HD4850 + EPOWER V, Projetos

Radeon HD4850 – Modificações, overclock e resultados – Parte I

Fala pessoal, beleza?

De tempos em tempos, por um motivo ou outro, sempre arranjo uma VGA mais antiga para ser vitimas de maus-tratos normalmente visando disputar posições no ranking do HWBOT ou simplesmente por diversão! Foi assim com a HD6870, X1800GTO, HD6450, GTX650, 8600GT, GT710, GF4 MX440 e tantas outras que não chegaram a ficar registradas aqui na página.

Em comum, todas essas placas foram extensamente modificadas, algumas apenas fazendo os “tradicionais” voltmods usando trimpots, outras envolvendo adição/substituição de componentes e outras até utilizando um VRM externo. Como decidi que fazia tempo que eu não mexia com esse tipo de loucura, resolvi que precisava voltar a agir para não perder o costume e por isso fui atrás de uma vitima e acabei adquirindo essa belezinha da foto abaixo. 😀


A placa em questão é uma Radeon HD4850 512MB de referência com seu cooler single slot, o que é algo relativamente incomum atualmente, afinal de contas, temos hoje até placas mais simples equipadas com coolers “triple fan” no mercado, o que apesar do exagero não é exatamente algo ruim, pois essa solução da 4850 também passa longe de ser silenciosa. Enfim, essa VGA foi lançada em 2008, o GPU que equipa a mesma é o lendário RV770, fabricado na TSMC no processo de 55nm e possui 800 SPs, 40 TMUs, 16 ROPs e que na 4850 utiliza memórias GDDR3, enquanto que a sua variante “maior”, a 4870, foi a primeira VGA a utilizar memórias GDDR5.

Alguns podem me perguntar o porque chamei o RV770 de “lendário”, bom, nessa época a ATI, que havia sido recentemente adquirida pela AMD, vinha de um fiasco chamado R600 (2900XT), que além de ter sofrido inúmeros atrasos, perdia em desempenho para o fantástico G80 da nVidia e ainda por cima, consumia e dissipava mais calor que esse.

Meses depois, a AMD apresentou o RV670, que nada mais era que um “die shrink” do R600 com algumas simplificações no ring bus interno, que caiu de 1024-bit para 512-bit e no barramento de memória, que caiu de 512-bit para 256-bit, o que permitiu produzir um die mais enxuto (apenas 192mm²), reduzir drasticamente a complexidade do pcb por conta do menor barramento de memória e usar um VRM bem mais simples, afinal de contas, o consumo do GPU caiu pela metade em relação ao R600, entretanto, apesar de todo esse avanço ter permitido a produção de uma placa “mid-end” razoável, os problemas com o fraco desempenho com AA continuavam presentes e os derivados do G80 (G92, G94…) ainda estavam deitando e rolando no mercado.

E é ai que entra o RV770, que não só chegou oferecendo desempenho competitivo com os GPUs nVidia da época (GT200 no high-end e G92/G94 abaixo) como também veio com preços bastante agressivos ($199 pela HD4850 e $299 pela HD4870), o que forçou uma queda de preço por parte da nVidia, além do lançamento de novos modelos como a GTX260 com 216SPs.

Recomendo a todos a leitura desse artigo do Anandtech, onde ele entrevista alguns caras que estiveram por trás do desenvolvimento do RV770, onde discutem todas dificuldades, estratégias e detalhes do desenvolvimento desse GPU e também esse review da 4870/4850, especialmente para aqueles que não acompanhavam hardware nesse época se situarem melhor nessa história. 🙂

Agora falando sobre a placa em si, como disse anteriormente, a HD4850 de referência utiliza um cooler single slot para uma placa cujo TDP é de 110W. Esse design é muito semelhante ao que foi empregado na sua antecessora (HD3850 – TDP 75W) porém o mesmo possui algumas diferenças em relação a primeira, como por exemplo, o acrílico da cobertura é aberto no final e o fan é ligeiramente maior. Nesse meu exemplar, as temperaturas do GPU em idle estavam batendo na casa dos 80ºC com o fan em auto, o que naturalmente está fora do normal pois essa deveria ser a temperatura em load para essa placa, então, tratei de desmontar o cooler para ver como estavam as coisas por baixo e encontrei thermal pads “petrificados”, interface térmica do GPU que ainda parecia ser a original de fabrica e por fim, o “estrago” que o tempo fez na pintura dourada do plate, portanto, essa é a justificativa do porque vocês não vão ver testes usando o cooler original aqui. 😉

As memórias usadas na placa de referencia são chips GDDR3 1ns (2000MHz efetivos) com tensão padrão de 2V, foram fabricados pela finada Qimonda e como pode-se ver pela foto abaixo, alguns resquícios do thermal pad ainda permaneceram no encapsulamento, mas nada que comprometa no funcionamento ou dissipação de calor. 🙂

Sobre o VRM da placa, apesar de termos quatro indutores e oito mosfets, trata-se na verdade de um circuito com 2 fases controlados pelo CI UP6201, sem o uso de circuitos dobradores, o que implica que cada fase possui dois indutores e quatro mosfets (dois de alta e dois de baixa) sendo acionados por um pulso PWM, conforme pode ser visto na foto abaixo, que originalmente foi tirada pelo pessoal do Techpowerup.

Já o VRM das memórias, é um circuito monofásico controlado pelo CI UP6101, usando um mosfet de alta e outro de baixa e um indutor de 1.5uH.

O procedimento para realização do voltmod nessa placa é bastante simples e consiste em encontrar um ponto de solda que esteja ligado no pino FB (13 no uP6201 e 6 no uP6101), medir a sua resistência em relação ao terra (GND), multiplicar o valor encontrado por 15 e utilizar o resistor variável (VR) de valor comercial mais próximo soldando o mesmo do FB para o GND. Novamente, o pessoal do Techpowerup tem um artigo com os esquemáticos para voltmod nessa placa e por isso não irei “reinventar a roda” e refazer os diagramas, portanto, caso alguém tenha interesse nessa informação, é só acessar esse link para o artigo deles. 😉

Além desses voltmods, existe os pads não usados para soldar capacitores SMD de tântalo tanto na parte da frente como na de trás do PCB e naturalmente, aproveitei esses espaços para adicionar mais capacitores visando diminuir o ripple em carga, especialmente após aumentar a tensão do GPU, onde a corrente também aumenta consideravelmente e com isso também o ripple, afinal de contas, esse VRM (filtros de entrada e saída em especial) foi dimensionado para trabalhar com X mV de ripple para uma carga trabalhando em determinada tensão e corrente de operação e se aumento a carga sem mexer em mais nada para compensar (ex: frequência de chaveamento ou os próprios filtros), os capacitores/indutores acabam se descarregando mais rápido e portanto o ripple será maior, o que implica em possíveis instabilidades nos benchmarks quando operando “no limite”. Na galeria abaixo é possível ver como ficou a placa após realização de todas essas modificações.

E finalizando, como verifiquei que os mosfets estavam aquecendo consideravelmente, tratei de adaptar um dissipador que retirei da minha finada 990FXA-UD3 rev3 e “gambiarrei” o mesmo no VRM usando um “enforca gato” gigante e um thermal pad que retirei de alguma sucata de dissipador aleatório, o que junto a um fan de 110CFM, acabou por resolver o problema da  temperatura do VRM. 🙂

Então vamos aos resultados!

Configuração utilizada:

CPU: Intel Core i7 4770K

MOBO: ASUS ROG Maximus VI Impact

RAM: 2x2GB G.Skill PI Black 2200CL7

VGA: AMD Radeon HD4850 512MB

STORAGE: SSD HyperX 3K 120GB

PSU: Antec Quattro 1200W

SOFTWARE: Windows XP SP3 + 3DMark03

REFRIGERAÇÃO VGA: Magicool MC-RAD360G2, Bomba+Res integrados (500l/h) e Swiftech MCW82

Objetivo dos testes: Extrair o máximo de desempenho da Radeon HD4850 visando obter resultados competitivos no ranking do HWBOT e de quebra mostrar o máximo que é possível tirar da placa com diferentes configurações, tal como mostrar o que as modificações fizeram por nós nesse cenário. Explicações acerca de como os testes foram conduzidos estão contidas nos textos que acompanham os resultados a seguir.

Resultados:

Começando com a VGA sem modificações para ver até onde conseguia chegar com a mesma usando refrigeração a água, consegui completar o 3dmark03 com o GPU rodando @ 750MHz e memória @ 1120. Um adendo importante é que em todos os resultados que mostrarei a seguir, o GPU sequer chegou perto da marca dos 50ºC e olha que estava usando apenas um fan de 100CFM no radiador triplo, ou seja, ainda existe margem para melhoras nesse sentido!

Aqui também aproveitei para medir a tensão padrão do GPU e das memórias e o fiz durante o GT3 do 3DMark03, onde cheguei em aproximadamente 1175mV pro GPU e 2000mV para as memórias sendo que utilizei aqueles pads para solda de capacitores no VRM do GPU e o terminal do indutor do VRM das memórias para fazer essas medições, então tenham em mente que a tensão no GPU deve ser um pouco menor que essa, afinal de contas, deve existir uma pequena queda de tensão por conta das perdas no condutor em razão da distância da carga (GPU) para o VRM, então, se alguém já viu o pessoal recomendando usar um ponto de medição para tensão do CPU/GPU o mais próximo possível do mesmo, esse é o motivo… De todo modo, devo considerar as leituras obtidos como boas o suficiente nesse caso.

STOCK

Após isso, parti para os testes com vmod usando apenas um fan de uns 60CFM para refrigeração do VRM e logo percebi que o VRM estava esquentando horrores, o que poderia estar limitando o overclock e também que provavelmente por conta do OCP, a placa “desligava” durante o GT3 ao exceder 1500mV no GPU, de todo modo, ainda sim consegui completar uma run com o GPU rodando @ 900MHz, memória @ 1200MHz com 1475mV/2180mV, respectivamente.

VMOD

E por fim, após esse resultado fiz o restante das modificações, soldando os capacitores extras, instalando o dissipador no VRM e substituindo o fan de 60CFM pelo monstruoso Vizo Windstorm 110CFM sendo que essas alterações me renderam +20MHz no GPU e +40MHz nas memórias em relação ao resultado obtido acima e isso sem mexer no ajuste de tensão, o que considero um bom ganho! 🙂

Como esse foi o limite para essa VGA enquanto que usando o VRM de fábrica e refrigeração a água, visando obter o melhor resultado possível, tratei de forçar um pouco mais meu “sofrido” i7 4770K, puxando o mesmo aos 4.9GHz com apenas 2c/2t, obtendo assim o score de 67609 marks e 17.1 pontos no HWBOT apenas com esse resultado. 🙂

VMOD+CAPMOD

Para resumir tudo o que foi obtido até o momento, compilei uma tabela com a condição de teste e o resultado em termos clock e tensão obtidos, algo que será de grande valia em um futuro próximo… 😉

Então por enquanto é só! Mas fiquem ligados que em breve devo trazer algumas cenas para o próximo “capítulo” e quem sabe ai completar as duas linhas em branco da tabela acima.

Até a próxima! 😀

 

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