Дорабатываем Radeon R9 290X | Обнажаем видеокарту
В обзоре Radeon R9 290X мы упоминали, что референсный кулер AMD в паре с недоработанными драйверами имел проблемы со стабильностью, отражающиеся на тактовых частотах графического процессора. Мы исследовали их и поделились результатами в статье “Причина “изменчивых” характеристик Radeon R9 290X/290 и её исправление”, определив, что одним из источников неприятностей является ШИМ-регулятор вентилятора.
Во время обсуждения на форуме сформировалось два основных вопроса:
- Улучшится ли ситуация при замене термопасты?
- Позволит ли более эффективное охлаждение повысить эффективность самой карты? Если так, то надежды, возлагаемые на карты OEM-партнёров, полностью оправданы.
В дополнение к картам Asus и Sapphire мы заказали ещё одну розничную модель Radeon R9 290X под брендом Gigabyte. Никто из этих вендоров не контролирует качество референсного дизайна, они просто покупают решения AMD и наклеивают соответственный стикер, чтобы обозначить партнёрство с AMD. Поэтому данные три компании ни в коем случае нельзя привлечь к ответственности за недостатки, выявленные в процессе тестирования. Когда мы спросили Gigabyte об их модификациях референсной карты AMD, представители ответили, что они ничего не меняли и не добавляли, в том числе радиаторы и вентиляторы. В чём же дело? Совсем скоро вы всё узнаете.
В попытках найти ответы на эти вопросы, мы начали аккуратно разбирать нашу третью розничную Radeon R9 290X, чтобы добраться до основания кулера и самой печатной платы.
На GPU Hawaii и радиатор нанесён слишком толстый слой термопасты, эффективность теплопередачи сильно занижена. Возможно, вы помните, как мы предупреждали об этом в обзоре термопаст.
Для дополнительных тестов мы собрали термопасту с двух других видеокарт Radeon R9 290X. Её оказалось достаточно, чтобы покрыть теплораспределитель CPU. Это заставило нас усомниться в том, что количество пасты для первой партии карт соответствует стандартному количеству термопасты, наносимому при массовом производстве. Это укрепляет нашу теорию, что первоначальный экземпляр Radeon R9 290X принадлежит к небольшой партии карт, собранных вручную, включая нанесение термопасты.
Убрав пасту с контактной площадки, мы увидели поцарапанную шероховатую поверхность. Это не совсем то качество, которое ждёшь от нового профессионально смонтированного кулера.
Присмотритесь к зазубринам на медном основании: вряд ли такое остаётся после стандартного процесса монтажа.
Тем временем нас ждёт чистый и гладкий GPU, на который нужно нанести свежий слой пасты. Мы обратились к нашему обзору термопаст и выбрали лучшие образцы. Паста Diamond “24 Carat” от Innovation Cooling Diamond показала безупречные результаты в ходе обзора. Итак, для проверки наших измерений температуры мы решили провести второй и третий тестовый прогоны с использованием данной марки пасты.
Gelid GC-Extreme показала себя не хуже IC Diamond. Кроме того, она дешевле, и легче наносится на GPU. То же самое можно сказать о Cooler Master X1 Extreme Fusion. Учитывая тот факт, что обе карты с чипами Hawaii рассчитаны на высокие целевые температуры, определить лидера не представляется возможным. Однако мы заметили, что показатели энергопотребления и средней производительности, обеспечиваемые вышеупомянутыми пастами, почти не отличаются. Поэтому результаты, которые вы увидите далее, получены на карте с термопастой Gelid GC-Extreme.
Наблюдаем повышение температуры
Между штатной пастой AMD и Gelid GX-Extreme существует заметная разница. Чтобы Radeon R9 290X достигла своего предела температуры в 94 °C, понадобилось три минуты вместо 60 секунд. Кроме того, Power Tune работала в более широком диапазоне.
Мы продемонстрируем, какое огромное влияние эти результаты имеют на энергопотребление и эффективность, переключив Radeon R9 290X в режим Quiet (тихий) из невероятно шумного режима Uber.
Дорабатываем Radeon R9 290X | Энергопотребление: до и после
Тестовый стенд для измерения энергопотребления появился в результате сотрудничества с HAMEG (Rohde & Schwarz). У нас появилась возможность добиться очень точных значений, полученных с помощью точного многоканального осциллоскопа с дистанционным управлением.
Мы регистрируем все каналы, а значения измерений и графики сохраняются на приборе. Наш накладной амперметр обеспечивает 100 мВ/А, поэтому мы легко можем определить силу тока на базе измерений напряжения. Позже фактическое напряжение блока питания записывается и умножается на ток.
Как бы то ни было, пики энергопотребления не всегда соответствуют тому, что происходит на экране.
| Конфигурация измерений | Безконтактное измерения постоянного тока в слоте PCIe Безконтактное измерения постоянного тока на внешнем блоке питания PCIe Прямое измерение напряжения 3,3 В / 12 В |
| Измерительные устройства | Осциллоскоп: HAMEG HMO 1024 четырёхканальный DSO с фукнций хранения и удалённым управлением через Ethernet Адаптер накладного амперметра: HAMEG HZO50 (1 мА-30 A, 100 кГц, разрешение: 1 мА), Voltcraft VC-511 Зонд: HAMEG HZ154 (1:1, 1:10), разнообразие дополнительных адаптеров Цифровой мультиметр: Voltcraft VC-950 с функцией многоканальной регистрации данных |
| Тестовый стенд | Microcool Banchetto 101 |
| Тестовая конфигурация | AMD FX-8350 @ 4,5 ГГц Жидкостная система охлаждения замкнутого цикла Corsair H100i 16 Гбайт (2 x 8 Гбайт) Corsair Vengeance DDR3-1866 Asus FX990 Sabertooth (модифицированное подключение к PCIe с токовыми петлями) |
| Блок питания | Corsair AX860i (модифицированные выходы с измерительными ответвлениями) |
Три прогона со штатной термопастой AMD
Мы начинаем с трёх последовательных тестовых прогонов. Radeon R9 290X достигает целевой температуры в последней четверти теста, и здесь же мы наблюдаем самое высокое энергопотребление (пиковую производительность).
Во время второго прогона температура GPU не меняется, в то время как энергопотребление заметно падает.
Хотя в начале третьего цикла производительность снова снижается, далее мы получаем стабильные результаты. Энергопотребление понижается ещё на 10 Вт, и всплески и провалы на этом графике менее интенсивны.
Три прогона с пастой Gelid GX-Extreme
При использовании более качественной термопасты показатель температуры в простое существенно снизился, и мы получили небольшой прирост в производительности с повышением энергопотребления на 20 Вт по сравнению с первым прогоном.
Во время второго прогона энергопотребление упало по мере нагрева GPU. При достижении Radeon R9 290X целевой температуры включается Power Tune и давит “на тормоза”, хотя разница по показателям среднего энергопотребления остаётся на уровне 20 Вт.
И уже во второй раз в третьем прогоне мы получаем более стабильный уровень производительности. Пробел в энергопотреблении сужается до 12 Вт по сравнению с показателями штатной термопасты AMD.
Итак, что мы видим? Известно, что Power Tune активируется при достижении GPU целевой температуры, но после этого проходит некоторое время, прежде чем энергопотребление заметно понизится. Насколько хорошо работает Power Tune? Снижение энергопотребления на 11,5 Вт и 9% между оригинальной и альтернативной термопастой сопровождается соразмерным падением производительности. А что насчёт эффективности? Зависит ли её повышение от более качественного теплопроводного вещества? Скоро мы ответим на этот вопрос.
Дорабатываем Radeon R9 290X | Производительность и эффективность
Чтобы дополнить сравнение, мы добавили в графики несколько видеокарт Nvidia GeForce в референсном и альтернативном исполнении, включая GeForce GTX 780, GeForce GTX 780 Ti и GeForce GTX Titan. Замена оригинальной термопасты на карте Radeon R9 290X привела к заметному приросту производительности.
Во время первого прогона Radeon R9 290X в штатной конфигурации сравнялась с GeForce GTX Titan в третьем прогоне. После нанесения новой термопасты она обгоняет GeForce GTX 780 от Gigabyte с заводским разгоном. Она даже приближается по показателям к референсной GeForce GTX 780 Ti, по крайней мере, в третьем прогоне.
К сожалению, Radeon R9 290X теряет позиции во время второго прогона. GPU Hawaii упирается в температурный предел, и производительность в игре существенно падает. Третий прогон обеспечивает более постоянные результаты, поскольку карта стабилизируется на средней частоте кадров второго прогона.
Если перевести результаты в проценты и взять показатель GeForce GTX 780 Ti в качестве 100%, мы получим следующие значения:
Теперь вспомните измерения энергопотребления, в которых Radeon R9 290X потребляла меньше энергии во время второго и третьего прогонов. Это отражается в приросте или падении энергоэффективности?
К нашему удивлению, третий прогон с использованием более качественной термопасты оказался для Radeon R9 290X наиболее эффективным рабочим состоянием. Проще говоря, небольшое понижение частоты кадров сопровождается значительным понижением энергопотребления. Это противоречит тому, что мы наблюдали при тестировании “младшей” модели, Radeon R9 290, способной обогнать эталонную GeForce GTX 780 Ti при рабочей температуре 83° C, если заменить оригинальный кулер на Arctic Accelero Xtreme III.
Второй прогон демонстрирует самую низкую эффективность карты. Вскоре после того, как достигается предел температуры, Power Tune берёт контроль над энергопотреблением.
После замены термопасты энергоэффективность Radeon R9 290X всего на 10% ниже, чем у GeForce GTX 780 Ti Windforce GHz Edition (скорость выше на 3%) во время второго прогона, после того, как активируется ограничитель. Благодаря замечательному кулеру Gigabyte, температура GeForce GTX 780 Ti не превышает 70° C.
При условии более качественного охлаждения AMD тоже неплохо справляется. Radeon R9 290X даже может обойти GeForce GTX 780 Ti, если оценить доступную частоту кадров в пересчёте на потраченный доллар. Но пока собственные кулеры и заводской разгон, применяемые партнёрами Nvidia, обеспечивают преимущество карт GeForce над флагманом AMD. До тех пор, пока собственные партнёры AMD не получат достаточно чипов Hawaii для выпуска модифицированных версий Radeon R9 290X с более эффективными системами охлаждения, нам к этому выводу добавить нечего.
Дорабатываем Radeon R9 290X | Ответы на вопросы
Наши измерения позволяют дать чёткие ответы на поставленные в начале материала вопросы. Они опираются на значения энергопотребления и производительности, полученные во время трёх последовательных тестовых циклов.
Что мы получим при замене термопасты?
Если выбрать хорошую термопасту и сделать всё аккуратно, то замена штатной термопасты AMD может себя оправдать. Жаль только, что в процессе вы теряете гарантию производителя.
Улучшение эффективности охлаждения обеспечит карте более высокий уровень эффективности?
Ответ: определённо, да. Особенно, если посмотреть, на что способна Radeon R9 290X во время первого прогона бенчмарка, и затем сравнить данные с результатами третьего прогона. Удивительно, почему компания фактически собственноручно ухудшает производительность, используя референсный кулер.
Чтобы снять кулер Radeon R9 290X, вам понадобится набор отвёрток с головкой Phillips, поскольку AMD использует винты двух размеров. Для удаления излишков термопасты с GPU может пригодиться пинцет. И, конечно, не забудьте очистить поверхность кристалла перед нанесением новой термопасты.
Мы рекомендуем Gelid GC-Extreme или Cooler Master X1 Extreme Fusion. Их легко наносить, при этом они не проводят электричество. Если вы готовы произвести модификацию видеокарты самостоятельно, не забывайте про возможные последствия.
Желаем вам успехов! Данная операция, при её грамотном проведении, точно окупится.
