Аппаратный вольтмод GeForce 6600GT 128mb AGP 8X

Эта статья была написана по многочисленным просьбам моих Интернет-знакомых и просто друзей. В ней будет подробно описано, как сделать аппаратный вольтмод карт серии GeForce 6600GT для шины AGP 8X. К сожалению, для вольтмода платы необходимо будет вооружиться паяльником, так как программный вольтмод в принципе невозможен из-за аппаратного устройства самой видеокарты.

Для начала скажем пару слов о самом вольтмоде. Ни для кого не секрет, что скорость работы платы зависит от тактовых частот графического ядра и памяти. Существуют программы, позволяющие слегка увеличить эти частоты и тем самым улучшить производительность платы, но, к сожалению, не всегда удаётся увеличить эти частоты до достаточно высокого уровня. Существует правило, что любое устройство лучше выдерживает частотную нагрузку, если слегка поднять его питающее напряжение. В случае с видеоплатой речь идёт о поднятии напряжения на модули памяти и графический процессор, и именно этой задаче и посвящена сегодняшняя статья. При этом сам процесс аппаратного увеличения напряжения питания для последующего разгона называется Вольтмод.

Положение видеокарт GeForce 6600GT на мировом рынке

Серия видеокарт GeForce 6600GT была спроектирована всем известной корпорацией NVIDIA. Изначально у этой линейки видеокарт была задача захватить мировой рынок в секторе Mid dle-END и потеснить там своих апонентов в лице ATI Radeon 9800 b X600.

Надо сказать, данная задача была с успехом выполнена. Я считаю, что даже спустя два года продукты серии 6600 GT являются весьма привлекательным приобретением, что бывает очень редко. В денежном эквиваленте ниша Mid dle-END составляет примерно от $250 до $150. Основными покупателями этого сектора являются компании, отделы которых по своей специфике должны использовать полупрофессиональные графические программные пакеты, не требующие специального оборудования. Но самыми многочисленными покупателями сектора Midle-END являются обычные владельцы или пользователи компьютеров, которые в своём большинстве имеют желание комфортно поиграть в современные игры или просто иметь ускоритель ради престижа. Данная прослойка общества очень велика, именно её деньги, потраченные на приобретение новой видеокарты, являются основной частью дохода компаний, выпускающих видеоускорители. Предыдущая фраза верна, если не учитывать сверхприбыль, полученную от продаж карт сектора Hi-End, доля которых в процентном эквиваленте составляет 5%-10% от всех проданных карт за один год.

Как известно, основной причиной приобретения новой видеокарты является появление на рынке новых игровых приложений, требующих более производительной видеоподсистемы. Именно поэтому мировые рынки производителей видеокарт и видеоигр сильно интегрированы друг в друга. Их прибыли взаимно связаны, и в случае непросчитанных действий одних могут понести финансовые потери и другие. Баланс между этими двумя отраслями будет существовать всегда, так как это экономически выгодно обеим отраслям, и поэтому видеокарты сегодняшнего сектора Mid dle-END позволяют комфортно играть во все современные игры. Конечно, это продлится не долго, а если быть точнее - до появления на рынке следующего поколения видеокарт, вместе с которыми на рынке появятся и новые игры, более требовательные к производительности видеопроцессоров, вследствие чего у нас снова появится потребность в приобретении нового графического ускорителя. От этого никуда не денешься - увы, так устроена мировая экономика. Одним словом - вот она, эволюция в действии.

Далее приведены технические характеристики одного из поколений этой самой Эволюции, а точнее - видеокарты NVIDIA GeForce 6600GT в референс-исполнении, аппаратный вольтмод которой и описан в данной статье.

NVIDIA GeForce 6600GT
GPU (видео процессор)
Кодовое название:	NV43
Кол-во конвейеров:	3/8 vertex/pixel
Аппаратная поддержка:	DX 9.0, VS 3.0, PS 3.0
Тех.процесс:	0.11 u
Кол-во транзисторов:	146 Мillion
Интерфейс памяти:	128 bit
Тактовая частота в 3D режиме:	500Mhz
Тактовая частота в 2D режиме:	300Mhz
Тактовая частота DAC`s:	400 Mhz
Memory (память)
Тип памяти:	128 mb, DDR3, 2.0ns
Тактовая частота памяти:	1000 Mhz
Пропускная способность:	16 GB/sec

Технические характеристики весьма неплохи для карты среднего уровня 2005 года. Единственное узкое место - пропускная способность видеопамяти. В тяжёлых режимах на разрешениях 1600Х1200 и больше нехватка прокачки данных резко сказывается на производительности. Для обеспечения сбалансированной работы GPU и памяти необходимо повысить частоту памяти с 1000 MHz хотя бы до 1200 MHz. Скорее всего, изначально это не было сделано из-за маркетинговой политики корпорации NVIDIA.

Карта представляет собой, пожалуй, последнего представителя сектора Middle-end, имеющего конфигурацию конвейеров 8 пиксельных/ 3 шейдерных. Данной конфигурацией конвейеров в 2006 году будут обладать карты сектора Low-End и встроенная графика в чипсетах с чуть заниженными тактовыми частотами.

Вольтмод проводился на карте Galaxy 6600GT 128mb с интерфейсом AGP 8X. Данный ускоритель входит в серию клонов карт на референсном дизайне платы с номером версии N11071. Эти карты продаются на российском рынке большинством брэндов и отличаются они в основном системой охлаждения и упаковкой.

Ниже приведён список плат, на которых можно делать вольтмод, пользуясь данной статьёй. Все видеокарты имеют AGP 8X интерфейс и выполнены на печатной плате с номером версии N11071. Некоторые производители внесли свои незначительные изменения в блоки вывода изображения, но источники питания на плате не тронули.

• Galaxy 6600GT 128mb DDR3
• XFX 6600GT 128mb DDR3
• GV-N66T128D
• Albatron 6600GT 128mb DDR3
• WinFast 6600GT 128mb and 256mb DDR3
• Sparkle 6600GT 128mb
• BFG 6600GT 128mb DDR3

На фото указано расположение надписи с номером версии печатной платы

Не расстраивайтесь, если этой надписи у вас нет, главное - сравните, похожа ли ваша карта расположением деталей, около дополнительного разъема питания. Не обращайте внимание на внешний вид конденсаторов и дросселей, они просто имеют разный корпус, так как производятся разными производителями, их форма не вносит никаких изменений в схему источников питания.

Вольтмод

Для простоты переделки был использован способ параллельного напаивания резистора, так как резисторы для напайки можно купить в любом магазине электродеталей, и они все имеют стандартный номинал. И прошу обратить особое внимание на то, что все номиналы резисторов указаны для параллельного напаивания. Связано это с тем, что если идти по пути замены резисторов, то таких номиналов в магазинах просто не встретишь. Они нестандартны и специально изготавливаются маленькими партиями на заказ. Здесь ещё стоит напомнить, что они должны соответствовать особым параметрам - погрешность номинала резистора должна быть около 1%, а также должна быть устойчивая термостабильность. Данный способ мало доступен из-за дефицита электродеталей. Плюс к вышесказанному стоит учитывать, что прежде чем решиться на переделку карты, надо знать, какой объём работы придётся выполнить и какая степень риска может возникнуть при той или иной ситуации. Способ параллельного напаивания резистора наиболее прост в исполнении и минимально рискован.

Теперь можно перейти и к самому вольтмоду.

Вольтмод видеопроцессора (GPU)

Мозгом этой карты является видеопроцессор под кодовым названием NV43.

По маркировке на чипе можно определить, что он был выпущен в 2004 году на 53 неделе, и имеет степинг чипа А4. Страна, в которой был произведён процессор, - Тайвань.

NV43

Ядро процессора состоит блоков, изображённых ниже на блок-схеме.

Структура NV43

Блок-схема является стандартной для продукции NVIDIA, начиная с 5 x серии и заканчивая даже следующим поколением - 7 x серией. Схема не претерпела никаких существенных изменений, просто в каждой последующей серии модифицируется количество конвейеров и алгоритмы работы внутри блоков, что ведёт почти к 100% изменению электронной схемы самого процессора и удвоению количества транзисторов внутри него.

Что нам даёт вольтмод с последующим разгоном?

А вот что: поднятие напряжения питания на процессоре даёт более стабильную работу внутренних блоков самого процессора на более высоких тактовых частотах. Но не надо забывать, что чем больше тактовая частота процессора, тем больше тепла он будет выделять. Так что всегда приходится дорабатывать систему охлаждения, которая, как правило, рассчитана только на номинальный режим работы, а не на клокинг с вольтмодом.

Напряжение на видеопроцессоре контролирует микросхема ISL6534CR производства Intersil Corporation(www.intersil.com).Данный производитель славится качеством и надёжностью своей продукции, а также простотой реализации схем на базе своих микрочипов.

Данная микросхема представляет собой "Dual PWM with Linear" - универсальный тройной регулятор напряжения, который имеет два независимых синхронно-управляемых контроллера с общим питанием +12V для драйверов затворов (OUT1 и OUT2) и линейный

контроллер (OUT3). Всё это размещено в корпусе (QFN). Если минимизация будет продолжаться и дальше, то в скором будущем вольтмод придётся делать с помощью микроскопа и микропаяльника.

После тщательного изучения документации ISL6534CR и анализа размещения деталей на плате был установлен резистор, номинал которого и задаёт значение напряжения U(gpu) на видеопроцессоре.

Резистор на плате

В данной ситуации самый простой способ вольтмода - это напаивание резистора параллельно стоящему резистору на плате видеокарты. А делается это легко. На старый резистор кладётся новый и так же, как старый, припаивается к плате. Получается два резистора на одном монтажном месте. В моём случае были использованы резисторы в SMD-корпусе, но в принципе можно использовать в любом корпусе - это всего лишь вопрос доступности и внешнего вида.

В таблице указано, какие напряжения на видеопроцессоре U (gpu) можно получить при напаивании двух разных номиналов резистора R (gpu).

Теперь поговорим о памяти

Если видеопроцессор - мозг карты, и его главной функцией является построение сложных геометрических фигур, то видеопамять несёт функцию хранилища данных, таких как геометрия, текстуры и буфер кадров.

Есть два основных пути увеличения производительности видеопамяти - поднятие тактовой частоты и увеличение разрядности шин данных и адреса.

Так как серия карт GeForce 6600GT использует шину данных 128bit, и её никаким способом увеличить нельзя, то единственный способ увеличить быстродействие видеопамяти - это поднять тактовую частоту памяти. Как правило, на картах серии GeForce 6600GT используют тип памяти формата DDR3 производства SAMSUNG с временем такта две наносекунды, что в переводе на мегагерцы равно 1000 MHz. Как правило, эта память является отбраковкой 1,4 наносекундной памяти.

Прошу не пугаться слова "отбраковка" - память полностью работоспособна, просто она не прошла тест стабильности на 1428 MHz, а это значит, что если очень повезёт, то память на GeForce 6600 GT способна разогнаться до 1400 MHz, и поэтому она хорошо поддаётся разгону. На сегодняшний день это самый быстрый тип памяти, используемой в электронной индустрии, который по цене доступен для применения в бытовой электронике.

К сожалению, вольтмод памяти даёт малый прирост тактовой частоты и составляет порядка 5%-10%. Это связано с тем, что разгон памяти формата GDDR3 не очень зависит от поднятия питающего напряжения, но иногда это помогает, поэтому вольтмод памяти имеет право на существование, хотя и не всегда оправдан. Напряжение на памяти контролирует микросхема ISL6549CB производства Intersil Corporation (www.intersil.com).

После тщательного изучения документации ISL6549CB и анализа размещения деталей на плате был установлен резистор, номинал которого и задаёт значение напряжения U (ddr) на видеопамяти.

Ниже приведена таблица зависимость напряжения на памяти U (ddr) от номинала напаянного резистора R (ddr).

Дополнительная гарантия вольтмода

Как известно, успех оверклокинга любого устройства прежде всего зависит от самого устройства. Бывает, что карты, произведённые именитым брендом, разгоняются намного хуже, чем от малоизвестных производителей. Это всего лишь фортуна. Кому-то она улыбнётся, а кому-то и нет. Но и фортуну можно подвести под статистику. Так как модельный ряд карт GeForce 6600GT по буквенному суффиксу корпорации NVIDIA не является топовым и представляется собой середнячком по производительности, а топовым является суффикс "ULTRA", то у 6600 GT имеется некоторый запас по прочности. Вы, наверно, уже задаётесь вопросом, к чему такой глубокий анализ этой темы? А вот к чему.

В связи со сложившейся на мировом рынке ситуацией маркетологи корпорации NVIDIA оставили нишу модельного ряда GeForce 6600ULTRA незанятой, иначе она могла мешать продвижению серии карт GeForce 6800, сравниваясь с ними по производительности и имея при этом гораздо меньшую стоимость. Тогда получается, что в серию карт GeForce 6600GT могут попадать чипы, которые путем селекторного отбора по тактовой частоте шли бы на производство серии GeForce 6600ULTRA. Да и сам процессор NV43, на котором разработана серия GeForce 6600, выполнен по технологическому процессу 0,11нм, и его максимальная теоретическая тактовая частота равняется примерно 650 MHz, что даёт дополнительную уверенность в систематическом оверлокинге карт модельного ряда GeForce 6600GT до уровня " ULTRA" и выше.

Доработка системы охлаждения

Как писалось выше, при проведении вольтмода надо сменить или хотя бы повысить эффективность системы охлаждения. Так как Galaxy 6600GT имеет медный радиатор среднего размера, то было решено сделать следующее: не менять полностью систему охлаждения, что предстоит сделать владельцам карт от других производителей, а чуть-чуть её доработать.

Что нам для этого надо?

Купить 12 см вентилятор (его цена составляет примерно 120 рублей) и термопасту КПТ-8 за 30 рублей. таким образом, вся доработка выльется примерно в 150 рублей.

Плюсы такой доработки? Дешевизна, простота исполнения, высокая эффективность системы охлаждения. Минусы? Занимается один слот PCI и один разъём блока питания.

Переделка по шагам

1. Снять радиатор с платы и промазать поверхность видеопроцессора и видеопамяти термопастой. Подойдёт любая хорошая термопаста типа КПТ-8,АлСИЛ-3 и т.д.
2. Отвинтить декоративную крышку с радиатора для лучшего обдува дополнительного внешнего винтилятора. Мы использовали 1см малошумный вентилятор. Скорость вращения лопастей равна 2600 об/мин, создаваемый воздушный поток равен 60 литр/мин, чего вполне достаточно.
3. Далее нужно аккуратно установить радиатор на плату и установить плату в корпус.

Установка внешнего вентилятора осуществляется с помощью креплений, в роли которых можно использовать всё подходящее - от монтажного провода или скрепок до специально вырезанных из жести креплений.

Тесты и измерения

После окончания переделки системы охлаждения можно провести измерительные тесты производительности самой видеокарты. Повышение тактовой частоты процессора и памяти делаем через утилиту, встроенную в видеодрайвер самой карты. Прошивка тактовых частот в БИОСе не даёт никакого результата, так как частоты всех серий карт строго фиксированы в драйверах, которые, в свою очередь, устанавливают их по умолчанию.

Все измерения проводились на стенде:

• материнская плата Albatron KX18D PRO II ver1.10;
• процессор Barton2500+, разогнанный до 2420 MHz(1.80V), множитель 11Х22;
• кулер IceHammer IH-3600FCA;
• память 2x512mb Hynix43D 440MHz 2-3-3-5 (1.9V);
• блок питания Codegen 300x (модифицированный);
• HDD Seagate ST380011A;
• 3fan и DVD-ROM;

плюс мультиметер BT-803 для измерения напряжений.

На фото - точки измерения питающих напряжений на процессоре U(gpu) и памяти U(ddr3).

В качестве операционной системы была использована Windows XP Profes sional SP2. Версия драйвера - 71.89 WHQL плюс файл регистра для включения закладки оверклокинга в драйверах. Для тестирования производительности была выбрана одна из лучших на сегодняшний день программа - бенчмарк 3DMark 05(ver1.2.0). Все настройки -по умолчанию.

Все измерения были выполнены в четырёх режимах работы видеокарты:

1. Номинальный - вольтмод и клокинг не применялся, все частоты номинальные.
2. Номинальный + клокинг - вольтмод не применяется, частоты выставлены утилитой в драйвере.
3. Оптимальный вольтмод - вольтмод присутствует. Мы рекомендуем делать именно его, так как он максимально безопасен. Частоты выставлены утилитой в драйвере.
4. Максимальный вольтмод - вольтмод присутствует (проделывать только опытным вольтмодерам), частоты выставлены утилитой в драйвере.

На фотографии - результаты, где выставлена максимальная стабильная частота для памяти и процессора при использовании максимального вольтмода.

Приведён результат, полученный в 3D Mark 05. Данный результат является максимальным, что можно выжать из карт модельного ряда GeForce 6600GT. И возможность его получения, прежде всего, связана с удачным экземпляром самой карты и хорошей системой охлаждения.

Очки, набранные в 3D Mark 05, фантастические и приближаются к очкам, набранным картами модельного ряда GeForce 6800, но эти модели нельзя сравнивать, так как серия GeForce 6800 в режимах с разрешением 1600Х1200 и больше будет чувствовать себя гораздо комфортнее.

Подводим итоги

1. Сделать вольтмод не представляет особого труда - для этого нужно всего лишь два резистора нужного номинала, а их стоимость составляет порядка 2 рублей за штуку.
2. Переделка системы охлаждения очень проста и стоит 150 рублей.
3. При вложениях в 154 рубля на все нужные детали получаем прирост частоты:
   • по GPU - 23%;
   • по DDR3 - 34%.
4. Прирост очков в 3D Mark 05 составил 18.9%.

Примечание: частоты, указанные в таблице, полностью работоспособны, на экране не присутствует ни одного дефекта изображения. Карта разгоняется по частотам гораздо больше, но на этих частотах в играх пролетают маленькие артефакты. Возможно, сказывается нехватка мощности преобразователя вторичных напряжений или неспособность системы охлаждения рассеивать возросшее количество тепловой энергии с процессора. А возможно, это просто частотный предел стабильности видеопроцессора.

Возможно, ваши результаты окажутся выше.

И фортуна улыбнётся вам больше, чем мне.

Удачи!