Вступление

О том, что HD 4890 на данный момент является самым мощным одночиповым решением в линейке AMD, знают все. Ну а если по каким-то причнам до сих пор пребывают в неведении, с помощью этой статьи могут восполнить пробел в знаниях.Также обеизвестен и тот факт, что различий между HD 4890 и HD 4870 мало, никаких масштабных перестановок (добавлен decap ring, немного переработанная система питания). По уровню производительности экс-одночиповый_флагман отстает совсем немного, в пределах десяти процентов. Вопрос рождается сам собой: "А реально ли «дотянуть» HD 4870 до уровня HD 4890, и чего это будет стоить?" Особенно он актуален при текущем экономическом положении, когда у многих пользователей око видит, да зуб неймет (читай – финансов на HD 4890 не хватает).Может быть, кто-то подобные сравнения уже проводил, и ответ на поставленный вопрос пробивается в google за пять минут… Скажу честно - не искал, не знаю. Потому, что имея под рукой все необходимое железо, гораздо интереснее найти ответ самому, чем в сотый раз тыркаться по ссылкам, выплюнутым поисковой машиной. Такое мое мнение.Итак, краткое содержание статьи: разгоняем Radeon 4870, в экстрим не лезем. Потому, что дорого для простого пользователя.

Вступление - 2

Считается, что перед написанием статьи надобно составить план и по нему раскрывать тему. План, само собой, не с потолка берется, а пишется по примерам старших товарищей и/или на основе многодневных рассуждений. Традиция правильная и хорошая, особенно при составлении отчета о многонедельных исследованиях (которые, судя по статистике, в большом почете у посетителей сего ресурса). Но на сей раз я решил на неё наплевать. Причин тому три: 1. Статья небольшая, запутаться трудно 2. Интересно, что получится в итоге 3. Лень.Так что вместо положенного рассуждения о целесообразности разгона ядра, памяти и влияниии частоты каждого из них на итоговое быстродействие опишу системы охлаждения, которые устанавливались на подопытную карту.

Чем охлаждать

Предполагается, что эффективная СО на замену стоковой у пользователя уже есть. Или он может её купить, сделать самостоятельно… Тут всех не подсчитаешь и к одному знаменателю не приведешь. В принципе, можно использовать и штатный двухслотовый кулер, но тогда надо решить сразу две проблемы: высокий уровень шума, создаваемый турбиной и охлаждение силовых элементов цепи питания. Точнее, с шумом придется смириться (скорость вращения ротора 80-100%) и поломать голову над обеспечением лучшего теплового контакта между пятью силовыми ключами и алюминиевым основанием. Особо смелые и халатные могут не обращать внимания на температуры выше 100 градусов (как рекомендуют некоторые производители), но тогда за жизнь несчастных видеокарточек я не дам ни единого сольдо. Да, есть случаи, когда "заглушенная" карта жила при сотне неделю, вторую и в ус не дула, однако же такой подход, по моему личному мнению, является неправильным, так как сильно сокращает срок службы платы.Ещё один довод в пользу относительно низких температур - при превышении шестидесятиградусного предела максимальная стабильная частота для GPU падала на 20 МГц и 50 МГц (при 75 и 100 градусах соответственно). То есть смысл вольтмода при сильном нагреве сводится к нулю.Чем же лучше охлаждать видеочип? Я протестировал четыре СО: стоковый кулер, Zalman Z-Machine GV1000, замкнутая СВО и проточная СВО. Все замеры проведены при напряжении питания GPU 1,35 в и частоте 750 МГц.

Хуже всех результаты у штатного двухслотового решения. Правда, вентилятор работал на 75% мощности (этакий субъективный компромисс между уровнем шума и температурой), но считать этот факт решающим в поражении "боксовой" СО не следует.Вторую снизу позицию занимает красивый кулер от Zalman. Он не только приятен глазу, но и эффективен при своих скромных габаритах. Единственный недостаток - слишком слабый вентилятор. Точнее, для своих габаритов вертушка сильна и эффективна, но эффективно продуть всю площадь ребер не в силах. Как следствие, температура GPU сильно зависит от скорости вращения крыльчатки, а та, в свою очередь - от прихоти пользователя. Но, во-первых, шум Z-Mashine на максимальных оборотах не идет ни в какое сравнение с ревом стоковой охлаждалки, а, во-вторых, при разгоне приходится чем-то жертвовать. Так что запитываем ветродуй напрямую от 12 вольт и забываем про него.Замкнутая СВО работала исключительно на графический чип, ватерблок - Promodz. Он изначально проектировался для охлаждения системной логики, но после небольшой доработки крепления (установка двух проушин от Tt Tide Water) превратился в универсальный ватер для всех видеокарт.

Оторваться от воздушных систем охлаждения помог двухсекционный радиатор Black Ice, обходящий их и по уровню шума, и по отводимой тепловой мощности.Лучше всех среди четверки показала себя проточная система водяного охлаждения (или просто "проточка"). Сказать спасибо за это нужно воде температурой 17 градусов, омывающей ребра ватерблока под видеокарты Promodz старой версии (поток около 100 л/ч).

Напряжения: стоит ли повышать?

Отвечу коротко: на GPU - да, на памяти - нет. Поэтому рассматривать будем, как и в случае с HD 4890, только вольтмод видеочипа. По умолчанию на него подается 1,05 В при работе в 2D и 1,32 В при переходе в 3D-режим. Совершенно безопасно можно поднимать до 1,35 даже на стоковом двухслотовом кулере, если внести корректировку в профиль регулятора оборотов (поднять планку во всех режимах процентов на 10-15). В интервале 1,36…1,40 штатного кулера уже не хватает. Нет, конечно, он холодит чип до 80-90 градусов в загрузке, но при таких температурах прирост частоты гораздо меньше, чем, скажем, при 40-50 цельсия. Ну а поднимать выше 1,4 в без хорошей СВО не следует. Где-то после 1,45-1,47 в эффект от дальнейшего повышения сходит на нет, и крутить далее ручку подстроечного резистора смысла не имеет.Да, подстроечного резистора, потому как вольтмод хардварный, выполняется с помощью паяльника и прямых рук под руководством трезвой головы (простите за штампованную фразу, не удержался). Да, есть способ поднять Vgpu посредством редактирования прошивки, но мне, в силу личных взглядов и убеждений, ближе "старый" способ.

Измеряем, паяем

Преобразователь напряжения для GPU построен на базе микросхемы VT1165, которая, как и вся продукция Volterra, представляет из себя кота в мешке: найти документацию под этот чип в открытом доступе крайне затруднительно. Известно только то, вывод обратной связи - девятый, и, чтобы повысить выходное напряжение, надо уменьшать сопротивление между ним и "землей". По умолчанию оно составляет единицы Ом, так что подстроечника на 0,1 КОм должно хватить. У меня таких под рукой не нашлось, поэтому в ход пошел полукилоомный многооборотный резистор.

Если у вас твердая рука и острый глаз, можно подпаиваться непосредственно к выводам микросхемы. Но гораздо удобнее и безопаснее подключиться с обратной стороне платы к контактной площадке: и нет опасности замкнуть ножки микросхемы, и система охлаждения не мешает.

Перед пайкой необходимо очистить контактную площадку от изолирующего лака. Я проделал это с помощью острого миллиметрового сверла (ни о какой дрели речи не идет!), в качестве альтернативы можно использовать толстую иглу или лезвие ножа для бумаги. Будьте аккуратны: малейшее резкое движение вместе с лаком унесет в мусорное ведро и саму площадку.

Двигаем ползунки

При умолчальный 1,32 вольтах с грехом пополам удалось добраться до 790 МГц, после чего картинка потонула в артефактах. 1,35 в на ядре, и отметка 810 МГц покорена… График покажет все гораздо лучше:

Как видно, поднятие напряжения выше 1,45 вольт почти не влияет на разгонный потенциал, чего нельзя сказать о тепловыделении графического процессора. Отметка "925 МГц" присутствует потому, что видеочип действительно функционировал на этой частоте, однако стабильной работы в 3D удалось достичь лишь на 892 МГц. Больше, чем GPU, греются силовые ключи в цепи питания - нагрузка на них явно выше расссчетной. Пришлось изготавливать из остатков старого кулера новый цельномедный радиатор.

Ещё один любопытный график – зависимость максимальной стабильной частоты в зависимости от используемой СО (напряжение питания ядра 1,45 в):

Хорошо вижно, что между воздушными кулерами разница мала – Z-Machine выигрывает у стокового не столько в эффектиности отвода тепла, сколько в уровне шума. СВО же, за счет большого потока (в случае замкнутого контура) и малой температуры халадагена (в случае проточки) дают гораздо больший прирост по частоте, чем смена одной воздушной СО на другую.

Неожиданный гость

Ближе к концу эксперимента для проверки повторяемости приехала ещё одна HD 4870, производства MSI. Заметьте - именно производства. Разводка задней части платы абсолютно не похожа на референсный вариант, даже контроллер другой - вместо набившей оскомину Volterra VT1167 напряжением на чипе заведует Richtek RT8841.

Система охлаждения, установленная на MSI HD 4870, очень похожа на Zmachine конструктивным исполнеением.

В чем-то он даже лучше. Так, в Z-Machine из-за конструктивных особенностей бОльшая часть воздушного потока, нагнетаемая вентилятором, уходит вниз. Это хорошо для памяти и прочих тепловыделяющих элементов на плате, но видеочип охлаждается хуже, чем хотелось бы (основная площадь ребер по бокам почти не продувается). Та СО, что охлаждает чип на плате MSI, лишена этого недостатка:

Силовые полупроводники подсистемы питания закрыты собственным алюминиевым радиатором.

В целом получается очень эффективная система, которая в 2D режиме обходит Zmachine на 2 градуса, а в 3D – на один.

С поиском документации на DC-DC конвертер проблем не возникло, а уже через два часа схема вольтмода была полностью отработана. Ещё час ушел на перестановку СО и выяснение предельной стабильной частоты GPU. Вот вам табличка с полученными результатами, для полноты картины.

Я готов поставить сто… Нет, триста золотых на то, что за почти 20 МГц разницы между двумя HD 4870 надо благодарить не удачный чип, а переработанную PCB: колебания напряжения в загрузке и простоя у продукта MSI меньше почти в полтора раза, а уровень нагрева… Термометром не измерял, но субъективно силовые элементы DC-DC преобразователя были теплыми, а не обжигающе-горячими, как в случае с референсом.

Что мы получили?

Получили стабильную систему следующей конфигурации:

1. Материнская плата: Gigabyte GA-EX58-Extreme
2. Процессор:Intel Copre i7 920 @ 3961 МГц 1,41 в
3. Оперативная память: 3x DDR3-1600 Corsair TR3X6G1600C8D
4. Жесткий диск: WD Raptor 74 Гбайт
5. Блок питания: BFG 800 Вт

MSI HD 4870 и HD 4890 боролись за первенство в четырех 3D приложениях: 3D Mark 06, 3D Mark Vantage, Unreal Tournament 3, Crysis Warhead.Вот я уже вижу тухлые помидоры на подлете, сопровождаемые недовольными криками о малом количестве тестовых приложений. Во-первых, время поджимало, а во-вторых, карты друг от друга отличаются лишь частотами да некоторыми деталями архитектуры. Что же, если они показали в четырех приложениях одни результаты, то в других играх ситуация будет диаметрально противоположной? Полноте!Почему именно эти приложения? Ну, о "марках" рассказывать не буду, а Unreal и Crysis были выбраны как две игры, по-разному загружающие ПК: первая более чувствительна к процессору, вторая - к видеокарте.

Желаемого достигли - HD 4870 сравнялась с HD 4890, а кое-где даже обходит её. Правда, называть это победой язык не поворачивается: перевес составляет считанные проценты, но... "Win is win" (С)Прирост от разгона составил 10 - 12 процентов в зависимости от приложения, что можно назвать хорошим результатом.Внимательные читатели наверняка заметили, что по ходу изложения о видеопамяти почти ничего не сказано. Все потому, что разгону она почти не поддавалась: жалкие 10-40 МГц погоды совершенно не делали, и было решено оставить её в покое. Более того, референсная карта в некоторых приложениях артефачила на номинальной частоте, так что приходилось откатываться на 10-14 МГц назад.

Заключение

Что же, труды увенчались успехом - Radeon HD 4870 в разгоне с применением вольтмода догнала по производительности Radeon HD 4890, работающий на штатных частотах. Попутно выяснили, что нереференсные платы с альтернативными СО позволяют избавиться от целого ряда проблем одним махом (изготовление радиатора для силовой части преобразователя питания, поиск относительно тихого и эффективного кулера для видеочипа). А десятипроцентная прибавка fps в играх… Да, это не много, зато почти бесплатно.