Модификация и экстремальный разгон ATI RADEON 9000 PRO

Введение

Видеокарты на базе чипов ATI RADEON 9000 / RADEON 9000 PRO уже появились в широкой продаже, а это значит, что в ряду видеокарт среднего ценового диапазона появились новые альтернативы.
Эти сравнительно недорогие видеокарты имеют все шансы стать популярными и будут особенно интересны тем, кто хочет купить видеокарту, руководствуясь принципом "больше за меньшие деньги". Многие на деле реализуют этот принцип, подвергая купленные видеокарты разгону. Отдельные несознательные граждане заходят в своих действиях еще дальше и решаются на модификацию плат и экстремальный разгон.

В этом обзоре мы подвергнем экстремальному разгону и оценим разгонный потенциал ATI RADEON 9000 PRO на примере видеокарты Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO 64 MB:

Итак, приступим...

Переделка системы охлаждения

Для охлаждения микросхем видеопамяти я применил радиаторы из комплекта Thermaltake Memory Cooling Kit. Их пришлось устанавливать с небольшим сдвигом из-за того, что между чипами памяти на плате находятся конденсаторы, по высоте выступающие над поверхностю чипов памяти и не позволяющие установить радиаторы достаточно плотно.
Радиаторы устанавливались на липкие теплопроводящие прокладки, входящие в комплект Thermaltake Memory Cooling Kit.

Для улучшения охлаждения графического ядра пришлось снять довольно-таки хилый стандартный кулер и установить доработанный кулер от процессоров Slot A. Доработка заключалась в спиливании части ребер для того, чтобы кулер не мешал установке видеокарты, упираясь ребрами в PCI-слоты. Этот кулер впервые применялся мной при экстремальном разгоне видеокарт на базе NVIDIA GeForce2 GTS и GeForce2 MX и доказал свою состоятельность в деле экстремального разгона :).
Самой большой оказалась проблема надежного закрепления кулера на графическом ядре. Однако, после недолгих раздумий, простое и эффективное решение проблемы было найдено: кулер закреплялся нейлоновыми жгутами, пропущенными между ребер радиатора:


Замки жгутов не проходят в зазоры между ребрами и прочно удерживают кулер. С обратной стороны на жгуты были надеты отрезанные замки от тех же жгутов:

В результате кулер держался на своём месте как приклеенный, обеспечивая плотный контакт с поверхностью графического ядра. Под "пятку" кулера было добавлено небольшое количество отечественной кремнийорганической термопасты "КПТ-8".

После всех подготовительных работ видеокарта Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO стала выглядеть гораздо более внушительно:

Повышение напряжения питания ядра и видеопамяти

Повышение напряжения питания графического ядра:

Напряжение питания графического ядра на плате Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO составляет 1.56В. Питание графического ядра обеспечивает импульсный стабилизатор, выполненный на микросхеме IRU3037 от International Rectifier.
Величина выходного напряжения стабилизатора задается соотношением резисторов R3, R5 ( на типовой схеме включения) по формуле Vout=1.25*(1+R3/R5).

Типовая схема включения IRU3037:

Для того, чтобы увеличить выходное напряжение, я уменьшил сопротивление R5 (на типовой схеме включения), подпаяв параллельно ему резистор сопротивлением 5.1 кОм. Удобнее оказалось подпаивать его не к резистору , находящемуся на плате рядом с микросхемой IRU3037, а непосредственно к ножками микросхемы:

В результате напряжение питания графического ядра составило 1.78В, то есть, повысилось на 14.8%.

Повышение напряжения питания видеопамяти:

На Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO применяются микросхемы DDR SDRAM от Hynix с временем цикла 3.6 нс. и маркировкой HY5DV641622AT-36. Согласно документации производителя, эти микросхемы должны запитываться от двойного источника питания: 2.5В для внутренних цепей и 3.3В - для буферов ввода-вывода.
На плате от Sapphire напряжения стабилизаторов питания микросхем видеопамяти составляют соответственно 2.6В и 3.01В. Попробуем поднять эти напряжения.

Питание буферов ввода-вывода обеспечивает обычный линейный стабилизатор, выполненный на дискретных элементах. Его выходное напряжение определяется соотношением резисторов, находящихся на плате - на фото это тот резистор, который находится под дополнительно установленным, и тот, что находится от него левее и ниже.
Для увеличения напряжения, как видно на фотографии, пришлось зашунтировать один из резисторов дополнительным с сопротивлением 4.7 кОм:

После переделки выходное напряжение этого стабилизатора составило 2.89В, то есть, повысилось на 11,2%.

Питание внутренних цепей микросхем видеопамяти обеспечивает еще один стабилизатор, выполненный на микросхеме IRU3037. Как и стабилизатор напряжения питания графического ядра, этот стабилизатор является импульсным, выходное напряжение задается соотношением резисторов, установленных на плате, и вычисляется по формуле Vout=1.25*(1+R3/R5), где нумерация резисторов указана по типовой схеме включения.
Для того, чтобы повысить напряжение на выходе этого стабилизатора, достаточно было зашунтировать R5 (на типовой схеме включения), отыскав его на плате, или подпаять дополнительный резистор прямо к ножкам микросхемы, как мы сделали в самом начале.
Я решил не искать легких путей и, определив положение нужного резистора на плате, подпаял дополнительный резистор сопротивлением 6.8 кОм прямо к нему:

В результате переделки выходное напряжение на этом стабилизаторе составило 3.65В, то есть, повысилось на 21.3%.

Итак, после установки на плату новой системы охлаждения и повышения напряжений питания пора выяснить, насколько увеличилась или уменьшилась её живучесть :).

Тестовая система

Конфигурация тестовой системы:

Процессор - AMD Athlon XP 2000+;
Материнская плата – MSI K7T266 Pro2 v2.0 (VIA KT266A);
Память - 2*256 МБ DDR SDRAM PC 2700 Crucial CL2.5;
Жесткий диск – Fujitsu MPF3153AH.

Программное обеспечение:

Драйвер версии 6.13.10.6118 для видеокарт на базе чипов от ATI;
Windows XP;
3DMark 2001 SE build 330;
Quake3 Arena v 1.30;
Serious Sam: The Second Encounter;

Настройки режимов тестирования:

3DMark 2001 SE:

Настройки: 32-битный буфер кадра, 32-битные текстуры, 32(24)-битный Z-буфер, D3D Hardware T&L / Pure Hardware T&L.

Quake3 Arena:

Глубина цвета экрана и текстур - 32 бита. Настройки качества графики - максимальные. Трилинейная фильтрация включена, компрессия текстур включена.

Serious Sam: The Second Encounter:

Режим quality: Глубина цвета экрана - 32 бита. Настройки качества графики - "Quality".

Экстремальный разгон и тестирование

Номинальные частоты графического ядра и видеопамяти на видеокарте Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO составляют 275/550(275 DDR) МГц.
Максимальные частоты, на которых плата устойчиво работала до проведения модификации, составляют 295/620(310 DDR) МГц.
После модификации при экстремальном разгоне видеокарта устойчиво заработала на частотах 340/680 (340 DDR) МГц.
Итак, видно, что, по крайней мере, на этом экземпляре платы чип ATI RADEON 9000 PRO показал более высокий разгонный потенциал, нежели ATI RADEON 8500. Максимальная частота, на которой в своё время смог заработать чип ATI RADEON 8500 при повышении напряжения питания и экстремальном разгоне, составила 320 МГц. Номинальная же частота чипа ATI RADEON 8500 составляет те же 275 МГц, что и у ATI RADEON 9000 PRO.
Очевидно, что чип ATI RADEON 9000 PRO содержит меньшее количество транзисторов по сравнению с ATI RADEON 8500, выделяет меньше тепла и, к тому же, наверняка имеет доработки, нацеленные на повышение верхнего предела рабочих частот и повышение процента выхода годных чипов. Результат - достижение более высоких частот при экстремальном разгоне.
Видеопамять на Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO заработала на частоте 680(340 DDR) МГц - меньше, чем 704 (352DDR) МГц у видеопамяти на ATI RADEON 8500 при экстремальном разгоне. На обеих видеокартах - Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO и ATI RADEON 8500 - применяются одинаковые микросхемы видеопамяти от Hynix c временем цикла 3.6 нс. Видимо, более слабый разгон видеопамяти на плате от Sapphire обусловлен более "дешевым" дизайном видеокарты на базе ATI RADEON 9000 PRO, ведь эти платы нацелены на сектор видеокарт среднего уровня, в то время, как ATI RADEON 8500 в своё время относился к классу high-end - видеокарт. Впрочем, вполне может оказаться, что это всё выдумки, и мне просто не повезло с видеопамятью на данном экземпляре видеокарты - плата для статьи не отбиралась по разгонному потенциалу, а была взята наугад.

Итак, оценим прирост производительности при экстремальном разгоне ATI RADEON 9000 PRO.

Quake3 Arena:

В Quake3 Arena, как всегда, прирост производительности при разгоне видеопамяти более чем в два раза выше, чем прирост от разгона ядра - игра требовательна к скорости заполнения полигонов и величине пропускной способности видеопамяти.
При совместном разгоне видеопамяти и ядра до 340 МГц (на 23.6% больше, чем номинальные частоты) прирост производительности достигает 21.8%. При этом плата на базе RADEON 9000 PRO по результатам почти догоняет видеокарту, основанную на "полноценном" прародителе этого чипа, ATI RADEON 8500.

Serious Sam: The Second Encounter:

Здесь наблюдается та же картина: разгон видеопамяти на ATI RADEON 9000 PRO оказался более результативен.
Заметный прирост результатов при разгоне наблюдается только в режиме 1280х1024 (до 17.7%), а в более низких разрешениях результат ограничивает производительность процессора, и разгон видеокарты не приносит морального удовлетворения.

3DMark 2001 SE - Nature:

В 3DMark 2001 SE - Nature разгон видеопамяти оказывается еще более результативным, чем в предыдущем тесте.
Обратите внимание на график прироста производительности при разгоне графического ядра. Что характерно, прирост результов при разгоне графического ядра с увеличением разрешения не увеличивается, а плавно уменьшается. Обычно прирост увеличивается из-за увеличения нагрузки на видеокарту и снижения "тормозящего" влияния процессора, что мы и наблюдали в предыдущих тестах. Но здесь уже в разрешении 800х600 процессор почти не ограничивает результаты видеокарты, а при увеличении разрешения возрастающие требования к величине пропускной способности видеопамяти заставляют неразогнанную память "тормозить" всю систему, всё сильнее и сильнее снижая эффект от разгона ядра.
При совместном разгоне графического ядра и видеопамяти прирост достигает 24.7% - то есть, составляет величину, даже большую чем повышение частот графического ядра и видеопамяти :). Естественно, такой интересный результат - не более чем следствие наличия погрешностей при измерении и округления результатов пакетом 3DMark 2001.
Экстремальный разгон позволил плате на базе ATI RADEON 9000 PRO даже обогнать ATI RADEON 8500 LE 128 MB в этом тесте, использующем пиксельные и вершинные шейдеры, скорость выполнения которых - далеко не самая сильная сторона ATI RADEON 9000 PRO.

Заключение

Итак, чип ATI RADEON 9000 PRO вполне поддается экстремальному разгону, демонстрируя соответствующий прирост производительности, и плата Sapphire RADEON 9000 Atlantis PRO на его базе - прекрасная демонстрация этого факта.
Конечно, хотелось бы большего, ведь повышение частот на 23.6% и прирост производительности на величину в районе 20% - не то, к чему мы привыкли при повышении напряжения и экстремальном разгоне видеокарт, однако не стоит забывать то, что во-первых, напряжения я повышал не слишком уж "экстремально", не стремясь достигнуть максимального прироста частот любой ценой, и, во-вторых, для обзора была взята самая обычная плата от самого обычного производителя, не наделенная никакими, чем иногда кичатся некоторые производители, "оверклокерскими возможностями".
Тем не менее, при экстремальном разгоне наша подопытная видеокарта почти догнала ATI RADEON 8500 LE 128 MB в Quake3 Arena, далеко ушла вперед в Serious Sam: The Second Encounter и опередила соперника в 3DMark 2001 SE - Nature.

Кстати, еще один момент: чип ATI RADEON 9000 PRO на подопытной плате от Sapphire сохранял работоспособность и устойчиво работал на номинальной частоте при снижении напряжения питания вплоть до 1.4В. При этом я снимал с графического ядра активную систему охлаждения и устанавливал небольшой пассивный радиатор из тех, что обычно ставятся на видеокарты класса NVIDIA GeForce2 MX200/MX400. Никаких проблем при понижении напряжения питания графического ядра и установке пассивного охлаждения не возникло, плата работала без замечаний.
В итоге всем тем, кого шум от системного блока раздражает, кто уже изничтожил шум от всех компонентов компьютера и хочет такого же добиться и от видеокарты, можно посоветовать плату на базе ATI RADEON 9000 PRO вместе с таким необычным способом избавления от шума.

Замечание:

Данный материал – своего рода эксперимент, он отнюдь 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 выхода из строя видеокарты или других комплектующих в результате её модификации вся ответственность лежит на пользователе.