Огляд і тестування відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC з 1 ГБ GDDR5

13 вересня 2012 року компанія NVIDIA офіційно анонсувала дві нові моделі в лінійці графічних адаптерів GeForce GTX, орієнтовані на mainstream сегмент ринку, який все ще продовжує приносити відчутну частину прибутки чіпмейкерам і їх партнерам. У нашій тестовій лабораторії вже встигнув побувати прискорювач на базі графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 660 (GK106), а сьогодні ми маємо можливість ближче познайомитися з моделлю, що стоїть всього на сходинку нижче в ієрархії актуальної лінійки GeForce GTX — NVIDIA GeForce GTX 650.

Центральною частиною новинки є графічний чіп NVIDIA GK107, зроблений з дотриманням норм 28 нм технічного процесу на основі мікроархітектури NVIDIA Kepler. Відзначимо, що бюджетний графічний процесор NVIDIA GeForce GT 640, представлений двома місяцями раніше, базується на ідентичній версії чіпа NVIDIA GK107, що багато в чому пояснює схожу вартість цих продуктів. Взагалі NVIDIA GeForce GTX 650 являє собою лише розігнану версію GeForce GT 640 з пам'яттю типу GDDR5, а приналежність новинки до лінійки GeForce GTX є цілком вдалим, але лише маркетинговим ходом з боку каліфорнійського чіпмейкера. Беручи до уваги те, що детально про особливості архітектури GPU NVIDIA GK107 і його характеристики ми вже розповідали в одному з попередніх матеріалів, ми не будемо повторюватися, а зупинимося лише на основних відмінностях графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 650 від попередників і актуальних конкурентів.

З даних таблиці стає очевидним, що різниця між NVIDIA GeForce GTX 650 і GeForce GTX 660 є досить істотною, навіть незважаючи на те, що ці продукти мають схоже позиціонування, а індекс молодшої моделі вирізняться всього на одну цифру. У той же час у порівнянні з «бюджетним» NVIDIA GeForce GT 640 новинка все-таки може «похвастати» помітними покращеннями. Крім збільшеної з 900 до 1058 МГц частоти GPU, варто звернути увагу на застосування швидкої пам'яті типу GDDR5 замість DDR3, що повинно помітно підвищити частоту зміни кадрів в іграх і бенчмарках, а також на оснащення графічного процесора GeForce GTX 650 6-контактним роз’ємом для додаткового живлення. Нагадаємо, що технологію NVIDIA GPU Boost, яка дозволяє відеокарті динамічно підвищувати частоту роботи GPU в межах встановленого TDP, графічний чіп NVIDIA GK107 не підтримує. Примітно також, що заявлений рівень TDP не відрізняється від такого для NVIDIA GeForce GT 640 і становить 65 Вт. За словами розробників, коннектор PCI-E Power призначений для ентузіастів оверклокінга, які планують видушити з рішень на базі графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 650 максимум додаткової продуктивності в процесі ручного розгону.

В офіційній презентації маркетологи NVIDIA порівнюють новинку з попередником на базі архітектури Fermi — GeForce GTS 450, заявляючи про 20% приросту швидкодії при дворазовому зниженні рівня енергоспоживання. Для багатьох користувачів це може стати вагомим приводом для апгрейду, особливо, враховуючи, що ощадливі геймери купують нову відеокарту з періодичністю в 2-3 роки.

Основними конкурентами для відеокарт на основі графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 650 повинні стати продукти на базі AMD Radeon HD 7750, ціни на які сьогодні починаються з позначки $100. Виходячи з даних, отриманих інженерами NVIDIA у процесі внутрішніх бенчмарків, у протистоянні графічних процесорів Radeon HD 7750 і GeForce GTX 650 останній має перевагу, яка в середньому становить близько 20%. Що ж, ці результати виглядають багатообіцяюче, однак ми обов'язково порівняємо їх з тими, які одержимо в процесі власного практичного тестування.

Залишається додати, що лінійка відеокарт NVIDIA на базі чіпів побудованих на основі архітектури Kepler на теперішній час включає вже сім моделей, серед яких: NVIDIA GeForce GT 640, GTForce GTX 640, GeForce GTX 660, GTXorce GTX 660 Ti, GeForce GTX 670, GeForce GTX 680 і двочіповий «графічний монстр» GeForce GTX 690. Проте, у Мережі вже з'явилося чимало чуток про очікуваний анонс графічного адаптера NVIDIA GeForce GTX 650 Ti, який повинен запропонувати геймерам і ентузіастам альтернативу рішенням на базі AMD Radeon HD 7770 у ціновому сегменті до $200.

Ми ж переходимо від короткого теоретичного вступу до огляду відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, на прикладі якої ми маємо можливість вивчити всі особливості графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 650. Відзначимо, що серед безлічі аналогічних рішень на базі GeForce GTX 650 розглянута відеокарта виділяється застосуванням оригінальної системи охолодження модульного дизайну, посиленої підсистеми живлення, якісної елементної бази, а також наявністю фабричного розгону.

Специфікація:

Частота графічного ядра відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC була збільшена інженерами MSI у заводських умовах на 6,2% (з 1058 до 1124 МГц), у той час як ефективний частота відеопам'яті відповідає рекомендаціям компанії NVIDIA і дорівнює 5000 МГц. Імовірно, відмінності в продуктивності між «референсом» і розігнаною моделлю від MSI будуть не настільки істотними, однак сам факт наявності заводського оверклокінга може стати додатковим аргументом у протистоянні з конкурентами. Докладніше про фірмову систему охолодження з лінійки Trans Thermal, унікальний дизайн друкованої плати і інші особливості розглянутого продукту ми розповімо у відповідних частинах матеріалу, а почнемо наше знайомство, традиційно, з вивчення упаковки.

Коробка, у якій поставляється відеокарта MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, має досить великі розміри і оформлена в чорно-синіх тонах. Один тільки її вигляд одразу дає зрозуміти, що перед нами продукт, орієнтований не на рядових користувачів, а скоріше на починаючих ентузіастів. Упаковка має форму невеликої валізки, що характерно для графічних прискорювачів MSI з серій Lightning, Power Edition і HAWK.

На розвороті, який відкривається після відкриття верхньої кришки, наведена детальна інформація про ключові переваги продукту, який є всередині коробки. До речі, саму відеокарту можна роздивитися через пластикове прозоре віконце в нижній частині розвороту.

За традицією, зупинимося на особливостях графічного прискорювача MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC докладніше:

• При виробництві відеокарти застосовані компоненти так званого військового класу третьої ревізії (Military Class III): якісні твердотільні і танталові конденсатори та дроселі з феритовою серцевиною (SFC). Застосування покращеної елементної бази, що відповідає стандарту MIL-STD-810G, повинно позитивно позначитися на розгінному потенціалі MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, знизити тепловиділення ланцюгів живлення і збільшити термін служби.
• Використання 3+1-фазної системи стабілізації живлення ( для GPU і пам'яті відповідно) замість «референсної» схеми, що включає 2+1 фази, за заявою розробників, дозволило збільшити максимально припустиму величину струму з 75 до 100 А. Це також дозволяє сподіватися на кращі оверклокерські здібності MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC у порівнянні з «референсом».
• Три значення основної напруги (на GPU, пам'яті і блоці VDDCI) користувач може самостійно змінювати за допомогою фірмової утиліти MSI Afterburner, яка включена в комплект поставки відеокарти.
• Найбільш незвичайною особливістю відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, безумовно, є оригінальна система охолодження Transthermal. Цей кулер виділяється можливістю опціонального встановлення другого 92 мм вентилятора поруч з основним «пропелером» (режим Dual Fan) або над ним (режим Double Airflow), що повинно помітно підвищити ефективність охолодження. Також розробники звертають увагу користувачів на підтримку функції Dust Removal, яка полягає в тому, що перші 30 секунд після включення системи вентилятор СО обертається в протилежну сторону, видуваючи таким чином пил, що скопився між ребрами радіатора.

Список покращень застосованих для MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC виглядає дуже переконливо, особливо враховуючи, що NVIDIA GeForce GTX 650 є масовим ігровим графічним процесором, розрахованими на не занадто вимогливих геймерів.

На звороті упаковки є помірна кількість інформації: тут користувач може ознайомитися з мінімальними системними вимогами для комп'ютера, у який планується встановлення MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, а також основними характеристиками продукту, які представлені на 29 мовах (включаючи російську). Відзначимо, що джерело живлення в системі з відеокартою MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC повинен мати потужність не менше 400 Вт і бути здатним видавати не менше 20 А по лінії 12 В.

Комплект поставки графічного прискорювача MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC відповідає позиціонуванню продукту і крім додаткового 92 мм вентилятора він включає лише найбільш необхідні аксесуари для експлуатації графічного прискорювача:

• Диск з драйверами і утилітами;
• Інструкції з встановлення і експлуатації відеокарти;
• Перехідник живлення з двох 4-контактних периферійних на один 6-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Перехідник mini HDMI-to-HDMI;
• Перехідник DVI-to-VGA.

Для виводу зображення на відеокарті MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC передбачені наступні інтерфейси:

• 1x DVI-D Dual-Link DVI;
• 1х DVI-I Dual-Link DVI;
• 1х mini HDMI 1.4a.

Розглянутий графічний прискорювач оснащений таким же набором відеовиходів, що і «референсний» зразок GeForce GTX 650, розроблений інженерами компанії NVIDIA. Завдяки наявності в комплекті поставки двох додаткових перехідників у користувачів не повинно виникнути складностей при підключенні до MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC монітора, проектора або плазмової панелі.

Друкована плата відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC виконана на текстоліті темно-коричневого кольору з використанням альтернативного дизайну і розташування елементів, розроблених інженерами компанії MSI. Відзначимо, що, відповідно до концепції Military Class III, при виробництві розглянутого рішення були застосовані якісні твердотільні і танталові конденсатори, а також дроселі з феритовою серцевиною. Це повинно збільшити термін служби продукту, зменшити нагрівання ланцюгів живлення і поліпшити розгінний потенціал.

Система стабілізації напруги живлення GPU виконана по 3-фазній схемі, у той час як «еталонна» версія NVIDIA GeForce GTX 650 оснащена тільки двофазним перетворювачем. Для чіпів пам'яті в обох випадках використовується простий однофазний перетворювач.

У якості ШІМ-контролерів розробники використали мікросхеми OnSemi NCP 5395G і uPI Semiconductor uP1726P.

Для забезпечення живлення відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, також як і для адаптерів референсного дизайну, крім шини PCI Express, застосовується один 6-контакнтий роз’єм, який винесений на задній край друкованої плати. Розробники заявляють, що TDP розглянутого рішення не перевищує 70 Вт, однак необхідність встановлення додаткового коннектора пояснюють потребою відеоприскорювача в більшій кількості енергії в процесі експериментів з розгоном.

Зворотна сторона друкованої плати практично позбавлена елементів за винятком декількох компонентів модуля VRM і танталового конденсатора, встановленого напроти графічного ядра. Коннектор для містка SLI на MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC цілком закономірно відсутній, адже відеокарти, засновані на чіпі NVIDIA GK107, підтримують технологію SLI тільки на програмному рівні.

Варто відзначити, що «референсний» варіант графічного процесора NVIDIA GeForce GTX 650 виконаний на друкованій платі довжиною всього 147 мм. Відеокарта MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC пропонує користувачам покращену систему живлення і якісну елементну базу, але довжина PCB становить вже 230 мм, що в деяких випадках може стати перешкодою для встановлення цього рішення в найбільш компактні корпуси класу HTPC.

Так виглядає графічний чіп NVIDIA GK107-450-A2 (Kepler), зроблений з дотриманням норм 28 нм техпроцесу, який є центральною частиною досліджуваної відеокарти. Як ми вже відзначали сьогодні, він містить 384 універсальних шейдерних конвеєра (або ядер CUDA по термінології NVIDIA) і 16 блоків растеризації, а його частота була збільшена інженерами MSI відносно «еталона» на 66 МГц (6,2%) і становить 1124 МГц. Обмін даними між графічним ядром і пам'яттю здійснюється через 128-бітну шину. Інші характеристики наведені на скріншоті вище.

Відеопам'ять стандарту GDDR5 загальним об'ємом 1 ГБ набрана за допомогою чотирьох чіпів по 256 МБ виробництва компанії Samsung. Мікросхеми мають маркування K4G20325FD-FC04 і згідно з документацією їх номінальна частота рівна 5 ГГц. Враховуючи, що пам'ять у досліджуваної відеокарти вже працює на частоті 5000 МГц, навряд чи в нас є шанси значно прискорити її в процесі ручного розгону, щоб одержати додатковий приріст продуктивності.

Фірмова система охолодження з назвою Trans Thermal, поза всякими сумнівами, є незвичайною і привабливою особливістю розглянутого рішення поряд з посиленим модулем живлення і застосуванням якісної елементної бази. Вперше для масового продукту такий же кулер, конструкцію і режим роботи якого користувачу пропонується вибрати самостійно, був застосований для відеокарт MSI Radeon HD 7770 Power Edition і MSI Radeon HD 7850 Power Edition. Повторимося, що в комплекті поставки ми знайшли додатковий 9 см вентилятор з лопатями типу Propeller Blade, який пропонується встановлювати на кожух СО у двох варіантах:

• Перший режим, у якому другий вентилятор встановлюється над основним, одержав назву Double Airflow. У цьому випадку помітно збільшується повітряний тиск на центральну частину радіатора, що дозволяє досягти кращої ефективності розсіювання надлишкового тепла. Втім, така конфігурація має і яскраво виражений недолік — кулер блокує не один, а два сусідні слоти розширення.

• Другий варіант встановлення додаткового вентилятора, який одержав назву Dual Fan, дозволяє відчутно збільшити інтенсивність повітряного потоку. «Пропелери» розташовуються поруч один з одним, рівномірно обдуваючи радіатор, що позначається на покращенні температурного режиму GPU, а також елементів системи стабілізації живлення. Кулер у такому виді займає ті ж два слоти розширення, однак довжина відеокарти за рахунок зсуву пластикового кожуха СО виростає на декілька сантиметрів, що також варто враховувати при встановленні графічного прискорювача MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC у тісний корпус.

Розібравшись з можливими варіантами встановлення «пропелерів» також варто сказати декілька слів про застосовуваний радіатор. Відзначимо, що він має середні габарити і виготовлений з алюмінію. Для кращого розподілу тепла по всій площі теплообмінника в його основі встановлена мідна теплова трубка з внутрішнім перетином 6 мм. Контакт графічного ядра з радіатором здійснюється не прямо, а через мідну пластину-основу. Не менш важливо те, що чіпи пам'яті, а також силові транзистори модуля стабілізації живлення також контактують з основним радіатором через спеціальний термоінтерфейс синього кольору.

Завершуючи розповідь про конструкцію розглянутої системи охолодження, варто відзначити, що живлення додаткового вентилятора здійснюється через 4-контактний роз’єм на друкованій платі, який розпаяний біля 4-контактного коннектора для основного «пропелера». Зрозуміло, швидкість обох «вертушок» регулюється одночасно методом ШІМ.

Що ж, прийшов час перевірити систему охолодження відеокарти MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC на практиці і для цього ми провели наш стандартний набір тестів за допомогою утиліти MSI Kombustor.

Перед тим як роздивитися результати тестування, необхідно відзначити, що найбільш ефективним варіантом встановлення другого «пропелера» є режим Dual Fan, при якому повітряний потік практично збільшується вдвічі. Проте, навіть у режимі Dual Fan перевага двовентиляторної конфігурації над «штатною» склала не більше 2 градусів при серйозному навантаженні. У підсумку, практична користь від другого вентилятора в більшості випадків не виправдовувала зростаючий рівень шуму, тому випробування ми проводили в базовій конфігурації СО — з одним 92 мм вентилятором. За традицією тестування проводилося у двох режимах: автоматичне керування і максимальна швидкість обертання вентилятора.

В авторежимі при тривалому максимальному навантаженні температура графічного ядра не перевищила позначку 53 градуси, що є відмінним результатом, навіть беручи до уваги невисоке тепловиділення 28 нм графічного чіпа NVIDIA GK107. Немаловажне те, що для підтримки такої температури охолоджувач працював всього на 38% своєї потужності, виробляючи невисокий рівень шуму, який практично не виділявся на загальному фоні роботи системи і не перешкоджав комфортній роботі.

Після того як ми встановили швидкість обертання вентилятора на максимум і провели тестування ще раз, ми зафіксували зниження максимальної температури GPU на 6 градусів, що свідчить про достатній запас ефективності застосовуваної системи охолодження, яким можна буде скористатися в процесі ручного розгону. Рівень шуму, видаваний кулером у режимі 100% ефективності, можна охарактеризувати як «середній»: його чітко чути на фоні роботи інших компонентів системи, однак сильного дискомфорту він не викликає. При встановленні другого пропелера, що працює на максимальних обертах, шум помітно підвищується і вже характеризується як «вище за середнє».

При відсутності навантаження, частоти роботи графічного ядра і пам'яті автоматично знижуються, дозволяючи дуже помітно зменшити енергоспоживання і тепловиділення графічного ядра. У такому режимі шум системи охолодження відеокарти, що працює всього на 30% своєї потужності, практично не розпізнається на фоні інших елементів системи, а температура GPU не перевищила 31 градус.