Разгон видеопамяти - статья

Разгон видеопамяти

Почему чипы памяти при одинаковых стандартных характеристиках так сильно различаются в работе (сравните, например, поведение Winbond BH-5 и Hynix 43!) -- на это сложно найти ответ, даже на неделю углубившись в изучение datasheetов…

А вот если отвечать на вопрос «как разгоняется память» с точки зрения простого оверклокера, то картина будет попроще. Наверное, материал можно было бы назвать по аналогии «Разогнать все, или память глазами шамана, непосвященного в инженерные тонкости» -- я попробую объяснить максимально простыми словами и кое-где не самыми научными методами, но доказавшими свою практическую эффективность, в чем заключается сложность в вопросе разгона памяти и как можно улучшить потенциал модулей. Иными словами, «кто виноват и что делать»… Рассуждения будут с многочисленными и кое-где пространными примерами, поэтому для экономящих время в конце каждого подпункта имеется его тезисное изложение.

Заранее прошу ценителей чисто инженерного подхода меня простить. Конструктивную критику (с рекомендациями по улучшению) с благодарностью приму на e-mail.

На мой взгляд, есть семь основных параметров, которые отвечают за разгонный потенциал конкретной планки:

· производитель и модель чипов,

· тайминги,

· напряжения,

· качество РСВ,

· содержимое микросхемы SPD,

· используемый контроллер памяти,

· охлаждение.

Ниже мы разберем подробно каждый из них.

Кстати, наше большое счастье в том, что оперативная память и видеопамять работают немного по-разному, и разброс результатов для оперативной памяти хотя бы в пределах модулей с одинаковыми чипами все же не такой большой… Зато видеопамять легче использовать в качестве примеров, так как они выходят ярче:) В любом случае, общий принцип работы у видео- и оперативной памяти одинаков и шесть из семи параметров (кроме контроллера памяти), о которых пойдет речь, влияют на оба типа памяти. Поэтому я посчитал нерациональным обсуждать разгон только оперативной, или только видеопамяти, и сгреб все в одну кучу… Я не затрагивал вообще Rambus RDRAM по причине малораспространенности и небольшого личного опыта работы с ней, а также поведение DDR-II в модулях оперативной памяти в связи с почти полным отсутствием информации по этому вопросу. На видеокартах же DDR-II (GeForce FX 5700Ultra/5800/Ultra, Radeon 9800 Pro 256Mb) и GDDR-II (XGI Volari Duo V8 Ultra) ничем особенным, кроме повышенного нагрева, себя не проявила.

Небольшое примечание. Все данные о частотах работы модулей оперативной памяти, если нет особого указания на обратное, приводятся для самого жесткого варианта -- платформы Intel при двухканальном доступе к памяти.

Производитель и модель используемых чипов

Первым у нас идет самый страшный из семи параметров, ибо итог выходит совсем антинаучным…

Разные чипы имеют разный потенциал, это очевидно. Конечно, в первую очередь это зависит от показателя времени доступа, выражаемого в наносекундах (нс) и являющегося одним из ключевых параметров микросхемы памяти. Но! Зависимость, так сказать, «нановости» и рабочей частоты весьма жесткая, по принципу обратной пропорции. вот подобного единодушия среди чипов памяти нет и в помине.

Взять, к примеру, «икону» оверклокерской памяти под названием Winbond BH-5 и очень популярные у нас Hynix 43. Оба чипа по стандарту являются DDR400, то есть время доступа составляет 5 нс. Кратко сравним их поведение. Winbond отличаются способностью держать минимальные тайминги 2-5-2-2 до частот около 230МГц при напряжении 2.8-2.9В; а с дальнейшим ростом напряжений продолжают адекватно расти, будучи способными дойти до 260-270МГц на все тех же таймингах! Зато разница между максимальной частотой, достижимой на 2-5-2-2, и максимальной частотой на любых более высоких таймингах составляет всего пару мегагерц. Между прочим, только на винбондовских чипах можно настолько не задумываться о напряжениях -- они выдерживают даже экстремальные 4В. Теперь что касается Hynix 43: с таймингами у них «все в порядке», то есть 2-5-2-2 не держат даже на DDR400, зато с ростом таймингов и максимальная частота растет значительно. И в ней и кроется аномалия -- с «плохими» таймингами Hynix 43 начинают успешно заменять DDR500, стабильно работая на частотах 250-270МГц при напряжении 2.8-2.9В, и еще немного выше при дальнейшем росте. Прошу отметить, что это штатные частоты для 4 нс памяти, но никак не 5 нс!

Приведу другой характерный пример с видеопамятью: чипы Infineon 3.6 нс практически невозможно заставить работать свыше 300(600)МГц никакими ухищрениями в виде диких напряжений, в то время как Hynix с таким же временем доступа и на карте с идентичным дизайном PCB показывают результаты в среднем на 25(50)МГц выше!

Некоторые чипы любят низкие тайминги (и снова BH-5), в то время как большинство не способно на них работать, зато хорошо масштабируются по тактовой частоте… К сожалению, энтузиастам приходится оперировать только данными, полученными эмпирическим путем (для примера приведу статью «Статистика разгона видеопамяти» на нашем сайте). Впрочем, тут же я могу сразу же внести и поправку, прилично портящую всю идею сбора подобной статистики, просто дав ссылку на собственный материал о разгоне 16 карт Radeon 9800 Pro. Дело в том, что при абсолютно идентичных микросхемах Samsung с временем доступа 2.86 нс (маркировка 2A, используемые в GF4Ti 2B это 2.94нс-чипы), минимальной частотой оказались 347(695)МГц, максимальной -- 405(810)МГц. Как вам такая «средняя температура по больнице»? Еще хуже вышло с показателями 2.8 нс микросхем от другого корейского производителя, Hynix. Пока что мы встречались с тремя картами на идентичных РСВ (GeForce FX 5900XT), использующими эти чипы. При штатной (по спецификациям) частоте 357(714)МГц, реальными частотами оказались… 415(830), 435(870) и 480(960)МГц, соответственно, то есть в третьем случае аж на СОРОК процентов выше нормы! Точность предсказания поведения конкретной карты по такому разбросу будет похожа на наведение ядерных ракет с точностью прицела «плюс-минус страна»… К счастью, с оперативной памятью все немного проще и зачастую разброс очень скромен, однако принципиально вопрос от этого не снимается аж никак.

В качестве иллюстрации приведу пример с чипами Hynix. Так называемые Hynix 43, чипы стандарта DDR400, как правило имеют бОльший потенциал разгона по частоте, чем пришедшие им на смену Hynix D5, «настоящие» DDR500. Неудивительно, что Corsair в своих модулях XMS4000 использует более надежные старые Hynix 43, несмотря на значительное превышение официальных спецификаций.

Кстати, есть еще такое понятие, как отбор чипов. К примеру, GeiL для модулей DDR500 и DDR533 использует одни и те же 3.5нс чипы собственного производства, но на старшую модель чипы отбираются вручную. В итоге по статистике DDR533 действительно работает на более высоких частотах, нежели DDR500. Поэтому указание вроде «hand-picked» в спецификации должно являться исключительно положительным моментом.

Итого: ответ на вопрос о причинах разного потенциала идентичных по характеристикам чипов от разных производителей покрыт мраком тайны… Точнее на уровне учителя начальной школы («Курица переходит дорогу для того, чтобы перейти на другую сторону») ответ как раз очевиден: «Каждый производитель использует свои алгоритмы работы чипа, так что все приходят к одному стандарту разными путями». Ответ абсолютно верен, но и не менее бесполезен в реальной ситуации -- не существует никакого, по крайней мере доступного простым смертным, метода определить эти самые «внутренние алгоритмы работы», чтобы решить наконец, чьи чипы объективно лучше по своему потенциалу.

Посему мы вынуждены смириться с тем, что руководствоваться в выборе чипов возможно только статистическими данными. Составить представление о поведении тех или иных чипов памяти в разгоне можно, лишь изучив несколько источников.

Тайминги

Таймингами называют временные характеристики чипа памяти, определяющие задержки при проведении определенных действий. Кроме четырех ключевых и привычных для пользователей CAS Latency, RAS Active Time, RAS Precharge Time и RAS to CAS Delay (те самые сакраментальные 3-8-4-4 или 2-5-2-2), в характеристики чипов памяти входят еще очень немалое их количество. Платы на платформе AMD64, вызывающие восторг пользователей возможностью «подкрутить» с десяток таймингов, резко блекнут на фоне все одной цифры: реальное количество только основных таймингов около 30 штук.

Уменьшая тайминги, мы увеличиваем производительность подсистемы памяти, но снижаем потенциал разгона чипов.

И в данном случае самое важное -- найти баланс между максимальной частотой и минимальными таймингами, тот идеальный режим работы, который позволяет достичь наилучших результатов.

Как хрестоматийный антипример связи частоты и таймингов, еще раз приведу культовые Winbond BH-5: работая почти до предела частот на 2-5-2-2, они не реагируют должным образом (увеличением разгона по частоте) при повышении таймингов. Практически все остальные чипы на 2-5-2-2 работать не способны вообще, зато с повышением таймингов и по частоте масштабируются успешнее.

Немного упрощает ситуацию одна тенденция -- даже при солидных колебаниях рабочей частоты в зависимости от экземпляра, у модулей на идентичных чипах обычно всегда одинаковы минимальные тайминги.

Кстати, давно замечено, что из четырех таймингов два ведут себя более «капризно», при низких значениях ограничивая разгон или делая невозможным даже прохождение POST. Причина сильного влияния на разгон параметра CAS Latency очевидна, как-никак ключевой показатель. Но RAS to CAS Delay оказался еще более придирчивым -- именно из-за него практически все модули неспособны запускаться на заветных 2-5-2-2 даже на DDR400, требуя выставления RAS to CAS на «3», а при дальнейшем разгоне -- на «4». RAS Active Time, наоборот, самый непритязательный тайминг и зачастую даже при работе на предельно возможной частоте его можно снизить с «8» или «7» до «6» и даже «5».

Вопрос баланса производительности «тайминги/частота» очень комплексный, достойный подробнейшего изучения в отдельной статье (да и в Сети немало материалов на эту тему), но если кратко, то этот баланс вдобавок еще и платформозависимый. Классические 32-битные Athlon слабо реагируют на смену таймингов. На современные системы на базе Intel одинаково хорошо влияют и высокая частота, и низкие тайминги -- это самый сложный случай. А вот Athlon64/FX получает огромный прирост при снижении таймингов, что скорее всего связано с интеграцией контроллера памяти непосредственно в процессор -- оперативная память становится очень конкретным «бутылочным горлышком».

Итого: определяя максимальный разгон по частоте «в лабораторных условиях», желательно установить максимальные тайминги для обеспечения чистоты эксперимента. В реальной жизни искать баланс производительности «тайминги/частота» придется, скорее всего, самостоятельно, так как никакие тестирования не способны охватить весь спектр возможных платформ, частот и таймингов. Поиск такого баланса -- одна из ключевых задач каждого, кто стремится повысить производительность компьютера путем разгона.

Напряжения

Поднимая питающие напряжения, мы повышаем потенциал работы памяти (в плане предельной частоты, а в некоторых случаях и минимальных таймингов). Именно «напряжения», во множественном числе, так как есть более чем одно напряжение, подаваемое на чипы памяти. Если есть возможность повышать, кроме основного напряжения, также и остальные -- желательно это делать, но соблюдая меры предосторожности. Это должно помочь в разгоне, но неаккуратный подход (в виде экспериментаторства с этими дополнительными напряжениями) с большой долей вероятности приведет к несчастью для подопытного устройства.

Между прочим, из-за ошибки в разводке, ABIT IC7-MAX3 при установке «основного» напряжения Vdimm свыше 2.8В (2.9-3.2В) сбрасывает одно из дополнительных напряжений на уровень, соответствующий уровню при Vdimm = 2.5V. Таким образом эффект от повышенного напряжения падает (что исправляется очередным вольтмодом).

Возвращаясь к напряжениям, хочу отметить, что не все чипы одного стандарта одинаково масштабируются при росте напряжения! Это можно заметить, изучив диаграммы в обзоре DDR500. Но в целом, рост есть и достоточно адекватный.

Повышать напряжение можно тоже не бесконечно. Пределом по спецификациям являются обычно 2.9В, именно поэтому большинство производителей материнских плат делают это значение максимально возможным для выставления через BIOS.

Почти все «оверклокерские» модули (и качественные «обычные») способны без особого для них риска работать на напряжении до 3.1-3.2В в качестве постоянного. Для чипов Winbond (по ним накоплена огромная статистика в плане толерантности к напряжениям) например, этот параметр смело можно повышать до 3.3-3.4В, вот только для получения выше 3.2В в любом случае потребуется модификация блока питания. а краткие периоды в тестовых целях, при должном охлаждении, напряжения поднимают даже до 3.6-4.1В (!). Если вы не готовы рисковать памятью ради высоких результатов, повторять такие эксперименты я крайне не советую. При этом (я ориентируюсь на платформу Intel) можно получить, например, частоты выше DDR600 на памяти типа DDR500, или DDR533 с таймингами 2-5-2-2 на (опять и снова;)) Winbond BH-5.

Между прочим, ни при каких напряжениях нельзя заставить нынешние чипы DDR500 работать на этих самых DDR500 на таймингах 2-5-2-2. Сила DDR500 в высоких частотах, и используя такие модули можно лишь постараться снизить тайминги по возможности, но не в ущерб частоте!

Видеокарты, «как всегда», демонстрируют тенденции в работе памяти в самом гипертрофированном виде. Рост частот памяти для видеокарт на R300/350 наблюдался примерно до Vmem = 3.2-3.4В. При этом редкие платы (внешне ничем не отличающиеся от других!) могли повышать потенциал аж до Vmem = 3.8-4.1В, конечно с большим «риском для здоровья», но все же. А вот на Radeon 9800XT вследствие, вероятно, особенностей реализации схемы питания, выше Vmem = 2.9В никакого прироста нет.

Итого: здесь все сравнительно просто. Кроме нескольких исключений, память реагирует на повышение питающего напряжения примерно адекватным ростом тактовой частоты. Вольтмоды -- одни из лучших друзей оверклокера, стремящегося получить максимум из системы.

Дизайн РСВ

С нынешним уровнем технологии, плохо изготовить сравнительно примитивную печатную плату для планки памяти будет непросто. Так что скорее стоило бы говорить о повышенных результатах при использовании особых ухищрений в дизайне, вроде серии GeiL Golden Dragon с вообще ни на что не похожей РСВ. Однако, такой «творческий подход» радикально ничего не меняет, принося лишь несколько увеличенную стабильность работы. Для оперативной памяти изыски с РСВ являются только приятным бонусом.

Зато резко негативно на разгоне сказывается наличие «усложняющих» элементов -- дополнительных микросхем, имеющихся на памяти с механизмом коррекции ошибок (ECC) и регистровых (registered) модулях. Кроме падения производительности по сравнению с обычными модулями аналогичного стандарта, ECC и Registered снижают потенциал разгона. И ничего страшного в этом бы не было (кому нужен разгон серверной памяти?), если бы не AMD с ее Athlon FX. Платы на Socket 940 поддерживают установку только таких модулей -- это портит жизнь оверклокерам, зато приносит прибыль производителям: в модельных рядах OCZ, Corsair, Mushkin появились совершенно нехарактерные позиции в виде «оверклокерских» регистровых модулей.

Совсем другое дело видеокарты. Здесь от дизайна PCB разгон памяти зависит очень сильно. Неряшливость разработчика может дорого стоить оверклокерам, снижая потенциал разгона.

Взять к примеру ATI Radeon 9800 Pro 256Mb, на которые устанавливают DDR-II чипы. Двухнаносекундные Samsung, прекрасно работающие на частотах 525-550(1050-1100)МГц и выше на картах GeForce FX5800/Ultra и 5700Ultra, на продукте ATI еле-еле дотягивают до 400(800)МГц, что значительно ниже даже их штатной частоты в 500(1000)МГц. Причина такого поведения -- в на тяп-ляп разработанном дизайне платы, созданном для втискивания в него еще восьми 32Мб чипов. Второй пример -- наш эксперимент по трансплантации на плату Radeon 9500 non-Pro (256bit) 2.5нс-чипов Hynix от GeForce FX5600Ultra вместо установленных 3.6нс Infineon. Несмотря на штатную частоту по спецификациям в 400(800)МГц, реально частоты выше 351(702)МГц мы добиться не смогли.

Итого: для разгона оперативной памяти влияние используемой PCB является факультативным фактором. А вот упрощенный (многие бюджетные карты) или некачественный (R9800Pro 256Mb) дизайн печатной платы становится серьезным препятствием на пути к большим мегагерцам.

Содержимое SPD

Пожалуй, это самый простой пункт из семи. Как известно, в EEPROM-микросхеме SPD, устанавливаемой на модули памяти, зашиты все данные про модуль. Так вот, иногда содержимое SPD может не позволить снизить тайминги ниже определенного предела. Подобные предупреждения содержатся, например, на сайте OCZ Technology, производителя «оверклокерской» памяти.

К сожалению, с этим ничего сделать невозможно. Следует просто иметь в виду, что прошитая в SPD информация бывает ограничивающим фактором.

На видеокартах SPD отсутствует и его заменяет BIOS. В нем также указываются различные условия работы памяти. Поэтому иногда можно добиться большего результата в разгоне видеопамяти, перепрошив другой BIOS. Особенно это помогает владельцам карт на чипе R300 (Radeon 9500/9700), когда на едином дизайне PCB существуют карты с множеством вариантов чипов памяти (от Infineon 3.6ns до Samsung 2.8 ns). Смена BIOS на аналогичный от карты с другими чипами в некоторых случаях помогает раскрыть потенциал чипов, повысив предел разгоняемости. Это справедливо и для других видеокарт, R300 лишь самый яркий пример. Увы, отсутствует общий принцип, по которому можно определить, что смена BIOS поможет в разгоне. Можно лишь посоветовать начинать эксперименты, если вам кажется, что память на карте работает слабовато.

Итого: на некоторых модулях прошитая в SPD информация может ограничивать минимальные тайминги, но увы, это неисправимо. При плохом разгоне памяти видеокарты следует попробовать другие версии BIOS.

Контроллер памяти

На разгон модулей оперативной памяти также влияет связка «материнская плата + процессор», а точнее -- используемый контроллер памяти.

В принципе, главным образом влияние оказывает наличие двухканального доступа к памяти. В таком режиме разгонный потенциал модулей резко падает. Именно поэтому самые счастливые сегодня люди в этом плане -- обладатели Athlon 64 (не-FX). Они могут получить без потери производительности (А64 все равно имеет одноканальный контроллер) высочайшую частоту работы памяти. Скажем, почти непреодолимые на двухканальной платформе Intel DDR600 (а делать такие вещи в одноканальном режиме не очень то и хочется, падение производительности очень приличное), для AMDшников особых проблем при прямых руках не составляют.

Если сравнивать разные двухканальные чипсеты, то разница разгона памяти в таком режиме между, скажем, Canterwood и nForce 2 незначительна, если только не ограничивается разгоном самого nForce 2 (выше 250МГц по системной шине этот чипсет заставили работать считанные единицы).

Еще один момент, связанный, кажется, с особенностями контроллеров памяти. На двухканальных чипсетах, особенно под платформу Intel, лучшие результаты достигаются при установке модулей в первый и третий слоты DIMM, а не во второй и четвертый. В любом случае, желательно устанавливать модули всегда в самые ближние к процессору слоты, как того позволяет конструкция материнской платы.

Видеокарт данный фактор не касается в принципе.

Итого: при двухканальном доступе к памяти предел разгона оперативной памяти снижается, что конечно же компенсируется ростом производительности.

Охлаждение

Фактор, который пошел бы одним из первых, описывая я разгон процессоров или графических ядер, во влиянии на потенциал работы современной памяти играет очень второстепенную роль.

Дело в том, что память DDR слабо реагирует на изменение температуры. Если нет серьезного перегрева, то усиленным охлаждением можно достичь лишь весьма небольших улучшений в разгоне. Особенно это заметно на оперативной памяти, которая совершенно одинаково работает с радиаторами и без таковых. Разве что на частотах от DDR550 я бы рекомендовал устроить хоть какой-нибудь обдув модулей, просто ради душевного спокойствия.

Теперь что касается видеокарт. Пассивные радиаторы на чипах уже стали почти стандартом. А карты с памятью стандартов DDR-II и GDDR-II вообще не могут обходиться без радиаторов из-за высокого нагрева чипов.

Если вы практикуете вольтмоддинг, то крепление радиаторов на видеопамять будет вообще почти обязательным требованием. С другой стороны, никаких бОльших мер принимать необходимости нет -- даже «великие гуру» не используют ничего, кроме радиаторов с дополнительным обдувом обычным вентилятором. Водяное охлаждение и даже более экстремальные методы не дают практически никакого прироста для памяти корпусировки BGA. Уточнение сделано специально: многие с ностальгией вспоминают времена GeForce 3, когда хорошее охлаждение TSOP-чипов (желательно с минусовыми температурами) давало отличный результат.

Итого: вопрос охлаждения для оперативной памяти не стоит. Стандартные теплорассеиватели + обдув вентилятором это максимум, который может пригодиться даже при экстремальном разгоне. С видеопамятью на современных картах ситуация аналогична, воздушное охлаждение прекрасно справляется с поставленной задачей.

Справочная информация

Соотношение времени доступа и штатной тактовой частоты чипов памяти выражается очень простой формулой: 1000 / (время доступа в нс) = Тактовая частота SDR, МГц. Для получения привычных DDR нужно полученный результат умножить на 2.

Пример: проверим тактовую частоту у 2.8 нс чипов. 1000 / 2.8 = 357.1МГц. То есть 715DDR.

Аналогичным образом считается обратная операция, определение необходимой памяти для достижения определенной частоты. Формула: 1000 / (тактовая частота SDR, МГц) = Время доступа, нс.

ример: высчитаем необходимую «нановость» для памяти стандарта DDR500. Для этого делим 1000 на соответствующую SDR-частоту (250МГц). 1000 / 250 = 4 (нс).

Производительность видеокарты определяется тактовыми частотами, на которых работают графический процессор (GPU) и видеопамять. В целом, более высокие тактовые частоты означают увеличенную пропускную способность данных, а это даёт лучшую производительность и более плавную частоту кадров. Если не вдаваться в подробности, то высокая частота кадров всегда лучше. Шестьдесят fps можно считать оптимальным уровнем. Однако всё это можно считать весьма субъективным мнением, поскольку чувствительность к движению в играх меняется от одного геймера к другому.

Уровень 60 fps обсуждают часто. Оспаривают его тем, что в кинотеатрах фильмы воспроизводятся с уровнем 24 fps, причём многие HD-видео кодируются с такой же частотой кадров - и все они кажутся на глаз вполне плавными. Но, в зависимости от жанра, некоторые 3D-игры могут требовать большей частоты кадров, чем другие. Например, стратегии реального времени, такие как Tom Clancys EndWar или серия Command and Conquer, обычно прекрасно смотрятся и с уровнем 20 fps. Но шутеры от первого лица, такие как Far Cry 2 или Call of Duty - совершенно другое дело. Если ваш персонаж двигается вбок и одновременно поворачивается, то 25 fps могут показаться недостаточными, при такой частоте кадров появляются рывки и подтормаживания, часто приводящие к фатальным последствиям в подобных динамичных играх.

В зависимости от чувствительности глаз многие геймеры замечают разницу между 25, 35 и 60 fps в самых динамичных сюжетах той или иной игры. Энтузиасты обычно нацеливаются на средний уровень 60 fps, и тому есть причины. Подобная частота кадров является своего рода перестраховкой. Если действия в игре примут очень быстрый характер, а видеокарте придётся справляться с более высокой нагрузкой, то частота кадров может упасть ниже приемлемой отметки. Если же карта способна выдержать более высокую среднюю частоту кадров, то есть все шансы того, что частота кадров в критические моменты не упадёт так низко, как у слабой модели.

Частоту кадров, которую видеокарта может выдать в игре, не следует путать с частотой обновления экрана (refresh rate) у монитора. Если в игре происходит синхронизация с вертикальной развёрткой (v-sync), то частота кадров будет не выше частоты обновления экрана у монитора. У плоскопанельных мониторов частота обновления экран обычно составляет 60 Гц, то есть частота кадров будет ограничиваться 60 fps, однако в "тяжёлых" сценах частота кадров может принудительно снижаться до 30 или даже 15 fps (делители от 60 Гц у монитора). Отключение v-sync позволяет видеокарте выдавать и другие значения частоты кадров, такие как 23 или 37 fps.

Впрочем, поскольку частота кадров рендеринга 3D-сцены больше не синхронизируется с монитором, то может появиться так называемый разрыв строк. Если вы когда-нибудь наблюдали прохождение камеры по сцене в HD-видео 24 fps на дисплее с частотой обновления 60 Гц, то вы знаете, что мы имеем в виду. Опытные пользователи могут разогнать свои видеокарты, чтобы улучшить производительность, особенно в высоких разрешениях, что позволит избежать некоторых артефактов из-за недостаточной мощности видеокарты.

Увеличение графической производительности путём разгона

Чтобы разогнать видеокарту могут потребоваться хорошие утилиты разгона, правильный графический драйвер и достаточно мощный CPU, который бы мог раскрыть потенциал большей графической производительности. В низких разрешениях с пониженными настройками графического качества мощная видеокарта будет практически всегда сдерживаться производительностью центрального процессора. Поэтому если у вас работает старый или медленный CPU, то разгон видеокарты может и не особо помочь. К счастью, всё это можно решить одновременным разгоном CPU, который, кроме всего прочего, даст большую производительность для искусственного интеллекта в игре и физики.

У CPU, как правило, тоже есть приличный потенциал разгона. Например, обычный Core i7-920 с тактовой частотой 2,67 ГГц часто можно разогнать до 3,8 ГГц или даже выше, что соответствует увеличению частоты на все 42 процента. Однако у видеокарт всё уже не так хорошо. Например, у ATI Radeon HD 4870 разгон GPU со штатной частоты 750 МГц до 820 МГц является приличным достижением, но в процентном отношении мы получаем всего 10%.

Чтобы разогнанный CPU работал стабильно, первое, что нужно сделать - увеличить напряжение ядра в BIOS материнской платы. С другой стороны, к модификации BIOS видеокарты нужно подходить с предельной осторожностью. Причина проста: нагрев. Вы можете увеличивать частоту центрального процессора и напряжение в относительно безопасном ритме, если установите мощный кулер на CPU, но с видеокартой это сделать намного сложнее. Эталонные кулеры для видеокарт обычно разработаны так, чтобы сохранять температуру GPU ниже определённого порогового уровня. В зависимости от конкретной модели, порог может устанавливаться от 80 до 105 градусов Цельсия. Конечно, единственным способом бороться с дополнительным теплом, выделяемым из-за разгона, является увеличение скорости работы вентилятора, в результате чего карта начинает работать громче.

Будет ли такой подход работать, зависит от кулера и системы управления скоростью вентилятора. В принципе, можно заменить штатный кулер видеокарты на более производительную модель сторонних производителей. С другой стороны, двухслотовые эталонные кулеры, которые используются у продуктов большинства компаний, сегодня работают весьма прилично. Что же касается изменения профиля управления скоростью вентилятора, то всё зависит от производителя видеокарты и конкретной модели - всё это влияет на то, сможете ли вы менять профиль через драйвер, утилиту производителя или BIOS видеокарты.

Для нашего руководства мы взяли две модели из линейки MSI, отличающиеся от эталонных. Обе модели содержат улучшенные системы охлаждения и очень хорошие профили охлаждения, реагирующие на повышение тактовых частот. Мы хотели определить, есть ли какие-либо различия между моделями ATI и nVidia, поэтому выбрали по одному представителю из каждого лагеря, а именно Radeon HD 4870 (MSI R4870-MD1G) и GeForce GTX 260 (MSI N260GTX Lightning, с 216 SP). Затем мы использовали драйверы со встроенными возможностями разгона, а также и сторонние утилиты для увеличения тактовых частот.

Мощные системы охлаждения

В своё время ATI Radeon HD 2900 XT была довольно быстрой видеокартой. Однако она и работала весьма шумно. ATI решила выбрать другой подход с моделью Radeon HD 4870, вентилятор которой вращается очень медленно в 2D-режиме, в результате чего карта работает намного тише.

Недостатком стало то, что GPU в режиме бездействия мог нагреваться до уровня 80 градусов Цельсия, подогревая и другие компоненты внутри корпуса. Хотя дизайн эталонной системы охлаждения ATI предусматривает воздуховод для выброса горячего воздуха за пределы корпуса, низкая скорость вращения вентилятора была на самом деле недостаточна, чтобы воздушный поток справился с этой работой. В результате повышалась температура внутри корпуса ПК, что приводили к нагреву CPU, жёсткого диска, памяти и других компонентов, особенно если использовался тесный корпус с плохой вентиляцией. Конфигурация CrossFire с двумя картами, расположенными одна над другой, практически невозможна без дополнительного обдува видеокарт сбоку, поскольку они находятся настолько близко друг к другу, что им буквально "нечем дышать".

Появились также слухи о том, что компоненты материнской платы, расположенные близко к источникам тепла, тоже могут пострадать из-за повышения риска отказа. Поскольку эталонные системы охлаждения отличаются очень проработанным дизайном, связанным, в частности, с системой тепловых трубок, и очень эффективно используют занимаемое пространство, вариантов на самом деле немного. MSI решила увеличить частоту штатного вентилятора даже в режиме 2D. Если же у вас видеокарта другого производителя, то обычно приходится либо смириться с высокой температурой, либо изменять профиль управления вентилятором в BIOS видеокарты - на свой страх и риск, конечно.

И хотя система охлаждения MSI лучше справляется с отводом тепла, особенно под полной нагрузкой, профили вентиляторов видеокарты MSI приводят к серьёзному уровню шума. У видеокарты Radeon HD 4870 X2 с двумя GPU используются схожие профили вентиляторов, работающие по тому же принципу: более высокая скорость вращения для лучшего охлаждения реализуется за счёт повышения уровня шума. Однако у данной видеокарты были некоторые проблемы со стабильностью. В зависимости от производителя и версии драйвера, видеокарта Radeon HD 4870 X2 могла привести к краху или "зависанию" системы, когда графические чипы достигали температуры от 85 до 96 градусов Цельсия. Palit попробовала решить эту проблему, оснастив свою Revolution 700 массивным кулером, из-за которого видеокарта занимала целых три слота расширения. С другой стороны, два 80-мм вентилятора системы охлаждения обеспечивали как высокую эффективность охлаждения, так и приемлемый уровень шума.

У повышения скорости вращения вентилятора есть побочный эффект - они позволяют достичь более высоких тактовых частот, именно это позволяет MSI называть модифицированные версии видеокарт “OC Edition”. Конечно, другие компании тоже предлагают разогнанные модели с улучшенными системами охлаждения. Действительно, модели с заводским разгоном часто используются в целях маркетинга, привлекая покупателей тем, что они дают более высокое качество в дополнение к более высокой производительности, оправдывая повышенную цену. Gainward, например, предлагает версии “Golden Sample” у некоторых видеокарт, а Asus улучшает производительность стандартных моделей с помощью Smart Doctor. PowerColor оснащает свои видеокарты на GPU ATI улучшенными системами охлаждения, после чего повышает тактовые частоты, отмечая такие модели как "PCS". Zotac пошла другим путём, изменяя частоты при сохранении эталонных систем охлаждения, называя такие модели "AMP-Edition". EVGA называет такие версии “Superclocked” и специализируется на видеокартах с двумя GPU и водяным охлаждением, также увеличивая тактовые частоты. Видеокарты Sapphire используют собственные системы охлаждения под названием Vapor-X, а HIS использует дизайн Arctic Cooling для своих видеокарт линейки IceQ на GPU ATI тоже с увеличенными частотами.

На эффективность охлаждения видеокарты влияют несколько факторов. Воздуховод, который направляет горячий воздух кулера и выбрасывает его наружу корпуса, определённо можно отнести в плюсы, и большинство двухслотовых систем охлаждения как раз и построены на таком дизайне. Системы охлаждения сторонних производителей, с другой стороны, как правило оставляют горячий воздух в пределах корпуса ПК. Самое важное их преимущество - они предоставляют большую площадь теплоотдачи у радиатора и, как правило, используют тепловые трубки, в результате обеспечивая оптимальную эффективность охлаждения GPU (особенно если в корпусе достаточно хорошая продуваемость). Основной недостаток таких решений - горячий воздух, выбрасываемый ими обратно в корпус, нагревает другие компоненты, снижая эффективность их охлаждения. Даже если радиатор оснащён двумя 80-мм вентиляторами, они начинают вращаться ощутимо громко, если им не хватает свежего холодного воздуха.

Видеокарты MSI демонстрируют как раз преимущества и недостатки подобных изменённых решений охлаждения. Модель ATI на основе графического процессора Radeon HD 4870 (MSI R4870-MD1G) работает намного холоднее, чем эталонный дизайн, и тише, чем версии с изменённым профилем управления вентилятора MSI (MSI R4870-T2D512). Радиатор использует две крупные тепловые трубки для передачи тепла на множество рёбер охлаждения, а 85-мм вентилятор практически бесшумен в 2D-режиме. Основным недостатком будет то, что радиатор не охлаждает чипы памяти видеокарты и не выбрасывает горячий воздух за пределы корпуса, поднимая температуру внутри.

Модель nVidia на GPU GeForce GTX 260 не даёт каких-либо улучшений, когда видеокарта работает на штатных настройках. Однако после разгона система охлаждения с двумя вентиляторами начинает показывать свой потенциал. Если штатный кулер в определённый момент упирается в свои пределы, то система охлаждения Superpipe ещё может предоставить некоторый потенциал. Кроме того, тепло распределяется по пяти крупным тепловым трубкам. Этот дизайн уже хорошо показал себя на GTX 285, так что GTX 260 Lightning немало от него выигрывает. Охлаждаются даже и модули памяти.