Видеокарты GV-NX86S256H и GV-RX26T256H


Используя свои фирменные наработки, компания Gigabyte выпустила ряд бесшумных  моделей видеокарт, основой которых послужили традиционные чипы, охлаждение которых осуществляют пассивные кулеры оригинальной конструкции

Евгений Рудометов

Rudometov@rudometov.com

Современные высокопроизводительные компьютеры требуют адекватных видеокарт, основу которых составляют мощные видеочипы, которые все чаще называют графическими процессорами (GPU). Эти чипы по количеству используемых полупроводниковых транзисторов, сложности внутренней архитектуры и по уровню теплообразования зачастую не уступают своим старшим собратьям – центральным процессорам ПК (CPU).

Для обеспечения корректной работы видеокарт, созданных на основе таких элементов, требуются адекватные средства охлаждения. Последние обычно представлены специально разработанным под каждую видеокарту «кулером», состоящим из радиатора, установленного и закрепленного на GPU, а также интенсивно обдувающего данный радиатор мощного вентилятора. Такие конструкции просты и сравнительно надежны, однако у них есть и серьезный недостаток: они представляют собой мощный источник акустического шума. Это является негативным фактором для большинства пользователей, с которым пытаются бороться конструкторы. Они ищут оптимальные варианты, применяя современные технологии, не требующие использования локальных вентиляторов.

В качестве примеров таких решений можно привести видеокарты Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H, созданные на основе сравнительно мощных видеочипов (Graphics Processing Unit, GPU) Nvidia GeForce 8600 GTS и ATI Radeon HD 2600 XT.

GPU Nvidia GeForce 8600 GTS и ATI Radeon HD 2600 XT

Использованный в видеокарте Gigabyte GV-NX86S256H графический процессор  Nvidia GeForce 8600 GTS принадлежит к семейству GeForce 8, а  в Gigabyte GV-RX26T256H — чип ATI Radeon HD 2600 XT, относящийся к семейству ATI Radeon HD 2600.

Основные  параметры этих микросхем приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры графических процессоров Nvidia GeForce 8600 GTS и ATI Radeon HD 2600 XT

Графический процессор Nvidia GeForce 8600 GTS  ATI Radeon HD 2600 XT
Кодовое имя G84 RV630
Технология производства, мкм 0,08 0,065
Число транзисторов, млн. 289 390
Частота ядра, МГц 675 600-800
Тип памяти GDR3 GDDR3/GDDR4
Шина памяти, бит   128 128
Частота памяти, МГц 2000 1400/2200
Полоса пропускания памяти, Гбайт/с 32 22,4/35,2
Объем памяти, Мбайт 256 256
Интерфейс PCI Express x16 PCI Express x16

Комплект и основные параметры видеокарт

Комплекты традиционно помещены в ярко оформленные упаковочные коробки. Видеокарты дополняют переходники и разветвители, руководства пользователя на английском и китайском языках, CD-ROM с программным обеспечением.

Основные параметры видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Основные параметры видеокарт Gigabyte GV-NX86256H и Gigabyte GV-RX26T256H

Видеокарта Gigabyte GV-NX86S256H Gigabyte GV-RX26T256H
Графический процессор Nvidia GeForce 8600GTS ATI Radeon HD 2600XT
Интерфейс подключения PCI Express x16 PCI Express x16
Скорость шины X16 X16
Объем видеопамяти, Мбайт 256 256
Ширина шина видеопамяти, бит 128 128
Тип видеопамяти GDDRIII 16Mx32 GDDR3 16Mx32
D-SUB Да (через адаптер) Да (через адаптер)
TV-OUT Да Да
DVI Да (DVI-I) Да (DVI-I)
VIVO Нет Нет
MultiView Да Да

Минимальные системные требования, необходимые для корректной работы видеокарт, представлены в Таблице 3.

Таблица 3. Минимальные системные требования

Видеокарта Gigabyte GV-NX86S256H Gigabyte GV-RX26T256H
Центральный процессор Intel Pentium 4 или AMD Athlon Intel Pentium 4 или AMD Athlon
Центральный процессор Intel Pentium 4 или AMD Athlon Intel Pentium 4 или AMD Athlon
Интерфейс подключения PCI Express x16 PCI Express x16
Объем оперативной памяти, Мбайт 128 (2048 или больше – для большей производительности) 512 (1024 или больше – для большей производительности)
Оптический дисковод для установки ПО CD-ROM или DVD-ROM CD-ROM или DVD-ROM
Операционная система OS Windows Vista, Windows XP с SP2, Windows XP Professional x64 Edition, Windows 2000 OS Windows Vista, Windows XP с SP2, Windows XP Professional x64 Edition
Блок питания, Вт 450 550

Обе видеокарты поддерживают Direct 10 и OpenGL 2.0, а также ряд современных технологий, повышающих качество выводимого изображения и обеспечивающих высокую производительность. Среди последних следует отметить поддержку технологии SLI — разработка компании Nvidia и технологии ATI CrossFire — разработка компании ATI (не давно приобретенная компанией AMD, которой принадлежат все ее разработки).

Для организации конфигурации SLI требуются две карты Gigabyte GV-NX86S256H, а также материнская плата с двумя слотами PCI Expess x16 и SLI bridge connector. Для поддержки одновременной работы двух карт рекомендуется использовать блок питания адекватной  мощности. Учитывая, что такие конфигурации ориентированы на высокопроизводительные системы, в которых используются мощные, энергозатратные комплектующие, целесообразно применять мощные источники питания, например, 800 или даже 1000 Вт.

Для организации конфигурации, реализующей технологию ATI CrossFire, требуются две карты Gigabyte GV-RX26T256H, соответствующий bridge connector, а также материнская плата с двумя слотами PCI Expess x16. Рекомендуется использовать блок питания мощностью 1000 Вт и выше

Особенности конструкции

Распространенные средства охлаждения высокопроизводительных видеочипов, состоящие из радиатора и вентилятора, порождают, как известно, значительный акустический шум.

Однако имеются и альтернативные варианты, не предусматривающие использования вентиляторов. Например, поддержание необходимого для корректной работы видеочипа температурного режима можно достичь с помощью нескольких компактных радиаторов, соединенных специальными теплопроводящими трубками. Такие трубки получили наименование тепловых (Heat Pipe).

Впервые идея применения для передачи тепла труб с высокой теплопроводностью была предложена еще в 1942 году. Однако только в последние годы они стали интенсивно использоваться в кулерах полупроводниковых микросхем. И как оказалось, по эффективности тепловые трубки во много раз превышают возможности сплошных медных стержней равного с ними диаметра.

Принцип работы тепловых трубок основан на теплофизике фазовых переходов жидкостей, заключенных в полые трубки, исполняющих роль транспортных средств передачи тепловой энергии.

Специально подобранная жидкость под действием тепла, образующегося, например, от работы графических или центральных процессоров переходит в газообразное состояние. При этом за счет фазового перехода поглощается очень большое количество тепла, например теплота парообразования для воды составляет 539 калорий на каждый грамм.

В парообразном состоянии жидкость достигает холодного конца тепловой трубки, соединенной с радиатором, рассеивающим тепло. За счет охлаждения жидкость в тепловой трубке конденсируется, отдавая тепло трубке, а от нее и радиатору. На этом этапе теплота парообразования возвращается обратно через радиатор в окружающую воздушную среду.

Следует отметить, что внутренняя поверхность полой металлической трубки, исполняющей роль тепловой, покрыта специальным капиллярно-пористым веществом. Сконденсировавшаяся жидкость за счет сил поверхностного натяжения через данный пористый материал попадает опять в горячую область.

На этом этапе цикл заканчивается, чтобы повторяться снова и снова. Это и обеспечивает работу теплового насоса, роль которого выполняет описанная тепловая трубка, передающая тепловую энергию от защищаемого полупроводникового элемента к радиатору.

Остается отметить, что такая трубка способна передавать тепловую энергию в больших количествах и с высокой скоростью. Необходимо только правильно подобрать жидкость или смесь жидкостей, чтобы парообразование происходило в требуемом диапазоне температур с учетом давления в замкнутом пространстве трубки.

Для охлаждения GPU, также как, кстати, и CPU и других компьютерных компонентов в качестве рабочей жидкости могут использоваться вода (диапазон рабочих температур от 30 до 200 °С) или ацетон (диапазон рабочих температур от 0 до 120 °С). В качестве же материала тепловой трубки, как правило, используют медь, но может применяться и алюминий, и даже тонкая сталь. Что же касается капиллярно-пористого материала, применяемого в тепловых трубках, то он должен быть достаточно мелкопористым для улучшения капиллярного эффекта. Однако конструкторам приходится учитывать, что слишком мелкопористая структура может препятствовать проникновению жидкости. Остается отметить, что выбор данного материала зависит и от свойств жидкого носителя тепла, и от требуемых рабочих температур, и от общей длины тепловой трубки.

Использование тепловых трубок позволяет создавать конструкции из нескольких соединенных вместе радиаторов. Такая конструкция распределяется оптимально по поверхности видеокарты с целью эффективного рассеивания тепла с учетом существующих воздушных потоков. Она позволяет поддерживать необходимый тепловой режим работы полупроводниковых элементов видеокарты при полном отсутствии акустического шума.

Именно такая конструкция была положена в основу системы охлаждения видеочипов видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H. Сам же метод охлаждения с помощью конструкции, состоящей из  радиаторов и тепловых трубок, был назван специалистами Gigabyte технологией Silent-Pipe.

Внешний вид видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H приведен на Рис. 1.

GV-NX86S256H &  RX26T256H

Рис. 1. Внешний вид видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte RX26T256H

В конструкции указанных видеокарт использованы охлаждающие системы с описанными выше системами поддержания необходимых тепловых режимов. При этом в составе пассивного кулера видеокарты Gigabyte GV-NX86S256H применены два отдельных радиатора. Они соединены двумя тепловыми трубками. Такое решение обеспечивает эффективный отвод тепла от GPU и   быстрое выравнивание температур между радиаторами.

В отличие от видеокарты Gigabyte GV-NX86S256H в конструкции Gigabyte GV-RX26T256H использован только один радиатор с запрессованной в его состав тепловой трубкой. Данное решение обеспечивает не только эффективный отвод тепла от GPU, но и равномерное распределение этого тепла по всему объему радиатора.  Такая упрощенная конструкция системы охлаждения, по мнению конструкторов видеокарты Gigabyte GV-RX26T256H, является вполне достаточной для поддержания необходимых тепловых режимов GPU ATI Radeon HD 2600 XT. Остается отметить, что применение тепловой трубки позволило уменьшить толщину подошвы радиатора, что способствовало снижению веса пассивного кулера без ухудшения его тепловых свойств.

Внешний вид охлаждающих систем, использованных в составе видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H, приведен на Рис. 2. 

Coolers GV-NX86S256H &  RX26T256H

Рис. 2. Охлаждающие системы видеокарты  Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H

Созданные в результате использования указанных решений видеоподсистемы являются полностью бесшумными, что повышает их привлекательность среди потенциальных пользователей.

Оценивая конструктивные особенности приведенных систем охлаждения, необходимо отметить, что они хорошо функционируют в открытом системном блоке. Однако их эффективность существенно повышается благодаря потокам воздуха, образуемым за счет традиционно устанавливаемых в системных блоках корпусных вентиляторов. Засасываемый этими вентиляторами холодный воздух эффективно охлаждает радиаторы видеокарт.

При использовании Gigabyte GV-NX86S256H внешний, холодный воздух проходит сначала через пластины радиатора, расположенного у портов, и далее – через пластины радиатора, установленного на GPU. Тепловые трубки осуществляют тепловую связь между данными радиаторами, обеспечивая выравнивание температур. В дополнение к работе данной конструкции часть воздушного потока охлаждает обратную сторону видеокарты. Этому в значительной степени помогает поток от кулера центрального процессора.

В случае Gigabyte GV-RX26T256H работа пассивного кулера в компьютере осуществляется аналогичным образом, за исключением того, что используется только один радиатор. Однако это обстоятельство не отражается на устойчивости работы видеокарты.

Следует отметить, что эффективность указанных систем охлаждения, работа которых основана на различных модификациях технологии Silent-Pipe, в правильно спроектированных и снабженных корпусными вентиляторами системных блоках, довольно высока. Об этом свидетельствует опытная эксплуатация полученных для тестирования экземпляров видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H, помещенных в корпус Foxconn.

Отсутствие в конструкции видеокарт локальных вентиляторов обеспечивает полную бесшумность их работы. Но, как было отмечено выше, эффективность описанной системы охлаждения зависит от наличия воздушных потоков, основную долю которых формируют корпусные вентиляторы.

Здесь следует отметить, что эти вентиляторы сами являются источниками акустического шума. В результате может сложиться впечатление, что произошла замена одного источника на другие.

Однако необходимо учитывать, что стремление к минимизации размеров видеокарт заставляет конструкторов применять в локальных системах охлаждения вентиляторы небольших размеров. Для обеспечения адекватного  значительному теплообразованию GPU воздушного потока такие вентиляторы должны иметь сравнительно высокие частоты вращения.

Проблема охлаждения осложняется еще и тем, что традиционные способы снижения температуры радиаторов GPU связаны с перемещением внутренних, теплых потоков воздуха. В результате приходится еще больше увеличивать частоты вращения вентиляторов видеокарт, и они становятся мощными источниками акустического шума. Особенно это  заметно в случае одновременного использования нескольких видеокарт в одном системном блоке. Кстати, максимум интенсивности шума от локальных вентиляторов обычно находится в диапазоне высокой чувствительности человеческого уха.

Корпусные же вентиляторы имеют значительно больший диаметр. Для образования необходимых потоков воздуха они имеют по сравнению с вентиляторами видеокарт существенно меньшие частоты вращения, что и обеспечивает меньший уровень акустического шума. Учитывая же то, что в охлаждении видеокарт участвуют потоки внешнего, сравнительно холодного воздуха, частоты вращения корпусных вентиляторов могут быть и не  высокими. Все это и объясняет целесообразность использования описанных систем охлаждения.

Что же касается производительности видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H, то они были оценены в процессе тестирования. 

Производительность

Конфигурация систем, используемых в тестировании видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H:

  • Материнская плата Intel D975XBX (чипсет i975X),
  • Процессор Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe, Dual Core, 65 нм, 2,93 ГГц, шина — 1066 МГц, L2 — 4 Мбайт),
  • Оперативная память DDR2 667,  два модуля Apacer по 1 Гбайт, два канала,
  • Видеокарта Gigabyte GV-NX86S256H (GPU Nvidia GeForce 8600 GTS, шина PCI Express x16),
  • Видеокарта Gigabyte GV-RX26T256H (GPU ATI Radeon HD 2600XT, шина PCI Express x16),
  • Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate 7200.10 объемом 750 Гбайт,
  • Операционная система OC Windows 2003 Enterprise Server.

В качестве объекта сравнения была выбрана видеокарта, созданная на основе чипов ATI Radeon X600 и имеющая активный кулер GPU. Данное изделие было в свое время в числе рекордсменов. Используя эту видеокарту в качестве эталона, можно оценить эволюционные достижения не только в области снижения акустического шума, но и в росте производительности.

Уровень производительности видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H характеризуют численные данные, приведенные в Таблице 4. На Рис. 3 приведены графики нормализованных значений результатов тестирования.

Таблица 4. Результаты выполнения теста 3DMark05

Видеокарты 

Результаты

GV-NX86S256H 11721
GV-RX26T256H 10267
ATI Radeon X600 2293

Test results

Рис. 3. Результаты выполнения теста 3DMark05

Приведенные данные свидетельствуют о высокой производительности видеокарт Gigabyte GV-NX86S256H и Gigabyte GV-RX26T256H. И хотя в ряде тестов данные видеокарты несколько уступали в быстродействии некоторым моделям с активными системами охлаждения, их производительности было вполне достаточно для большинства задач, включая даже многие современные динамичные игры.

В заключение можно рекомендовать данные карты широкому кругу пользователей, которые заинтересованы в использовании бесшумных и  сравнительно высокопроизводительных видеоподсистем.

Видеокарты GV-NX86S256H и GV-RX26T256H были предоставлены московским офисом компании Gigabyte 


Ссылки по теме

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.