Огляд оверклокерської відеокарти MSI GeForce GTX 580 Lightning

На ринку графічних прискорювачів значну частку займають так звані «референсні» моделі. Це відеокарти, плата і система охолодження яких була розроблена компанією виробником графічного чіпа. Такі рішення є відносно недорогими, але явно не кращими екземплярами. Тільки деякі учасники цього ринку здатні розробити і запропонувати споживачу повністю свої перероблені відеокарти. Подібні моделі можна назвати унікальними, але лише з єдиним виключенням, їх поєднує в рамках одного продуктивного сегменту центральне графічне ядро. Для повноцінного розкриття потенціалу GPU відеокарти виробники графічних прискорювачів придумують все нові та нові технологічні рішення, оптимізують текстоліт своїх продуктів і підвищують якість компонентів, що використовуються. В результаті перероблені моделі стають більш швидшими, довговічними та ефективними, відносно «референсних», що додає їм конкурентоспроможності. Другою метою зміни і доповнення текстоліту плати є адаптація його для екстремальних способів розгону. У таких відеокартах крім значно підвищеної частотної формули присутній ряд допоміжних можливостей. Скориставшись ними, користувач може досягти ще більшої швидкодії графічної системи. На самій друкованій платі додаються елементи, що забезпечують функції «супер» розгону для екстремалів. Зокрема при використанні для охолодження рідкого азоту. Такі модифікації суттєво збільшують ціну і так не дешевих відеокарт. Однак у вузькому середовищі ентузіастів розгону саме вони стають самими популярними. Додатковий заводський розгін дозволяють розробникам графічних прискорювачів змагатися в максимальній швидкодії своїх продуктів, які також є статусними для кожного виробника відеокарт.

Компанія MSI вже давно пропонує ринку унікальні моделі відеокарт, але саме лінійка графічних прискорювачів Lightning має весь перелік технологічних особливостей, які роблять рішення цієї компанії винятковими. Звичайно ж, основними споживачами таких відеокарт повинні стати комп'ютерні ентузіасти і любителі розгону. Головною метою для них є одержання як можна більш вищих результатів у бенчмарках і тестових програмах або завоювання нових нагород на ресурсі hwbot. У цій ніші продуктів можливість насолодитися графікою в сучасних іграх відходить на другий план. З цими завданнями і повинна з успіхом справлятися відеокарта MSI GeForce GTX 580 Lightning.

У даному матеріалі ми розглянемо напевно саму продуктивну одночіпову відеокарту сучасного ринку графічних прискорювачів. Вона використовує найшвидше центральне графічне ядро NVIDIA GeForce GTX 580 і має всі фірмові технології компанії MSI. Модель MSI GeForce GTX 580 Lightning (N580GTX Lightning) має всі перспективи стати кращою серед рівних в Hi-end сегменті ринку.

Які б кардинальні зміни не були зроблені інженерами компанії MSI на текстоліті плати, головним її елементом, від якого залежить загальна продуктивність, однаково залишається графічне ядро. Саме з цієї причини хочеться рекомендувати читачу ознайомитися з усіма особливостями і архітектурою графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 580 у тестуванні відеокарти ZOTAC GeForce GTX 580. Крім того, даний GPU є флагманом сучасних графічних процесорів від компанії NVIDIA, а отже рішення на його основі стали самими продуктивними одночіповими графічними прискорювачами на сьогодні.

Почнемо розгляд моделі MSI GeForce GTX 580 Lightning з детальної таблиці специфікацій і аналізу всіх її чисельних змін у порівнянні з «референсним» екземпляром:

Специфікація MSI GeForce GTX 580 Lightning, як варто було очікувати, вказує на підвищені частоти роботи GPU і пам'яті щодо еталонного рішення. Також на відео карті, що в нас на тестуванні, використовується один повнорозмірний HDMI роз’єм, на відміну від mini HDMI у еталонної моделі. До того ж, на інтерфейсній панелі MSI N580GTX Lightning доданий порт DisplayРort, що набирає популярність. Ще в специфікації можна виділити рекомендацію використовувати потужний 700 Вт блок живлення (для «референсного» рішення необхідний 600 Вт блок живлення). Всі інші характеристики повністю збігаються. Однак це далеко не всі відмінності, які віддаляють MSI GeForce GTX 580 Lightning від еталонного зразка. І самими істотними з них є альтернативна система охолодження Twin Frozr III і інші елементи, що сприяють екстремальному розгону. Про них і розповімо нижче.

Почнемо розгляд MSI GeForce GTX 580 Lightning з комплектації та коробки, у якій поставляється дана відеокарта.

Упаковка MSI N580GTX Lightning не стала виключенням серед розглянутих нами раніше моделей відеокарт сімейства Lightning. Вона одержала досить значні розміри. Як і слід було сподіватися для відеокарт на графічному процесорі від компанії NVIDIA, основним кольором тут є зелений. І точно так само як і у MSI Radeon HD 6970 Lightning головним акцентом поліграфії є літак на фоні блискавки, що повинно означати технологічність, ефективність і ігрову потужність. Все це одразу дає зрозуміти споживачу, що перед ним не зовсім звичайний продукт.

З відмінних рис відеокарти на верхній кришці відзначені: застосування компонентів Military Class II, підтримка програми для розгону MSI Afterburner. Окремим логотипом у правому нижньому куті виділене використання архітектури «Power 4». Нижче зазначена модель відеокарти «N580GTX Lightning» і підкреслені: задіяна тут 16-фазна система живлення, технологія Triple Over-Voltage потрійного підняття напруги і застосування у якості системи охолодження кулера Twin Frozr III.

Якщо підняти верхню кришку, то можна побачити більш докладний опис усіх використаних у моделі MSI N580GTX Lightning технологічних нововведень. Через віконце з прозорого пластику також можна розглянути систему охолодження відеокарти. Давайте зупинимося детальніше на ключових особливостях продукту і технологіях, які були застосовані при його створенні. Архітектура виконання Power 4 містить у собі чотири особливості:

• 16 фаз PWM – застосовувана схема стабілізації живлення має 16 фаз (12+3+1), що вдвічі більше, ніж у «референсного» рішення, і повинно забезпечити стабільну роботу відеокарти як у звичайному режимі, так і при серйозному розгоні. Також це повинно привести до меншого тепловиділення в ланцюгах живлення в цілому.

• Окреме живлення відеопам'яті. Така схема характерна для багатьох відеокарт лінійки Lightning. Тут є два 8-контактних роз’єми, і один з них забезпечує подачу незалежних ліній на схему живлення пам'яті. Такий розподіл забезпечує менше нагрівання елементів стабілізатора і дозволяє краще згладити пульсації напруги живлення.

• Proadlizer – чотири тонкоплівкових конденсатори (3 у живленні GPU, один у живленні пам'яті). Вони мають підвищену ємність 1000 мкФ і менший опор (в 9 разів) стосовно твердотільних конденсаторів. Це допомагає ним забезпечувати поліпшену схему живлення Proadlizer x4, розроблену для екстремального розгону.

• CopperMOS – використання транзисторів з мідними радіаторами забезпечує ним менше нагрівання і можливість працювати при більш високому минаючому струмі. Це теж сприяє підвищенню надійності і поліпшує розгін відеокарти.

Застосування технології Triple Over-Voltage забезпечує функцію підвищення напруги на трьох значимих для розгону компонентах GPU, MEM і PLL (графічному процесорі, відеопам'яті й тактовому генераторі), що дає цій відеокарті можливість істотного збільшення продуктивності.

У ланцюгах живлення відеокарти задіяні компоненти, як називає їх виробник Military Class II, що повинно обумовити їх підвищену надійність і довговічність роботи. Твердотільні і танталові конденсатори, а також дроселі з феритовою серцевиною, додають ще декілька плюсів у скарбничку високого розгінного потенціалу MSI N580GTX Lightning, збільшуючи її стабільність роботи в «гарячих» режимах.

Друкована плата MSI GeForce GTX 580 Lightning зроблена з використанням технології LPL (Lightning Power Layer), яка полягає в додаванні чотирьох виділених шарів металізації, по яких надходить живлення GPU (2 шари) і пам'яті (1 шар), а також є загальне «земля» (1 шар). Це в свою чергу збільшує стабільність системи живлення, захищає її від перешкод і зменшує нагрівання плати.

Одразу під вікном, у якому можна роздивитися саму відеокарту, описані всі переваги встановленого на MSI GeForce GTX 580 Lightning кулера Twin Frozr III. Відзначено використання в його конструкції двох 90 мм вентиляторів Propeller Blade.

Вентилятори Propeller Blade мають поліпшену на 20% ефективність у порівнянні з звичайними. Сумарно ці зміни забезпечують Twin Frozr III перевагу над Twin Frozr II до 40%. Також основою кулера стала нікельована пластина, а дві додаткові мідні трубки збільшеного діаметра 8 мм, допомагають більш ефективно передавати тепло на алюмінієві пластини радіатора. Все це сприяє кращому тепловідводу від теплорозподільної кришки графічного процесора. Сумарно фірмова система охолодження, у порівнянні з «референсною турбіною», здатна зменшити температуру графічного ядра в режимах з максимальним навантаженням на 21°С і працює на 5,5 дБ тихіше.

Зворотна сторона упаковки менш інформативна: тут користувач може ознайомитися з мінімальними системними вимогами для комп'ютера, у який буде встановитися MSI GeForce GTX 580 Lightning, і ще раз почитати про підтримувані відеокартою технології і її основні характеристики. Відзначимо, що встановлювати MSI N580GTX Lightning необхідно в систему з джерелом живлення потужністю не менше 700 Вт з гарантованим струмом в 42 А по лініям живлення 12В. А якщо ні, то користувач не зможе повністю розкрити весь потенціал, який закладений у цю модель. Упаковка відеокарти забезпечує максимум інформативності та відрізняється значними габаритами навіть у порівнянні з іншими продуктами цього сегмента ринку.

Крім самої відеокарти в коробці з нею ми виявили:

• Диск з драйверами й фірмовою утилітою MSI Afterburner, що дозволяє здійснювати розгін відеокарти;
• Короткий посібник користувача і книжечку з описами фірмових технологій;
• Два довгі містки SLI;
• Перехідник DVI-to-VGA;
• Два перехідники з 6-контактного на 8-контактний роз’єм живлення;
• Три перехідники для підключення мультимера з метою моніторингу напруги.

Комплектацію MSI GeForce GTX 580 Lightning можна назвати повною, що дозволить користувачу використати даний продукт у будь-яких можливих конфігураціях системи, навіть в SLI-конфігураціях, що включають два графічні прискорювачі. З особливостей тут можна виділити перехідники для підключення мультиметра. Якщо підключити їх до спеціальних роз’ємів на платі відеокарти, то можна максимально точно стежити за напругою живлення GPU (графічного процесора), MEM (мікросхем пам'яті) і PLL (тактового генератора).

Головною особливістю, яка приверне споживача, тут стала система охолодження «Twin Frozr III». Вона вже зустрічалася нам в огляді моделі MSI Radeon HD 6970 Lightning. Кулер MSI GeForce GTX 580 Lightning має строгий дизайн зовнішнього кожуха, який виконаний повністю з алюмінієвого сплаву. Це підкреслює практичність зовнішнього вигляду, і сприяє кращому відводу тепла від гарячих елементів плати графічного прискорювача.

Розміри MSI GeForce GTX 580 Lightning не можна назвати самими великими, але її габарити досить великі. Наприклад, прямий конкурент, заснований на графічному ядрі від компанії AMD, відеокарта MSI Radeon HD 6970 Lightning,  має 310x127x40 мм розмірами. Водночас як MSI N580GTX Lightning вийшла трохи менше по довжині 305x127x45, але злегка ширше. Це дорівнює зразок на тестуванні до розмірів графічного прискорювача минулого покоління MSI GeForce GTX 480 Lightning, який має точно такі ж габарити. Крім істотної довжини цього рішення, складністю при встановленні в корпус може виявитися і чимала висота MSI N580GTX Lightning. З цієї сторони головну незручність заподіють саме роз’єми живлення. Вони можуть впертися в бічну панель корпуса. Була б відеокарта трохи нижче, як і всі інші графічні прискорювачі, це не було б проблемою. З цих причин споживач, що бажає мати такий прискорювач, повинен придивлятися до повногабаритних корпусів.

Живленням MSI GeForce GTX 580 Lightning забезпечується через два 8-контактних роз’єми (крім самої шини PCI-Express), а «референсне» рішення на NVIDIA GeForce GTX 580 має один 6-контактний і один 8-контактний роз’єм живлення. У системі живлення MSI GeForce GTX 580 Lightning використовуються незалежні лінії для забезпечення схеми живлення пам'яті. Теоретично, в екстремальних режимах розгону, такий набір роз’ємів повинен забезпечити відеокарті до 600 Вт енергії, і це не враховуючи споживання інших компонентів комп'ютера. Варто відзначити, що виробник дозволяє використовувати два 6-контактний роз’єми замість двох 8-контактних (у комплекті поставки присутні два перехідники). Однак таке приєднання не дозволить досягти найкращих результатів при розгоні.

Наявність двох роз’ємів для підключення містків SLI дозволяє поєднувати для спільної роботи до чотирьох відеокарт на графічних процесорах NVIDIA GeForce GTX 580. Це дає можливість одержати суперпродуктивну графічну підсистему.

На відеокарті MSI GeForce GTX 580 Lightning набір інтерфейсів для виводу зображення складений з таких портів:

• 2x Dual-Link DVI
• 1х HDMI 1.4
• 1х DisplayРort

На інтерфейсній панелі розташувалися всі сучасні роз’єми. Якщо врахувати, що тут використовуються тільки повнорозмірні інтерфейси, то скромний набір додаткових перехідників у комплекті поставки цілком закономірний. Єдиним перехідником тут став DVI-to-VGA, хоча використання монітора з аналоговим інтерфейсом разом з відеокартою такого класу досить сумнівно. Так що сумарно навряд чи у користувача виникнуть які-небудь проблеми з підключенням монітора, проектора або плазмової панелі до відеокарти MSI GeForce GTX 580 Lightning.

Набір особливостей зворотної сторони плати графічного прискорювача MSI N580GTX Lightning дуже нагадує такий як у MSI Radeon HD 6970 Lightning. Всі вони прямо мають відношення до «супер» можливостей розгону даного рішення. Тут є чотири подвійні перемикачі, заклеєні жовтувато-прозорою плівкою.

• SW4 - перемикач OCP Unlock (Over Current Protection) відключає захист по струму і PLL (PLL V-Switch) відключає захист, який обмежує максимальну напругу на тактовому генераторі.
• SW5 - PWM Clock Tuner перемикає PWM з 260 в 310 МГц, що усуває пульсації.
• SW2 - відключає захист, що обмежує максимальну напругу на GPU (GPU V-Switch) і мікросхемах пам'яті (Mem V-Switch).
• SW3 – усуває помилку включення механізму захисту відеокарти при дуже низьких температурах. Необхідний тільки при розгоні під рідким азотом.
• SW-DIP2 – перемикає відеокарту на роботу з резервною копією BIOS. Також усуває помилки стандартної BIOS, що виникають при розгоні під рідким азотом.

Всі ці перемикачі призначені для екстремальних методів розгону графічного прискорювача під рідким азотом. При розгоні з повітряною системою охолодження їх перемикати не має сенчу, тому що деякі з них можуть сприяти виходу з ладу відеокарти.

Ряд світлодіодів, що знаходиться з правої сторони від перемикачів, (LED19-LED23 і LED28-LED35) забезпечує індикацію кількості задіяних фаз. Вони є візуальною індикацією роботи стабілізатора живлення відеокарти MSI GeForce GTX 580 Lightning, який має можливість динамічного перемикання активних фаз. Ця функція забезпечує відключення «не потрібних» фаз при низькому навантаженні на прискорювач.

Присутність на звороті текстоліту плати ряду плівкових конденсаторів технології Proadlizer x4 – чотири конденсатори (3 у схемі живлення GPU, один у схемі живлення відеопам'яті) підвищеної ємності (1000 мкФ) забезпечують поліпшену схему живлення, розроблену для екстремального розгону.

Розміри і наповнення друкованої плати суттєво відрізняються від еталонних. Плата стала вище на 16 мм і трохи довше, що дозволило розробникам розмістити на ній усі елементи 16-фазної схеми живлення.

Численні елементи 16-фазної схеми стабілізації живлення надають значний вигляд передньої частини текстоліту відеокарти. Однак, по суті, тут за живлення GPU відповідає 6 фаз з подвоєнням елементів, які забезпечує ШІМ-контролер uР6225AM, а 3 фази, відповідальні за подачу напруги на мікросхеми пам'яті, управляються ШІМ-контролером uР6207AI. Сумарно це повинно дати гарну стабільність роботи і високі результати при розгоні.

У спеціальних крапках за допомогою мультимера можна заміряти напругу, яка подається на GPU, пам'ять і тактовий генератор (PLL) відеокарти MSI GeForce GTX 580 Lightning. Це без сумніву дуже зручно і до того ж значення напруги, отримані таким чином, будуть більш точними.

Для індикацій різних помилок роботи тут передбачений невеликий динамік. Це допоможе швидше визначати, де відбувся збій при розгоні графічного прискорювача.

Графічне ядро NVIDIA GeForce GTX 580 є центральною частиною розглянутої відеокарти. Воно зроблено по нормам 40 нм техпроцесу, містить 512 універсальних шейдерних конвеєрів і 48 блоків растеризації. Розробники компанії MSI розігнали його до 832 МГц, що на 60 МГц більше, ніж рекомендована частота для цього GPU. Частота шейдерних процесорів склала 1664 МГц. Обмін даними між графічним ядром і пам'яттю здійснюється через 384-бітну шину. На зображенні вище наведені основні характеристики прискорювача.

Всього на відеокарті встановлено 1536 МБ відеопам'яті стандарту GDDR5 мікросхемами виробництва SAMSUNG з маркуванням K4G10325FE (4,0 нс). Згідно з документацією ці чіпи можуть працювати на ефективній частоті до 5000 МГц. Враховуючи, що початково ефективна частота роботи пам'яті становить 4200 МГц, можна буде спробувати прискорити її за допомогою розгону і одержати деякий приріст продуктивності.

Ми вже детально розглядали фірмову систему охолодження третього покоління, яка використовується на останніх рішеннях серії Lightning. Вона зветься Twin Frozr III і більш докладно про її конструкції можна довідатися в огляді MSI Radeon HD 6970 Lightning. Тут же відзначимо лише її основні особливості.

В Twin Frozr III є два 90 мм вентилятори з ШІМ-керуванням швидкістю обертання. Спеціальна додаткова пластина прилягає через термоінтерфейс до всіх елементів підсистеми живлення і мікросхем пам'яті для їх кращого охолодження.

Алюмінієві радіатори пронизують три 6 мм і дві 8 мм теплові трубки.

Всі алюмінієві пластини якісно припаяні до мідних трубок, що забезпечує гарний теплообмін.

Для перевірки ефективності охолодження графічного ядра NVIDIA GeForce GTX 580з  кулером Twin Frozr III, ми скористалися фірмовою утилітою моніторингу та розгону MSI Afterburner, а для створення високого навантаження була задіяна програма MSI Kombustor.

 При автоматичному режимі керування швидкістю обертання турбіни інтенсивне навантаження змушує графічний процесор розігріватися до «терпимих» 69°C. Кулер у такому режимі працює на 53% своїх можливостей, це становить до 2150 об/хв. Такі швидкості обертання вентиляторів створюють ледве помітний на загальному фоні системи шум.

Якщо порівнювати ефективність роботи стандартної турбіни і системи охолодження Twin Frozr III в автоматичному режимі, то різниця в температурах буде в 19 градусів. Такий розбіг температур майже відповідає ствердженню компанії MSI про перевагу їх фірмової системи охолодження над еталонною в 21 градус.

При встановленні обертів вентиляторів обох систем на максимум, різниця склала 15 градусів, що теж дуже непогано для розгінного потенціалу відеокарти MSI GeForce GTX 580 Lightning. Відзначимо також, що рівень шуму стандартної турбіни при її максимальних обертах набагато більше чути, ніж від системи Twin Frozr III в аналогічному режимі використання.

Під навантаженням, але з максимальними обертами системи охолодження, графічне ядро нагрівалося до температури 59 градусів. Це є дуже гарним результатом.

При відсутності навантаження частоти графічного ядра і пам'яті знижуються, а також відключаються не задіяні фази стабілізатора живлення, що у свою чергу веде до меншого тепловиділення. Система охолодження в такому режимі працює досить тихо.

Конструкція Twin Frozr III забезпечена багатьма сучасними технологічними нововведеннями, що дозволяє їй суттєво понизити сумарне нагрівання відеокарти і при цьому залишатися досить тихою в роботі. Також її можливості дають обґрунтовану надію на перспективи значного розгінного потенціалу графічного прискорювача MSI GeForce GTX 580 Lightning.