Экстремальный разгон видеокарт на базе NVIDIA GeForce2 GTS и GeForce2 MX

Автор статьи: Махмутянов Ринат
Адрес вэб-сайта: http://mahrr.narod.ru
E-Mail: mahrr@narod.ru

Почти каждый человек, который знаком с компьютером, знает, что такое разгон. Наверняка у каждого есть приятель, который однажды, счастливый и весь перемазанный по уши термопастой, приходил с пивом и рассказывал о том, как у него стали “летать” игры, и сколько он сэкономил денег, не покупая новый процессор.

Сейчас многие покупают процессоры специально “под разгон”, сразу выбирая материнскую плату с возможностью менять напряжение питания процессора, берут мощные кулеры для хорошего охлаждения и получают быструю систему за небольшие деньги. Естественно, разгоняют не только процессоры. Сразу после них по популярности идет разгон видеокарт. Почти все современные карты допускают работу на завышенных частотах, обеспечивая ощутимую прибавку в скорости. Производители даже комплектуют свои видеокарты утилитами для изменения рабочих частот. Однако по-настоящему хороший разгон видеокарты – занятие более хлопотное, чем разгон процессора.

Ну что ж, попробуем.

В качестве добровольцев выступили две видеокарты на чипах nVidia:SUMA GeForce2 MX Special Edition, отличающаяся от себе подобных выходом на ТВ, два монитора, и установленной 5.5 нс памятью.

Частоты, установленные производителем для SUMA GeForce2 MX, равны 175МГц для ядра и выше, чем обычно, 183МГц, для памяти. Asus GeForce2 GTS V7700, с 64Мб 6нс DDR памяти.

Asus V7700 по умолчанию работает на частотах 200МГц –ядро и 333(166)МГц-память.

Моей целью будет достижение максимальных частот работы ядра и памяти на обоих видеокартах.

Как известно, для устойчивой работы на нестандартных частотах требуется хорошее охлаждение ядра и памяти. Поэтому, радиаторы и кулеры применявшиеся при разгоне я установил на тонкий слой отечественной термопасты КПТ-8.

Для охлаждения чипа GeForce2 MX на карте от SUMA был использован кулер Blue Orb , а на память я установил половинки от радиатора для 486 процессора.

На ядро Asus V7700 я поставил центральную часть от кулера для SlotA процессоров. Она впрессована в основание и легко выходит, если по ней ударить чем-нибудь тяжелым :)

На память были установлены самые подходящие радиаторы, из тех, что нашлись.

Для того, чтобы включить возможность разгона, нужно создать в реестре раздел HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\NVIDIA Corporation\Global\NVTweak,а в нем создать параметр типа DWORD с именем CoolBits и значением 3. После этого в настройках драйвера станет доступна закладка “Hardware”. Теперь для того, чтобы установить нестандартные частоты, необходимо включить “Allow clock frequency adjustments” и перезагрузиться.

При установке частот перезагрузка больше не потребуется. 

Здесь стоит упомянуть одно ограничение: драйвера от nVidia позволяют изменять частоты ядра и памяти лишь в пределах 25% в сторону увеличения или уменьшения от номинальных. К счастью, это ограничение можно обойти.

Для этого требуется сначала установить новые значения частот ядра и памяти, как можно ближе к желаемым.

Теперь нужно найти в реестре разделHKEY_LOCAL_MACHINE\System\ CurrentControlSet\Services\Class\

Display\0000\NVidia\NVTweak\Hardware:

(если было установлено несколько разных версий драйверов, то вместо \0000\, возможно, придется использовать \0001\, \0002\, и т.д.) и скопировать содержимое ключа Krusty в ключ Bart, который находится по соседству.

Вот и вся хитрость. Теперь частоты позволено менять в пределах +/- 25% уже от новых значений.

В результате всех этих действий, максимальными частотами, на которых смогли работать рассмотренные платы, оказались:220МГц ядро и 210МГц память – у SUMA GeForce2 MX.

250МГц ядро и 400(200)МГц память – у Asus V7700.О производительности при таком разгоне – ниже.

А как можно достичь более высоких частот? В случае с процессором всё просто: можно поднять напряжение ядра. Так и поступают. И при достаточном охлаждении процессор наверняка заработает на более высоких частотах. С видеокартой всё сложнее, здесь просто так не получится изменить напряжение питания графического чипа, да и не в скорости чипа кроется слабое место современных видеокарт.

Тем не менее, если как-нибудь можно поднять напряжения питания чипа и памяти видеокарты, почему бы это не сделать? 

Начну с SUMA GeForce2 MX. На плате установлена микросхема-стабилизатор US1150 производства UNISEM.

Этот стабилизатор обеспечивает питание для чипа GeForce2 MX. Полное его название “4A Ultra low dropout positive adjustable regulator”, т.е. это регулируемый стабилизатор с малыми потерями и током нагрузки до 4А.

Типовая схема включения, взятая из документации :

Выходное напряжение Vout задается соотношением резисторов R1,R2 по формулеVout=Vref * (1+R2/R1) + Iadj*R2, где Vref=1.25В, а Iadj=50мкА.Номинальное напряжение питания для чипа GeForce2 MX должно быть 2.05В.

При измерении выходное напряжение на стабилизаторе составило 1.92В, а сопротивления резисторов R1 и R2 (обозначенные R16 и R17 на плате) – 107.4 и 56.9 Ом.

Поднять выходное напряжение можно, например, подпаяв резистор параллельно R1 (на плате он обозначен R16), как я и поступил.

Дополнительный резистор в моем случае имеет сопротивление 120 Oм. Теперь результирующее сопротивление R1 равно 58 Ом, а выходное напряжение, поступающее на чип, равно 2.5В.

Установленная на плате память Samsung 5.5нс, по документации на сайте Samsung, питается напряжением 3.3В. Это напряжение идет напрямую через контакты слота AGP от блока питания или материнской платы. Так что здесь, к сожалению, простор изменения напряжения невелик, максимум того, что можно установить – 3.6В, и то, если на материнской плате, например, как на ASUS CUSL2, которую я использовал, есть возможность регулировки напряжения 3.3 / 3.4 / 3.6В джампером.

Я установил джампер в положение “3.6В”, в результате питание микросхем памяти составило 3.69В.

После переделки максимальные частоты, на которых заработала плата, стали равны 265МГц для чипа и 210МГц для памяти.

О производительности при таком разгоне – ниже.ASUS V7700. На этой плате используется микросхема US3007 также производства UNISEM.

Это многофункциональная микросхема, предназначенная для применения в качестве стабилизатора питания в материнских платах. При типовой схеме включения она обеспечивает 4 стабилизированных напряжения в пределах от 1.3 до 3.5В, значение каждого из которых можно задать отдельно.

Типовая схема не полностью соблюдается, в нашем случае на деле используются только Vout2 и Vout3.

Vout2 используется для получения 2.5В для питания буферов памяти.

Значение Vout2 рассчитывается по формуле:Vout2=Vref * (1+R2/R3), где Vref=2.0В.Vout3 используется для получения 2В для питания ядра.

Значение Vout3 рассчитывается по формуле:Vout3=Vref * (1+R5/R6), где Vref=1.25В.Поднять напряжения можно, например, если дополнительными резисторами зашунтировать R3 и R6 (R811 и R 816 по маркировке на плате). Так и было сделано: параллельно R811 был включен резистор на 180Ом, а параллельно R816 был включен резистор на 560Ом.

В итоге результирующее сопротивление R3 и R6 уменьшилось и выходное напряжение для ядра составило 2.59В вместо 2.05В,а для памяти – 3.12В вместо 2.55В.

Установленная на плате DDR память, по документации на сайте Hyundai, питается от двух источников: 3.3В для всех внутренних цепей и 2.5В только для выходных буферов. Поэтому повышение напряжения 2.5В до 3.12В практически ни к чему не привело, потому что все внутренние цепи питаются от 3.3В, а напряжение поднять удалось только для выходных буферов.

Напряжение 3.3В поступает через контакты разъёма AGP и может регулироваться в небольших пределах материнской платой, если она такое позволяет. ASUS CUSL2, которую я использовал, позволила выставить джампером 3.69В.

В результате частоты, на которых заработала Asus V7700, составили 310МГц для чипа и 410(205)МГц для памяти.

Теперь, наконец, о производительности. 

Тестовая система:Процессор - Intel Pentium III 1000МГц;

Материнская плата - ASUS CUSL2 i815e;

Память – 128Мб PC133 с ECC;

Жесткий диск – Western Digital AC36400-32LC 6.4Гб;

Операционная система – Windows98 SE;

Драйвер – Nvidia Detonator 6.31;

Тестовое приложение - Quake III Arena v1.11.Тестирование проводилось в разрешениях 1280х1024х16 и 1280х1024х32.

Все настройки Quake III Arena, кроме глубины цвета экрана и текстур, соответствовали режиму High Quality. Для режима 1280х1024х32 глубина цвета экрана и текстур установлена в 32 бита, для режима 1280х1024х16 – в 16 бит. 

Компрессия текстур включена. Видеосинхронизация (vsync) выключена в Детонаторе. Настройки Детонатора – по умолчанию, за исключением Vsync и рабочих частот ядра и памяти.

Несмотря на то, что на SUMA GeForce2 MX Spetial Edition по умолчанию частота памяти установлена в 183МГц, тестирование проводилось и на 166МГц, потому что 166МГц – стандартная по умолчанию частота для плат на GeForce2 MX.

Максимальные достигнутые частоты ядра и памяти примерно на 5МГц больше указанных, но при этих частотах карты работают очень неустойчиво, появляются выпадающие полигоны, пикселы, и портятся текстуры.

Тестирование производилось на макете (без корпуса) при комнатной температуре (23°С), без применения дополнительного охлаждения, кроме того, что показано на фотографиях.

Каждый замер производился 3 раза и из результатов замеров выбирался средний.   

Что можно сказать?

То, что производительность в 32 битах, как и ожидалось, почти не растет при разгоне ядра, даже при таком экстремальном. Скорость обмена с памятью жёстко ограничивает производительность в 32 битах и сильно сказывается на скорости в 16 битах. Производительность при разгоне ядра GeForcе2 GTS, например, не особо возрастает даже в 16 битах.

Вообще, экстремальный разгон ядра GeForce2 GTS, учитывая его сложность, оказался, к сожалению, нецелесообразен. Можно только похвастаться достигнутой частотой, но не более того.

GeForce2 MX комплектуется SDR-памятью, работающей на частотах ниже, чем у ядра, что вообще приводит к тому, что ее производительность в 32 битах зависит практически только от скорости памяти.

Однако в 16-битном режиме прирост скорости неожиданно большой, при частоте памяти 210 МГц разница в производительности при неразогнанном и разогнанном ядре, составляет 25%. При частоте памяти 166МГц она составляет 11%. Между тем, например, когда я зафиксировал частоту ядра и разгонял только память, то при частоте чипа 175МГц максимальная разница составила лишь 8%, а при частоте ядра 265МГц она стала равной 22%.

Интересный результат: эффект от разгона памяти GeForce2 MX в 16 битах оказался меньше, чем эффект от экстремального разгона ядра.

Итоговый прирост производительности в 16 битах при максимальном разгоне и ядра и памяти относительно номинальных частот составил 36% - прекрасный результат.

Поэтому, я считаю, для людей, купивших GeForce2 MX с плохо разгоняемой памятью, несложная перепайка платы и экстремальный разгон ядра, с учетом замечания, могут стать неплохим способом поднять производительность видеокарты в 16 битах.Замечание:Данный материал является своего рода экспериментом и ни в каком виде не является призывом к экстремальному разгону или перепайке видеокарт.

Подобная модификация платы сокращает срок ее службы.

При любой модификации платы пользователь автоматически лишается гарантии.

В случае поломки видеокарты или других комплектующих в результате её модификации вся ответственность лежит на пользователе.