XFX HD 7970: советы по употреблению

Тема материала навеяна приятелем, задумавшим приобрести себе новый блок питания. Рядовая ситуация, скажете вы, что же тут такого? А то, что «старый» БП успешно работал на момент покупки нового и имел изрядный запас по мощности.
Что же заставило товарища ломануться в магазин за новым блоком? Желание новизны и боязнь за судьбу «старичка»: а не ровен час он задумает перейти в мир иной. Моя позиция в дискуссии была проста: зачем менять то, что работает? Товарищ апеллировал наличием гарантии у нового БП и тем, что он будет новый, а этот уже три года трудится, и у него обломилась защелка одного из разъемов. А, да, еще вентилятор трещит. Те факты, что БП Tagan — одни из лучших на рынке, новый пластиковый наконечник разъема под названием MiniFit 3×2 стоит 50 руб., а брендовый вентилятор — 350 руб., он игнорировал, хотя был достаточно пряморук и образован, чтобы произвести покупку и замену износившихся деталей. Теперь вот приобрел новый блок, не скажу какой фирмы, при включении услышал какой-то треск и отправился его менять. М-да. Не было у бабы забот, купила баба порося. И он не единственный в таком подходе к смене комплектующих — когда разумные аргументы кроются стереотипами, заставляя человека тратить время и деньги попусту, а потом огребать проблем.
Причем тут блок питания, когда материал о видеокарте? Господин Железный Редактор выделил значительную часть журнального пространства под сей материал, поэтому я решил начать издалека.
Чего желает пользователь, когда глаз его скользит по техническим характеристикам видеокарт, а рука оглаживает свинью-копилку по бокам? Он хочет получить видеокарту, которая будет шустра, тиха и впишется в бюджет.
Чего хотят производители, выставляющие свой товар на обозрение покупателя? Они хотят заработать. И только. Но умные люди давно уже поняли, что главное — убедить человека в своих благих намерениях, а каковы на самом деле эти намерения, дело десятое. Очень легко это провернуть с неграмотным пользователем — он заглотит и переварит любую информацию, если она правильно подана, и он хотел бы, чтобы она была правдой.
Простой пример из жизни: много раз консультантов в магазинах электроники грамотные люди ловили на том, что они несут полную ахинею, в которой сами ничего не смыслят. И покупатели слушают их с уважением, веря каждому слову. Почему? Во-первых, рядовой покупатель редко когда детально разбирается в конструкции электронных устройств и сути тех или иных нововведений. Во-вторых, человек опрятно выглядит, голос тверд, несмотря на нагромождение умных слов, поза излучает уверенность. В-третьих, покупатель хотел бы услышать от консультанта правду, чтобы он, руководствуясь своими знаниями и опытом, посоветовал наилучшую для покупателя вещь. Результат — ситуация, описанная фразой «клиент не разбирался в варенье, и мы ему продали банку навоза».
А производители хитрее. Над грамотной подачей новинок пользователю у них работает целый отдел маркетологов, и в отдельных случаях они достигают потрясающих успехов в своей работе. Покупателю внушается мысль о том, что ему нужна какая-то вещь, и внушается настолько хорошо, что он, игнорируя очевидные факты, приобретает еще и еще, надеясь наконец-то достичь того счастья и гармонии, что ему наобещали. Итог: производитель достиг своей цели, а покупатель отдал деньги за то, что ему совершенно не нужно.
Прибыль для производителя есть разница между стоимостью проданного товара и себестоимостью его изготовления. А чего он хочет? Заработать. Значит, в его интересах сделать себестоимость как можно ниже, ибо вздернуть цены до небес ему не позволит конкуренция. В погоне за низкой себестоимостью будут применены те решения, что позволят уменьшить ее. Как оно потом будет работать — неважно. Точнее, так: важно, но до определенного момента. Важно, чтобы потери на брак не сильно вредили прибыли, а маркетинговый отдел силой убеждения мог перекрыть волну недовольства низким качеством товара. И, как показала практика, в наше время выгоднее всего «прокачивать» маркетинг. Потому, что девять из десяти покупателей сложной электроники совершенно «не рубят в теме».
Теперь на время оставим тему товарно-денежных взаимоотношений и обратим внимание на видеокарту. Radeon HD 7970 оказалась очень удачной моделью, и первое, с чем стали экспериментировать вендоры в попытках предложить пользователю наилучшее решение, это система охлаждения. Одна из таких компаний-экспериментаторов — XFX, анонсировавшая карту под названием XFX R7970 Double Dissipation. Вольный перевод на русский: «двойное распыление». На видеокарте, являющей собой «черный» референс, установлена двухслотовая система охлаждения с двумя крупными вентиляторами. Сей шаг сразу накладывает ограничение на установку: в радиусе двух слотов вокруг карты никаких устройств быть не должно, иначе она просто задохнется.
Выброс нагретого воздуха осуществляется во все четыре стороны — кастомный кулер лишен кожуха, и нагретый воздух распыляется, куда придется. На планке крепления есть небольшая решетка, но она носит чисто декоративный характер.
Западные железячные онлайн-ресурсы рассыпаются хвалебными отзывами о R7970 Double Dissipation. Дескать, в работе совершенно не слышна, при неизменных габаритах, при этом неплохо охлаждается. Типа, лучшая из представленных на рынке реализаций 7970.
В плане шума, похвала полностью оправданна — скорость работы двух вентиляторов подобрана таким образом, что значительное повышение оборотов происходит после прогрева графического процессора до 80°. В основе радиатора СО лежит длинная термокамера, обеспечивающая хорошее распределение тепла по ребрам. А это значит, что прогрев GPU до столь значительных величин возможен только тогда, когда весь радиатор уже пышет жаром. Разница между температурами, вдуваемого вентилятором холодного воздуха и радиатора, составляет около 30°, и СО работает с максимальной, при текущем потоке воздуха, эффективностью.
Но уже при разборке конструкции возникает масса вопросов и нареканий.
Во-первых, размеры воздушных каналов не соотносятся с логикой: воздуху, закачиваемому двумя крыльчатками, деваться особо некуда. Чтобы лучше понять картину, представьте, что вам надо проветрить квартиру, где в каждой комнате стоит нагреватель на пару киловатт. Вот вы открыли все окна, а двери закрыли так, чтобы оставалась небольшая щель в два — три пальца шириной. Сильно ли снизится температура от такого проветривания?
Во-вторых, зачем видеокарте два вентилятора? Практика показала, что результаты, полученные с одним и двумя активными вертушками одинаковы. Хотя это проявляется описанный выше «косяк».
В-третьих, температурный режим видеокарты, мягко говоря, не очень. Постоянная эксплуатация с такими большими температурными перепадами сильно увеличивает вероятность выхода карты из строя через полгода-год. Может быть, слышали о повальных отказах Radeon HD 4870х2? Так вот, в трех из четырех случаев причина — микротрещины в пайке из-за постоянных перепадов температуры.
Что мы имеем в итоге? Производитель сделал отличную, с точки зрения неискушенного потребителя, карту, но стоит копнуть глубже, как на поверхность вылезают недостатки. Ну а отказ карты через год-два эксплуатации будет хорошим поводом еще раз отправить пользователя в магазин, где он отдаст энную сумму денег.
Вернемся к R7970 Double Dissipation. Тактовые частоты не завышены — 925 /1350 МГц. Разгонять видеокарту без смены СО нецелесообразно ввиду значительного нагрева: срок службы может сильно уменьшиться, а прирост производительности окажется минимален.
Место штатного кулера заняла система водяного охлаждения, кочующая с сэмпла на сэмпл уже пятый год. Рамка вокруг кристалла, препятствующая установке ватер-блока, была аккуратно демонтирована с помощью острого лезвия. На силовые элементы установлен радиатор, вырезанный из старого процессорного теплоотвода. Микросхемы памяти грелись совершенно немилосердно, и для их охлаждения пришлось смастерить отдельные охладители с высоким оребрением, так как имеющиеся в наличии низкопрофильные алюминиевые радиаторы не справлялись со своей задачей.
Такая простая доработка позволила снизить температуру GPU до 55°, памяти — до 50°, силовых элементов — до 65°. Разница по сравнению со штатной СО составляет от 15° до 30°, что немало. Отмечу, что в доработке использовались лишь широкодоступные инструменты и материалы, изменения в конструктив комплектной СО и видеокарты не вносилось. Наклейки с надписью «Warranty void if removed» отлично снимаются без повреждений после отмачивания бензином для зажигалок. То есть гарантия не потеряна.
С помощью программ-твикеров напряжение на GPU можно поднимать до 1,3 В. Штатное напряжение питания графического чипа оставляет 1,17 В. Безопасная для работы добавка составляет 10% от номинала, то есть что-то около 1,3 В. Но столь высоко задирать напряжение не потребовалось: распаянный на тестовой плате GPU отлично разгонялся при 1,2 В до 1270 МГц. Дальнейшее повышение вольтажа не приводило к росту стабильной частоты, а вот замена замкнутого контура на проточную воду позволила покорить отметку в 1320 МГц без изменения питания. Температура протекающей через ватер-блок воды колебалась от 4° до 7°, a GPU прогревался до 23° под нагрузкой.
Закон сохранения энергии проявляет себя и при разгоне — дополнительные мегагерцы даются ценой увеличения аппетитов видеокарты, причем в отдельных случаях прожорливость растет в геометрической прогрессии. Умная система регулировки напряжения не замедлила проявить себя при опытах с картой XFX — где-то на 1100 МГц частота GPU под нагрузкой начала резко скакать. Ситуацию спасло увеличение верхнего порога защиты на 20% средствами драйвера. Для «домашнего» разгона без применения дорогостоящих систем охлаждения этого вполне достаточно.
Теперь собираем все воедино. Пример с блоком питания в начале статьи наглядно показывает, как хорошую вещь сбагрили налево из-за пустячных дефектов в погоне за новинкой. Взяли не мощностью, не качеством, а новизной.
Пример с модернизацией топовой видеокарты показывает, как, проигнорировав заверения производителя о высокой эффективности системы охлаждения, можно вовремя заметить недостатки и устранить их сравнительно небольшими усилиями. Замечу, что производитель не врал, утверждая об эффективности СО. Он просто не сказал, что терморежим, в котором кулер работает с наибольшей эффективностью, может привести к скорому выходу из строя видеокарты. И мне этого тоже никто не сказал. Я сам сделал такие выводы за несколько лет работы в IT.
У читателя может сложиться мнение, что R7970 Double Dissipation — плохая видеокарта и ее не стоит покупать. А зря. Как показал краткий анализ результатов разгона нескольких 7970, этот присланный сэмпл оказался наиболее «расположенным» к оверклокингу: не каждый экземпляр достигнет 1300 стабильных мегагерц при 1,2 В. Мой совет таков: присмотритесь к продуктам XFX, есть вероятность, что не только этот экземпляр столь хорош. Но не забудьте к ней прикупить приличную СО — это с большой вероятностью продлит жизнь видеокарты и избавит вас от необходимости искать замену через полтора-два года. А гарантия… Статистика показывает, что 80% отказов приходится на первые 180 ч работы. Оставшиеся 20 — на остальной временной промежуток.
Возможно, предложенное мной решение потребует на начальном этапе приложить больше сил, чем планировалось. Но не стоит ли это последующих лет беспроблемной эксплуатации? Решать вам.
Радиатор как причина смерти
Давным-давно, копаясь в блоке питания, устанавливал силовые диодные сборки на радиатор. О том, что медная подложка, отводящая тепло от полупроводниковых кристаллов, по совместительству является катодом, я знал, а вот про факт ее электрического контакта с радиатором позабыл. Изначально сборки прижимались к радиаторам через изолирующие прокладки, но их теплопроводность по сравнению с медью и алюминием была ничтожно мала, поэтому в «прокачанном» БП они отсутствовали. А крепежные стойки радиатора были соединены с общим проводом…
При включении блок яркой вспышкой высказал свое мнение о моей квалификации и перешел в мир иной. Выгорела вся высоковольтная часть, защита не успела сработать. С тех пор каждый устанавливаемый радиатор и все прилегающие к нему металлические поверхности прозваниваются омметром на предмет электрического контакта с какими-либо управляющими или силовыми цепями.
В случае с Radeon HD 7970 такая прозвонка выявила, что металлические крышки силовых элементов напрямую соединены с одним из выводов, чего ранее ни на одной из видеокарт замечено не было — комплектные ключи на преобразователях фирмы Votterra не оснащены защитными крышками. На прочих видеокартах часто применяются ключи в упаковке S0T-223 и ей подобных, где подложка припаяна к печатной плате, а радиатор прижимается к корпусу из изоляционных материалов. Штатный радиатор прижимается к мощным полевикам на HD 7970 через терморезинку, служащую по совместительству изолятором. Что будет, если заменить ее на термопасту? В лучшем случае сработает защита от короткого замыкания, в худшем — видеокарта склеит ласты. Выхода три: либо оставляем штатную терморезинку, либо заменяем ее на другую, с лучшей теплопроводностью, либо мастерим для каждого ключа свой маленький радиатор.
Измерение напряжения
Аппаратный контроль напряжения на графическом процессоре и видеопамяти способен дать следующее — перечисляю.
Показать, не перегружена ли подсистема питания. Один из верных признаков перегрузок — сильное падение Vgpu в 3D-режиме. Что есть «сильное падение»? Ответить на этот вопрос можно самостоятельно, заметив, сколь велика просадка на штатных частотах и напряжениях, и оценивая эту просадку в дальнейшем при увеличении частот и напряжений. Косвенный признак перегрузки — резкое повышение температуры дросселей.
Получить представление о реальном вольтаже независимо от режима работы ПК. Порой мониторинг врет, либо, в случае применения нештатных контроллеров в DC-DC-преобразователях или кастомной РСВ, вовсе бессилен. Оперативно контролировать вольтаж на GPU при запуске или подвисании ПК программными средствами невозможно. Мультиметр же позволяет очень точно измерять вольтаж на любом компоненте видеокарты независимо от производителя, примененного контроллера VRM и самочувствия системы.
Для измерения вольтажа на других видеокартах достаточно подключиться к выводам фильтрующих емкостей в цепях импульсных DC-DC-преобразователей. Сложно и запутанно? Тогда проще: видели у видеокарт ряды круглых конденсаторов сразу после ряда дросселей? Вот эти емкости с вероятностью 90% и есть фильтрующие. Один из их выводов соединен с общим проводом, второй — с выходом преобразователя. Узнать, «что есть что», можно прозвонкой омметром: один его щуп прижать к крепежной планке, другой поочередно соединить с выводами конденсаторов. Если на экране высвечивается очень малое значение, то это «земля». Значение от 1 до 5Ом обычно соответствует плюсовому выводу конвертера.