Тестирование видеокарт с пассивным охлаждением

Красная жара

Автор: Андрей Воленко

Самыми горячими в современных компьютерах часто оказываются вовсе не процессоры, а именно видеокарты. Если современный графический адаптер рассеивает 100 Вт тепла, это уже не кажется чем-то сверхъестественным, это скорее норма. И эту «норму» необходимо охлаждать, обеспечивая эффективный теплоотвод от платы и компонентов. Обычно производители несильно мудрствуют над системами охлаждения, и когда нужно избавиться от большого количества тепловой энергии, просто применяются большие и достаточно шумные кулеры. Однако с ростом популярности направлений HTPC и Silent PC на рынке начали появляться высокопроизводительные решения с пассивным охлаждением – безвентиляторные, абсолютно бесшумные карты. Подбирая компоненты для нашего медиацентра, мы просто не могли пройти мимо таких решений, поскольку использование бесшумных и достаточно мощных решений в мультимедийном комбайне кажется совершенно логичным. По крайней мере, на первый взгляд. И вот что из этого вышло…

ASUS EN7800GT TOP SILENT (NVIDIA GEFORCE 7800GT)

В ассортименте продуктов компании ASUS приставка «Top» обычно означает, что карта разогнана и мощнее собратьев на том же чипе. «Silent» же указывает на то, что карта беззвучная, то есть оборудована системой пассивного охлаждения. В нашем случае в названии сочетаются обе эти приставки. При этом карта построена на 110-нанометровом практически топовом чипе линейки GeForce 7 – GeForce 7800GT, хотя быстрый 90-нанометровый 7900GT был бы более уместным из-за меньшего тепловыделения.

Использованная система охлаждения во многом копирует ту, что мы уже однажды видели на карте ASUS Extreme N6600GT Silencer. Концепция сохранилась. Система охлаждения – это объединение двух массивных радиаторов, соединенных тепловой трубкой. Первый радиатор расположен непосредственно на плате и закрывает большую ее часть, второй вынесен за плату, он способен поворачиваться на 180 градусов в плоскости, перпендикулярной плате. Таким образом, второй радиатор можно сориентировать так, чтобы максимально использовать воздушные потоки внутри корпуса. В идеале хорошо бы расположить его над процессорным вентилятором. Впрочем, это удастся далеко не всегда, например, с Zalman CNPS9500/9700 подобная затея неосуществима.

Горячий GeForce 7800GT со штатных 400 МГц разогнан производителем до 420 МГц. Частота 256 Мб видеопамяти по сравнению с референтным значением (1 ГГц) увеличена на 240 МГц. Для этого пришлось использовать 1,6-наносекундные модули памяти вместо привычных для 7800GT 2,0-наносекундных чипов. Очевидно, что прирост от этого разгона будет больше заметен в тяжелых режимах работы, когда производительность очень сильно зависит от пропускной способности подсистемы памяти. Кстати, продукт ASUS – единственная карта в тесте с 256-битной шиной памяти. Если говорить о результатах тестов производительности, то неудивительно, что карта оказывается лидером и обходит всех конкурентов.

Впрочем, чип не нов, и поэтому интересно увидеть не цифры, отражающие производительность, а температурные показатели, которые были получены в процессе тестирования. Тест проводился в двух разных вариантах, отличие заключалось в расположение второго подвижного радиатора. В первом варианте он был в сложенном состоянии и располагался параллельно плате, во втором – повернут под углом 90 градусов к плате и нависал над процессорным кулером. В простое разницы между двумя этими вариантами замечено не было (один градус можно легко списать на погрешность измерений), но вот при полной загрузке разница достигла 11 градусов.

При максимальной загрузке видеосистемы на открытом стенде температура ядра графического процессора дошла до отметки 96 градусов. В закрытом, компактном корпусе HTPC температура ядра точно перешагнет стоградусную отметку и, прогревая воздух внутри корпуса, фактически станет своеобразным очагом теплового заражения системы.

От 100 градусов и выше

Что такое видеокарта с пассивным охлаждением, чип которой разогрелся до 100 и выше градусов? При очень сильном разогреве раскаляется не только сам чип и охлаждающий его радиатор – текстолит, элементы платы и даже крепежная планка начинают обжигать пальцы. На расстоянии 5 см можно заметить, как излучаемое картой тепло греет руку. От горячей платы нагреваются соседние компоненты, внутрикорпусная температура существенно повышается. Долгая работа железа в таком режиме практически нереальна. От высоких температур со временем начнет расслаиваться текстолит, постепенно будет разрушаться пайка элементов, и существенно снизится срок службы электролитических конденсаторов.

MSI NX7600GT-T2D256EZ (NVIDIA GEFORCE 7600GT)

Более компактный 90-нанометровый чип GeForce 7600GT рассеивает тепла заметно меньше, чем 7800GT. Применять его в видеокартах с пассивным охлаждением более логично и оправданно – производительности чипа все еще достаточно для многих задач и игр.

Создавая пассивный кулер для 7600GT, разработчики решили не занимать два слота огромным радиатором и вынесли основной радиатор на заднюю сторону платы, соединив его с теплораспределителем над чипом парой тепловых трубок. Конструкция получилась вполне логичная, если не учитывать слабое оребрение радиаторов. Радиатор, расположенный на лицевой стороне, прикрывает 1,4-наносекундные чипы памяти производства Infineon. Чтобы исключить перегрев тыльной стороны платы, между радиатором и платой проложен прямоугольник теплопроводящей жвачки.

В отличие от старших чипов 7600GT работает на частоте 560 МГц постоянно как в 2D-, так и в 3D-режимах. Память работает на частоте 1400 МГц, а ширина шины памяти составляет 128 бит. Ожидать низких температур от высокочастотных компонентов было бы неразумно. Собственно, так и оказалось. В простое чип прогрелся до 68 градусов, к радиатору уже было сложно прикоснуться, даже плата была теплой. При разогреве видеокарты температура достаточно быстро доползла до отметки в 95 градусов и замерла… вместе с картинкой на экране. При этом компьютер не завис, он адекватно отвечал на команды, а температура ядра снижалась. Такое поведение карты называется фризом (от слова freeze – замерзать) и обычно встречается в чипах NVIDIA при существенном разгоне. Тут же фриз встретился в штатном режиме, если бы его не было, то температура, очевидно, поднялась бы еще градусов на пять-десять.

Получается, что хоть 7600GT и холоднее, видеокарта, построенная на нем, все равно оказалась очень горячей из-за свойств примененной системы охлаждения.

FOXCONN FV-N76SM2DT (NVIDIA GEFORCE 7600GS)

У референтных плат на базе GeForce 7600GS пассивный кулер, так что неудивительно, что на плате установлен пассивный радиатор, очень напоминающий референтный. Однако после снятия кулера с карты мы обнаружили, что он лишен тепловой трубки, которая была в оригинальной версии. Тепловая трубка позволяет более эффективно отводить тепло от ядра, тем самым повышая эффективность системы охлаждения в целом. Очевидно, проведя детальные тесты и убедившись, что отказ от использования тепловой трубки не приведет к нарушению тепловых спецификаций для GeForce 7600GS, инженеры Foxconn решили использовать обычный кулер. При этом чип был разогнан производителем со штатных 400 МГц до 450 МГц, а память, упакованная в 2,5-наносекундные чипы Hynix, разгону не подверглась (она работает на штатной частоте 800 МГц).

В итоге получается, что после всех манипуляций производителя с видеокартой FV-N76SM2DT вырывается в лидеры по температурным показателям, хотя ее работа оставалась стабильной: до 112 градусов по Цельсию больше не разогрелась ни одна карта. Конечно, долго эксплуатировать карту в таком режиме нереально, поскольку в корпусе ситуация только усугубится – начнут появляться артефакты изображения или компьютер будет попросту виснуть. Единственный выход – установка дополнительного активного внутрикорпусного охлаждения, что ставит под сомнение логичность использования видеоадаптера с пассивным охлаждением.

ASUS EN7600GS TOP SILENT (GEFORCE 7600GS)

Для максимального увеличения эффективности пассивного охлаждения в ASUS разработали уникальный дизайн PCB и радикально изменили стандартную компоновку элементов, перенеся видеоядро и чипы памяти на тыльную сторону платы. Именно из-за этого «переворота» карта выглядит очень необычно.

Перед нами снова разогнанная плата с пассивной системой охлаждения и редким для продуктов такого уровня объемом видеопамяти – 512 Мб. Двухнаносекундные микросхемы памяти производства компании Infineon работают на частоте 950 МГц. Чип разогнан на 150 МГц, и его частота равна 550 МГц.

Радиаторов на плате целых три, один из них размещен на лицевой стороне и теоретически должен охлаждать текстолит, расположенный непосредственно за чипом. Однако термоинтерфейса между радиатором и платой мы не заметили, радиатор просто служит крепежной планкой для массивной конструкции на противоположной стороне, контактируя с текстолитом исключительно через резиновые прокладки в местах крепления.

Еще два радиатора охлаждают непосредственно чип и память. Первый из них закрывает практически всю плату, второй прикреплен к нему тепловой трубкой и может вращаться вокруг оси. Получается, что конфигурацию радиатора можно менять, увеличивая эффективность системы охлаждения. Мы протестировали карту со сложенным и разложенным радиатором. Во втором случае он обдувался воздушным потоком от процессорного вентилятора. В простое в первом случае температура выросла до 74 градусов, во втором – до 61, под нагрузкой – 111 и 94 градуса соответственно. Как видно, использование второго радиатора не лишено смысла. Однако мы не можем назвать полученные цифры удовлетворительными, поскольку даже 61 градус в простое – немало для постоянного функционирования, а про 94 градуса под нагрузкой мы уже говорили.

GIGABYTE GV-NX76T256D-RH (GEFORCE 7600GT)

О системе пассивного охлаждения Gigabyte SilentPipe II мы писали неоднократно. Достаточно продуманная система охлаждения с радиаторами, расположенными по обе стороны платы, показала хорошую производительность. После разогрева температура чипа остановилась у отметки 94 градуса. При этом система из радиаторов разработана так, что внутри корпуса она в любом случае попадет под воздушные потоки без дополнительной настройки.

На плате установлен чип G73, работающий на частоте 560 МГц, и 256 Мб видеопамяти, функционирующие на частоте 1400 МГц. Получается, что GV-NX76T256D-RH – обычный, но беззвучный GeForce 7600GT.

Чтобы не повторяться, скажем, что в медиацентре видеокарту Gigabyte можно использовать с огромной натяжкой и только в том случае, если корпус будет продуваться дополнительными вентиляторами.

Конфигурация тестового стенда

Процессор

– AMD Athlon 64 X2 EE 4800+ (2,5 ГГц, 2 Мб L2 кэш)

Материнская плата

– Gigabyte GA-M55plus-S3G (Socket AM2. GeForce 6100/nForce 430)

Оперативная память

– 2x 1 Гб Corsair CM2X1024-6400C4 (800 МГц, 4-4-4-12)

Жесткий диск

– Seagate Barracuda 7200.7 120 Гб (IDE, 7200 об/мин)

Программное обеспечение

– Windows XP Professional Service Pack 2

Результаты тестирования производительности графических адаптеров

Результаты измерения температурных показателей

MSI RX1650XT-T2D256EZ (ATI RADEON X1650XT)

Достаточно производительный чип ATI RV560, имеющий 24 пиксельных конвейера, 8 вершинных и 8 текстурных модулей и работающий на частоте 575 МГц, был выполнен по 80-нанометровым технологическим нормам. Инженеры MSI оснастили его пассивной системой охлаждения. Несмотря на применение массивного радиатора, соседний с видеокартой слот не перекрывается, так как радиатор вынесен на тыльную сторону при помощи пары тепловых трубок. Таким образом, на лицевой стороне располагается только теплосъемник, который и передает тепло от чипа тепловым трубкам. Чипы памяти оставлены без охлаждения, тем не менее 256 Мб в чипах Quimonda c временем выборки 1,4 нс функционируют стабильно.

Так уж получается, что RV560 – не самый лучший чип для применения в беззвучных видеокартах. Его температура в простое была максимально высокой в тесте – 85(!) градусов, а при прогреве мы получили очень близкий к лидеру, но все же третий в общем рейтинге результат – 110 градусов. Совершенно очевидно, что эксплуатировать карту MSI без дополнительного активного охлаждения противопоказано. Единственный, на наш взгляд, сколько-нибудь оправданный вариант использования MSI RX1650XT-T2D256EZ – непосредственный обдув со стороны кулера Zalman CNPS9500 или подобного.

О температурных показателях видеокарт на младших чипах ATI Radeon

На большей части чипов ATI Radeon семейств X1300 и X1600 снять температурные показатели не удалось. Дело в том, что при разработке бюджетных чипов ATI почему-то отказалась от использования нормального термосенсора. По этой причине получить численные значения температур на картах просто невозможно. Попытки каким-либо образом решить эту проблему не привели к должному результату: никакие программные средства получить заветные значения не могли. В редких случаях производитель видеокарты устанавливает отдельный термодатчик, но на картах, попавших на тест, таковых, увы, не оказалось.

GIGABYTE GV-RX165P256D-RH (ATI RADEON X1650 PRO)

На Gigabyte GV-RX165P256D-RH использована та же система пассивного охлаждения Silent Pipe II, что и на GV-NX76T256D-RH, но установлен чип Radeon X1650 Pro. Чип этот менее производительный, но и менее горячий, работает на близкой к 7600GT частоте – 590 МГц, имеет ту же процессорную формулу: 12 пиксельных и 5 вершинных процессоров. Память работает на частоте 1380 МГц, ширина шины – 128 бит. То есть, по сути, копия предыдущей Silent-карты Gigabyte, но благодаря чуть более холодному чипу она менее горячая в работе. К сожалению, конкретные цифры нам получить так и не удалось.

ASUS EAX1600 XT SILENT (ATI RADEON X1600XT)

Чип Radeon X1600XT, на котором построена карта, сейчас обычно называется X1650 Pro. И если вам встретится не эта карта, а ASUS EAX1650 Pro Silent, знайте: это брат-близнец – платы совершенно идентичны конструктивно.

Система охлаждения очень напоминает ту, что была использована на карте MSI RX1650XT-T2D256EZ: теплосъемник от чипа по тепловым трубкам передает тепло радиатору, расположенному на тыльной стороне карты. Схема позволяет сэкономить один слот расширения около карты, и при этом создается вероятность обдува радиатора процессорным кулером. Однако это предположение не оправдывается, радиатор карты обжигает пальцы даже в простое, при нагрузке вся карта становится горячей. Даже без средств мониторинга ясно, что температура чипа зашкалила за 100 градусов.

Радиатора явно не достаточно для абсолютно пассивного охлаждения ASUS EAX1600 XT Silent, нужен дополнительный интенсивный обдув.

SAPPHIRE RADEON X1650 PRO ULTIMATE (ATI RADEON X1650 PRO)

Снова карта на базе чипа ATI RV530 получила пассивную систему охлаждения, но не получила средств мониторинга температуры. Радиатор, как было уже не раз, находится за платой, тепло к нему подводят две тепловые трубки, надо сказать, самые толстые в тесте. Радиатор относительно невысокий, но при этом длинный, оребрение частое, то есть площадь поверхности получается немаленькая. Именно по этой причине выходит, что субъективно, на ощупь, радиатор в простое даже не горячий, под нагрузкой температура возрастает, но до разумных пределов – рукой держаться за него можно. Память на карте Sapphire установлена более быстрая по сравнению с конкурентными решениям – 1,3 нс. Но, несмотря на это, мы ее не разгоняли, поскольку в случае с пассивными системами охлаждения стабильность дороже.

Из всех представителей карт на базе RV530 версия от Sapphire оказывается наиболее состоятельной. Ее невысокий, но развитый радиатор при высокой эффективности не будет мешать установке громоздких кулеров.

ASUS EAX1300 PRO SILENT (ATI RADEON X1300 PRO)

Видеокарта ASUS на чипе Radeon X1300 Pro концептуально идентична карте-перевертышу ASUS EN7600GS Top Silent. На тыльной стороне у нее тот же открывающийся радиатор, а на лицевой – алюминиевый прямоугольник, который играет больше декоративную роль, поскольку контактирует с текстолитом исключительно через четыре резиновые прокладки.

В случае с GeForce-версией эффективность такой системы охлаждения оказалась не самой лучшей. Но учитывая, что используемый чип ATI RV515 имеет всего четыре пиксельных и два вершинных конвейера, а работает на частоте 600 МГц, можно предположить, что на этот раз радиатор со своей задачей справится куда лучше. Подтвердить цифрами это не удалось, можем лишь сказать, что радиатор в простое был теплым, под нагрузкой он прогревался до разумных пределов.

Огорчает только то, что производительности данной видеокарты хватит только на просмотр видео и обеспечение работы медиаоболочек. Поиграть на большом экране домашнего кинотеатра в игры не удастся.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОИСКА

Подводя итоги тестирования, можно сделать один неутешительный вывод: холодные и производительные видеокарты с пассивным охлаждением – отчасти мистификация. Все они рассчитаны на использование в корпусах с активным воздушным обдувом. Совершенно очевидна закономерность: на менее производительные карты устанавливаются менее эффективные системы охлаждения, так что в любом случае температура под нагрузкой подбирается к отметке 100 градусов, и это на открытом стенде. Внутри компактного корпуса при попытке минимизировать активное охлаждение любую из протестированных нами карт ждет тепловая катастрофа. Так что мы готовы признать, что наша идея использования видеоадаптера с пассивным охлаждением в составе мультимедийного центра оказалась несостоятельной. Очень жаль, что ни одному производителю не пришла в голову мысль использовать на картах средней производительности пассивные радиаторы повышенной эффективности, которые могли бы держать температуру нагруженного чипа в районе 80 градусов при минимальном внешнем воздушном обдуве.

Из протестированных карт можно попытаться выбрать некоторые модели для использования в HTPC, но только в случае их дополнительного обдува хотя бы со стороны процессорного вентилятора. В таких условиях для любителей современных игр неплохим вариантом, возможно, окажется ASUS EN7800GT Top Silent. Для менее притязательных геймеров мы бы рекомендовали одну из карт Gigabyte, а также продукт Sapphire. В качестве мультимедиа, но не 3D-видеоадаптера подойдет холодный перевертыш ASUS EAX1300 Pro Silent. Но повторимся, только при разумном подходе к организации внутрикорпусных воздушных потоков.

Технические характеристики видеокарт