Обзор оверклокерской видеокарты MSI GeForce GTX 580 Lightning

На рынке графических ускорителей значительную долю занимают так называемые «референсные» модели. Это видеокарты, плата и система охлаждения которых была разработана компанией производителем графического чипа. Такие решения являются относительно недорогими, но явно не лучшими экземплярами. Только немногие участники этого рынка способны разработать и предложить покупателю полностью свои переработанные видеокарты. Подобные модели можно назвать уникальными, но лишь с единственным исключением, их объединяет в рамках одного производительного сегмента центральное графическое ядро. Для полноценного раскрытия потенциала GPU видеокарты производители графических ускорителей придумывают все новые и новые технологические решения, оптимизируют текстолит своих продуктов и повышают качество наполняющих его компонентов. В результате переработанные модели становятся более быстрыми, долговечными и эффективными, относительно «референсных», что прибавляет им конкурентоспособности. Второй целью изменения и дополнения текстолита платы является адаптация его для экстремальных способов разгона. В таких видеокартах кроме значительно повышенной частотной формулы присутствует ряд вспомогательных возможностей. Воспользовавшись ими, пользователь может добиться еще большего быстродействия графической системы. На самой печатной плате добавляются элементы, обеспечивающие функции «супер» разгона для экстремалов. В частности при использовании для охлаждения жидкого азота. Такие модификации существенно увеличивают цену и так не дешевых видеокарт. Однако в узкой среде энтузиастов разгона именно они становятся самыми популярными. Дополнительный заводской разгон позволяют разработчикам графических ускорителей соревноваться в максимальном быстродействии своих продуктов, которые также являются статусными для каждого производителя видеокарт.

Компания MSI уже давно предлагает рынку уникальные модели видеокарт, но именно линейка графических ускорителей Lightning обладает всем перечнем технологических особенностей, которые делают решения этой компании исключительными. Конечно же, основными покупателями таких видеокарт должны стать компьютерные энтузиасты и любители разгона. Главной целью для них является получение как можно более высоких результатов в бенчмарках и тестовых программах или завоевание новых наград на ресурсе hwbot. В этой нише продуктов возможность насладиться графикой в современных играх отходит на второй план. С этими задачами и должна с успехом справляться видеокарта MSI GeForce GTX 580 Lightning.

В данном материале мы рассмотрим наверно самую производительную одночиповую видеокарту современного рынка графических ускорителей. Она использует самое быстрое центральное графическое ядро NVIDIA GeForce GTX 580 и обладает всеми фирменными технологиями компании MSI. Модель MSI GeForce GTX 580 Lightning (N580GTX Lightning) имеет все перспективы стать лучшей среди равных в Hi-end сегменте рынка.

Какие бы кардинальные изменения не были произведены инженерами компании MSI на текстолите платы, главным её элементом, от которого зависит общая производительность, все равно остается графическое ядро. Именно по этой причине хочется рекомендовать читателю ознакомиться со всеми особенностями и архитектурой графического процессора NVIDIA GeForce GTX 580 в тестировании видеокарты ZOTAC GeForce GTX 580. Помимо того, что данный GPU является флагманом современных графических процессоров от компании NVIDIA, решения на его основе стали самыми производительными одночиповыми графическими ускорителями современности.

Начнем рассмотрение модели MSI GeForce GTX 580 Lightning с детальной таблицы спецификаций и анализа всех её численных изменений в сравнении с «референсным» экземпляром:

Спецификация MSI GeForce GTX 580 Lightning, как исследовало ожидать, указывает на повышенные частоты работы GPU и памяти по отношению к эталонному решению. Также на обозреваемой нами видеокарте используется один полноразмерный HDMI разъем, в отличие от mini HDMI у эталонной модели. К тому же, на интерфейсной панели MSI N580GTX Lightning добавлен набирающий популярность порт DisplayPort. Еще в спецификации можно выделить рекомендацию использовать более мощный 700 Вт блок питания (для «референсного» решения необходим 600 Вт блок питания). Все остальные характеристики полностью совпадают. Однако это далеко не все различия, которые отдаляют MSI GeForce GTX 580 Lightning от эталонного образца. И самыми существенными из них являются альтернативная система охлаждения Twin Frozr III и другие элементы, способствующие экстремальному разгону. О них и будет рассказано ниже.

Начнем рассмотрение MSI GeForce GTX 580 Lightning с комплектации и коробки, в которой поставляется данная видеокарта.

Упаковка MSI N580GTX Lightning не стала исключением среди рассмотренных нами ранее моделей видеокарт семейства Lightning. Она получила достаточно внушительные размеры. Как и следовало ожидать для видеокарт на графическом процессоре от компании NVIDIA, основной гаммой здесь стали зеленые цвета. И точно так же как и у MSI Radeon HD 6970 Lightning главным акцентом полиграфии является самолет на фоне сверкающей молнии, что должно означать технологичность, эффективность и игровую мощь. Все это сразу даёт понять покупателю, что перед ним не совсем обычный продукт.

Из отличительных особенностей видеокарты на верхней крышке отмечены: применение компонентов Military Class II, поддержка программы для разгона MSI Afterburner. Отдельным логотипом в правом нижнем углу выделено использование архитектуры «Power 4». Ниже указана модель видеокарты «N580GTX Lightning» и подчеркнуты: задействованная здесь 16-фазная система питания, технология Triple Over-Voltage тройного поднятия напряжений и применение в качестве системы охлаждения кулера Twin Frozr III.

Если поднять верхнюю крышку, то можно увидеть более подробное описание всех используемых в модели MSI N580GTX Lightning технологических новшеств. Через окошко из прозрачного пластика также можно рассмотреть систему охлаждения видеокарты. Давайте остановимся поподробнее на ключевых особенностях продукта и технологиях, которые были применены при его создании. Архитектура исполнения Power 4 включает в себя четыре особенности:

• 16 фаз PWM – применяемая схема стабилизации питания имеет 16 фаз (12+3+1), что в два раза больше, чем у «референсного» решения, и должно обеспечить стабильную работу видеокарты как в обычном режиме, так и при серьезном разгоне. Также это должно привести к меньшему тепловыделению в цепях питания в целом.

• Отдельное питание видеопамяти. Такая схема характерна для многих видеокарт линейки Lightning. Здесь задействованы два 8-контактных разъема, и один из них обеспечивает подачу независимых линий на схему питания памяти. Такое распределение обеспечивает меньший нагрев элементов стабилизатора и позволяет лучше сгладить пульсации напряжения питания.

• Proadlizer – четыре тонкопленочных конденсатора (3 в питании GPU, один в питании памяти). Они обладают повышенной емкости 1000 мкФ и меньшим сопротивлением (в 9 раз) по отношению к твердотельным конденсаторам. Это помогает им обеспечивать улучшенную схему питания Proadlizer x4, разработанную для экстремального разгона.

• CopperMOS – использование транзисторов с медными радиаторами обеспечивает им меньший нагрев и возможность работы при более высоких проходящих токах. Это тоже способствует повышению надежности и улучшает разгон видеокарты.

Применение технологии Triple Over-Voltage обеспечивает функцию повышения напряжения на трех значимых для разгона компонентах GPU, MEM и PLL (графическом процессоре, видеопамяти и тактовом генераторе), что даёт этой видеокарте возможность существенного увеличения производительности.

В цепях питания видеокарты задействованы компоненты, как называет их производитель Military Class II, что должно обусловить их повышенную надежность и долговечность работы. Твердотельные и танталовые конденсаторы, а также дроссели с ферритовыми сердечниками, добавляют еще несколько плюсов в копилку высокого разгонного потенциала MSI N580GTX Lightning, увеличивая ее стабильность работы в «горячих» режимах.

Печатная плата MSI GeForce GTX 580 Lightning произведена с использованием технологии LPL (Lightning Power Layer), которая заключается в добавлении четырех выделенных слоев металлизации, по которым поступает питание GPU (2 слоя) и памяти (1 слой), а также имеется общая «земля» (1 слой). Это в свою очередь увеличивает стабильность системы питания, защищает ее от помех и уменьшает нагрев платы.

Сразу под окном, в котором можно рассмотреть саму видеокарту, описаны все преимущества установленного на MSI GeForce GTX 580 Lightning кулера Twin Frozr III. Отмечено использование в его конструкции двух 90 мм вентиляторов Propeller Blade.

Вентиляторы Propeller Blade имеют улучшенную на 20% эффективность в сравнении с обычными. Суммарно эти изменения обеспечивают Twin Frozr III превосходство над Twin Frozr II до 40%. Также, основанием кулера стала никелированная пластина, а две дополнительные медные трубки увеличенного диаметра 8 мм, помогают более эффективно передавать тепло на алюминиевые пластины радиатора. Все это способствует лучшему теплоотводу от теплораспределительной крышки графического процессора. Суммарно фирменная системой охлаждения, по сравнению с «референсной турбиной», способна уменьшить температуру графического ядра в режимах с максимальной нагрузкой на 21°С и работает на 5,5 дБ тише.

Обратная сторона упаковки менее информативна: здесь пользователь может ознакомиться с минимальными системными требованиями для компьютера, в который будет установиться MSI GeForce GTX 580 Lightning, и ещё раз почитать о поддерживаемых видеокартой технологиях и её основных характеристиках. Отметим, что устанавливать MSI N580GTX Lightning необходимо в систему с источником питания мощностью не менее 700 Вт с гарантированным током в 42 А по  линиям питания 12В. В противном случае пользователь не сможет полностью раскрыть весь потенциал, который заложен в эту модель. Упаковка видеокарты обеспечивает максимум информативности и отличается значительными габаритами даже в сравнении с другими продуктами этого сегмента рынка.

Помимо самой видеокарты в коробке с ней мы обнаружили:

• Диск с драйверами и фирменной утилитой MSI Afterburner, позволяющей осуществлять разгон видеокарты;
• Краткое руководство пользователя и книжечку с описаниями фирменных технологий;
• Два длинных мостика SLI;
• Переходник DVI-to-VGA;
• Два переходника с 6-контактного на 8-контактный разъём питания;
• Три переходника для подключения мультимера с целью мониторинга напряжений.

Комплектацию MSI GeForce GTX 580 Lightning можно назвать полной, что позволит пользователю использовать данный продукт в любых возможных конфигурациях системы, даже в SLI-сборках, включающих два графических ускорителя. Из особенностей здесь можно выделить переходники для подключения мультиметра. Если подключить их к специальным разъемам на плате видеокарты, то можно максимально точно следить за напряжением питания GPU (графического процессора), MEM (микросхем памяти) и PLL (тактового генератора).

Главной особенностью, которая привлечет покупателя, здесь стала система охлаждения «Twin Frozr III». Она уже встречалась нам в обзоре модели MSI Radeon HD 6970 Lightning. Кулер MSI GeForce GTX 580 Lightning обладает строгим дизайном наружного кожуха, который выполнен полностью из алюминиевого сплава. Это подчеркивает практичность внешнего вида, и способствуют лучшему отводу тепла от горячих элементов платы графического ускорителя.

Размеры MSI GeForce GTX 580 Lightning нельзя назвать самыми большими, но её габариты достаточно велики. Например, прямой конкурент, основанный на графическом ядре от компании AMD, видеокарта MSI Radeon HD 6970 Lightning, обладает 310x127x40 мм размерами. В то время как MSI N580GTX Lightning получилась немного меньше по длине 305x127x45, но слегка шире. Это приравнивает тестируемый образец к размерам графического ускорителя прошлого поколения MSI GeForce GTX 480 Lightning, который имеет точно такие же габариты. Кроме существенной длины этого решения, сложностью при установке в корпус может оказаться и немалая высота MSI N580GTX Lightning. С этой стороны главное неудобство причинят именно разъемы питания. Они могут упереться в боковую панель корпуса. Была бы видеокарта немного пониже, как и все остальные графические ускорители, это не было бы проблемой. По этим причинам покупатель, желающий обзавестись таким ускорителем, должен присматриваться к полногабаритным корпусам.

Питанием MSI GeForce GTX 580 Lightning обеспечивается через два 8-контактных разъема (помимо самой шины PCI-Express), а «референсное» решение на NVIDIA GeForce GTX 580 имеет один 6-контактный и один 8-контактный разъемы питания. В системе питания MSI GeForce GTX 580 Lightning используются независимые линии для обеспечения схемы питания памяти. Теоретически, в экстремальных режимах разгона, такой набор разъемов должен обеспечить видеокарте до 600 Вт энергии, и это не считая потребления остальных компонентов компьютера. Стоит отметить, что производитель позволяет использовать два 6-контактный разъема вместо двух 8-контактных (в комплекте поставки присутствует два переходника). Однако такое подсоединение не позволит достичь наилучших результатов при разгоне.

Наличие двух разъемов для подключения мостиков SLI позволяет объединять для совместной работы до четырех видеокарт на графических процессорах NVIDIA GeForce GTX 580. Это дает возможность получить суперпроизводительную графическую подсистему.

На видеокарте MSI GeForce GTX 580 Lightning набор интерфейсов для вывода изображения составлен из таких портов:

• 2x Dual-Link DVI
• 1х HDMI 1.4
• 1х DisplayPort

На интерфейсной панели расположились все современные разъемы. Если учесть, что здесь используются только полноразмерные интерфейсы, то скромный набор дополнительных переходников в комплекте поставки вполне закономерен. Единственным переходником здесь стал DVI-to-VGA, хотя использование монитора с аналоговым интерфейсом вместе с видеокартой такого класса весьма сомнительно. Так что суммарно вряд ли у пользователя возникнут какие-либо проблемы с подключением монитора, проектора или плазменной панели к видеокарте MSI GeForce GTX 580 Lightning.

Набор особенностей обратной стороны платы графического ускорителя MSI N580GTX Lightning очень напоминает таковые у MSI Radeon HD 6970 Lightning. Все они напрямую имеют отношение к «супер» возможностям разгона данного решения. Здесь есть четыре двойных переключателя, заклеенных желтовато-прозрачной пленкой.

• SW4 - переключатель OCP Unlock (Over Current Protection) отключает защиту по току и PLL (PLL V-Switch) отключает защиту, которая ограничивает максимальное напряжение на тактовом генераторе.
• SW5 - PWM Clock Tuner переключает PWM с 260 в 310 МГц, что устраняет пульсации.
• SW2 - отключает защиту, ограничивающую максимальное напряжение на GPU (GPU V-Switch) и микросхемах памяти (Mem V-Switch).
• SW3 – устраняет ошибку включения механизма защиты видеокарты при очень низких температурах. Необходим только при разгоне под жидким азотом.
• SW-DIP2 – переключает видеокарту на работу с резервной копией BIOS. Также устраняет ошибки стандартной BIOS, возникающие при разгоне под жидким азотом.

Все эти переключатели предназначены для экстремальных методов разгона графического ускорителя под жидким азотом. При разгоне с воздушной системой охлаждения их переключать не имеет смысла, так как некоторые из них могут способствовать выходу из строя видеокарты.

Находящийся с правой стороны от переключателей ряд светодиодов (LED19-LED23 и LED28-LED35) обеспечивает индикацию количества задействованных фаз. Они являются визуальной индикацией работы стабилизатора питания видеокарты MSI GeForce GTX 580 Lightning, который имеет возможность динамического переключения активных фаз. Эта функция обеспечивает отключение «не нужных» фаз при низкой нагрузке на ускоритель.

Присутствие на обратной стороне текстолита платы ряда пленочных конденсаторов технологии Proadlizer x4 – четыре конденсатора (3 в схеме питания GPU, один в схеме питания видеопамяти) повышенной емкости (1000 мкФ) обеспечивают улучшенную схему питания, разработанную для экстремального разгона.

Размеры и наполнение печатной платы, как и следовало предположить, существенно отличаются от эталонных. Плата стала выше на 16 мм и немного длиннее, что позволило разработчикам разместить на ней все элементы 16-фазной схемы питания.

Многочисленные элементы 16-фазной схемы стабилизации питания придают внушительный вид передней части текстолита видеокарты. Однако, по сути, здесь за питание GPU отвечает 6 фаз с удвоением элементов, которые обеспечивает ШИМ-контроллер uP6225AM, а 3 фазы, отвечающие за подачу напряжения на микросхемы памяти, управляются ШИМ-контроллером uP6207AI. Суммарно это должно дать хорошую стабильность работы и высокие результаты при разгоне.

В специальных точках с помощью мультимера можно замерять напряжение, которое подаётся на GPU, память и тактовый генератор (PLL) видеокарты MSI GeForce GTX 580 Lightning. Это без сомнения очень удобно и к тому же значения напряжения, полученные таким образом, будут более точными.

Для индикаций различных ошибок работы здесь предусмотрен небольшой динамик. Это поможет быстрее определять, где произошел сбой при разгоне графического ускорителя.

Графическое ядро NVIDIA GeForce GTX 580 является центральной частью рассматриваемой видеокарты. Оно произведено по нормам 40 нм техпроцесса, содержит 512 универсальных шейдерных конвейеров и 48 блоков растеризации. Разработчики компании MSI разогнали его до 832 МГц, что на 60 МГц больше, чем рекомендованная частота для этого GPU. Частота шейдерных процессоров составила 1664 МГц. Обмен данными между графическим ядром и памятью осуществляется через 384-битную шину. На изображении выше приведены основные характеристики ускорителя.

Всего на видеокарте установлено 1536 МБ видеопамяти стандарта GDDR5 микросхемами производства SAMSUNG c маркировкой K4G10325FE (4,0 нс). Согласно документации эти чипы могут работать на эффективной частоте до 5000 МГц. Учитывая, что изначально эффективная частота работы памяти составляет 4200 МГц, можно будет попытаться ускорить её с помощью разгона и получить некоторый прирост производительности.

Мы уже детально рассматривали фирменную систему охлаждения третьего поколения, которая используется на последних решениях серии Lightning. Она носит название Twin Frozr III и более подробно о ее конструкции можно узнать в обзоре MSI Radeon HD 6970 Lightning. Здесь же отметим лишь её основные особенности.

У Twin Frozr III есть два 90 мм вентилятора с ШИМ-управлением скоростью вращения. Специальная дополнительная пластина прилегает через термоинтерфейс ко всем элементам подсистемы питания и микросхемам памяти для их лучшего охлаждения.

Алюминиевые радиаторы пронизывают три 6 мм и две 8 мм тепловые трубки.

Все алюминиевые пластины качественно припаяны к медным трубкам, что обеспечивает хороший теплообмен.

Для проверки эффективности охлаждения графического ядра NVIDIA GeForce GTX 580с  кулером Twin Frozr III, мы воспользовались фирменной утилитой мониторинга и разгона MSI Afterburner, а для создания высокой нагрузки была задействована программа MSI Kombustor.

При автоматическом режиме управления скоростью вращения турбины интенсивная нагрузка заставляет графический процессор разогреваться до «терпимых» 69°C. Кулер в таком режиме работает на 53% своих возможностей, это составляет до 2150 об/мин. Такие скорости вращения вентиляторов создают еле заметный на общем фоне системы шум.

Если сравнивать эффективность работы стандартной турбины и системы охлаждения Twin Frozr III в автоматическом режиме, то разница в температурах будет в 19 градусов. Такой разбег температур почти соответствует утверждению компании MSI о превосходстве их фирменной системы охлаждения над эталонной в 21 градус.

При установке оборотов вентиляторов обоих систем на максимум, разница составила 15 градусов, что тоже очень неплохо для разгонного потенциала видеокарты MSI GeForce GTX 580 Lightning. Отметим также, что уровень шума стандартной турбины при ее максимальных оборотах намного более существенен, чем от системы Twin Frozr III в аналогичном режиме использования.

Под нагрузкой, но с максимальными оборотами системы охлаждения, графическое ядро нагревалось до температуры 59 градусов. Это является очень хорошим результатом.

При отсутствии нагрузки частоты графического ядра и памяти понижаются, а также отключаются не задействованные фазы стабилизатора питания, что в свою очередь ведёт к меньшему тепловыделению. Система охлаждения в таком режиме работает довольно тихо.

Конструкция Twin Frozr III обеспечена многими современными технологическими новшествами, что позволяет ей существенно понизить суммарный нагрев видеокарты и при этом оставаться достаточно тихой в работе. Также её возможности дают обоснованную надежду на перспективы значительного разгонного потенциала графического ускорителя MSI GeForce GTX 580 Lightning.