Обзор и тестирование видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC с 1 ГБ GDDR5

13 сентября 2012 года компания NVIDIA официально анонсировала две новые модели в линейке графических адаптеров GeForce GTX, ориентированные на mainstream сегмент рынка, который всё еще продолжает приносить ощутимую часть прибыли чипмейкерам и их партнерам. В нашей тестовой лаборатории уже успел побывать ускоритель на основе графического процессора NVIDIA GeForce GTX 660 (GK106), а сегодня мы имеем возможность поближе познакомиться с моделью, стоящей всего на ступеньку ниже в иерархии актуальной линейки GeForce GTX — NVIDIA GeForce GTX 650.

Центральной частью новинки является графический чип NVIDIA GK107, произведенный с соблюдением норм 28 нм технического процесса на основе микроархитектуры NVIDIA Kepler. Отметим, что бюджетный графический процессор NVIDIA GeForce GT 640, представленный двумя месяцами ранее, базируется на идентичной версии чипа NVIDIA GK107, что во многом объясняет схожую стоимость этих продуктов. По большому счету NVIDIA GeForce GTX 650 представляет собой лишь разогнанную версию GeForce GT 640 с памятью типа GDDR5, а принадлежность новинки к линейке GeForce GTX является вполне удачным, но лишь маркетинговым ходом со стороны калифорнийского чипмейкера. Принимая во внимание то, что детально об особенностях архитектуры GPU NVIDIA GK107 и его характеристиках мы уже рассказывали в одном из предыдущих материалов, мы не будем повторяться, а остановимся лишь на основных отличиях графического процессора NVIDIA GeForce GTX 650 от предшественников и актуальных конкурентов.

Из данных таблицы становится очевидным, что разница между NVIDIA GeForce GTX 650 и GeForce GTX 660 является весьма существенной, даже несмотря на то, что эти продукты имеют схожее позиционирование, а индекс младшей модели отличатся всего на одну цифру. В то же время в сравнении с «бюджетным» NVIDIA GeForce GT 640 новинка все же может «похвастать» заметными улучшениями. Помимо увеличенной с 900 до 1058 МГц частоты GPU, стоит обратить внимание на применение быстрой памяти типа GDDR5 вместо DDR3, что должно заметно повысить частоту смены кадров в играх и бенчмарках, а также на оснащение графического процессора GeForce GTX 650 6-контактным разъёмом для дополнительного питания. Напомним, что технологию NVIDIA GPU Boost, позволяющую видеокарте динамически повышать частоту работы GPU в рамках установленного TDP, графический чип NVIDIA GK107 не поддерживает. Примечательно также, что заявленный уровень TDP не отличается от такового для NVIDIA GeForce GT 640 и составляет 65 Вт. По словам разработчиков, коннектор PCI-E Power предназначен для энтузиастов оверклокинга, которые планируют выжать из решений на базе графического процессора NVIDIA GeForce GTX 650 максимум дополнительной производительности в процессе ручного разгона.

В официальной презентации маркетологи NVIDIA сравнивают новинку с предшественником на базе архитектуры Fermi — GeForce GTS 450, заявляя о 20%-ом приросте быстродействия при двукратном снижении уровня энергопотребления. Для многих пользователей это может стать весомым поводом для апгрейда, особенно, учитывая, что экономные геймеры приобретают новую видеокарту с периодичностью в 2-3 года.

Основными конкурентами для видеокарт на основе графического процессора NVIDIA GeForce GTX 650 должны стать продукты на базе AMD Radeon HD 7750, цены на которые сегодня начинаются с отметки $100. Исходя из данных, полученных инженерами NVIDIA в процессе внутренних бенчмарков, в противостоянии графических процессоров Radeon HD 7750 и GeForce GTX 650 последний имеет преимущество, которое в среднем составляет около 20%. Что ж, эти результаты выглядят многообещающе, однако мы обязательно сравним их с теми, которые получим в процессе собственного практического тестирования.

Остается добавить, что линейка видеокарт NVIDIA на базе чипов построенных на основе архитектуры Kepler на теперешний момент включает уже семь моделей, среди которых: NVIDIA GeForce GT 640, GeForce GTX 650, GeForce GTX 660, GeForce GTX 660 Ti, GeForce GTX 670, GeForce GTX 680 и двухчиповый «графический монстр» GeForce GTX 690. Тем не менее, в Сети уже появилось немало слухов о готовящемся анонсе графического адаптера NVIDIA GeForce GTX 650 Ti, который должен предложить геймерам и энтузиастам альтернативу решениям на базе AMD Radeon HD 7770 в ценовом сегменте до $200.

Мы же переходим от краткого теоретического вступления к обзору видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, на примере которой мы имеем возможность изучить все особенности графического процессора NVIDIA GeForce GTX 650. Отметим, что среди множества аналогичных решений на базе GeForce GTX 650 рассматриваемая видеокарта выделяется применением оригинальной системы охлаждения модульного дизайна, усиленной подсистемы питания, качественной элементной базы, а также наличием фабричного разгона.

Спецификация:

Частота графического ядра видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC была увеличена инженерами MSI в заводских условиях на 6,2% (с 1058 до 1124 МГц), в то время как эффективная частота видеопамяти соответствует рекомендациям компании NVIDIA и равняется 5000 МГц. Вероятно, отличия в производительности между «референсом» и разогнанной моделью от MSI будут не столь существенными, однако сам факт наличия заводского оверклокинга может стать дополнительным аргументом в противостоянии с конкурентами. Подробнее о фирменной системе охлаждения из линейки Trans Thermal, уникальном дизайне печатной платы и других особенностях рассматриваемого продукта мы расскажем в соответствующих частях материала, а начнем наше знакомство, традиционно, с изучения его упаковки.

Коробка, в которой поставляется видеокарта MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, имеет довольно крупные размеры и оформлена в черно-синих тонах. Один только ее вид сразу даёт понять, что перед нами продукт, ориентированный не на рядовых пользователей, а скорее на начинающих энтузиастов. Упаковка имеет форму небольшого чемоданчика, что характерно для графических ускорителей MSI из серий Lightning, Power Edition и HAWK.

На развороте, который открывается после откидывания верхней крышки, приведена детальная информация о ключевых достоинствах продукта, находящегося внутри коробки. К слову, саму видеокарту можно разглядеть через пластиковое прозрачное окошко в нижней части разворота.

По традиции, остановимся на особенностях графического ускорителя MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC подробнее:

• При производстве видеокарты применялись компоненты так называемого военного класса третьей ревизии (Military Class III): качественные твердотельные и танталовые конденсаторы и дроссели с ферритовыми сердечниками (SFC). Применение улучшенной элементной базы, отвечающей стандарту MIL-STD-810G, должно положительно сказаться на разгонном потенциале MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, снизить тепловыделение цепей питания и увеличить срок службы.
• Использование 3+1-фазной системы стабилизации питания (для GPU и памяти соответственно) вместо «референсной» схемы, включающей 2+1 фазы, по заявлению разработчиков, позволило увеличить максимально допустимую величину тока с 75 до 100 А. Это также позволяет надеяться на лучшие оверклокерские способности MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC в сравнении с «референсом».
• Значения трех основных напряжений (на GPU, памяти и блоке VDDCI) пользователь может самостоятельно изменять с помощью фирменной утилиты MSI Afterburner, которая включена в комплект поставки видеокарты.
• Наиболее необычной особенностью видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, безусловно, является оригинальная система охлаждения TransThermal. Этот кулер выделяется возможностью опциональной установки второго 92 мм вентилятора рядом с основным «пропеллером» (режим Dual Fan) или над ним (режим Double Airflow), что должно заметно повысить эффективность охлаждения. Также разработчики обращают внимание пользователей на поддержку функции Dust Removal, которая состоит в том, что первые 30 секунд после включения системы вентилятор СО вращается в противоположную сторону, выдувая таким образом пыль, скопившуюся между ребрами радиатора.

Список улучшений примененных для MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC выглядит очень внушительно, особенно учитывая, что NVIDIA GeForce GTX 650 является массовым игровым графическим процессором, рассчитанными на не слишком требовательных геймеров.

Обратная сторона упаковки в меру информативна: здесь пользователь может ознакомиться с минимальными системными требованиями для компьютера, в который планируется установка MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, а также основными характеристиками продукта, которые представлены на 29 языках (включая русский). Отметим, что источник питания в системе с видеокартой MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC должен обладать мощностью не менее 400 Вт и быть способным выдавать не менее 20 А по линии 12 В.

Комплект поставки графического ускорителя MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC соответствует позиционированию продукта и помимо дополнительного 92 мм вентилятора он включает лишь наиболее необходимые аксессуары для эксплуатации графического ускорителя:

• Диск с драйверами и утилитами;
• Инструкции по установке и эксплуатации видеокарты;
• Переходник питания с двух 4-контактных периферийных на один 6-контактный разъём питания видеокарты;
• Переходник mini HDMI-to-HDMI;
• Переходник DVI-to-VGA.

Для вывода изображения на видеокарте MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC предусмотрены следующие интерфейсы:

• 1x DVI-D Dual-Link DVI;
• 1х DVI-I Dual-Link DVI;
• 1х mini HDMI 1.4a.

Рассматриваемый графический ускоритель оснащен таким же набором видеовыходов, что и «референсный» образец GeForce GTX 650, разработанный инженерами компании NVIDIA. Благодаря наличию в комплекте поставки двух дополнительных переходников у пользователей не должно возникнуть сложностей при подключении к MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC монитора, проектора или плазменной панели.

Печатная плата видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC выполнена на текстолите темно-коричневого цвета с использованием альтернативного дизайна и расположения элементов, разработанных инженерами компании MSI. Отметим, что, в соответствии с концепцией Military Class III, при производстве рассматриваемого решения были применены качественные твердотельные и танталовые конденсаторы, а также дроссели с ферритовыми сердечниками. Это должно увеличить срок службы продукта, уменьшить нагрев цепей питания и улучшить разгонный потенциал.

Система стабилизации напряжения питания GPU выполнена по 3-фазной схеме, в то время как «эталонная» версия NVIDIA GeForce GTX 650 оснащена только двухфазным преобразователем. Для чипов памяти в обоих случаях используется простой однофазный преобразователь.

В качестве ШИМ-контроллеров разработчики использовали микросхемы OnSemi NCP 5395G и uPI Semiconductor uP1726P.

Для обеспечения питания видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC, также как и для адаптеров референсного дизайна, помимо шины PCI Express, применяется один 6-контакнтый разъём, который вынесен на задний край печатной платы. Разработчики заявляют, что TDP рассматриваемого решения не превышает 70 Вт, однако необходимость установки дополнительного коннектора объясняют потребностью видеоускорителя в большем количестве энергии в процессе экспериментов с разгоном.

Обратная сторона печатной платы практически лишена элементов за исключением нескольких компонентов модуля VRM и танталового конденсатора, установленного напротив графического ядра. Коннектор для мостика SLI на MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC вполне закономерно отсутствует, ведь видеокарты, основанные на чипе NVIDIA GK107, поддерживают технологию SLI только на программном уровне.

Стоит отметить, что «референсный» вариант графического процессора NVIDIA GeForce GTX 650 выполнен на печатной плате длиной всего 147 мм. Видеокарта MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC предлагает пользователям улучшенную систему питания и качественную элементную базу, но длина PCB составляет уже 230 мм, что в некоторых случаях может стать препятствием для установки этого решения в наиболее компактные корпуса класса HTPC.

Так выглядит графический чип NVIDIA GK107-450-A2 (Kepler), произведенный с соблюдением норм 28 нм техпроцесса, который является центральной частью тестируемой видеокарты. Как мы уже отмечали сегодня, он содержит 384 универсальных шейдерных конвейера (или ядер CUDA по терминологии NVIDIA) и 16 блоков растеризации, а его частота была увеличена инженерами MSI относительно «эталона» на 66 МГц (6,2%) и составляет 1124 МГц. Обмен данными между графическим ядром и памятью осуществляется через 128-битную шину. Остальные характеристики приведены на скриншоте выше.

Видеопамять стандарта GDDR5 общим объемом 1 ГБ набрана с помощью четырех чипов по 256 МБ производства компании Samsung. Микросхемы имеют маркировку K4G20325FD-FC04 и согласно документации их номинальная частота равна 5 ГГц. Учитывая, что память в тестируемой видеокарте уже работает на частоте 5000 МГц, вряд ли у нас есть шансы значительно ускорить ее в процессе ручного разгона, чтобы получить дополнительный прирост производительности.

Фирменная система охлаждения с названием Trans Thermal, вне всяких сомнений, является необычной и привлекательной особенностью рассматриваемого решения наряду с усиленным модулем питания и применением качественной элементной базы. Впервые для массового продукта такой же кулер, конструкцию и режим работы которого, пользователю предлагается выбрать самостоятельно, был применен для видеокарт MSI Radeon HD 7770 Power Edition и MSI Radeon HD 7850 Power Edition. Повторимся, что в комплекте поставки мы обнаружили дополнительный 9 см вентилятор с лопастями типа Propeller Blade, который предлагается устанавливать на кожух СО в двух вариантах:

• Первый режим, в котором второй вентилятор устанавливается над основным, получил название Double Airflow. В этом случае заметно увеличивается воздушное давление на центральную часть радиатора, что позволяет добиться лучшей эффективности рассеивания избыточного тепла. Впрочем, такая конфигурация имеет и ярко выраженный недостаток — кулер блокирует не один, а два соседних слота расширения.

• Второй вариант установки дополнительного вентилятора, который получил название Dual Fan, позволяет ощутимо увеличить интенсивность воздушного потока. «Пропеллеры» располагаются рядом друг с другом, равномерно обдувая радиатор, что сказывается на улучшении температурного режима GPU, а также элементов системы стабилизации питания. Кулер в таком виде занимает те же два слота расширения, однако длина видеокарты за счет смещения пластикового кожуха СО вырастает на несколько сантиметров, что также стоит учитывать при установке графического ускорителя MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC в тесный корпус.

Разобравшись с возможными вариантами установки «пропеллеров» также стоит сказать несколько слов о применяемом радиаторе. Отметим, что он имеет средние габариты и изготовлен из алюминия. Для лучшего распределения тепла по всей площади теплообменника в его основании установлена медная тепловая трубка с внутренним сечением 6 мм. Контакт графического ядра с радиатором осуществляется не напрямую, а через медную пластину-основание. Немаловажно, что чипы памяти, а также силовые транзисторы модуля стабилизации питания также контактируют с основным радиатором через специальный термоинтерфейс синего цвета.

Завершая рассказ о конструкции рассматриваемой системы охлаждения, стоит отметить, что питание дополнительного вентилятора осуществляется через 4-контактный разъём на печатной плате, который распаян возле 4-контактного коннектора для основного «пропеллера». Разумеется, скорость обеих «вертушек» регулируется одновременно методом ШИМ.

Что ж, пришло время проверить систему охлаждения видеокарты MSI GeForce GTX 650 Power Edition OC на практике и для этого мы провели наш стандартный набор тестов с помощью утилиты MSI Kombustor.

Перед тем как рассмотреть результаты тестирования, необходимо отметить, что наиболее эффективным вариантом установки второго «пропеллера» является режим Dual Fan, при котором воздушный поток практически увеличивается вдвое. Тем не менее, даже в режиме Dual Fan преимущество двухвентиляторной конфигурации над «штатной» составило не более 2 градусов при серьезной нагрузке. В итоге, практическая польза от второго вентилятора в большинстве случаев не оправдывала возрастающий уровень шума, поэтому испытания мы проводили в базовой конфигурации СО — с одним 92 мм вентилятором. По традиции тестирование проводилось в двух режимах: автоматическое управление и максимальная скорость вращения вентилятора.

В авторежиме при длительной максимальной нагрузке температура графического ядра не превысила отметку 53 градуса, что является отличным результатом, даже принимая во внимание невысокое тепловыделение 28 нм графического чипа NVIDIA GK107. Немаловажно, что для поддержания такой температуры охладитель работал всего на 38% своей мощности, производя невысокий уровень шума, который практически не выделялся на общем фоне работы системы и не препятствовал комфортной работе.

После того как мы установили скорость вращения вентилятора на максимум и провели тестирование еще раз, мы зафиксировали снижение максимальной температуры GPU на 6 градусов, что свидетельствует о достаточном запасе эффективности применяемой системы охлаждения, которым можно будет воспользоваться в процессе ручного разгона. Уровень шума, издаваемый кулером в режиме 100%-ой эффективности, можно охарактеризовать как «средний»: его отчетливо слышно на фоне работы остальных компонентов системы, однако сильного дискомфорта он не вызывает. При установке второго пропеллера, работающего на максимальных оборотах, шум заметно повышается и уже характеризуется как «выше среднего».

При отсутствии нагрузки, частоты работы графического ядра и памяти автоматически понижаются, позволяя очень заметно уменьшить энергопотребление и тепловыделение графического ядра. В таком режиме шум системы охлаждения видеокарты, работающей всего на 30% своей мощности, практически не различим на фоне остальных элементов системы, а температура GPU не превысила 31 градус.