Сок из канадских яблок. Повесть в двух частях.

Часть первая


Редакция сайта не несет ответственности за любой возможный ущерб, включая косвенный, в результате следованиям рекомендациям в данной статье. Напоминаем, что любые самостоятельные изменения в оборудовании влекут потерю гарантии производителя.

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Введение
  2. Вольтмод графического процессора
  3. Вольтмод памяти
  4. Результаты тестов: Serious Sam: The Second Encounter
  5. Результаты тестов: Code Creatures DEMO
  6. Результаты тестов: Unreal II
  7. Результаты тестов: 3DMark2001SE
  8. Результаты тестов: 3DMark03
  9. Выводы

Ни для кого не секрет, что производители видеокарт зачастую не раскрывают потенциал своей продукции полностью. Делается это по самым различным причинам — либо для того чтобы иметь запас по прочности, либо чтобы выпустить через некоторое время новый продукт с фактически той же начинкой, но улучшенными техническими характеристиками. Конечных пользователей мало волнует политика производителей — им важен сам продукт и его качества, но наверняка найдутся те, кто захочет снять «смирительную рубашку» со своей видеокарты. Эта повесть написана именно для них, но и остальные также смогут найти для себя в этом материале много интересного и ценного.

Сегодня мы будем выжимать сок из текущего флагмана линейки продукции ATI — видеокарты RADEON 9800XT в исполнении Sapphire. «Неужели вам не хватает мощности этой карты?» — подумают многие, и будут правы — любая компьютерная игра на текущий момент будет отлично работать на этой карте. Но летом в розничной продаже появятся видеокарты на базе чипов нового поколения — R420 от ATI и NV40 от nVidia, — а это в свою очередь означает, что цены на сегодняшних лидеров, среди которых и наш герой, значительно упадут. Поэтому покупка такой карты будет весьма выгодной. А если выжать из нее дополнительные мегагерцы, то к началу сезона Вы будете в полной готовности к борьбе с «новичками».

Теоретико-аналитические материалы и обзоры видеокарт, в которых рассматриваются функциональные особенности GPU ATI RADEON 9500/9600/9700/9800 (R300-R350)

Мы будем заниматься преодолением некоторых трудностей, возникающих при разгоне видеокарт в целом и RADEON 9800XT, в частности. Такие проблемы проявляются в виде физического предела частоты работы, обусловленного технологическим процессом, недостаточного охлаждения и нехватки электропитания для работы столь мощных компонентов в предельных режимах. Ведь GPU R360, выполненный по 0,15 мкм техпроцессу и работающий на частоте 412 МГц и без того весьма горяч, а при дальнейшем повышении частоты в нелинейной зависимости повышаться и тепловыделение. Для обеспечения стабильности на повышенных частотах требуется повышения рабочего напряжения, что опять-таки влечет за собой повышенное тепловыделение.

Итак. Техпроцесс перебороть нельзя — законов физики никто не отменял. Борьбе с тепловыделением, заключающейся в установке более эффективных воздушных, жидкостных и, тем более, систем охлаждения на основе фазового перехода, можно посвятить не один обширный материал. Наш дальнейший разговор пойдет о таком важном аспекте, как повышении напряжения питания различных цепей — так называемом вольтмоддинге (voltmodding).

Эта тема освящается немалым количеством материалов в Сети. Тем не менее, я хочу сразу оговориться, что эта статья является информацией к сведению, а не руководством к действию, так как неправильный подход к столь серьезным вмешательствам в работу видеокарты может привести к необратимым повреждениям последней. Поэтому прежде чем вы начнете следовать нижеизложенным инструкциям, рекомендую ознакомиться с общими материалами по этой тематике. При изложении подразумевается, что читатель обладает минимальными знаниями по микроэлектронике и, хотя бы раз в жизни, пользовался паяльником. Разумеется, автор статьи не несет никакой ответственности за ваши действия с видеокартой, более того он вообще не несет ответственности за ваши действия.

Для проведения модификаций понадобятся:

  1. Паяльник на 10-30 ватт с тонким жалом.
  2. Тонкие провода (26 AWG и тоньше).
  3. Точные многооборотные подстроечные резисторы.
  4. Цифровой мультиметр.

Остальные принадлежности выбирайте по своему усмотрению.

Вольтмод графического процессора

За напряжение на ядре отвечает двухфазный PWM (Pulse-Width Modulation) контроллер Fairchild FAN5240MTC.

Такие обычно используются для регулировки питания мобильных процессоров AMD, что предусмотрительно со стороны ATI, так как во всех современных видеокартах этой фирмы используются довольно серьезные управляющие микросхемы питания графического процессора. Данный контроллер примечателен тем, что имеет 5-битный цифро-аналоговый преобразователь, задающий величину выходного напряжения, которое может меняться по официальной документации от 0.925VDC до 2.0VDC. Выводы с 7 по 11 (напомню, что выводы нумеруются против часовой стрелки, начиная с того угла микросхемы, где находится метка) являются входными параметрами для этого ЦАПа. В нашем случае выводы 7, 10 и 11 заземлены, а на выводы 8 и 9 подается контрольное напряжение, которое интерпретируется цифро-аналоговым преобразователем как логическая единица. Такая комбинация по документации соответствует выводимому напряжению 1.40VDC.

Тем не менее, несмотря на рекомендуемую производителем контроллера разводку, кроме резистора (r1592) между 18 выводом и результирующим выводом напряжения, имеется резистор (r1597) между 17 (VCoreD) и 18 (VCore+) выводами (Рис. 3).

В результате итоговое напряжение вычисляется по формуле:

VGPU=1.40*(1+r1592/r1597).

Номиналы сопротивлений r1592 и r1597 равны 432 и 1620 Ом соответственно. Подставив эти значения в указанную формулу, получается, что подводимое к графическому процессору напряжение равно 1,77VDC, что подтверждается непосредственным измерением. Очевидно, что для поднятия напряжения на ядре, необходимо уменьшить номинал сопротивления r1597.

Самый простой способ — припаять подстроечный резистор на 20КОм параллельно r1597. Надо отметить, что из-за малых размеров этого резистора возрастает вероятность того, что он просто отпаяется. Поэтому лучше всего один из контактов резистора припаять к r1597 в точке, отмеченной синим, а второй контакт — к r1592 в точке, отмеченной зеленым. Естественно, припаиваемые контакты подстроечного резистора должны обеспечивать максимальное сопротивление между собой. В итоге должно получится напряжение около 1.80VDC. Наиболее удобная контрольная точка измерения напряжения на ядре указана на рисунке.

Можно использовать любую из отмеченных точек. Для увеличения напряжения следует уменьшать номинал переменного резистора до тех пор, пока выводимое напряжение не станет равным 1.95-1.97VDC. При использовании воздушного или даже водяного охлаждения этого достаточно. Дальнейшее увеличение напряжения приведет к появлению артефактов. Более того, при напряжении 2.0-2.1VDC под нагрузкой (любое 3D-приложение) включается защита контроллера FAN5240MTC от повышенного напряжения и, попросту говоря, компьютер выключается. Эту защиту можно обойти, но об этом в следующей части статьи. Напряжение больше 2.0VDC может понадобиться только при использовании охлаждения, способного держать температуру ядра, по крайней мере, ниже 0 С.

Вольтмод памяти

Напряжение на памяти регулируется довольно распространенным контроллером IS6522CB от Intersil.

В нем не используются такие сложные механизмы защиты от короткого замыкания и превышения допустимого напряжения. Это и не нужно, потому что чипы памяти потребляют относительно малое количество энергии, в отличие от GPU. Выводы 5 и 7 являются водом цепи обратной связи и нулем, соответственно. Выводимое напряжение вычисляется на основе несущего (0.8VDC) по формуле

VMem=0.8*(1+r114/r117).

Номиналы R114 и R117 равны соответственно 1330 и 562 Ом. Подставив значения в формулу, получается, что на память подается напряжение 2.69VDC (измеренное — 2.68VDC). Надо заметить, что чипы памяти, используемые на данной карте, рассчитаны на работу при напряжении 2.80±0.15VDC. То есть напряжение явно занижено.

Очевидно, что для увеличения напряжения, подаваемого на память необходимо уменьшить номинал R117. Для этого необходимо припаять подстроечный резистор на 10КОм между 5 выводом контроллера и землей, в качестве которой можно использовать, как 7 вывод микросхемы, так и, к примеру, соответствующий контакт разъема питания (на рисунке используемые выводы отмечены синим и зеленым, а точка контроля напряжения — желтым).

Для повышения напряжения на памяти необходимо постепенно уменьшать номинал резистора.

Оптимальное напряжение находится около отметки 2.95±0.05VDC. Дальнейшее повышение напряжения не дает положительного эффекта, более того появляются артефакты. Повышать его имеет смысл, если изменить (не обязательно повысить) напряжения, питающие входные и выходные каскады памяти, но об этом в следующей части статьи.

А сейчас мы представим мини-фоторепортаж, как все происходило, и что получилось:

Результаты

Конфигурация тестового стенда:

  • Компьютер на базе Pentium 4 2800 MHz:
    • процессор Intel Pentium 4 2.8C@3.64 (260*14);
    • системная плата ASUS P4C800-E Deluxe;
    • оперативная память OCZ Premier Series 2x256MB @ 208MHz 2-2-3-5;
    • операционная система Windows XP SP1; DirectX 9.0b;
    • драйверы ATI версии CATALYST 4.4.
    • Блок питания — Thermaltake 420W
Остальные компоненты не влияют на производительность.

VSync отключен, технология S3TC ОТКЛЮЧЕНА в приложениях.

Результаты тестов

В качестве инструментария мы использовали:

  • Serious Sam: The Second Encounter v.1.07 (Croteam/GodGames) — OpenGL, мультитекстурирование, Grand Cathedral demo, настройки тестирования: quality, S3TC OFF
  • Code Creatures Benchmark Pro (CodeCult) — игровой тест, демонстрирующий работу платы в DirectX 8.1, Shaders, HW T&L.
  • Unreal II: The Awakening (Legend Ent./Epic Games) — Direct3D, Vertex Shaders, Hardware T&L, Dot3, cube texturing, качество по умолчанию
  • 3DMark2001SE (MadOnion) — DirectX8.1
  • 3DMark03 v.3.40(FutureMark) — DirectX9.0

Serious Sam: The Second Encounter







Code Creatures







Unreal II







3DMark2001SE



3DMark03



Выводы

Описанные модификации — это единственная возможность достичь высоких частот работы ядра и памяти. Думаю, энтузиасты не упустят возможности раскрыть потенциал такой удачной видеокарты. Не надо забывать, что мегагерцы не бывают лишними.




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.