липучка отрывается и режется на 4 части. Четыре получившиеся квадратика наклеиваются на "верхнюю" сторону видеокарты,

а на них наклеивается вентилятор (лучше от процессора Pentium).

После того, как нормальная система охлаждения будет введена в действие, видеопроцессор Creative TNT2 можно будет разогнать примерно до частоты 150-160 MHz. (Кстати, система охлаждения "верхней стороны видеокарты" будет также эффективна и для плат других производителей :-))

Diamond имеет в своем ассортименте три модели:


Viper V770 Ultra (32Mb, 150/183 MHz)

Плата комплектуется таким же убогим радиатором, как и CreativeTNT2Ultra. Странные люди, эти разработчики плат — ставят дорогие Ultra варианты чипов и экономят центы на радиаторах. Из-за этого большинство чипсетов плат V770 Ultra работают лишь на частотах 175-185 MHz максимум.


Viper V770 (32Mb, 125/150 MHz)

Эта плата комплектуется отлично разгоняемыми процессорами, и, что очень удобно и практично, большими игольчатыми радиаторами. Площадь этого радиатора такова, что на него можно поставить вентилятор от PII, не используя специальный дополнительный крепеж. После установки такого вентилятора большинство чипсетов карт V770 устойчиво работают на частотах 160-170 MHz.


Viper V770 (16Mb, 125/143 MHz)

Эта дешевая TNT2 модель комплектуется менее разгоняемыми ядрами и памятью, что вполне закономерно. Ситуацию, правда, несколько исправляет хороший радиатор, такой же, как и на 32Mb версии V770. Процессоры этих плат разгоняются до частоты 160 MHz, но не больше.

ASUS имеет самый большой модельный ряд:

  1. V3800 UltraDeluxe (32Mb, 150/183 MHz, стереоочки, TV in/out)
  2. V3800 Ultra (32Mb, 150/183 MHz)
  3. V3800 TVR Deluxe (32Mb, 125/150 MHz, стереоочки, TV in/out)
  4. V3800 TVR (32Mb, 125/150 MHz, TV in/out)
  5. V3800 32 (32Mb, 125/150 MHz)
  6. V3800 16 (16Mb, 125/150 MHz)

Так как все эти платы имеют один общий дизайн PCB, то я не буду приводить кучу фотографий, ограничившись самой дорогой V3800 Ultra:

И самой дешевой V3800 16Mb:

Система охлаждения видеопроцессора у всех карт от ASUS одна и характеризуется как средняя — очень низкий радиатор обдувается небольшим вентилятором. Кстати, в отличие от карт Creative и Diamond радиатор не приклеен к чипу, а прижат с помощью специального крепежа. Также между радиатором и чипом находится тонкая прослойка пасты, намазанной весьма аккуратно, а не засохшей, чем грешили "просто" TNT платы от ASUS. Все платы от ASUS довольно стабильны в своей разгоняемости — 160 MHz для TNT2 чипсетов и 175 MHz для чипсетов TNT2 Ultra. Нельзя однозначно сказать, чем обусловлена более низкая разгоняемость этих плат по сравнению с конкурентами, но можно с уверенностью сказать одно — для разгона это не самый лучший выбор.

Таким образом видно, что из всех карт на базе чипов TNT2 лучшая с точки зрения разгона чипсетов — V770, из карт на базе чипсетов TNT2 Ultra — Сreative 3D Blaster TNT2 Ultra.

Типы чипов локальной видеопамяти на TNT2 картах

Так как карты на базе чипов TNT2 комплектуются различными типами локальной видеопамяти (SDRAM и SGRAM) выясним, различаются ли по скорости разные типы чипов памяти. Заметим, что современные видеокарты можно разгонять за счет оптимизации временных задержек работы локальной памяти. Чтобы положить конец слухам о разнице в скорости между платами разных производителей за счет различных временных задержек я просмотрел несколько плат на базе чипсетов TNT2 с локальной видеопамятью типа SDRAM:

  1. Creative TNT2 Ultra c чипами памяти 5ns от ESMT
  2. Creative TNT2 c чипами памяти 6ns от Hyundai
  3. Diamond Viper 770 Ultra c чипами памяти 5.5ns от Hyundai

С помощью утилиты TNTСlk (90 Kb) выяснилось, что задержки памяти для всех этих плат одинаковы (левая колонка). Максимум (или минимум), чего мне удалось добиться — это показатели в правой колонке (для удобства сравнения я вырезал и добавил правую колонку с минимальными значениями таймингов).

Скорость карты на базе чипсета TNT2 с частотами 150/183 MHz (чипсета и памяти соответственно) при оптимизации этих показателей увеличилась с 62.8 fps до 65.1 в Quake 2 1024x768x32bit.

Также я просмотрел три платы с локальной видеопамятью типа SGRAM:

  1. ASUS V3800 Deluxe c чипами памяти 6ns от SEC
  2. ASUS V3800 Deluxe c чипами памяти 7ns от SEC
  3. Creative TNT2 c чипами памяти 7ns от SEC

Здесь не так все однородно — на платах ASUS в первой графе стоит "1" вместо "0" у Creative. Очевидно, это было сделано для обеспечения хваленой надежности плат от ASUS, хотя я и не заметил влияния этой разницы на производительность в целом. Остальные параметры не различались для разных плат. Ниже приведена вторая картинка с двумя столбцами — левый — параметры по умолчанию, правый — минимально достигнутые мной возможности.

Смотрите: разница в производительности — 62.5 против 63.9 fps при тех же условиях.

Кстати, если сравнить параметры для SGRAM и SDRAM памяти, то можно заметить, что показатели памяти типа SDRAM выгоднее, что и подтверждает тест в Quake2.

Таким образом, нет особого смысла менять временные задержки памяти, так как это серьезно снижает возможности разгона памяти по тактовой частоте

Теперь рассмотрим, насколько разгоняются чипы памяти от разных поставщиков: в отличие от графических чипсетов, чипы локальной видеопамяти не закрыты радиаторами охлаждения и имеют хорошо читаемую маркировку. Отметим, что чипы памяти от разных производителей при одинаковой заявленной максимальной производительности (которая определяется по маркировке) очень редко разгоняются до одинаковых частот. Таким образом, осталось лишь выяснить, память каких производителей разгоняется лучше и при покупке обращать пристальное внимание именно на карты с такой памятью (не забывая, конечно же, о статистике разгона видео чипсетов).

Память на TNT2 Ultra

На частоте 183 MHz гарантированно может работать только 5.5ns память, поэтому производители карт в подавляющем большинстве случаев используют именно такие чипы памяти.

SGRAM:


SEC 5.5ns

"Наносекундность" в сертифицированной на 183 MHz памяти от Samsung обозначается не привычными цифрами, а буквой "C". Эта память используется в современных картах Creative TNT2 Ultra и разгоняется до частоты 220 MHz.


ESMT 5.5ns

Как ни странно, но компания ASUS, предпочитающая в своих платах использовать SGRAM чипы от SEC, в Ультра вариантах своих карт использует память от других производителей. Эта память разгоняется до частоты 230 MHz


EliteMT 5.5

Тоже память с ASUS3800 Ultra и тоже работает на частоте 230MHz. Похоже что компания ASUS решила перестраховаться, так как SEC 5.5 память работает только на 220 MHz :-)

SDRAM:


Hyundai 5.5ns

Лучшая память, которую можно найти на современных платах работает на частотах 230-240 MHz. Такой памятью комплектуются карты V770 Ultra и некоторые карты Creative TNT2 Ultra.


EliteMT 5.5ns

Менее разгоняемая память — ее предельная частота 225 MHz, часто встречается на самых последних (по времени производства и поставки) картах V770Ultra

Картинка утеряна
ESMT 5ns

Самые быстрые модули на сегодняшний день. Первые карты Creative TNT2 Ultra имели память, которая работала с частотами 240-250 MHz. К сожалению, сегодня найти плату с такой память практически невозможно — все последние карты Creative TNT2 Ultra комплектуются более медленной памятью типа SGRAM от SEC.

Память на TNT2 картах

SGRAM:


SEC 7ns

Разгоняется до частоты 200 MHz, что в отличие от SEC 7ns SDRAM довольно неплохо. Изначально такой памятью комплектовались только недорогие 16Mb видеокарты V3800, однако, в последнее время эти чипы встречаются на всех "не Ультра" платах от ASUS.


SEC 6ns

Предел для этой памяти — частота 210 MHz. Такими чипами комплектуются V3800 и современные карты Сreative TNT2.

SDRAM:


SEC 7ns

Этими "медленными" (частота 180 MHz максимум) чипами комплектуются только недорогие карты V770 16Mb.


Hyundai 6ns

Как и в случае с 5.5ns чипам, 6ns память от Huyndai также наиболее разгоняема, на большинстве карт эту память удается разогнать до частоты 225 MHz. Встречается исключительно на картах V770 32Mb


EliteMT 6ns

Немного менее разгоняемая память — надежная работа возможна только на частотах 215-220 MHz. Многие карты V770 32Mb из последних партий укомплектованы именно этой памятью.


EtronTech 6ns

Cамая неразгоняемая память — максимальной частотой для нее является 180 MHz. Хотя мне попалась всего одна партия карт V770 32Mb с такой памятью.

Отсюда видно, что самые разгоняемы чипы памяти производятся компанией Hyundai, а комплектуются этой памятью современные карты Diamond Viper V770 и V770 Ultra.

Заключение

Итак, подведем итоги. Можно уверенно сказать, что самые выгодным приобретением с целью разгона являются карты Diamond Viper V770 с 6ns чипами памяти от Hyundai. Большинстов таких карт имея стандартные частоты 125/150 MHz (чипсета и памяти соответственно) разгоняются до рабочих частот 166/225 MHz, что обеспечивает прирост производительности до 50% в приложениях, требовательных к мощности графического акселератора. Ultra вариант V770 с чипами памяти 5.5ns от Hyundai, разгоняется немного лучше, но стоимость этой карты непропорционально выше.

Карты от ASUS и Creative из современнных поставок нельзя рекомендовать к приобретению с целью последующего разгона, так как на них применяются менее разгоняемые графические чипсеты и более медленная память типа SGRAM.

Так что выбирайте подходящую для разгона видеокарту, но помните о качественном охлаждении. Надеюсь, мои изыскания помогут вам правильно сделать выбор.

P.S.

В обзоре я привел результаты для карты у которой удалось разогнать память до 250 MHz, но не указал, какой утилитой я пользовался. Как ни странно, этой супер-разгонистой программкой оказался наш старый знакомый — РоwerStrip. Да, с установками по-умолчанию эта утилита позволяет выставить только 225 MHz для памяти. Но ведь "если очень хочется, то можно", неправда ли? :)

Итак, открываем находящийся в каталоге Windows, файл pstrip.cfg, ищем строчку "[RivaTNT+]" Под ней мы видим примерно такую картину:

MClk=75,142,110
NVClk=70,125,90

MClk2=100,225,150
NVClk2=100,200,125

Три числа, разделенные запятыми – это минимальная частота, максимальная частота, частота по-умолчанию. Первые два ключа относятся к TNT картам, вторые – к TNT2. Ключи MClk и MClk2 задают частоту работы памяти, NVClk и NVClk2 определяют работу процессоров.

Так как теперь мы знаем, что и где менять, то не будет проблем поставить вместо 225 MHz – 250, к сожалению, на значения больше 250 программа не реагирует – максимальное положение регулятора составит все равно 250 MHz. Кстати, это не особо и нужно, так как плат, стабильно работающих на 250 MHz сейчас все равно крайне мало.

Конечно же, технология "подстройки" PowerStrip применима не только к TNT платам, а ко все видеокартам, с которыми работает утилита.




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.