AMD Radeon R9 290 + Arctic Cooling Accelero Xtreme III
Aktualizováno dne 26.11.2013 - alternativní chlazení VRM1Aktualizováno dne 19.1.2014 - taktování pomocí TrixxAktualizováno dne 8.3.2014 - podvoltování karty (přejděte na konec článku)Zdravím všechny fanoušky IT technologií! Tento článek byl původně napsán pro uveřejnění v sekci blogů na portálu DDWorld. Byl jsem však požádán, abych jej uveřejnil i na zdejším fóru.
V době vzniku tohoto článku byly grafické karty AMD Radeon řady R9 290/290X ještě horkou novinkou, takže byly dostupné pouze v referenčním provedení s velmi hlučným chladičem. Tato skutečnost odradila mnoho zájemců od nákupu karty v takovém provedení. Ti, kteří si ji přesto pořídili, určitě uvažují o výměně referenčního chladiče za alternativní s lepšími provozními vlastnostmi. Já bych vás chtěl tímto seznámit s postupem, který jsem použil při výměně referenčního chladiče u grafické karty R9 290 za chladič Arctic Cooling Accelero Xtreme III. Tato záležitost není úplně bezproblémová a to mě přimělo k napsání článku. Rozhodně doporučuji jeho přečtení, včetně závěru, ještě před samotnou montáží.
Na zdejší fórum se vracím přesně po osmi letech, kdy v roce 2006 jsme žhavě diskutovali na téma odemykání Radeonů X800GT, X800GTO a X800GTO2 na X800XT (tedy na plných 16 pipelines). Tehdy jsem také u dvou karet X800GTO Fireblade měnil referenční chladič za Arctic Cooling. Je zajímavé, že v případě grafické karty Radeon R9 290 se obdobná situace opakuje, protože některé karty jdou snadno, pouze náhradou biosu, odemknout na plnohodnotné verze R9 290X. Pojďme tedy k samotnému článku.
ÚvodJak už to tak chodí, po letech vývoje v oblasti softwaru se dříve výkonná počítačová sestava začne u zpracování moderních aplikací čím dál více zadýchávat. A jednou vám při nekonečném čekání na dokončení renderu složité 3D scény dojde trpělivost a řeknete si „A dost! Nastal čas na výměnu železa“.
Mě tato situace zastihla letos na podzim. Pracuji často se 3D aplikacemi ZBrush 4, Poser Pro 2014 a Luxrender. Zejména poslední dvě jmenované aplikace zužitkují během renderu bezezbytku veškerý výpočetní výkon, který jim bude nabídnut. Při výběru komponent tedy pro mě byly rozhodujícími kritérii počet jader procesoru, objem rychlé operační paměti, vysoká paměťová propustnost, rychlý harddisk a v neposlední řadě grafická karta s velkým výpočetním potenciálem. Přitom jsem nechtěl jít cestou výkonu za jakoukoliv cenu.
Má volba nakonec padla na následující prvky sestavy:
Základní deska ASUS P9X79 PRO
Procesor Intel Core i7-4930K
Operační paměť Kingston 32GB KIT DDR3 2400MHz CL11 HyperX Beast Series
SSD disk Samsung SSD840 256GB Pro
Grafická karta SAPPHIRE R9 290
Chladič ARCTIC Cooling Accelero Xtreme III
Počítačový zdroj Seasonic P Series 660
Počítačová skříň FRACTAL Define R4 Arctic White – Window
Co se týče samotného výběru grafické karty, tak zde jsem se rozhodoval zejména podle jejího výkonu pod OpenCL ve speciálním benchmarku Luxrenderu pod názvem Luxmark. Vybraný Radeon R9 290 je v tomto ukazateli na třetí nejvyšší příčce hned za R9 290X a dvoujádrovým HD 7990. Dokonce je výkonem daleko nad aktuálními profesionálními grafikami AMD FirePro a Nvidia Quadro, o ostatních herních grafických kartách včetně Titanu nemluvě. Chvíli jsem uvažoval o R9 290X, ale velký cenový rozdíl a jen malý výkonový propad R9 290 nakonec rozhodl. Navíc se v poslední době ukazuje, že u R9 290 je celkem vysoká šance na případné odemčení plnohodnotného potenciálu jádra R9 290X pouze změnou biosu karty.
Grafická karta SAPPHIRE R9 290 v referenčním provedení.Jelikož jsem ze všech dříve přečtených recenzí Radeonu R9 290(X) věděl, že referenční provedení má svůj skutečný potenciál ukryt pod opravdu příšerným chladičem, pořídil jsem si rovnou alternativní chladič v podobě osvědčeného univerzálního Accelero Xtreme III od Arctic Cooling. Při výběru si dejte pozor na speciální verze určené výhradně pro konkrétní modely grafických karet řady HD 7900, které nejsou s R9 290/290X kompatibilní z důvodu o 45° pootočeného grafického jádra!
Chladič ARCTIC Accelero Xtreme IIIS výměnou referenčních chladičů grafických karet za alternativy už mám nějaké zkušenosti, tak jsem si pouze ověřil oficiální podporu R9 290 na webových stránkách výrobce a bez dalších obav chladič objednal. Při následné montáži Accelera jsem však narazil na některé drobné komplikace, které mě přiměly napsat tento článek a podělit se s ostatními o zkušenosti. Samotná montáž není nijak složitá a pokud je člověk přiměřeně pečlivý a při práci přemýšlí, měl by to zvládnout sám, pouze s návodem od výrobce. Na druhou stranu si myslím, že na základě tohoto článku si kdokoliv bude moci vyhodnotit, zda se má do montáže pouštět, či zda si nebude lépe počkat na vydání nereferenčních grafických karet s tichým alternativním chlazením přímo od výrobce.
Pracovní postupNa začátku musím říci, že některé kroky montáže jsem udělal jinak, než jak je napsáno v návodu výrobce. Tyto změny byly vynuceny drobnou nekompatibilitou použitého univerzálního chladiče s novou grafickou kartou. Nepovažujte však prosím můj návod za zcela závazný. Zejména při výběru, rozmisťování a fixování chladících elementů je možné použití vícero variant. Budu popisovat pracovní postup, který jsem použil u své grafické karty. V době psaní článku jsem ji stihnul prověřit pouze v několikadenním provozu.
Takže pojďme na to! Ke zdárnému splnění úkolu budeme potřebovat křížové šroubováky velikosti 1 a 000, nějaký nástroj na řezání hliníku, technický líh nebo jiné neagresivní odmašťovadlo (v mé domovině se používá slivovice přímo z destilačního přístroje), vteřinové lepidlo, mazací kancelářskou gumu, vatové tyčinky případně hadříky a měkkou podložku na pracovní plochu. Ještě připomínám, že než vezmete grafickou kartu do rukou, přesvědčte se dotykem nějakého uzemněného předmětu, že nepoužíváte nesprávný typ tepláků, vyvíjejících statickou elektřinu. Jakmile budete převlečeni, můžeme přistoupit k samotné montáži.
1/ Prvním krokem je příprava pracovní plochy. Vyberte si místo s pevným podkladem a dobrým osvětlením. Aby nedošlo k poškození součástek na zadní straně základní desky grafické karty, použijte pod ni nějakou měkkou podložku. Podložka by neměla být zase příliš měkká (molitan a bublinková fólie není vhodná), protože při lepení chladících segmentů budeme nuceni vyvinout vyšší tlak na desku, která by se mohla prohýbat. Já jsem doma vyhrabal staré prostěradlo, které jsem složil do více vrstev. Vhodná by mohla být také textilní podložka pod myš. Grafickou kartu si tedy položíme na podložku a naposledy se pokocháme pohledem na zatím ještě funkční referenční provedení.
2/ Demontáž zahájíme odstraněním plastového krytu referenčního chladiče. Ten je uchycen celkem šesti jemnými křížovými šrouby po bocích chladiče. Na každém z boků jsou tři šrouby, k jejichž uvolnění je třeba použít křížový šroubovák velikosti 000.
Pozice šroubů krytu chladiče. Další trojice je na opačné straně.Pro případ možné budoucí reklamace šrouby nezahazujte a také se vyvarujte jejich poškození použitím nevhodného nástroje. Po uvolnění všech šroubů kryt chladiče lehce sejmeme.
Referenční chladič R9 290 bez plastového krytu.3/ Jelikož předpokládám, že máte pouze dvě ruce, bude vhodné předejít nucenému žonglování se vzájemně propojenými částmi grafické karty a v tomto kroku raději odpojíme konektor napájecího kabelu ventilátoru chladiče od základní desky grafiky.
Odpojený konektor ventilátoru chladiče.4/ Nyní nastal čas na uvolnění základny chladiče od základní desky grafiky. Můžeme začít tím, že vyšroubujeme dva šrouby na záslepce grafické karty. Zde budeme již potřebovat křížový šroubovák velikosti 1.
Pozice šroubů tělesa chladiče na záslepce grafické karty.5/ Základní deska je k tělesu chladiče dále uchycena pomocí dvanácti šroubů, které jsou na desce orámovány bílými kruhy. Pomocí křížového šroubováku velikosti 1 postupně všechny označené šrouby vyšroubujeme.
Pozice šroubů tělesa chladiče na základní desce grafické karty.6/ Posledním prvkem, který stále drží chladič k desce karty, je ocelová výztužná deska na zadní straně základové desky karty. Ta je skrze desku přichycena čtyřmi šrouby, které nyní odstraníme pomocí křížového šroubováku číslo 000. Pod šrouby jsou drobné pružinky, které by ale neměly ze šroubů vypadnout.
Pozice šroubů výztužné desky chladiče na základní desce grafické karty.7/ Tímto máme chladič grafické karty uvolněn a můžeme jej oddělit od základní desky. Postupujte opatrně a nepoužívejte k tomu žádné nástroje na páčení. Chladič je k desce přidržován pouze lepící silou teplovodivých pásek a pasty na jádře. Postupně po obvodu karty lehce nadzvedávejte desku tak, aby se chladič odlepil od všech paměťových čipů a v určité fázi se deska od chladiče lehce odloupne.
8/ Po oddělení si chladič grafické karty položte vedle její základní desky a pozorně si prohlédněte rozmístění teplovodivých pásek. Všechny součástky, které byly opatřeny teplovodivými páskami budeme muset později osadit chladícími elementy.
Na chladiči jsou použity dva druhy teplovodivých pásek – bílá a šedá.Pokud některé pásky zůstaly nalepeny na základní desce, odlepte je a umístěte na odpovídající místo na chladiči. Pásky nevyhazujte, neboť v případě nutné reklamace musí být možné zpětné osazení referenčních chladiče.
9/ Pomocí vatových tyčinek nebo hadříku či papírového kapesníku očistíme jádro karty od zbytků teplovodivé pasty. Pastu stírejte směrem do středu čipu, aby se vám nenalepila mezi drobné součástky po jeho okraji. Při stírání pasty podél hran čipu buďte opatrní. Pokud už trpíte stařeckým třesem rukou, raději ty zbytky pasty mimo horní líc čipu ponechte na místě, na chladící výkon nebudou mít žádný vliv.
10/ Nyní pomocí technického lihu nebo jiného neagresivního odmašťovacího přípravku důkladně očistíme povrch grafického čipu, paměťových modulů a ostatních prvků karty – VRM kaskád, kde byly dříve opatřeny teplovodivými páskami. Valaši, kteří zkonzumovali svůj odmašťovací prostředek během předchozích kroků si laskavě dojdou do sklepa nebo k sousedovi pro další láhev.
Pohled na očištěnou základní desku grafické karty.11/ Výrobce chladiče doporučuje ještě očistit povrch paměťových modulů pomocí kancelářské gumy. Pro klid v duši to tedy provedeme. Guma by měla být měkká. Osobně jsem poté povrch paměťových modulů opětovně očistil lihem. Při této příležitosti se můžete podívat na označení paměťových modulů, které jsou na kartě použity. U R9 290 jsou používány moduly od dvou výrobců – Hynix a Elpida. Z hlediska případného potenciálu pro vyšší taktování jsou výhodnější moduly od Hynixu. U mé karty od výrobce Sapphire jsou použity moduly Hynix H5G0H24AFR. Tyto jsou schopny stabilně fungovat při frekvenci 6000 MHz, což je o 20% nad standardní frekvencí pamětí grafické karty.
Paměťové moduly výrobce Hynix.12/ Accelero Xtreme III je univerzální chladič a proto je dodáván s větším množstvím hliníkových elementů, určených k nalepení na součástky karty vyžadující chlazení. Musíme si předem dobře promyslet, které z nabízených elementů použijeme na naši kartu a tyto si prozatím zkušebně nasucho rozmístíme na jednotlivé prvky karty. Přitom zjistíme, že balení neobsahuje dostatečné množství elementů, které svou velikostí přímo odpovídají paměťovým čipům. Přeci jen je Accelero na trhu v nezměněné podobě již několik let a v době jeho vzniku ještě nebylo zvykem osazovat grafické karty celkem šestnácti paměťovými čipy. Naštěstí si můžeme lehce pomoci tak, že na dva páry paměťových čipů použijeme společné hliníkové elementy dvojnásobné velikosti.
Zkušební rozmístění chladících elementů. Označený prvek byl později změněn.13/ Pokud jste byli pozorní, jistě jste si všimli, že jeden z paměťových čipů těsně nad konektorem PCIe sběrnice je mnohem blíže grafickému jádru karty, než ostatní. Je zřejmé, že osazení plnohodnotného chladícího elementu na tento čip nebude možné z důvodu kolize se základní deskou chladiče. Při původním zkušebním rozmístění chladících elementů jsem u tohoto čipu předpokládal osazení pouze polovičního elementu, který by ovšem neodváděl teplotu z celého povrchu čipu. Toto řešení se mě vůbec nelíbilo, takže jsem se rozhodl provést úpravu plnohodnotného elementu tak, aby s chladičem nekolidoval. K tomu stačilo odřezaní dvou chladících žeber elementu z původních pěti. Jako starý modelář jsem měl k dispozici mikrobrusku s řezacím kotoučem, takže to šlo rychle a snadno. Ten hliníkový prach z koberce se snad časem vysaje. Po úpravě chladící element pokrývá celou plochu paměťového čipu, s chladičem nijak nekoliduje a zbývající tři žebra zajišťují snad dostatečnou účinnost. Alternativně to někdo řeší osazením chladícího elementu pouze na spodní polovinu paměťového čipu a druhou polovinu chladí pomocí samotné základny chladiče za pomoci teplovodivé pásky.
Upravený chladící element paměťového čipu.14/ Určité obavy jsem měl o pevnost spoje termálního lepidla u sestavy tří drobných chladících elementů na součástkách VRM2 kaskády v blízkosti DisplayPortu grafické karty. Chlazené součástky mají velmi malou styčnou plochu s chladícími elementy. Abych snížil riziko odlepení některého z elementů, slepil jsem všechny tři elementy v patřičné poloze navzájem vteřinovým lepidlem. Vím, že teplotní odolnost obyčejného vteřinového lepidla je 80oC, což by v tomto případě nemělo být překročeno. Při maximálním přetaktování se v testech teplota VRM2 vyšplhala na 69oC. Pokud by někdo pochyboval, může použít speciální vteřinové lepidlo s odolností do 120oC, nebo nejlépe přímo k chladiči přiložené lepidlo pro nalepování chladících elementů.
Tři chladící elementy byly navzájem slepeny.15/ A nyní přichází na řadu velmi důležitý krok, jehož podcenění by mohlo vyústit v poškození nebo zničení grafické karty. Mezi příslušenstvím chladiče najdete aršík s několika pásky průhledné samolepící fólie. Těmito pásky musíme izolovat součástky základní desky grafické karty v blízkosti hliníkových chladících elementů tak, aby při případném kontaktu nedošlo ke zkratu. Nejkritičtějším místem je VRM1 napájecí kaskáda, na kterou budeme později umisťovat tři podlouhlé chladící elementy. Samolepící páskou musíme pečlivě přelepit všechny drobné součástky v těsné blízkosti chlazených prvků kaskády. Potenciálním nebezpečím jsou také kovové vývody šesti větších krabicových prvků (zřejmě cívek), které také společně jedním proužkem pásky přelepíme. Bez provedení izolace lepící páskou by kontakt chladících elementů s některou z okolních součástek byl velmi pravděpodobný! Zejména v případě drobného kondenzátoru, označeného na obrázku šipkou, je kontakt díky jeho výšce a blízkosti s chladícím elementem téměř jistý!
Označené součástky je nutné izolovat samolepící páskou.Dalším nebezpečným místem je okolí budoucích chladících elementů na součástkách VRM2 kaskády v blízkosti DisplayPortu. Jeden proužek lepící pásky jsem nastříhal na menší kousky a oblepil jimi všechny součástky v okolí.
Další součástky určené k izolování.16/ Nastal čas pro nalepení chladících elementů. Pokud vám zbyl ještě nějaký prostředek na odmaštění, použijte jej na styčné plochy elementů. Výrobcem dodávané lepidlo má konzistenci řidší teplovodivé pasty. Proto se na styčných plochách lepených prvků dobře roztéká. U lepení chladících elementů na poměrně velké plochy paměťových modulů se mi osvědčilo nanesení čtyř kapek lepidla do jednotlivých rohů paměťových modulů, ve vzdálenosti cca 3 mm od okrajů. Lepidlem nemusíte přehnaně šetřit, je ho v té drobné tubě dostatek. Po přiložení chladícího elementu je třeba jím párkrát pootočit a dobře jej přitisknout, aby se lepidlo rozprostřelo po celé styčné ploše. V ideálním případě dojde k vytlačení nepatrného množství lepidla ze styčné spáry. Pokud ze spáry vyteče větší množství lepidla, u příštího modulu uberte na dávce a naopak, pokud ze spáry nic nevyteče, u příštího modulu přidejte na dávce lepidla. Lepení dalších chladících elementů na poměrně malé plošky aktivních prvků VRM kaskád je o něco složitější. Můžete se pokusit každý z prvků opatřit kapkou lepidla, jak doporučuje výrobce chladiče, ale mě se osvědčilo nanesení souvislé vrstvy lepidla na styčnou plochu chladícího elementu. Tloušťka vrstvy lepidla by pro představu přibližně měla odpovídat tloušťce vrstvy teplovodivé pasty na základně chladiče. Všechny nalepené chladící elementy co nejdříve srovnáme do správné polohy. Přitom se snažíme zachovat alespoň minimální mezeru vůči okolním součástkám základní desky. Věnujte zvýšenou pozornost zejména kovovým částem na povrchu okolních součástek. Originální lepidlo by mělo být vytvrzeno nejdříve za jednu hodinu. Po této době změní svou konzistenci v poměrně pevnou gumovou hmotu. Takže nyní si dáme alespoň hodinovou přestávku na procházku s domácím mazlíčkem, úklid domácnosti, povídání s manželkou nebo jinou oblíbenou aktivitu.
Základní deska grafické karty s nalepenými chladícími elementy.17/ Pokud ještě hodina neuplynula a doporučená aktivita vás již přestala bavit, můžete si připravit další potřebné díly chladiče. V tomto bodě se již trochu odkloním od návodu výrobce. Nejprve opatříme zadní ocelovou výztužnou desku chladiče tvaru X nalepovacími podložkami. Všimněte si, že výztužná deska je z jedné strany opatřena sotva viditelnou fólií. Touto stranou bude později výztužná deska směřovat k základní desce grafické karty. Právě na tuto stranu, do jejího středu, nyní pomocí samolepící vrstvy nalepíme přiložený špalík černé pěnové hmoty.
18/ Ocelová výztužná deska chladiče bude později uchycena šrouby skrze základní desku grafické karty ve vzdálenosti dané výškou plastových podložek. V balení chladiče jsou přiloženy tři druhy podložek s různými výškami (2,5 mm, 3,5 mm a 4,5 mm). Výrobce doporučuje pro grafické karty od AMD použít bílé podložky výšky 2,5 mm mezi základnou chladiče a deskou karty a černé podložky výšky 3,5 mm mezi zadní výztužnou desku chladiče a deskou karty. V případě grafické karty R9 290 (X) je však jádro grafické karty vyšší a doporučené podložky výšky 2,5 mm jsou nízké. Optimální výška podložek k tomuto účelu je 3,5 mm, takže nám nezbývá nic jiného, než použít černé podložky výšky 3,5 mm pro základnu chladiče na straně jádra grafické karty a bílé podložky výšky 4,5 mm použít pro výztužnou desku chladiče. Předpokládám, že jste předchozím textem zcela zmateni, ale nezoufejte. Prostě si nyní z pytlíku s příslušenstvím chladiče vyberte čtyři bílé podložky výšky 4,5 mm (ty nejvyšší). Tyto podložky nalepte pomocí přiložených kroužků oboustranné lepící pásky na odpovídající díry na fólií opatřenou stranu ocelové výztužné desky chladiče. Ta správná díra je ta třetí od okraje desky v každém jejím rohu. Podívejte se prosím na obrázek, jak by měl vypadat výsledek tohoto kroku.
Ocelová výztužná deska s nalepenými podložkami.19/ Černé podložky výšky 3,5 mm, které jsme ušetřili, nyní obdobným způsobem nalepíme na základnu chladiče. Odpovídající díry jsou opět ty třetí od okraje rámu základny v každém jeho rohu. Nejlépe je to patrné opět z obrázku. Na tomto místě musím upozornit, že pokud použijete podložky podle mého návodu, tak po osazení chladiče a pevném utažení šroubů bude základní deska grafické karty v okolí jádra mírně prohnuta, ale toto prohnutí neovlivní konektor sběrnice PCIe. Pokud by jste chtěli toto prohnutí zcela eliminovat, můžete použít přiložené černé nalepovací podložky pro zvýšení distančních podložek pod základnou chladiče o cca 0,5 mm. Já jsem je však nepoužil, neboť to opravdu malé prohnutí nepovažuji za nebezpečné a mám jistotu dokonalého kontaktu chladiče s jádrem karty.
Základna chladiče s nalepenými podložkami.20/ Než uběhne alespoň jedna hodina od nalepení posledního chladícího elementu, připravte si vše potřebné pro závěrečné sestavení. Kvůli lepšímu přístupu k zásuvce na základní desce grafické karty nyní napojte přívodní kabel ventilátorů chladiče. Chladič můžete alternativně napojit přímo na zdroj počítače pomocí přiložených redukcí. Já osobně napojení ventilátorů chladiče přímo na grafickou kartu považuji za lepší variantu, protože přívodní kabel můžeme lehce skrýt pod plastový kryt chladiče, takže nic neruší volný průtok vzduch ve skříni. Chování ventilátorů pak můžeme nechat na starost automatice grafické karty, nebo raději v ovladačích nastavit libovolnou fixní hodnotu otáček.
Vše připraveno pro osazení chladiče.21/ Po jedné hodině jsme se konečně dočkali dokonalého vytvrzení lepidla a můžeme přistoupit k poslednímu kroku, kterým bude osazení a přichycení chladiče k základní desce grafické karty. Chladič necháme ležet na stole ventilátory dolů. Vezmeme základní desku karty a otočíme ji grafickým jádrem dolů a s co největší přesností položíme na základní desku chladiče ve správné pozici děr pro spojovací šrouby. Snažíme se základní deskou karty zbytečně nepohybovat, abychom nanesenou pastu na chladiči nerozetřeli mimo grafické jádro. Přiložíme ocelovou výztužnou desku chladiče podložkami a pěnovou hmotou směrem k zadní straně základní desky grafické karty. Nakonec vše sešroubujeme pomocí čtveřice šroubů za použití křížového šroubováku velikosti 1.
A je to!22/ Tímto máme montáž dokončenu. Nezbývá než provést závěrečnou vizuální kontrolu, zda nedošlo k nějakému poškození, nebo uvolnění chladících elementů a můžeme grafickou kartu osadit do skříně počítače.
Pohled na grafickou kartu po výměně chladiče.
Detail okolí základny chladiče.
Detail grafické karty v okolí obrazových výstupů.
Pohled na grafickou kartu osazenou v počítačové skříni.
Grafická karta s chladičem zabírá tři sloty základní desky.Provozní vlastnosti.Po výměně chladiče jsem udělal pár testů, abych prověřil provozní vlastnosti karty s vylepšeným chlazením. Abych zjistil chování karty a zejména řízení PowerTune, použil jsem nejdříve OpenGL benchmark Furmark verze 1.11.0. Ten je znám tím, že dokáže trvale zatížit grafickou kartu na 100% a karty s ním dosahují v běžné praxi nevídaných hodnot spotřeby elektrické energie.
1/ Pro srovnání jsem si dříve udělal dva testy s původním referenčním chladičem. V prvním testu jsem použil základní frekvence grafické karty R9 290 – 947 MHz na jádře a 5000 MHz u pamětí. Výsledek vidíte na obrázku níže. Všechny testy byly délky 15 minut. Jádro karty přibližně za 4,5 minuty dosáhlo teploty 94oC a ventilátor chladiče limitní hodnoty 51% otáček. Do této doby běželo jádro na stabilní maximální frekvenci 947 MHz, ale následně začaly takty jádra mírně kolísat a v průměru se pohybovaly okolo frekvence 930 MHz. Spotřeba celé sestavy v zátěži byla ke konci testu přibližně 360 W (zřejmě díky mírnému podtaktování).
R9 290 s referenčním chladičem, jádro 947 MHz, paměti 5000 MHz.2/ Ve druhém testu jsem kartu v referenčním provedení přetaktoval u jádra na 1200 MHz a paměti ponechal na 5000 MHz. Jádro karty tentokrát již za 3 minuty dosáhlo teploty 94oC a ventilátor chladiče limitní hodnoty 51% otáček. Od tohoto okamžiku takty jádra poklesly a pohybovaly se v intervalu 920 – 1020 MHz. Spotřeba celé sestavy v zátěži byla ke konci testu přibližně 370 W (opět díky podtaktování).
R9 290 s referenčním chladičem, jádro 1200 MHz, paměti 5000 MHz.3/ Ve třetím testu jsem již použil grafickou kartu s chladičem Accelero. Nejprve jsem nastavil základní frekvence grafické karty R9 290 – 947 MHz na jádře a 5000 MHz u pamětí. Řízení rychlosti ventilátoru chladiče jsem ponechal na automatice. Během celých patnácti minut testu byly otáčky udržovány na 20%. Přitom teplota jádra karty vystoupala na 86oC. Později jsem udělal ještě testy se stejným nastavením, ale s fixními otáčkami chladiče na 50% - teplota klesla na 74oC a při otáčkách 100% klesla na 68oC. V klidu se po skončení testu teplota jádra ustálila na 33oC. Frekvence jádra 947 MHz byla ve všech případech zcela stabilní. Spotřeba celé sestavy v zátěži byla ke konci testu přibližně 390 W.
R9 290 s chladičem Accelero Xtreme III, jádro 947 MHz, paměti 5000 MHz, otáčky 20%.4/ Ve čtvrtém testu s chladičem Accelero jsem jádro grafické karty přetaktoval na maximální hodnotu, kterou umožnil program Afterburner nastavit – 1235 MHz. Pro stabilní funkci bylo nutné mírné zvýšení napětí jádra o +0,05V. Rychlost pamětí jsem ponechal na základních 5000 MHz. Otáčky ventilátoru jsem nastavil na fixních 100%. V průběhu celého testu zůstala frekvence jádra 1235 MHz zcela stabilní. Teplota vystoupala na 73oC a spotřeba energie ve špičce činila 440 W.
R9 290 s chladičem Accelero Xtreme III, jádro 1235 MHz, paměti 5000 MHz, otáčky 100%.5/ V pátém testu jsem ponechal předchozí maximální takty jádra a navíc jsem přetaktoval paměti na 6000 MHz. Kvůli stabilitě jsem použil napětí jádra zvýšené o +0,075 V. Otáčky ventilátoru jsem nastavil na fixních 100%. V průběhu celého testu zůstala frekvence jádra 1235 MHz opět zcela stabilní. Teplota vystoupala na 82oC a spotřeba energie ve špičce činila 500 W.
R9 290 s chladičem Accelero Xtreme III, jádro 1235 MHz, paměti 6000 MHz, otáčky 100%.Pro porovnání spotřeby samotné grafické karty jsem zjistil, že testovaná sestava má v klidu spotřebu 90 W a v plné zátěži pouze procesoru spotřebu 210 W. Na samotnou grafickou kartu tak při 100% zátěži ve Furmarku připadá spotřeba přibližně 200 W v základních taktech, 250 W při maximálním přetaktování jádra a 300 W při doplnění o maximálně přetaktované paměti. Měřeno bylo pomocí zásuvkového voltmetru, takže je nutné počítat s určitou nepřesností v řádu jednotek procent.
Určitým úskalím extrémního taktování R9 290 může být při použití chladiče Accelero Xtreme III poměrně problematické chlazení napájecí kaskády jádra VRM1. Použité nalepovací chladící elementy zřejmě nemají dostatečnou účinnost pro trvalou extrémní zátěž. Pro zájemce o dlouhodobé provozování grafické karty na limitních frekvencích bude vhodné hledat nějaké další řešení pro zvýšení účinnosti chlazení této kaskády. Pro představu shrnu výsledky měření teplot napájecích kaskád VRM1 pro jádro a VRM2 pro paměti, provedené v předchozích testech.
V klidu při práci ve Windows byly teploty VRM1 27oC a VRM2 30oC.
Ve Furmarku při 947MHz/5000MHz/100% ot. ventilátoru byly teploty VRM1 85oC a VRM2 59oC.
Ve Furmarku při 1235MHz/5000MHz/100% ot. ventilátoru byly teploty VRM1 101oC a VRM2 63oC.
Ve Furmarku při 1235MHz/6000MHz/100% ot. ventilátoru byly teploty VRM1 119oC a VRM2 69oC.
Přestože by napájecí kaskády měly být dimenzovány na trvalý provoz při ještě vyšších provozních teplotách, nevypadají hodnoty nad 100oC nijak vábně. Na druhou stranu je nutné si uvědomit, že v těchto případech byly zatíženy trvalým extrémním příkonem až tří stovek wattů. Při běžném hraní je pravděpodobné, že se teploty i při maximálním taktování dostanou pod teplotu varu vody.
Alternativní možností chlazení kaskády VRM1 je použití odříznuté zadní části kovové konstrukce referenčního chladiče s odšroubovaným původním ventilátorem. Díky značné hmotě konstrukce by mohly být výsledné teploty VRM1 velmi nízké. Znamenalo by to ovšem zcela jistou ztrátu záruky. Možná to později vyzkouším.
(Aktualizováno: Už jsem vyzkoušel a rozdíl v teplotách VRM1 je nulový. Viz dále na konci článku.).
Část ocelové konstrukce referenčního chladiče, odříznutá v místech označených šipkou, by mohla VRM1 kaskádu chladit lépe, než nalepené elementy Accelera.Co se týče hlukového projevu R9 290 s chladičem Accelero Xtreme III, tak při uzavření v odhlučněné skříni Fractal Define R4 není do otáček ventilátoru 50% vůbec slyšet, protože případný hluk zaniká za zvukem standardních ventilátorů skříně. Při nastavení plných otáček je již mírné zvýšení hlučnosti zřejmé, ale ta je stále velmi kultivovaná. Jedná se zřejmě jen o aerodynamický hluk vzduchu proudícího skrz žebrování chladičů. Intenzita hluku je nižší úrovně než šepot, dala by se přirovnat k lehkému foukání vzduchu z úst.
Na závěr jsem si ještě připravil dva obrázky dokumentující výkon mé sestavy ve 3DMARKu. Procesor byl přitom lehce přetaktován na 4,1 GHz. Na prvním obrázku je výkon grafické karty R9 270 na základních taktech jádra i pamětí (947/5000 MHz). Na druhém obrázku je možné posoudit nárůst výkonu po přetaktování jádra na 1235 MHz a pamětí na 6000 MHz.
R9 290 ve 3DMARKu, jádro 947 MHz, paměti 5000 MHz.
R9 290 ve 3DMARKu, jádro 1235 MHz, paměti 6000 MHz.Ověřoval jsem také, jaký přínos má taktování pamětí grafické karty na její celkový výkon a mohu potvrdit, že tento přínos je s ohledem na použitou technologii tradičně velmi malý. S ohledem na zbytečné zvyšování spotřeby proto taktování pamětí pro běžný provoz počítače nedoporučuji.
Nakonec musím konstatovat, že vzhledem k univerzální konstrukci chladiče Accelero Xtreme III není výměna za referenční chladič grafické karty Radeon R9 290/290X úplně triviální záležitostí. Každý by měl dobře zvážit své možnosti a v případě pochybností si raději počkat na nějakou nereferenční verzi grafické karty s tichým chlazením.
Ať vám hardware šlape skvěle, přeje PET5!
Aktualizace - alternativní chlazení VRM1Zajímalo mě, jaký přínos by mělo použití části kovového rámu původního chladiče na chlazení napájecí kaskády VRM1. Po týdnu testovacího provozu mé R9 290 jsem usoudil, že karta je dostatečně prověřena a riziko případné reklamace je malé, takže jsem odpovídající část rámu chladiče odřízl a osadil výměnou za tři nalepovací elementy Accelera. Z této úpravy a pozdějšího testování mám dobré i špatné poznatky.
Odřezaná část rámu původního chladiče s původní teplovodivou páskou na VRM1.Tím špatným poznatkem je to, že teploty VRM1 jsou po výměně chlazení zcela stejné jako v případě nalepovacích elementů. Je to velmi podivné, že tak odlišné koncepce chlazení mají zcela identické výsledky, ale je to tak.
Naopak dobrým poznatkem je to, že zřejmě díky větší hmotě toho kovového rámu jsou výsledné maximální hodnoty teploty VRM1 dosahovány o poznání později. V praxi, kdy zatížení grafické karty bude kolísavé, může ten kovový rám udržet teploty VRM1 níže, než nalepovací elementy. Berte to zatím pouze jako spekulaci, neboť nemám nainstalovánu žádnou hru, na které bych to vyzkoušel.
Dalším dobrým poznatkem je, že lepidlo, kterým byly nalepeny chladící elementy na miniaturní plošky prvků VRM1, drží neskutečně pevně. Opravdu jsem měl při jejich odlepování velké obavy, že vytrhnu nějakou součástku z desky. Jsem přesvědčen, že pokud by počítač letěl oknem z desátého patra, tak všechno bude na cucky, ale ty nalepené elementy nepustí. Spoj je přitom poměrně pružný, protože vytvrzené lepidlo má konzistenci gumy. Pro dokonalé přilepení přitom stačí velmi malá, sotva viditelná vrstva.
Zbytky lepidla na prvcích VRM1 po odlepení chladících elementů. Držely velmi pevně.Zajímavým poznatkem je také skutečnost, že pěnová hmota, kterou jsme nalepovali pod zadní ocelovou výztužnou desku, je teplovodivá! Původně jsem ji chtěl v rámci výměny chlazení VRM1 odstranit, ale stále mě vrtalo hlavou, proč výrobce chladiče tam dává takovou pěnovku, která omezuje průtok vzduchu na zadní stranu jádra. Zahřál jsem tedy vymontovanou ocelovou desku na zadní straně uprostřed plamenem zapalovače a teplota se okamžitě přenesla přes celou vrstvu pěny na opačnou stranu. Sice nechápu, z čeho ta hmota je, ale funguje dobře. Později jsem si ještě ověřil, že do zadní ocelové desky se opravdu během provozu přenáší teplota ze součástek základní desky za jádrem a tato se citelně zahřívá.
Pěnová hmota s otiskem součástek zadní strany základní desky pod jádrem karty.V rámci výměny chlazení VRM1 jsem ještě trochu vylepšil chladící schopnost upraveného elementu na paměťovém modulu v blízkosti PCIe konektoru karty. Použil jsem měkkou teplovodivou pásku z balení Accelera, kterou jsem nalepil na plochu elementu, která zasahuje pod základnu chladiče a skrze tuto pásku bude element částečně ochlazován společně se základnou.
Teplovodivá páska na chladícím elementu.
Pohled na upevněný chladič VRM1 z části původního rámu originálního chladiče.
Grafická karta před sestavením s chladičem.
Grafická karta s osazeným chladičem.Pokud mohu závěrem doporučit, který způsob chlazení VRM1 z obou výše uvedených použít, tak bych se přiklonil k nalepovacím elementům. Jednak nepřijdete o záruku, lepidlo drží skvěle a při běžném hraní budou teploty rozhodně na mnohem nižší úrovni, než mnou naměřené ve Furmarku, což pro kvalitní VRM1 kaskádu neznamená žádnou nadměrnou zátěž.
Aktualizace - taktování pomocí TrixxBylo to pro mě překvapení, když jsem zjistil, že taktovací utilita Trixx od Sapphire umožňuje nastavení taktů jádra, pamětí a voltáže výše, než oblíbený Afterburner od MSI. I když nepředpokádám, že v praxi budu grafiku vysoce taktovat, vyzkoušel jsem, kam to R9 290 dotáhne.
Nakonec jsem se dostal na hodnotu 1270 MHz na jádře (+43%) a 1670 MHz na pamětech (+43%). Přitom bylo nutné nastavení Pover limitu na + 50% a offsetu napájecího napětí o +0,15 V. Další zvyšování frekvencí sice neznamenalo pád, ale začaly se zobrazovat zřetelné artefakty v obraze.
Při tomto přetaktování jsem měřil teploty a spotřebu grafické karty během chodu benchmarku Unigine Valley. Jádro dosáhlo 82 st.C, VRM1 105 st.C a VRM2 64 st.C. Podle složitosti scény se spotřeba celé sestavy bez monitoru pohybovala v rozmezí 460 - 510 W. Pro dlouhodobou zátěž v takto vysokých taktech by bylo lepší vodní chlazení, nebo alespoň posílení chlazení VRM1 kaskády.
Zde je pár obrázků, jak to dopadlo:
Aktualizace - Podvoltování kartyVyzkoušel jsem, jak se tato grafická karta bude chovat v případě snížení napětí. Nastavil jsem základní takty, tedy jádro na 947 MHz a paměti na 1250 MHz. Testoval jsem stabilitu a spotřebu grafické karty ve 3D Marku 11 v první části Deep Sea. Pro nastavení napětí jsem použil Afterburner.
Postupně jsem snižoval napětí u obou položek "Core Voltage" a "Aux Voltage" o stejnou hodnotu. Afterburner umožňuje snižování napětí v pevně daných krocích, proto jsou ty hodnoty napětí takové nevzhledné. Uvedená spotřeba je celé mé sestavy bez monitoru. V idle si tato sestava vezme 90 W.
1/ Default +-0 mV spotřeba 315 W
2/ Snížení -19 mV spotřeba 308 W úspora 7 W
3/ Snížení -31 mV spotřeba 303 W úspora 12 W
4/ Snížení -44 mV spotřeba 294 W úspora 21 W
5/ Snížení -56 mV spotřeba 292 W úspora 23 W
6/ Snížení -69 mV spotřeba 285 W úspora 30 W
7/ Snížení -75 mV spotřeba 283 W úspora 32 W
8/ Snížení -81 mV spotřeba 281 W (začíná se chvílemi trhat obraz)
9/ Snížení -94 mV výpadek obrazu
Na tomto místě musím upozornit, že než začnete experimentovat se snižováním napětí na grafice, ujistěte se, že máte uloženo několik starších bodů obnovení systému. Po výpadku obrazu totiž zůstalo zachováno nastavení Afterburneru v registrech a samotný restart počítače nepomáhal obraz navrátit, přestože nemám Afterburner nastaven, aby se spouštěl současně s Windows. Napoprvé dokonce nepomohlo obnovení systému k bodu starému asi deset dní. Musel jsem použít bod obnovení přibližně měsíc starý. Pak se Afterburner resetoval a mohl jsem systém obnovit k novějšímu datu.
EDIT: V Afterburneru stačí deaktivovat položku "Apply overclocking at system startup" (není v záložkách Setting, ale přímo v hlavním okně na spodku pod ovladači). Tuto drobnou položku jsem úplně přehlédnul.
Ale zpět k výsledkům. Jak vidíte, v mém případě použitelné podtaktování přineslo úsporu ve spotřebě přibližně 10%. Není to žádný zázrak, ale v případě dlouhodobého používání v zátěži (například mining) to bude znát.
Všimněte si, že pokles spotřeby není při snižování napětí zcela lineární. Větší skok je u hodnoty -44 mV a pak u hodnoty -69 mV. Tyto hodnoty jsou u mé karty zřejmě sweetpointy. Ta nelinearita nebude způsobena chybou měření, protože jsem spotřebu odečítal vždy na konkrétním místě v závěru testu, kde se ve všech případech zobrazovaná hodnota wattmetru na malou chvíli ustálila.
Při nastavení napětí -75 mV jsem nakonec provedl kontrolní měření v Benchmarku Unigine Valley. Při podvoltování jsem na základních taktech dosáhl výsledku 60,6 FSP a s plným napětím 60,5 FSP. Podvoltováním tedy nedochází k žádnému úbytku výkonu karty. Nezaznamenal jsem také žádné artefakty v obraze. Naopak jsem zaznamenal pokles teploty jádra karty v zátěži o 5 st.C.
