Extrémní overclocking - GeForce 7800GT - Kapitola 2

Seznam kapitol

1. MSI GeForce 7800GT 2. Modifikace napájení 3. Chlazení 4. Výsledky a závěr

V dnešním článku se podíváme na grafickou kartu GeForce 7800GT, která se nám za posledních pár měsíců přesunula z high-endového segmentu do cenově příznivějšího mainstreamu. K jakým výkonům se dá po úpravě napájení tato grafická karta přinutit se podíváme v dnešním návodu. Samozřejmá bude i úprava chlazení, jelikož standardní chladič GeForce 7800GT by při těchto pokusech jen stěží obstál.

Reklama

Následující kapitola obsahuje návod na úpravu napájení grafického jádra a pamětí. Předem bych chtěl upozornit, že provedená modifikace vede k nevratné ztrátě záruky a redakce neodpovídá za případné škody vzniklé podle tohoto návodu.

Napájení jádra

Jak již bylo zmíněno v úvodu, tak napájení jádra grafických karet GeForce počínaje řadou 5x00 je proměnné v závislosti na režimu karty. Pokud karta pracuje v 2D režimu, tak je napětí jádra spolu s frekvencí na nízké úrovni a při přechodu do 3D režimu se napětí spolu s frekvencí zvedá. Nastavení frekvencí a napětí pro jednotlivé režimy je uloženo v biosu grafické karty. V těchto výkonových úrovních (performance levels) jsou v základu obsaženy tři režimy: 2D, throtling a 3D. Každému režimu je pak přidělena pracovní frekvence jádra a napěťový identifikátor (VID), pod kterým je obsažena konkrétní hodnota napětí.

Samotnou regulaci napájení jádra u 7800GT obstarává kontroler ISL6563 pracující na principu pulzně šířkové modulace (PWM) s programově řízenými vstupy, kdy hodnota výstupního napětí je závislá na vstupní TTL logice přivedené na piny VID (Voltage Indentification) 0 až 5.

Pozn. Napěťové indentifikátory (VID) jsou použity v biosu i kontroleru. Plní zde stejnou funkci, ale navzájem spolu nekorespondují. Tzn. VID1 kontroleru "nemá nic společného" s VID01 v biosu. Jinak řečeno, VID na kontroleru je pin na který přichází binární informace do TTL DAC převodníku a VID v biosu je pouze hodnota, pod kterou je uchováno příslušné napětí.

Datasheet ke stažení zde: http://www.intersil.com/data/fn/fn9126.pdf

U grafických karet GeForce 7800GT je používáno zapojení s VID5=0 a VRM10=1. Podle datasheetu kontroleru je pak použito kódové schéma AMD HAMMER. Měřením na kartě bylo zjištěno, že VID1=1 a VID0=0. Tím nám zůstává řízené výstupní napětí pouze přes piny VID2, VID3 a VID4 na které jsou posílány informace nastavení z biosu a rozsah napětí je tak zredukován na hodnoty po kroku 0,1V.

V obrázku výše je červeně označena část biosu grafické karty 7800GT. První červeně orámovaná oblast hodnot je tzv. hlavička (Voltage Table Header), která nese informace o struktuře a rozsahu této části biosu řídící napájení grafického čipu. Další tři čtveřice čísel už určují přímo, kterému indentifikátoru přísluší jaké napětí.

První dvojice čísel z 7800 označuje v šestnáckové soustavě napětí, kde 78=>120 tj. 1,2V. Druhá dvojice pak přiděluje tomuto napětí identifikátor (VID), v tomto případě s číslem 00 (VID00). Stejným způsobem jsou zapsány další dvě čtveřice hodnot. Ve čtveřici 8201 hodnota 82 značí napětí 1,3V a hodnotě 01 přísluší VID01. Analogicky pak poslední čtveřice 8C02 značí napětí 1,4V a VID02.

Úprava napájení jádra

Pokud tedy chceme upravit napětí jádra přes bios, tak musíme postupovat s ohledem na zapojení regulátoru, resp. na jeho VID0 a VID1 (nepůjde nastavit např. napětí 1,45V). Následující obrázek ukazuje upravený předchozí bios, kdy je přidána čtveřice 9603 označující napětí 1,5V a VID03. Odpovídajícím způsobem se změnila i hlavička, kde byl rozšířen počet identifikátorů (04).

Naštěstí díky lidem jako je Carsten Schürmann z MVKTech máme k dispozici výkonný editor biosů pro grafické karty NVIDIA známý pod názvem NiBiTor. Změna napětí v NiBiToru je velmi jednoduchá, v podstatě se zaškrtnutím políčka Extend Voltage Table zobrazí na výběr hodnota napětí 1,5V. Po výběru této hodnoty se automaticky rozšíří bios karty o další identifikátor VID03 a jemu se přiřadí právě tato hodnota napětí. Následující dva screenshoty ukazují situaci před a během úpravy.

Změna napětí grafického jádra pomocí biosu má však svá omezení a konkrétně v případě 7800GT není možné překročit napětí 1,5V. Pokud tedy chceme zvednout napětí nad hodnotu 1,5V bude třeba provést hardwarový zásah do napěťového regulátoru. Samotná úprava a její princip je velmi jednoduchá. Kontroler ISL6563 má z výstupu celého regulátoru vedenou zpětnou vazbu, podle které koriguje hodnotu výstupního napětí. Pokud tedy na pin FB (feedback) připojíme odpor spojený se zemí, tak snížíme napětí posílané zpět do kontroleru. Kontroler se pak bude snažit vykompenzovat fiktivní nízké výstupní napětí z regulátoru tím, že ho jednoduše zvýší.

Pozn. Regulátor je v QFN pouzdře (Quad Flat No Leads) a proto není možné modifikovat přímo na výstupu z pouzdra, ale je nutné najít první vhodný uzel spojený s požadovaným pinem FB.

Celá úprava napájení jádra je zakreslena do fotografie karty i s příslušným měřícím bodem. Odpor je pro přesné nastavení požadované hodnoty nahrazen 10ti otáčkovým trimrem. Za bezpečné je považováno zvýšení o +0,2V při použití odpovídajícího chlazení.

Při nastavení požadovaného napětí je mít třeba na paměti předchozí kapitolu o proměnném napětí vzhledem k režimu 2D a 3D. Proto je třeba si uvědomit, že při zvyšování napětí v 2D režimu se odpovídajícím způsobem zvýší i napětí pro 3D režim. Pokud například nastavíme v 2D režimu napětí pro jádro 1,4V (1,2+ 0,2), tak potom bude napětí v 3D režimu odpovídat hodnotě 1,6V (1,4+0,2).

Úprava napájení pamětí

Pro hardwarovou úpravu napájení pamětí na grafické kartě 7800GT je třeba obdobným způsobem modifikovat obvod příslušného regulátoru. V tomto případě se jedná o kontroler ISL6549 v pouzdře SOIC pracující na stejném principu pulzně šířkové modulace (PWM) jako v předchozím případě.

Datasheet ke stažení zde: http://www.intersil.com/data/fn/fn9168.pdf

Opět jako v předchozím případě budeme při úpravě vycházet ze zapojení doporučeného výrobcem, kde velikost výstupního napětí bude závislá na odporu připojeného na pin zpětné vazby. Odpor je vyznačen ve schématu opět červeně.

Celá úprava napájení jádra je zde opět zakreslena do fotografie karty i s příslušným měřícím bodem. Odpor je pro přesné nastavení požadované hodnoty také nahrazen 10ti otáčkovým trimrem. Za bezpečné je považováno zvýšení o +0,2V.

Potřebné vybavení

pájka
cín a kalafuna
2x trimr 20k
multimetr
dráty

Postup

Celý postup úpravy spočívá pouze v připájení dvou trimrů dle schémat uvedených v předchozích dvou odstavcích. Doporučuji používat 10ti otáčkové trimry, které před samotnou aplikací na kartu proměříme v celém rozsahu a nastavíme na maximální hodnotu, tj. 20 000 Ohmů!