Операция ''Вольтмод'' #6600

Всё нижеследующее, является личным бредом автора, что, конечно, никак не ущемляет общую объективность и лёгкость восприятия статьи. Возможно, сама форма повествования немного отличается от привычной всем сухой технической "прозы" и склонена к форме художественного произведения, но это лишь очередной раз доказывает профессионализм и компетентность автора и при всём этом ещё и создаёт игриво-ироническую нить, связывающую ваше внимание и технические данные, изложенные в статье. В общем - приятного прочтения.

Итак-с... Бойцы-энтузиасты! Всем рассчитаться на читателей «Оверклокинг в массы» и тех, кто это самое время проводил за часиком сна в обед. Теперь, значится, даю команду всем тем кто прошлого боевого задания не выполнил, - тем, так сказать, дезертирам: "Прочитать немедля!" Ибо сегодняшняя операция напрямую зависит от успеха предыдущей (а конкретно, от того, какие комплектующие уцелели). Знайте, шуточки с Биосом и всякие там миленькие утилитки в Окнах дяди Билла закончились! Сегодняшний противник будет хитер, жесток и беспристрастен. Итоги боя же могут быть совсем удручающими – возможны потери личного состава.

ГотовЪ? Даю команду: "Впе-е-еред!!!"
Наша сегодняшняя цель (назовём её подготовительной) состоит в рассмотрении боевой карты, непосредственно над и на которой предстоит изучить технику ведения eXтремального боя. Естественно, с предварительной разведкой, естественно, с нудным брифингом… издержки войны, что поделаешь, выше нос! Далее мы рассмотрим матчасть и главные цели:

1) С помощью принудительного, аппаратного повышения напряжения, в массах именуемого «Вольтмодом», заставить две очень непослушные видеокарты работать, так как им положено быть в руках энтузиаста, а именно – на MAXсимуме своих возможностей!

2) В краткой форме ознакомить личный состав с кусочком схемотехники врага для выявления на его территории слабых зон, уязвимых закоулков и возможностей к отступлению.

3) С помощью боевого оружия и специальных приспособлений (перечисленных ниже по списку) провести непосредственную разведку боем и заключительную (скрестим пальцы за тех, кого не будет с нами в эти счастливые минуты) и бесповоротную победу! Ура, товарисчи!

(Дорогие читатели, относитесь к приведенному в скобках здесь и далее по списку с долей иронии – прим. Здрв Ума)

1. Паяльник 1шт. (желательно игольчатый), 18-25Вт (в секунду и желательно с автоматической подачей расплавленного свинца на жало).
2. Мультиметр цифровой 1шт. (для продолжительного ведения измерительных операций в условиях повышенного износа требуется установка урановой батарейки).
3 Пинцет металлический 1шт. (концы остро заточены, а поверхность покрыта кевларовым слоем).
4. Флюс - любой неагрессивный, т.е. не содержащий кислоту. Припой олово. (расфасовка припоя производится по NATO стандарту 5.56 и советскому 7.62, предпочтителен первый вариант).
5. Резисторы. Подстроечные, переменные. 0.125 - 0.25 Вт Необходимые номиналы определяются непосредственно на месте действия (они-то нам и помогут сломить сопротивление врага!).
6. Провода соединительные. Медные, многожильные. (Оплетка против ЭМИ излучения и стандарт качества EN1A83 обязательны).
7. Кривые извилины и прямые руки – в комплекте.

Теоретическая часть
Каждый боец знает, что врага нужно знать в лицо. Этим мы и займемся сейчас. Видеокарта – девайс не только капризный но и чрезвычайно сложный в плане строения, отнеситесь к этому со всей серьёзностью. А лучше всего относиться так ко всем деталям своего компьютера. Но нас интересует всего ничего - схема питания видеокарты. Первое, что должно знать, – за питание в этом мегадевайсе (как впрочем и многих других) отвечает специальный чип, иногда даже целый микроконтроллер («микруха» - по-нашему). Так вот, хозяйство у него (господи не подумайте ничего такого… читайте дальше, пожалуйста.) богатое, это и вам различного рода конденсаторы, транзисторы, резисторы («резюк» – так же, по-нашенски), сам GPU, в конце концов. И все подчиненные! Сколько захочет, столько вольт и даст (и ни микровольтом больше!) Вам уже начинает вырисовываться картина беспредела этого диктатора? Так вот. Устроить демократию поможет только война! Нужна хитрая спецоперация в тылу. Во всем есть слабые места, найдем и здесь. Обратная, отрицательная связь – вот ее имя! Ничего не понятно? Ну, это ничего, сейчас мы познакомимся с ней поближе. Встречайте!


Взглянем на схему-план, товарищи бойцы. Первый вопрос. Кто подскажет, где, собственно, эта самая «обратная связь»? И вообще, что это за черно-белое чудище такое и откуда оно взялось? Ты? Вперед!

Э-э, я так думаю, это то, что красным выделено! - Молодец, рядовой! Лейтенантом будешь! После гауптвахты... ибо я задавал два вопроса! - А... Ну дык, это каждому известно: таких пруд пруди на alldatasheet.com. Да и в Гугле сыскать – не проблема! - так точно, зовется сие чудо – «Даташит» и есть сие благо небесное, запомните.

Итак-с, на картинке изображена микросхема ISL6522CB собственной персоной – частый гость видеокарт прошлого поколения, вроде Radeon 9600. А мы же пойдем дальше, обратная связь - это то, что выделено красным. Естественно, выделил ее я сам, так что в реальных боевых условиях вам придется полагаться только на себя. Я по возможности дам лишь несколько подсказок: линия подключается, как правило, к одним и тем же ножкам на контроллере – это FB, Adj, Vsense или наконец Sense. Также к линии обратной связи практически всегда подключен «резистивный делитель» – два резистора (на этой схеме R2 и R3), один из которых подключен прямо к линии, а второй соединяет ее с «землей». (На крутых современных картах вроде семейства Radeon X18\9xxx применяется более прогрессивный цифровой метод, позволяющий менять напругу не только на лету, но и управлять ею по своему усмотрению). Различное сочетание этих значений и выдает в конечном итоге номинальное сопротивление всей линии, а значит, и напряжения. Учили в школе закон Ома? Нет? Будет несколько сложнее, чем я думал.

Но так как это просто брифинг, я считаю, что мы можем просто смириться с данностью – изменение сопротивления одного из этих резисторов в конце концов и позволит изменять напряжение на конкретном элементе (GPU, памяти... остальное не из этой оперы). Вот и все! А вы думали этот материал для защиты диплома? Шучу, конечно, я рассказал, быть может, процентов сорок необходимых вещей, чтобы просто вот так – с нуля – разобраться, нащупать ногами дно. Но для начала будет достаточно. В следующих боевых задачах начнём поступательно совершенствовать свою подготовку! Сие будет для затравки, пока.

К практике, господа!
Первой целью мы рассмотрим некогда популярную недорогую карту калифорнийской кампании nVidia. А именно GF6600. Что нас в ней в первую очередь привлекает? Ее разгонный потенциал конечно же! Жестокие разработчики были настолько грубы с ней, что снизили ее чувство достоинства по отношению к старшему брату 6600GT почти в два раза! 300\550 против 500\1000 – полюбуйтесь! Кроме того, вместо GDDR3 у последней, 6600, получила DDR. Нелюди... как только таких земля носит... Но ничего. Они у нас еще увидят! Для повышения тонуса разгоним малютку. Но загодя улучшим охлаждение – используем для этого весьма популярный и эффективный Zalman VF700 AlCu (На фотке VF700 Al). Запомните, камрады, охлаждение – ключ ко всему (кроме амбарного замка, который вы невесть зачем вторую неделю подряд ковыряете боксовым кулером от первого пенька).


Меня судьба наградила не очень щедро: 550/620 и ни мегагерцем больше! «Знаем мол, слыхали...» (с) А ну как мы ее биосом! А если еще таймингами памяти пожонглировать? Мда... результат неутешителен: после всяческих экспериментов с подбором оптимального биоса результатом стали 10Мгц по чипу. Ну хоть что-то. А вот память оказалась вообще никакая, ну вот ничего ее не берет!

Радиаторы ставил, с таймингами весь божий день возился – ноль. Чертов ноль. Вот вы скажете: чего он так убивается? А вот все дело в том, что для данной карты важна именно частота памяти, вернее, пропускной способности не хватает, причем катастрофично. Процессор такой же, как у GT-версии, а все труды ложатся перед каким-то одним убогим чипом...

Боевая задача ясна? Убить гада-а!!! А, нет, мы его лучше помучаем, так оно вернее будет. Зажарим - медленно - на некоем подобии электрического стула.

Инициализация всех систем. Поиск микросхем, отвечающих за питание. Ищем. Алгоритм тут немудреный, переписываем со всех микрух их полную маркировку и пробиваем все это дело в поисковике (Google, Yandex, далее по вкусу). Разведка работает как часы. Ни один не уйдет! Насчитав даташиты, открываем личные дела каждых и внимательно обследуем их на предмет таких (безусловно, неприличных) слов как: Voltage Controller, Power Controller, PWM, ну или, наконец, что-нибудь со словом Regulator... сгодится на безрыбье. Давайте подробней изучим эти личности кремниевого происхождения:


a) AMS1117. LOW Dropout Voltage Regulator. (Представитель линейных стабилизаторов с тремя ногами). "Вот оно!" - произносим голосом Винни-Пуха, явившего горшок с медом. Но несолидно оно как-то – ставить до того старый (применявшийся еще в GeForce 2, между прочим) стабилизатор на такую пускай и не топовую карту. Берем на учет, но вывод комиссии не обнадеживает: к службе в десантных войсках отказать.

b) ISL6534. Dual PWM. Все интереснее и интереснее… Весьма современный двухканальный широтно-импульсный регулятор. Не единожды был уличён в темных делах, связанных с питанием самых различных видеокарт. И в моем случае имеет недружественный, я бы даже сказал, скрытный характер, о чем подробнее будет немного позже. Решение комиссии: а ну-ка занесите его мне в списочек! Больно рожа знакома...


c) APM4410. MOSFET – он же полевой транзистор, не он это, не он.
*галёрка* - «В топку его!»

d) APL1582 Dual Input Regulator – Еще один у нас, командир, берем его? Берите, берите, попался голубчик. Вывод комиссии страшен как никогда: в стройбат его, нужны нам такие.

Ну, значится, продолжаем. Вооружившись Мультиметром неспеша прозваниваем всех товарищей на предмет, «who is who»... То есть – кто и что питает. В следующий раунд вышли: ISL6534 - выдает 1.36V. Питает ядро. APL1582 – 2.66V. Немудрено предположить, что память.

А теперь самое интересное: давайте же наконец что-нибудь спаяем! Берём аналогичные схемы типичных подключений вроде того, как это показано на рисунке 1. Определяем непосредственно на месте преступления свидетелей – резистивных делителей, показания которых нам очень пригодятся… Первым подозреваемым пошла конечно же память. То есть APL1582, он хранил гордое молчание, но мы еще и не таких «кололи», уж поверьте мне. Опрос двух резисторов R1 и R2 выявил их полную причастность, а именно - то, что они образуют резистивный делитель. Все! Теперь после некоторого, «хитрого» вычисления связанного со свойством такого составляющего подобных микросхем, как операционный усилитель, получаем то значение, и тот резистор, который предстоит подвергнуть пыткам.

Вычислив нужный «резюк», будем его менять. Как? Да проще некуда: смотрим по той же схеме включения, к каким ногам микросхемы он подключен, и находим засранца. Либо в случае, когда необходимо уменьшить, применяем закон Ома и просто допаиваем (так чаще всего и делается) еще один переменный резистор на эти самые ноги (шунт). Вот теперь точно все. Ан нет, вот вам картинка практически идентичная моему случаю:

«Однако ужас. Нет, даже не ужас, а ужас-ужас» (с)
Знаковый рубеж – вот он: это 2.8V, к ним добавилось 10Мгц. Само собой разумеется, это не конец. Более того, это только начало. Далее следуют 2.9 и 3.0, и, наконец, кратковременно 3.2V, и что бы вы думали? А ничего! Уперлась как я не знаю кто. Делать нечего – это было видно еще с самого начала: толку будет мало, очевидно какой-то чип уперся в свой предел, и мои танцы с бубном ему "семечки". Остаётся ядро. А вот с ним пришлось повозиться, ибо, как я обещал, сюрприз с микрухой ISL6534 удался… с ее корпусом, вернее, смотрим на картинку и любуемся:


Как вам такое издевательство? Зовется сие чудо: корпус QFN. И есть сие порождение сатаны против оверклокеров всего мира: 32 маленькие ножки, выступающие из текстолита на доли миллиметра. У кого-то есть желание паяться к ним? Вот-вот, у меня тоже немного.

Поэтому приходится приступать к более сложно маневру, прозванивать все прилегающие резисторы вокруг чипа на предмет «подходящих под описание». Утомительное же это занятие, хочу я вам сказать! Так еще резисторы, к которым нужно припаиваться, сплошь SMD. Видите такие черненькие параллелепипеды? Они самые. И пусть вас не смущает фотография, в жизни они куда мельче. Ну не буду уж вас утомлять рассказами про количество выпитого пива, обожженные руки и порции мата, которыми сопровождался весь этот до жути интереснейший процесс, важно одно – победа была обречена. И она сдалась. Каков результат? А не поверите. Закон подлости не отдыхает никогда. Как вы догадываетесь, трудится вовсю и здесь:

1.4V – 570
1.5V – 582
1.55V – 598
1,6V – 605

При всём при том температурный режим карты на 1.55V можно посмотреть на следующем графике (режим вентилятора VF700 – Normal):


От последнего варианта я отказался, потому что гробить кремний лишними вольтами за пару мегагерц – дело неблагодарное. Да и вообще толку мало при любом раскладе, ведь, как я уже говорил, без достойной п.с. памяти все эти мегагерцы – мартышкин труд. Но любителей Мега или даже Гигагерц это не волнует, не правда ли?

Маленький шаг для процессора, огромный - для всего человечества! (с)
Все это вы это увидите своими же глазами но уже во второй части статьи, где мой коллега организовал тестирование карточки со своим домашним зверем – Radeon 9800. Некогда бывшей топовой каты, к слову, сохранившей свои некогда немалые амбиции и на сегодняшний день, пусть и в качестве Low-end’а. Нас ждет интригующая ситуация. Две некогда популярные и разогнанные до своего предела (экзотики вроде сухого льда или жидкого азота не держим, сожалею) карты сойдутся в поединке, которые нынче модно звать как-то вроде «старички не сдаются» или «есть еще порох...», но смысл от этого не меняется. Вольты против мегагерц, мониторов и FPS. Дядя Билл против багов. Ждем.
Удачи!