Огляд і тестування відеокарти MSI Radeon HD 7970 Lightning

Сьогодні слідом за ASUS Radeon HD 7970 Direct CU II у нашу тестову лабораторію потрапила ще одна відеокарта, що базується на флагманському графічному процесорі AMD Radeon HD 7970 та суттєво відрізняється від «еталонного» зразка. Відеоприскорювач MSI Radeon HD 7970 Lightning належить до добре відомої в колі ентузіастів серії MSI Lightning, яка є прямим конкурентом для не менш відомої лінійки ASUS Republic Of Gamers. Нагадаємо, що перші відеокарти з приставкою Lightning у назві, орієнтовані в першу чергу на оверклокінг і активне ігрове застосування, з'явилися на ринку в 2009 році і базувалися на графічному процесорі NVIDIA GeForce GTX 260. Для свого часу цей продукт був дійсно цікавим, адже в ньому було реалізовано чимало інноваційних рішень, які пізніше знайшли застосування і в інших продуктах тайванської компанії (наприклад, стандарт якості елементної бази Military Class). Зрозуміло, інженери MSI продовжили доробку і розвиток серії Lightning, випускаючи на основі найбільш продуктивних графічних чіпів нові моделі графічних адаптерів, які за минулий час встигнули завоювати міцні позиції в hi-end сегменті і прийняти участь у досягненні багатьох рекордів у лізі HWBot.

Еволюція відомої лінійки представлена на зображенні вище. Як ми бачимо, за минулі три роки суттєво змінився не тільки рівень продуктивності відеокарт, але і їх зовнішній вигляд. Втім, деякі загальні риси у вигляді цих продуктів, безумовно, присутні. Отже, від невеликого вступу пропонуємо перейти безпосередньо до розгляду графічного прискорювача MSI Radeon HD 7970 Lightning і вивченню його особливостей.

Специфікація відеокарти:

Модель	MSI Radeon HD 7970 Lightning (MSI R7970 Lightning)
Графічне ядро	AMD Tahiti XT
Кількість потокових процесорів	2048
Підтримувані API	DirectX 11.1 (Shader Model 5.0), OpenGL 4.2
Частота графічного ядра, МГц	1070
Частота пам'яті (ефективна), МГц	1400 (5600)
Об'єм пам'яті, МБ	3072
Тип пам'яті	GDDR5
Ширина шини пам'яті, біт	384
Тип шини	PCI-E 3.0 x16
Максимальна роздільна здатність	До 1920x1200 Single-link DVI До 1920x1200 HDMI (через перехідник) До 4096x2160 DisplayРort
Інтерфейси виводу зображення	2x Single-link DVI 4х mini DisplayРort 1.2
Підтримка HDCP і декодування HD-відео	Є Підтримка протоколів Unified Video Decoder 3.0, Video Codec Engine, можливість відтворення Blu-ray 3D
Мінімальні вимоги до блока живлення, Вт	650
Розміри, мм	305 х 135
Драйвери	Свіжі драйвери можна скачати з: - сайта виробника GPU  -  сайта підтримки.
Сайт виробника	http://ua.msi.com/

Як і має бути у продукта преміум рівня вартістю майже $600, що орієнтоване на найбільш обізнаних користувачів і любителів оверклокінга, відеокарта MSI Radeon HD 7970 Lightning має досить відчутний заводський розгін. У цьому випадку графічне ядро функціонує на частоті 1070 МГц, а ефективна частота мікросхем пам'яті становить 5600 МГц. Нагадаємо, що рекомендовані виробником GPU значення частот графічного ядра і пам'яті для графічного процесора AMD Radeon HD 7970 становлять 925 і 5500 МГц відповідно. Приріст частоти для GPU виглядає досить переконливо і становить 15,5%, що повинно відчутно вплинути на рівень продуктивності MSI Radeon HD 7970 Lightning у порівнянні з «референсними» картами навіть незважаючи на скромний рівень фабричного розгону пам'яті. Також інженери MSI переробили набір інтерфейсів для виводу зображення, який на MSI Radeon HD 7970 Lightning включає 4 роз’єми mini DisplayРort і два інтерфейси DVI, але позбавлений порту HDMI. Докладніше про фірмову систему охолодження з серії Twin Frozr, альтернативний дизайн друкованої плати і інші особливості MSI Radeon HD 7970 Lightning ми розповімо трохи нижче, а почнемо наше знайомство, традиційно, з вивчення упаковки продукту.

Більша картонна коробка, у якій поставляється відеокарта MSI Radeon HD 7970 Lightning, оформлена в чорно-червоних тонах і має форму «валізки» з верхньою кришкою, що відкидається, яка вже добре знайома нашим постійним читачам по інших продуктах MSI із серій Hawk і Lightning. На лицьовій стороні упаковки перелічені лише самі основні характеристики продукту, а також в оформленні використані логотипи підтримуваних графічним прискорювачем MSI Radeon HD 7970 Lightning технологій і сумісних утиліт.

Докладніше з унікальними особливостями розглянутого рішення можна ознайомитися, відкинувши верхню кришку коробки і глянувши на розворот. Ця частина упаковки є найбільш інформативною. Крім того, через спеціальне прозоре віконце користувач має можливість роздивитися і саму відеокарту MSI Radeon HD 7970 Lightning, упаковану в антистатичний пакет.

На описі ключових особливостей MSI Radeon HD 7970 Lightning ми традиційно зупинимося докладніше:

Застосовувана для MSI Radeon HD 7970 Lightning схема стабілізації живлення, за словами виробника, має цілих 17 фаз (14+2+1) замість 7 (5+1+1) в «звичайної» Radeon HD 7970, що повинно забезпечити максимально стабільну роботу карти, як у штатному режимі, так і при серйозному розгоні з використанням повітряного, водяного або ж «екстремального» охолодження. Більше того, використання цифрового ШІМ-контролера дозволило розробникам задіяти технологію активного перемикання фаз (Active Phase Switching), яка забезпечує надійне живлення GPU і чіпів пам'яті в процесі високого навантаження і дозволяє заощаджувати електроенергію, відключаючи «непотрібні» фази в 2D-режимі.

Зрозуміло, при виробництві відеокарти застосовувалися компоненти так званого військового класу третьої ревізії (Military Class III): якісні твердотільні і танталові конденсатори, «золоті» дроселі SSC (Solid State Choke) і силові транзистори CopperMOS у мідній корпусіровці. Застосування покращеної елементної бази повинно позитивно позначитися на розгінному потенціалі MSI Radeon HD 7970 Lightning, знизити тепловиділення ланцюга живлення і відчутно збільшити термін служби.

Значення трьох основних напруг (на GPU, пам'яті і блоці VDDCI) користувач може самостійно змінювати за допомогою фірмової утиліти MSI Afterburner, яка включена в комплект поставки відеокарти. Замір напруги живлення на цих вузлах можна робити вручну за допомогою спеціальних крапок на друкованій платі (V-Check Points). Також розробники звертають увагу користувачів на можливість моніторингу температури не тільки GPU і чіпів пам'яті, але і силових транзисторів (MOSFET).

Спеціальний модуль з назвою GPU Reactor підключається до спеціальних роз’ємів на звороті друкованої плати і, за словами інженерів MSI, дозволяє відчутно знизити рівень пульсацій напруги живлення GPU, що також повинно позитивно вплинути на розгінний потенціал MSI Radeon HD 7970 Lightning.

Фірмова система охолодження Twin Frozr IV з застосуванням п'яти теплових трубок, за заявою виробника повинна охолоджувати GPU на 14 градусів ефективніше в порівнянні з «референсною» системою охолодження, розробленою інженерами AMD, і при цьому залишатися на 6,3 дБ тихіше. Окремо згадується також застосування нікельованої мідної основи, ефективних теплових трубок, технології Dust Removal і фірмових вентиляторів типу Propeller Blade.

Список нововведень і унікальних особливостей відеокарти MSI Radeon HD 7970 Lightning виглядає переконливо, однак варто враховувати, що більшість описаних нами функцій будуть затребувані лише вузьким колом професійних оверклокерів, у той час як рядовий геймер буде використовувати невелику частину потенціалу цього рішення.

Зворотна сторона упаковки менш інформативна: тут користувач може ознайомитися лише з мінімальними системними вимогами для комп'ютера, у який планується встановлення MSI Radeon HD 7970 Lightning, а також самими основними характеристиками відеокарти, які представлені на 29 мовах (включаючи російську). Відзначимо, що джерело живлення в системі з відеокартою MSI Radeon HD 7970 Lightning повинно мати потужність не менше 650 Вт і бути оснащене двома 8-контактними роз’ємами живлення PCI-E Power.

Крім самої відеокарти в коробці ми знайшли:

• Диск з драйверами і фірмовою утилітою MSI Afterburner, що дозволяє здійснювати розгін відеокарти;
• Сертифікат якості від незалежної лабораторії на компоненти, застосовані при виробництві графічного прискорювача;
• Посібник користувача і книжечку з описами фірмових технологій;
• Перехідник з mini DisplayРort на DisplayРort;
• Перехідник DVI-to-HDMI;
• Два перехідники з 6-контактного роз’єму живлення PCI-E Power на 8-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Три перехідники для підключення щупів мультимера до крапок виміру напруги V-Check Points.

Набір аксесуарів має все саме необхідне для експлуатації відеокарти, однак, не включає будь-яких відчутних бонусів або приємних доповнень. Для відеокарти вартістю близько $600 такий комплект поставки може здатися досить убогим, адже відсутній навіть HDMI-кабель і місток CrossFireX. Втім, як ми вже відзначали, такий підхід останнім часом стає все більш розповсюдженим серед виробників відеокарт, адже він дозволяє трохи знизити підсумкову ціну продукту, на яку навіть забезпечені покупці орієнтуються в першу чергу.

Як ми вже відзначали вище, у порівнянні з «референсним» варіантом Radeon HD 7970 набір портів для виводу зображення на відеокарті MSI Radeon HD 7970 Lightning був суттєво перероблений інженерами MSI. Розробники віддали перевагу відмовитися від використання портів HDMI і DL-DVI, а замість цього пропонують користувачам одразу чотири роз’єми mini DisplayРort (максимальна роздільна здатність 2560x1600) крім двох інтерфейсів Single Link DVI (максимальна роздільна здатність 1920х1200 крапок). На всі роз’єми нанесене золоте покриття, що повинно запобігти їх окисненню і погіршення якості переданого сигналу. Завдяки підтримці технології AMD Eyefinity 2.0 до розглянутого графічного прискорювача можна приєднати одночасно до 6-ти дисплеїв у різних режимах.

Зовнішній вигляд відеокарти MSI Radeon HD 7970 Lightning, безсумнівно, можна віднести до її переваг. Масивні габарити, оригінальний дизайн ІЗ Twin Frozr IV, застосування стильного бекплейта, модуля GPU Reactor і приємного блакитного підсвічування повинні сподобатися не тільки оверклокерам, але і любителям моддінга, а також усім власникам корпусів з прозорою бічною панеллю.

Друкована плата відеокарти MSI Radeon HD 7970 Lightning приємно здивувала нас складністю розведення, високою якістю виконання і достатком різноманітних елементів. Безумовно, продукти такого рівня як MSI Radeon HD 7970 Lightning крім всього іншого створюються також з метою демонстрації потенціалу відділу R&D, і з цим завданням інженерам MSI, на наш погляд, цілком вдалося впоратися.

Окрему увагу в компанії MSI приділяють застосуванню для друкованої плати MSI Radeon HD 7970 Lightning технології Lightning Power Layer, яка полягає у використанні окремих незалежних шарів PCB для розведення модулів стабілізації живлення GPU і пам'яті, що у свою чергу дозволяє знизити пульсації напруги і рівень перешкод. У процесі екстремального оверклокінга ця особливість розглянутої відеокарти може бути особливо корисною.

Як ми вже згадували вище, замість «референсної» 5+1+1-фазної схеми, перетворювач живлення на MSI Radeon HD 7970 Lightning включає 14+2+1 фаз (для графічного ядра, мікросхем пам'яті і блоку VDDCI відповідно), які працюють під керуванням цифрового ШІМ-контролера Chil CHL8228G. Розробники відзначають, що більше немає необхідності у встановленні фірмової утиліти для активації опції Active Phase Switching, адже тепер ця енергозберігаюча технологія реалізована на апаратному рівні. Також виробник звертає увагу користувачів на той факт, що мікросхеми пам'яті на MSI Radeon HD 7970 Lightning мають живлення від одного з 8-контакних роз’ємів PCI-E Power, у той час як живлення пам'яті на «референсних» зразках Radeon HD 7970 забезпечується від слота PCI-E.

До речі, на звороті текстоліту встановлений ряд світлодіодів, які дозволяють наочно відслідковувати рівень активності фаз живлення відеокарти.

У зв'язку з спрямованістю відеокарти на оверклокінг з використанням не тільки повітряного, але і екстремального охолодження (рідкий азот, сухий лід), для забезпечення живлення відеокарти, крім роз’єму PCI-E, розробники застосували два 8-контактних роз’єми живлення, які розташовані збоку наприкінці плати. Нагадаємо, що для графічного прискорювача на AMD Radeon HD 7970 еталонного дизайну застосовується один 6-контакний і один 8-контактний роз’єм живлення.

Колодки V-Check Points для ручного виміру напруги будуть до речі для тих користувачів, які потребують максимально точного моніторингу напруги на основних вузлах плати і не довіряють програмним показанням. Нагадаємо, що в комплекті з відеокартою поставляються три спеціальні перехідники, які суттєво полегшують процес підключення щупів мультимера до контактів.

Два коннектори для містків CrossFireX дозволяють поєднувати декілька відеокарт на основі графічних процесорів AMD для спільного розрахунків графічних ефектів.

Поруч з ними розташовується невеликий перемикач BIOS, який також призначений для ентузіастів розгону. У положенні Original активується прошивання, з яким відеокарта функціонує в режимі заводського розгону, однак, всі обмеження по збільшенню струму, напруги і частот GPU і пам'яті при цьому активні. При активації режиму «LN2» (сама назва якого красномовно свідчить про його призначення), використовується версія BIOS у якому частоти графічного ядра і відеопам'яті знижуються до «еталонних», але і всі вищезгадані обмеження зняті. Це дозволить досягти більш високих результатів при здійсненні оверклокінга з використанням рідкого азоту, рідкого гелію або сухого льоду.

Початково зворотна сторона друкованої плати схована за масивним «бекплейтом», який також використовується в ролі кріплення для модуля GPU Reactor.

Після демонтажу пластикової кришки (що помітно збільшує висоту відеокарти), ми побачили, що GPU Reactor являє собою невелику плату з вісьма конденсаторами і декількома світлодіодами. На перший погляд можна припустити, що застосування окремого модуля GPU Reactor для зниження рівня пульсацій і збільшення сили струму — не більш ніж маркетинговий хід, але також імовірно, що розробники були змушені вдатися до такого рішення через недолік вільного місця на текстоліті основної плати.

Відзначимо, що блакитне підсвічування модуля GPU Reactor виглядає досить приємно всередині системного блоку.

Крім вищезгаданих світлодіодів-індикаторів APS, на зворотну сторону плати розробники винесли ряд танталових конденсаторів, а також ще декілька елементів модуля стабілізації живлення.

Так виглядають колодки, встановлені на звороті плати, призначені для підключення GPU Reactor.

Графічний чіп «Tahiti XT», виконаний по нормам 28 нм техпроцесу, є центральною частиною розглянутої відеокарти. Він включає 2048 уніфікованих процесорів і 32 блоки растеризації, а обмін даними між графічним ядром і пам'яттю здійснюється за допомогою 384-бітної шини. На скріншоті вище наведені його основні характеристики.

Показник ASIC Quality для досліджуваної відеокарти склав 62,1%. Нагадаємо, що високе значення цього параметра свідчить про низьку напругу живлення GPU і дозволяє сподіватися на кращий розгінний потенціал при використанні повітряного охолодження. У той же час для експериментів з розгоном з використанням екстремальних методів охолодження (рідкий азот, гелій, сухий лід) краще підходять відеокарти з низьким ASIC Quality, до яких належить і наш семпл MSI Radeon HD 7970 Lightning.

Відеопам'ять стандарту GDDR5 загальним об'ємом 3 ГБ набрана за допомогою дванадцяти чіпів по 256 МБ виробництва компанії Hynix. Чіпи мають маркування H5GQ2H24MFR T2C і згідно з документацією можуть функціонувати на ефективній частоті до 6 ГГц. Враховуючи, що пам'ять у протестованої відеокарти навіть з врахуванням заводського розгону початково функціонує на частоті 5600 МГц, є сенс спробувати трохи прискорити її в процесі ручного розгону.

Система охолодження, застосовувана для відеокарти MSI Radeon HD 7970 Lightning, займає два слоти розширення і є першим і найбільш просунутим кулером з нової лінійки Twin Frozr IV. З помітних відмінностей у порівнянні з попередньою ревізією фірмового VGA-охолоджувача від MSI (Twin Frozr III) варто виділити збільшення діаметра застосовуваних вентиляторів типу «Propeller Balde» до 100 мм, що повинно забезпечити кращу ефективність охолодження не тільки GPU, але і інших компонентів друкованої плати.

Поява функції автоматичного очищення радіатора від пилу при старті системи з назвою Dust Removal також є відмінною рисою розглянутого кулера. По суті, ця опція полягає лише в тому, що перші тридцять секунд після включення ПК вентилятори системи охолодження відеокарти обертаються проти годинникової стрілки, видуваючи пил, що скопився між ребрами радіатора. У повсякденній експлуатації таке рішення, на наш погляд, є досить суперечливим, адже пил однаково потрібно буде забирати з системного блоку, а деякі компоненти ПК, на яких пил осідає після такого «очищення» ще більше забруднюються.

Отже, кулер Twin Frozr IV складається з масивного алюмінієвого радіатора, пронизаного трьома 6 мм і двома 8 мм тепловими трубками, металевого кожуха і двох вентиляторів типу «Propeller Blade». Нагадаємо, що, за заявою виробника, завдяки особій формі лопатів, ці «пропелери» генерують на 20% більш потужний повітряний потік у порівнянні з «звичайними» вентиляторами при меншому рівні шуму.

Кулер стикається з графічним ядром через мідну нікельовану пластину-підставу. Відзначимо, що розташування теплотрубок, на наш погляд, виконане оптимально, і вся площа радіатора буде використовуватися максимально ефективно.

Окремий невеликий радіатор передбачений і для охолодження силових елементів підсистеми живлення, та і «бекплейт» розташований на звороті друкованої плати, про який ми розповідали трохи вище, сприяє кращому охолодженню відеокарти.

Для підвищення ефективності кулера контакт теплових трубок, як з основою, так і з радіатором, покращений припоєм.

Для оцінки ефективності застосовуваної системи охолодження ми провели наш стандартний набір тестів за допомогою утиліти MSI Kombustor. Тести проводилися у двох режимах роботи кулера: автоматичне керування і максимальна швидкість обертання вентиляторів.

При автоматичному регулюванні швидкості обертання вентилятора, у режимі максимального навантаження графічне ядро нагрілося до 75 градусів, а кулер, судячи з показань моніторингу, працював при цьому на 80% своєї потужності, створюючи низький рівень шуму на фоні інших компонентів системного блоку. У порівнянні з референсною «турбіною» AMD Radeon HD 7970 перевага альтернативного охолодження досить відчутна.

У режимі максимальної швидкості обертання вентиляторів застосовувана система охолодження  створює рівень шуму, який можна охарактеризувати як «трохи вище середнього». Проте, температура GPU після підвищення швидкості обертання пропелерів ніяк не змінилася.

При відсутності навантаження, частоти роботи графічного ядра і пам'яті автоматично знижуються, дозволяючи знизити енергоспоживання і тепловиділення графічного ядра. У такому режимі шум системи охолодження відеокарти, що функціонує всього на 30% своєї потужності, не розрізнимо на фоні інших елементів системи.