В последнее время оверклокинг, или попросту «разгон», приобретает все более и более массовый характер. Шутка ли, даже сами производители поставляют со своими изделиями не только драйвера, но и специализированное ПО для разгона.

Сегодня мы заострим наше внимание на видеокартах. Так или иначе, разогнать можно любую видюху. Хотя бы даже на один мегагерц. Но как выжать максимум? Замена системы охлаждения, наличие в системе качественного и достаточно мощного блока питания – на сегодняшний день дело давно уже обычное. Более высокую планку разгона видеокарты позволяет достичь вольтмодификация системы питания платы, или, проще говоря, вольтмод. В данной статье будут описаны основные нюансы выполнения вольтмодификаций, начиная с выбора паяльного оборудования и заканчивая практикумом (куда и что паять) на примере Radeon X800 GTO.

Что такое вольтмод?

Слово это происходит от английского voltmodification – модификация напряжения, в чем, собственно, и заключается смысл операции. В целом вольтмодом можно назвать любой способ повышения напряжения питания памяти и ядра за исключением стандартных: перемычками, штатными настройками BIOS’а, вкладки в драйверах и т.д. Различают два вида вольтмода: аппаратный и программный. Последний заключается в редактировании BIOS’а карты с целью задать более высокое напряжение питания ядра или памяти, ну или и того проще – в нескольких щелчках мышкой в окне специализированной программы. Но вот беда, программными методами можно сделать вольтмод лишь небольшому числу карт, а именно: NVIDIA GeForce FX 5900, GeForce 6x00 (с помощью редактирования BIOS’а, причем изменение питающего напряжения доступно лишь для ядра, да и то в небольшом интервале) и новым видеокартам ATI Radeon X1800/1900 series (как для ядра, так и для памяти посредством специализированного ПО).

Посему более интересен аппаратный способ – он универсален, гибок, применим практически к любой видеокарте, но ведет к потере гарантии, опасен из-за вероятности выхода карты из строя и т.д.

Внимание! Применение на практике материалов данной статьи может привести к непредсказуемым негативным последствиям, включая выход из строя комплектующих и системы в целом. Автор статьи и редакция журнала «Железо» не несут за результаты действий читателей никакой ответственности.

Паяльные принадлежности

Классикой вольтмода стала пайка обычного резистора к определенным контактам схемы питания ядра или памяти.

Итак, начнем с самого начала – чем паять и как. Первое дело – паяльник. Они различаются по мощности, питающему напряжению, типу жала и некоторым другим параметрам. В данном случае все просто – нам не подойдет «лопатообразный монстр» в виде 60-ваттного паяльника на 220 В. Почему? Посмотри на соответствующее фото: слева направо на нем расположены паяльник на 40 Вт 220 В, на 25 Вт 220 В, игольчатый на 25 Вт 220 В. Рядом с жалами ты видишь типичную по размерам микросхему-стабилизатор, к которой нам придется подпаиваться. Совершенно очевидно, что удобнее всего это делать это с помощью игольчатого паяльника. Стоит подобный экземпляр всего один доллар, да и какой смысл покупать хороший и дорогой паяльник для того, чтобы подпаять резистор-другой? Тем не менее, во время пайки паяльник с питанием 220 В (для других не обязательно) следует выключить из розетки.

Для самого процесса пайки будут нужны флюс (канифоль) и припой (олово). Флюс лучше всего использовать жидкий. Флюсы подразделяются на агрессивные (содержащие кислоту) и неагрессивные. Для нашего случая нужен неагрессивный флюс, например, Ф1. Он представляет собой не что иное, как растворенную в спиртовом составе канифоль.

Непосредственно перед пайкой контакты покрываются тонким слоем флюса – для предотвращения окисления вследствие нагрева. К окислившимся контактам олово «не прилипает». Припой желательно выбрать легкоплавкий – таким легче паять.

Что паяем?

Сам вольтмод в подавляющем большинстве случаев заключается в пайке резистора. Какого? Различают переменные (с ручкой), подстроечные (под отвертку) и обычные. Может подойти любой, но удобнее постоянный (если заранее известен нужный номинал) или переменный (удобен в большинстве случаев).

Кроме того, резисторы характеризуются классом точности (в данном случае это маловажно) и мощностью (нам подойдет минимальная). Ну а если быть точнее, то для вольтмода лучше выбрать многооборотный «переменник» (для более плавной регулировки напряжения) или обычный резистор постоянного сопротивления с наименьшей мощностью (0.125 Вт).

Если ты выбрал резистор переменного сопротивления, для его подключения к плате понадобятся провода. Какие угодно не подойдут! Провода должны быть мягкими, тонкими и не ломкими. Следует помнить, что ПК – источник различного рода излучений. При чрезмерной длине провода наводки могут свести на нет всю пользу от вольтмода. Чем короче провод – тем лучше.

Для контроля полученного после вольтмода напряжения нам понадобится мультиметр. Подойдет даже самый дешевый, например, DT832. Разумеется, желательно использовать что-то лучше, например, DT9208A. Мультиметр необходим для предварительного «прозвона» платы на предмет определения основных питающих напряжений и примерного значения номинала допаиваемого для вольтмода резистора.

Модернизация системы охлаждения

Повышение питающих напряжений значительно увеличивает энергопотребление, а значит, и нагрев карты. Классикой стало применение небольших процессорных кулеров для охлаждения ядра. Вопрос охлаждения памяти также оговаривался многократно. Однако для вольтмода этого недостаточно. Повышенное энергопотребление, прежде всего, ложится на плечи силовой системы питания, которая начинает работать во внештатном режиме. Обязателен контроль нагрева всех силовых элементов питания: микросхем-стабилизаторов, мощных транзисторов, дросселей и даже конденсаторов. Разумеется, далеко не каждый элемент можно оснастить радиатором (в особенности дроссели и конденсаторы). Весьма желателен общий обдув карты установленным рядом вентилятором. Разумеется, новичок не сможет найти нужные элементы самостоятельно, но это и не нужно. Достаточно аккуратно «прощупать» разогретую «тяжелыми» 3D-приложениями видеокарту «целиком».

Подводные камни вольтмода

Прежде чем мы перейдем к практике, хотелось бы обратить твое внимание на то, что даже правильно завольтмоденная карта может выйти из строя. Причины просты. Прежде всего, это чрезмерное поднятие напряжения. В погоне за мегагерцами не забывай, что всему есть свой предел. Не следует повышать напряжение питания более чем на 20-30% для ядра видеокарты и на 20% – для памяти.

Нередки случаи выхода из строя силовых элементов питания видеокарты. Вопрос необходимости их охлаждения рассмотрен выше. Кроме того, причиной «смерти» платы может быть банальная неаккуратность – достаточно задеть провод или сам резистор (например, в момент тактильного контроля температуры) и можно получить отрыв контакта, замыкание и т.п. Последствия могут быть самыми печальными…

При долговременном использовании завольтмоденной видеокарты следует время от времени проводить осмотр платы на предмет вздутия конденсаторов, потемнения из-за перегрева отдельных элементов и прилегающих участков текстолита. В случае обнаружения чего-либо перечисленного настоятельно рекомендуется снять вольтмод.

Ищем информацию о вольтмоде

Пожалуй, любой новичок-вольтмодер начинает вольтмод своей видеокарты с поиска руководства (гайда) в Интернете. И очень часто не находит – различных видеокарт довольно много, найти нужную информацию о каждой из них нереально. На самом деле это порой и не нужно. Не найдя точного вольтмода конкретной видеокарты, достаточно вписать в поисковую систему (например www.google.ru) маркировки всех ее микросхем поочередно. Очень часто одни и те же микросхемы-стабилизаторы устанавливаются на различные видеокарты. Но здесь следует быть очень внимательным. Нередко одни и те же стабилизаторы (например, весьма популярный Intersil 6522) могут питать как ядро, так и память.

Таким образом, найдя вольтмод того же стабилизатора, но другой видеокарты, ты сможешь определить, куда именно должен паяться резистор. Чаще всего пайка выполняется непосредственно к «ногам» микросхемы-стабилизатора. Нумерация ног всегда ведется начиная с левой нижней и заканчивая левой верхней (против часовой стрелки). Ключ (риска, ямочка, любая пометка на корпусе микросхемы) при этом находится слева.

Иногда авторы статей по вольтмоду выполняют пайку к соседним контактным площадкам по отношению к нужным ногам микросхемы, но на твоей видеокарте этих площадок может и не быть... Однако почти всегда в таком случае указываются номера ключевых для вольтмода ног.

Осталось определить, какой же номинал резистора следует применить. Для этого понадобится мультиметр. Установив его в режим замера сопротивлений (если ты не умеешь работать с ним, постарайся приобрести такой, чтобы с ним была инструкция на русском языке), проводим замер между ключевыми для вольтмода ногами. Затем меняем щупы местами и повторяем замер. Как правило, результаты буду одинаковыми, но могут внести погрешность соседние полярные элементы. Взяв максимальный результат, берем его в качестве исходного.

Если речь идет о стабилизаторе питания для ядра, то исходный результат увеличиваем в 10-15 раз. Это и будет номинал переменного резистора, который следует применить. Далее плавным вращением ручки нужно будет просто выставить желаемое напряжение.

Для питания памяти все аналогично, с той лишь разницей, что исходный результат умножается на 15-20.

Разумеется, приведенной информации недостаточно для того, чтобы новичок смог справиться с вольтмодом своей видеокарты. В этом случае лучше всего обратиться за помощью на форум, предоставив всю необходимую информацию. А именно:

1. Название видеокарты. Для «проформы» – на самом деле это малополезная для вольтмода информация. Разве что кто-то из посетителей форума предоставит ссылку на существующее руководство, которое, допустим, тебе не удалось найти.
2. Полный перечень маркировок всех микросхем, присутствующих на плате.
3. Желателен замер напряжений на крупных конденсаторах.

V_gpu, V_dd и V_ddq

В кругах людей, лишь поверхностно знакомых с вольтмодом, бытует мнение, что напряжений питания видеокарты всего два: для ядра и для памяти. На самом деле оных гораздо больше. Выделим основные: V_gpu (так обозначается напряжение питания ядра), V_dd (напряжение питания входных буферов памяти и внутренней логики микросхем) и V_ddq (напряжение питания выходных буферов памяти). Часто V_dd = V_ddq и задается одним и тем же стабилизатором.

Работа стабилизатора питания основывается на следующем принципе: выходное напряжение сравнивается с эталонным. Если имеется различие, то оно устраняется понижением или повышением выходного напряжения. Для выполнения вольтмода следует либо увеличить эталонное, либо заставить стабилизатор «думать», что выходное меньше требуемого. Для этого и нужен резистор.

Для определения того, куда паять шунт (именно так называют подпаиваемый для целей вольтмода резистор), следует найти описание рассматриваемого стабилизатора. Для этого вводим маркировку последнего в поисковую строку на сайте www.alldatasheets.com (или в обычную поисковую систему). Наша цель – файл с расширением pdf (понадобится программа Adobe Acrobat Reader – найти ее можно на любом компакт-диске к материнской плате). Там будут приведены принципиальная схема включения, наименования ножек, формула расчета выходного напряжения и т.п.

Давай рассмотрим как пример, допустим, весьма популярный ныне стабилизатор NCP 1575 – такой сейчас часто можно встретить на недорогих видеокартах. Вот его принципиальная схема включения (вариант для питания ядра).

Разумеется, большинство, взглянув на эту схему, просто пожмут плечами. Ничего страшного – нужно просто пролистать PDF-описание дальше. Наверняка читатель, хоть минимально знающий английский, уже догадался, что здесь изображено. Это формула расчета выходного напряжения. Два резистора, которые ты видишь на рисунке (обозначены R1 и R2), в данном случае представляют собой резистивный делитель. Принцип его работы очень прост и напоминает рычажные весы, склоняющиеся влево или вправо в зависимости от веса на чашах. Так и в резистивном делителе, уменьшив сопротивление одного из резисторов подпайкой параллельно еще одного (шунта), мы «склоним весы» в сторону повышения или понижения напряжения.

Разумеется, нам нужно повышение. Взгляни еще раз на формулу – совершенно очевидно, что если говорить именно об уменьшении сопротивления одного из резисторов (иначе придется не допаивать, а выпаивать, что заметно сложнее), то зашунтировать следует резистор R2.

А вот теперь придется посмотреть на схему, дабы увидеть, к каким контактам подпаян этот резистор непосредственно на плате. Верхний (по схеме) ведет к контакту V_fb, нижний – к непонятным рисочкам. Так обозначается «земля», то есть ноль. Применительно к ПК это любой черный провод блока питания.

V_fb это ни что иное, как feed back voltage – напряжение обратной связи. Это контроль, сравнение выходного напряжения с необходимым. Чем меньше будет сопротивление резистора R2, тем больше «напряжения уйдет в землю». То есть тем меньше попадет на стабилизатор для контроля. В результате микросхема «подумает», что выходное напряжение упало ниже требуемого, и его нужно поднять.

Понятно, что, увеличив номинал резистора R1, можно добиться того же эффекта. Но увеличить его можно только одним способом – выпаять тот, что есть, и впаять другой. Казалось бы, ну и ладно, но возьми в руки видеокарту: СМД-резисторы имеют просто миниатюрные размеры. Аккуратно заменить один другим не всякому новичку под силу. «Как же тогда подпаивать к такой «крохотуле» сравнительно огромный обычный резистор?» – спросишь ты. Никак. На самом деле паять можно прямо к ногам стабилизатора, что значительно удобнее.

Возвращаемся к PDF-описанию. Теперь нам нужно узнать, какая именно нога обозначена V_fb, и где есть рядышком «земля», дабы не тянуть черный провод от блока питания.

Здесь картинка немного перевернута. Кружочком обозначен ключ. Если повернуть рисунок так, чтобы он был слева, получим упомянутую выше нумерацию ног – с левой нижней к правой верхней против часовой стрелки. Но суть не в этом. V_fb – это нога №7, ну а GND (№8) – это и есть «земля» (ground).

Таким образом, для вольтмодификации системы питания на базе стабилизатора NCP 1575 следует подпаять шунтирующее сопротивление к ногам №7 и №8.

На фото показан фрагмент системы питания ядра видеокарты GeCube Radeon 9550 на базе рассмотренной микросхемы. Желтым отмечены ноги №7 и №8 – «сердце» вольтмода ядра для такой видеокарты.

Замер выходного напряжения следует провести на зеленом конденсаторе. На схеме он обозначен как 56 uF (56 микрофарад). На самом деле, на фотографии мы видим емкость заметно большего номинала, но на факт замера напряжения влияния это не оказывает – схема схемой, а номиналы на ней и на видеокарте непосредственно очень часто отличаются.

Напоследок хочется отметить, что очень часто вольтмод заключается в пайке резистора к «земле» и контрольному выводу микросхемы (feed back – для импульсных стабилизаторов и Adj, Sense или Vsense – для линейных).

Практикум: вольтмодификация Sapphire Radeon X800 GTO

Выбор подопытной для эксперимента был несложен – мы не могли не уделить внимание столь популярной ныне видеокарте. Тем более что данный вольтмод применим для многих карт на базе ATI Radeon X800 Series.

Экстремальный разгон начался с замены штатной системы охлаждения: мы использовали небольшой процессорный кулер фирмы Cooler Master. Его крепеж выполнен просверливанием двух отверстий в днище кулера с последующим нанесением резьбы метчиком. Далее в ход пошли две шпильки М3, пара шайб и упругие резиновые подкладки.

С номинальных частот 400/980 МГц карту удалось разогнать до 640/1240 МГц, что вполне неплохо. Такому хорошему разгону мы обязаны чипу R480 (на X800 GTO нередко встречаются менее подходящие для разгона R423 и R430) и памяти GDDR-3 производства Samsung со временем выборки 1.6 ns.

При контроле температуры силовых элементов питания платы выявился значительный нагрев дросселей системы питания ядра. Они расположены в левом верхнем углу платы. Кроме того, при разгоне стала существенно греться видеопамять. В результате мы решили использовать набор самоклеющихся радиаторов Cooler Master.

Система питания ядра на данной видеокарте выполнена на базе импульсного стабилизатора FAN 5240. На рисунке приведена принципиальная схема его включения.

Этот стабилизатор интересен возможностью задания необходимого напряжения с помощью так называемых VID-переключателей. Оными являются обычные СМД-резисторы номиналом 1 кОм. Их всего пять.

В соответствии с PDF-описанием этого стабилизатора, в данном случае выставлено выходное напряжение на отметке 1.4 В, это подтвердилось при замере мультиметром. Характерно, что для поднятия напряжения до 1.6 В достаточно замкнуть две контактные площадки.

Замыкание мы выполнили с помощью токопроводящего лака «Эласт» и обычной зубочистки. Можно использовать любой другой лак и клей, или же попросту запаять данные контакты. Применение лака/клея позволяет сохранить гарантию – спиртом все смывается бесследно.

Пожалуй, единственным недостатком такого метода является невозможность гибкого регулирования выходного напряжения без демонтажа и перестановки уже распаянных резисторов (VID-переключателей). Посему ничего не выпаивая можно получить лишь 1.6 В, что, впрочем, как раз то, что нужно для данного случая.

В результате VID-вольтмода частоту ядра удалось поднять с 640 МГц до 680 МГц. Однако при этом появились писк и шипение, издаваемые дросселями. Это свидетельствует о работе с перегрузкой данных элементов. Долговременная эксплуатация видеокарты в таких условиях недопустима и чревата выходом из строя системы питания. Для устранения этого недостатка потребовалось бы заменить дроссели на их полные, но более мощные аналоги и обеспечить более серьезное охлаждение. Увы, на большинстве Radeon X800 GTO упрощена система питания и отсутствует дополнительный разъем для подключения к блоку питания.

На этой видеокарте питание памяти V_dd и V_ddq выполнено раздельно, но задается двумя одинаковыми стабилизаторами Intersil 6522. Его типовую схему включения смотри на рисунке. Для вольтмода памяти возле двух микросхем было допаяно по СМД-резистору номиналом 10 кОм.

В результате было получено увеличение напряжения с 2.07 В до 2.16 В и рост итоговой частоты с 1240 МГц до 1270 МГц. Достаточно скромный результат – вполне можно было бы применить резистор меньшего номинала и еще больше поднять напряжение, однако ввиду существенно меньшей пользы от вольтмода памяти, нежели ядра, было решено остановиться на этом.

Если нет желания возиться с мелкими СМД-резисторами, можно просто припаять резисторы переменного сопротивления номиналом 10-20 кОм каждый к ногам №5 и №7 микросхем Intersil 6522 (по одному резистору к каждой микросхеме). При этом обязательно следует выставить их в положение максимального сопротивления.

Тестирование производительности

Тестирование проводилось на стенде следующей конфигурации:

• CPU: Sempron 3000+ @ 2700 МГц (Socket 939), 9x300, 1.55 В.
• Motherboard: Asus A8N SLI, BIOS 1013.
• RAM: 2x512 NCP DDR400 @ 484 3-3-3-6 2.8 В.
• Video: Sapphire X800 GTO 256 Мб.
• Блок питания: Chieftec 450 Вт (GPS-450AA-101A).
• ОС: Windows XP SP2, Catalyst 5.12, Riva Tuner 2RC17.

Результаты

• 3DMark 2005, 1024x768, no AA&AF
• 400/980 4481
• 640/1240 6354
• 680/1270 6643

Поскольку интерес представляла лишь соотносительная разница между штатным режимом, простым и экстремальным разгонами, мы решили ограничиться одним тестом.

Итог однозначен: почти полуторакратный прирост производительности при обычном разгоне заставляет не сомневаться, что разгон – далеко не бесполезная вещь. А вот увеличение производительности данной платы от вольтмода на уровне нескольких процентов ставит под сомнение целесообразность рисковать видеокартой, выжимая из нее последний мегагерц с помощью паяльника…

Удачного всем разгона!