Radeon HD 2900 XT: ylikellotusta kuivajäällä

Muropaketissa testattiin AMD:n uusi Radeon HD 2900 XT -näytönohjain toukokuun puolivälissä. Artikkelissa tuli selväksi näytönohjaimen huima tehonkulutus, lämmöntuotto ja melutaso 3D-tilassa. Ylikellotustesteissä R600-grafiikkapiiri venyi vakiojäähdytyksellä 742 MHz:stä 855 MHz:iin. Valitettavasti AMD:lla on toistaiseksi vaikeuksia kahden näytönohjaimen CrossFire-ylikellotuksen kanssa ja tämä onnistuukin ainoastaan päivittämällä näytönohjaimien biosiin kiinteästi korkeammat kellotaajuudet. Ennen kuin CrossFire-extreme-ylikellotustestit ovat ajankohtaiset, kokeilimme yhden Radeon HD 2900 XT:n ylikellottamista kuivajäällä ja hieman korotetulla GPU:n käyttöjännitteellä. Alustaksi valjastettiin ATI RD600 -piirisarjaan perustuva DFI:n LanParty UT ICFX3200-T2R/G -emolevy, neliytiminen Intel Core 2 Extreme QX6700 -prosessori ja Corsairin CM2X1024-6400C3 -muistit. Vakautta ja nopeutta mitattiin Futuremarkin uusimmalla 3DMark06-testiohjelmalla.

Ilmajäähdytyksellä testikokoonpanon käyttäytymistä tutkittiin ja viriteltiin prosessori-, muisti- ja PCI Express -väylän osalta. Aluksi muistiväylä testattiin vakaaksi 2,5 voltin käyttöjännittellä 454 MHz:n (908 MHz DDR) kellotaajuudelle 3-3-3-8 1T -asetuksilla. Tämän jälkeen prosessoriväylää hinattiin melko kivuttomasti 333 MHz:iin ja PCI Express -väylä puolestaan 145 MHz:iin. Kun Radeon HD 2900 XT vielä lopulta ylikellotettiin 855/1030 MHz:n kellotaajuuksille (GPU/muistit) ja ajurit päivitettiin Catalyst 7.5 -versioon, 3DMark06-tulokseksi muodostui 12672 pistettä.

Valmistelut

AMD on päättänyt liimata R600:n ympärille metallisen shimmin, joka suojaa grafiikkapiirin nurkkia murtumiselta. Valitettavasti shimmi on hieman korkeampi, kuin itse grafiikkapiiri, joten täysin tasaista jäähdytyselementtiä ei voida käyttää. Radeon HD 2900 XT:n vakiojäähdytyksessä kuparisen GPU-siilin kohdalla on pieni koroke, jonka avulla saadaan kunnollinen kontakti.

Shimmin ja grafiikkapiirin korkeuseron syystä Ilkka Hyvönen työsti Muropaketin testejä varten millimetrin paksuisen kuparisen kylmälevyn, joka sopii täydellisesti shimmin sisälle. Näin jäähdytyskulho saadaan asennettua suoraan kontaktiin grafiikkapiirin kanssa. Kuparinen kylmälevy pysyy paikoillaan piitahnan avulla puristettuna grafiikkapiirin ja jäähdytyskulhon väliin. Lämpöopin mukaan kyseessä ei kuitenkaan ole paras mahdollinen ratkaisu verrattuna suoraan kontaktiin.

Alumiinisen jäähdytyskulhon sovittaminen paikoilleen vaati melkoisesti hienosäätöä. Ylimääräinen kylmälevy kulhon ja grafiikkapiirin välissä aiheutti päänvaivaa tyydyttävän kontaktin suhteen. Kulho täytyy kiristää paikoilleen todella huolellisesti, ettei se jää kantamaan johonkin suuntaan. Radeon HD 2900 XT:n reiät grafiikkapiirin ympärillä ovat samalla etäisyydellä toisistaan, kuin edellisen sukupolven Radeon X1800- ja X1900- sekä esimerkiksi GeForce 6- ja 7-sarjan näytönohjaimissa. Loppujen lopuksi kulho saatiin kuitenkin tukevasti paikoilleen ja eristettyä huolellisesti. Myös Näytönohjaimen takapuoli eristettiin grafiikkapiirin kohdalta. Virransyötön komponenteille nikkaroitiin Radeon X1800 XT -näytönohjaimesta sopiva jäähdytysripa.

Ensimmäinen testi

Ensimmäisessä kuivajäätestissä tutustuttiin kuinka Radeon HD 2900 XT käyttäytyy, kun lämpötila laskee pakkasen puolelle. CrossFire-ylikellotustuen uupumisen vuoksi nestemäinen typpi (LN2 -196° C) päätettiin jättää myöhempään ajankohtaan. Valitettavasti vielä tässä vaiheessa jouduttiin myös tyytymään näytönohjaimen vakiojännitteisiin. R600-grafiikkapiiri toimii vakiona 2D-tilassa 1,0 voltin ja 3D-tilassa 1,19 voltin käyttöjännitteellä. Testejä varten AGA:lta tilattiin 10 kilogramman lasti raemaista kuivajäätä. Testit ajettiin seuraavalla kokoonpanolla:

• Intel Core 2 Extreme QX6700 (2,66 GHz)
• DFI LanParty UT ICFX3200-T2R/G (ATI RD600)
• 2 x Corsair CM2X1024-6400C3 1024 MB
• Enermax Galaxy 850 W
• Seagate SATA V 120 GB
• 3DMark06 1.1.0
• AMD GPU Clock Tool v0.7
• ATI Catalyst 7.5 -ajurit
• Windows XP SP2

Ennen kokoonpanon käynnistämistä kulhot täytettiin kuivajäärakeilla ja joukkoon kaadettiin sopiva annos Lasolin Masinolia, jonka avulla kuparikulho jäähtyy nopeammin ja tasaisemmin. Kuivajään ja Masinolin sekoituksesta seurauksena oli tuttu ”savuefekti”.

R600-grafiikkapiirin lämmöntuotto oli jo vakiojännitteellä ylikellotettuna yli 900 MHz:n kellotaajuudelle niin valtaisa, että kuivajäärakeet sublimoituvat hiilidioksidikaasuksi melkoista vauhtia. Jäitä täytyikin lisätä kulhoon tasaiseen tahtiin.

Testien aikana näytönohjainkulho jouduttiin irrottamaan ja asentamaan uudelleen kolme kertaa. Ensimmäisellä kerralla 3DMark06-testi saatiin ajettua läpi 900 MHz:n, toisella 925 MHz:n ja kolmannella 950 MHz:n kellotaajuudella. Kunnollinen kontakti on siis erittäin kriittinen korkeampien kellotaajuuksien saavuttamisessa. Testien edetessä näytönohjainkulhon eristyksen ympärille alkoi muodostua jääkerros, ja jos takapuolen eristys ei ollut kunnossa, ilmaantui näytölle kondensaation aiheuttamia räikeitä grafiikkavirheitä.

Windowsin työpöydällä R600-grafiikkapiirin lämpötilaa tarkkailtiin AMD:n GPU Clock Tool -ohjelmalla. Valitettavasti ohjelma ei ymmärrä pakkasasteita, joten lämpötilaksi kirjautui yli 200 asteen lukema. Kun grafiikkapiirin lämpötila laski, myös lämpötila-arvo ohjelmassa laskee kohti 200 astetta. Kuivajäätesteissä ASIC:n (Application-specific integrated circuit) lämpötilaksi kirjattiin alhaisimmallaan noin 206 astetta. Piirilevyllä sijaitseva anturi ilmoitti puolestaan lämpötilaksi 18 astetta.

Ensimmäisessä testissä näytönohjain toimi vakiojännitteellä ja R600-grafiikkapiiri saatiin kuivajään avulla 3DMark06-vakaaksi 950 MHz:n kellotaajuudella. GDDR3-muistit toimivat ilman ongelmia 1030 MHz:n (2060 MHz DDR) kellotaajuudella. Prosessori ylikellotettiin ensitesteissä 4,3 GHz:iin. 3DMark06-tulokseksi muodostui 15437 pistettä (suurempi versio kuvaa klikkaamalla).

Kontaktin todettiin olleen kunnossa, kun kuparinen prosessorikulho irrotettiin testien jälkeen. Kuparikulhon oma massa on jo niin suuri, että se asettuu ilman suurempaa vaivaa tukevasti prosessorin päälle.

Myös näytönohjainkulhon kontakti R600-grafiikkapiiriin vaikutti olleen kolmannella kerralla kohtalaisen hyvä.

Toinen testi

Toisessa testissä kokoonpano pysyi samana, mutta R600-grafiikkapiirin käyttöjännite korotettiin erillisellä (ja salaisella) ohjelmalla 1,35 volttiin (näytönohjaimesta mitattuna 1,41 volttia). Valitettavasti normaalikuluttajille ei ole vielä tarjolla ohjelmallista mahdollisuutta korottaa Radeon HD 2900 XT:n jännitteitä, ennen kuin ATIToolista julkaistaan kyseistä näytönohjainta tukeva versio.

Kupariseen prosessorikulhoon ja alumiiniseen näytönohjainkulhoon kiinnitetyt lämpötila-anturit mittasivat lepotilassa -68,4 astetta prosessorikulhosta ja -53,4 astetta näytönohjainkulhosta. Rasituksessa prosessorikulhon lämpötila nousi -64 asteeseen ja R600:n massiivinen lämpökuorma nosti näytönohjainkulhon lämpötilan -32 asteeseen.

Prosessorikellotaajuus saatiin korotettua 4379 MHz:iin (13 x 337 MHz) ja R600-grafiikkapiiri saatiin toimimaan korotetun käyttöjännitteen avulla ympäripyöreällä 1000 MHz:n kellotaajuudella. GDDR3-muistien kellotaajuus jouduttiin laskemaan 1020 MHz:iin (2040 MHz DDR), sillä HDR1 – Canyon Flight -testissä esiintyi kriittisiä grafiikkavirheitä. 3DMark06-tulokseksi korotetuilla kellotaajuuksilla saatiin 16067 pistettä. Parempia tuloksia ei valitettavasti enää saatu aikaiseksi, sillä 3DMark06 alkoi kaatua GT2 – Firefly Forest -testissä kerta toisensa jälkeen..

Toisessa testissä kontakti R600-grafiikkapiirin ja kuparisen kylmälevyn välillä oli lähes täydellinen.

Loppusanat

Radeon HD 2900 XT:n ylikellotustestit kuivajäällä osoittivat, että 80 nm:n tekniikalla valmistettu R600-grafiikkapiiri venyy helposti yli gigahertsin kellotaajuuteen, kunhan jäähdytys on kunnossa ja käyttöjännitettä korotetaan vakiosta 1,19 voltista kohti 1,5 volttia. Ruotsalainen ylikellottaja Kinc on jo saavuttanut R600-grafiikkapiirillä kaskadikompressorilla jäähdytettynä noin 1200 MHz:n kellotaajuuden, joten potentiaalia löytyy vieläkin korkeampiin tuloksiin. Valitettavasti kahden näytönohjaimen CrossFire-ylikellotukset onnistuvat toistaiseksi ainoastaan BIOS-modifikaatioilla, joten kunnon ennätysajoja saadaan odottaa vielä tovi.

Muropaketin testilabraan on tilattu uudet kuparista työstetyt näytönohjainkulhot Ilkka Hyvöseltä, joka on valmistanut myös nykyisin käytössä olevan kuparisen prosessorikulhon sekä alumiiniset näytönohjainkulhot. Uudet kupariset solid-tyyppiset näytönohjainkulhot on suunniteltu yhteensopiviksi GeForce 8 -sarjan ja Radeon HD 2900 XT -näytönohjaimille. Kuparin paremman lämmönjohtokyvyn ansiosta saavutetaan alhaisempia lämpötiloja verrattuna alumiiniin.

Seuraavaksi vuorossa on keskittyminen kahden MSI:n GeForce 8800 Ultra -näytönohjaimen SLI-konfiguraation virittelyyn. Alustoina testeissä tullaan käyttämään MSI:n ja Asuksen nForce 680i SLI -piirisarjaan perustuvia P6N Diamond- ja Striker Extreme -emolevyjä. Muistipuolella kokeillaan Kingstonin uusia 3-3-3-10-asetuksille speksattuja HyperX KHX6400D2ULK2/2G -muisteja. Hankintalistalla on myös kaskadikompressori prosessorille, josta mahdollisesti lisää juttua myöhemmässä vaiheessa.