[Review] Gainward GTX 1660 Ti Pegasus OC

Fala pessoal, beleza?

Nesse review irei analisar a Gainward GTX 1660 Ti Pegasus OC, que trata-se de uma VGA Mid-End usando a arquitetura Turing porém sem o hardware dedicado a Ray Tracing que até então caracterizava as placas usando essa arquitetura e o prefixo “RTX”, que aqui foi deixado de lado em favor do bom e velho “GTX”.

A placa em questão é um modelo compacto que utiliza apenas um fan para refrigeração e é vendido no Brasil com a marca Gainward, que apesar de relativamente desconhecida por aqui, trata-se de um fabricante antigo e que em alguns mercados também vende as suas placas com o nome Palit.

A caixa destaca bem a série e o modelo da placa, tal como a quantidade/padrão de memória utilizados, arquitetura da GPU e suporte a tecnologias como Ansel.

A placa vem acomodada dentro de uma caixa de papelão simples forrada com espuma, o que cumpre o seu papel no que diz respeito a proteção da placa. Sobre os acessórios, acompanham a placa apenas uma mídia com drivers e um guia rápido de instalação, certamente um kit bastante “franciscano”. 🙂

Como disse anteriormente, essa GTX1660 Ti é um modelo compacto cujo comprimento não excede os 17cm e que utiliza um cooler dual-slot com heatpipes e apenas um fan de 92mm para garantir o fluxo de ar no dissipador. Também é bom salientar, especialmente nesses tempos em que tudo é RGB, que essa placa não possui nenhum LED ou iluminação.

No espelho traseiro, a Gainward optou oferecer 1x Displayport, 1x HDMI e uma porta DVI, garantindo assim a compatibilidade com praticamente qualquer monitor que tenha sido fabricado após o período Jurássico e que tenha ao menos suporte a DVI, o que considero uma boa decisão por parte do fabricante. 🙂

A GTX 1660Ti usa apenas um conector de força de 8 pinos, o que novamente, não deve ser problema para qualquer fonte de qualidade fabricada de 2010 em diante. Ainda falando sobre isso, o TDP dessa placa é de apenas 120W, o que significa que até mesmo uma fonte de 400W deve dar conta do recado com tranquilidade.

Antes de partir para a analise do pcb/cooler é necessário deixar claro que “abrir essa placa” viola a garantia com o fabricante devido ao lacre colocado em um dos parafusos do cooler, portanto, se você tem planos de instalar um waterblock ou trocar a interface térmica original, desde já sugiro ir atrás de um modelo de outro fabricante que tenha uma política de garantia diferente ou ao menos tenha ciência que ao abrir essa placa, você também abre mão da garantia da mesma.

Em relação ao dissipador utilizado, a Gainward optou por um design com 3 heatpipes, o qual faz contato com o GPU indiretamente através de uma baseplate, na qual também é responsável pela refrigeração das memórias e VRM, fazendo contato com os mesmos por meio de thermal pads. O fan é fixo nessa “estrutura” de plástico que é parafusada ao dissipador e o único jeito de remover a mesma é removendo o cooler da placa.

Finalmente chegamos ao pcb da placa, onde podemos ver o GPU TU116, os seis chips de memória GDDR6, o VRM de 4+2 fases, os shunts usados para medição do consumo da placa, o conector de força e os demais componentes.

O variante do GPU usado na Gainward GTX1660 Ti é o TU116-400A-A1, fabricado na TSMC usando o processo 12FFN, que trata-se de uma otimização do processo 16FF usada exclusivamente pela nVidia. O die do TU116 possui 284mm² de área, algo um pouco menor que o GP104 (314mm²) e maior que o Polaris 10/20/30 (232mm²). Ao contrário do que ocorre nas Turing equipadas com os GPUs TU102/104/106, onde existem as variantes “A” e “não-A” do GPU, sendo o primeiro destinados aos modelos mais rebuscados com overclock de fabrica, com o TU116 não existe essa distinção.

Em termos funcionais, o TU116-400 apresenta 24 SMs (1536 Cuda Cores), 96 TMUs, 48 ROPs e barramento de memória de 192-bits sendo essa a variante “completa” do GPU. Visando manter a competitividade do TU116 em aplicações/jogos que fazem uso de FP16 (exemplo: Wolfenstein II) para oferecer maior desempenho, a nVidia desenvolveu unidades dedicadas ao processamento dessas operações e as integrou no SM do TU116, o que é bem interessante pois nos GPUs Turing maiores isso fica por responsabilidade dos Tensor Cores.

Os chips de memória GDDR6 são os Micron D9WCR e após uma rápida busca, cheguei no código Micron MT61K256M32JE-12, que diz que essas memórias são de 12Gbps e aparentemente, são usadas em todos modelos de GTX1660 Ti lançados até o momento, ainda que a Samsung e a Hynix também produzam memórias GDDR6.

E enfim chegou a hora  dos VRMs! Nas fotos abaixo é possível ver o VRM do GPU/VRAM, onde as quatro fases relativas ao GPU usam indutores de 0.22uH (R22) e nas fases relativas as memórias foram usados outros dois indutores de valor não identificado.

Ainda sobre os VRMs, como disse anteriormente, foi adotado um design usando 4+2 fases onde para o GPU foi utilizado o controlador NCP81611 operando com quatro fases e para as memórias, foi utilizado o controlador NCP81278 operando com duas fases. Em relação a possíveis voltmods, ao que tudo indica, o procedimento é aquele padrão de encontrar um ponto de solda que esteja ligado no pino FB (29 no NCP81611 e 11 no NCP81278), 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, entretanto, como não testei o procedimento também não posso garantir o seu funcionamento.

No estágio de alimentação do GPU, foi usado o NCP302055, que é um CI Powerstage (aqueles que integram mosfets low-side, high-side e driver em um único encapsulamento) fabricado pela OnSemi e capaz de fornecer uma corrente média de 50A na saída, o que é mais do que o suficiente para um GPU como o TU116 mesmo considerando possíveis “maldades” com OC Extremo. Uma das vantagem dessa integração é que pelo fato de ambos os mosfets estarem no mesmo die, os tempos de subida (tr), queda (tf) e rds(on), sendo que esse ultimo nem sequer costuma ser citado no datasheet desse tipo de CI, costumam ser um tanto baixos, o que contribui para menores perdas de chaveamento e portanto para maior eficiência no funcionamento do VRM.

No VRM das memórias foram utilizados um FDPC5018SG por fase sendo que esse componente integra apenas dois mosfets enquanto que a funcionalidade do driver fica por conta do controlador PWM. Cada um desses componentes é capaz de entregar até 30A, o que também é mais do que o suficiente para alimentação das memórias. 🙂

No estágio de filtragem, foram utilizados capacitores de 820uF 3V na saída, dois capacitores de tântalo de 470uF localizados logo atrás do GPU e um filtro LC de entrada com vários capacitores de 270uF 16V, o que é satisfatório. Caso alguém tenha interesse em melhorar isso fazendo modificações na placa, existe espaço para instalação de mais dois capacitores de tântalo logo atrás do GPU, o que pode (ou não!) render alguns MHz a mais. 🙂

Ainda em relação ao GPU Boost, nas placas Turing o mesmo sofreu um “upgrade” e agora está em sua quarta interação. Em relação a versão 3.0, foi adicionada a possibilidade de configurar a curva de clock em função da temperatura, algo que pode ser especialmente útil para se tirar um pouco mais de desempenho do GPU em situações onde existem limitações na refrigeração da VGA (por exemplo: um gabinete com fluxo de ar reduzido). Em casos onde não existe nenhuma limitação do tipo, como é o caso nesse review, o melhor ajuste consiste simplesmente em deslocar a curva inteira para a direita, formando um retângulo ali no gráfico. No demais, o GPU Boost 4.0 continua funcionando da mesma forma do seu antecessor e permitindo os mesmos ajustes com base no offset ou da curva F/V. 🙂

Para acessar a configuração dessas curvas no Afterburner, como no screenshot abaixo, basta usar o atalho CTRL+F e dai ajustar os pontos conforme a necessidade e navegar entre as diferentes curvas usando as duas abas no topo do janela. Para facilitar a otimização de todos os pontos dessa curva, outros softwares (ex: EVGA Precision X1) trazem uma função “Scanner” que determinam offset ideal para a curva automaticamente poupando assim algum tempo no usuário na hora de otimizar ainda mais o funcionamento da GPU.

É importante salientar que fatores ambientais (ex: temperatura) e físicos (ex: tdp) desde sempre foram levados em consideração pelo algoritmo do GPU Boost, entretanto era muito mais simples de se “driblar” os mecanismos responsáveis pela leitura dos mesmos usando biosmod ou hardmod para forçar a placa a rodar sempre no clock máximo. Assim como nas GPUs Pascal, a abordagem ideal para se tirar o máximo de performance dos GPUs Turing é um pouco diferente devido a como o algoritmo do GPU Boost 3/4 trabalha a curva F/V em relação a temperatura do GPU, isso implica que mesmo sem alterar quaisquer parâmetros relacionados a clock de GPU/RAM, se de alguma forma você conseguir aumentar o Power Target e manter o GPU abaixo de um certo patamar de temperatura (digamos que, 50ºC), automaticamente a placa vai manter o clock do GPU no ponto máximo por mais tempo, o que trás ganhos óbvios de performance como veremos adiante. 🙂

Isso é muito legal, mas como saber se a VGA está esbarrando nesses limites? Bom, existe um parâmetro chamado “PerfCap Reason” que pode ser monitorado pelo GPU-Z e ele indica qual a variável que está limitando a performance do GPU. No caso existem cinco variáveis e é possível esbarrar em mais de uma delas ao mesmo tempo e como mostrarei adiante, eliminar as causas do “PerfCap” podem ser muito benéficas para a performance da placa. 🙂

vRel = Reliability. Indicating performance is limited by voltage reliability.
VOp = Operating. Indicating performance is limited by max operating voltage (Hardware Limit).
Pwr = Power. Indicating performance is limited by total power limit.
Thrm = Thermal. Indicating performance is limited by temperature limit.
Util = Utilization. Indicating performance is limited by GPU utilization.

Configurações utilizadas:

CPU: Ryzen 7 2700X (Obrigado AMD!)

MOBO: ASUS ROG Crosshair VII HERO

RAM: 2x8GB Patriot Viper Steel 4400 CL19 (Obrigado Patriot!)

VGA: Gainward GeForce GTX 1660Ti (Obrigado Terabyteshop!)

STORAGE: SSD Crucial BX500 240GB (Obrigado Terabyteshop!)

PSU: Antec Quattro 1200W

SO: Windows 7 x64 SP1 (Forceware 419.35), Windows 10 x64 1809

EQUIPAMENTOS EXTRAS: Medidor de consumo (Wattímetro, amperímetro) de tomada, basicamente um Kill-a-Watt genérico.

Objetivo dos testes:

Avaliar a performance da Gainward GTX1660 Ti do ponto de vista de um overclocker, ou seja, usando benchmarks que são utilizados em cenário competitivo (HWBOT), verificar a performance da placa usando o cooler padrão e com um pequeno mod no mesmo e por fim, verificar se a solução de refrigeração de fabrica cumpre o seu papel. Explicações acerca da metodologia adotada ou de como os testes foram conduzidos estão contidas nos textos que acompanham os resultados a seguir. 😉

Para todos resultados, menos os 3dmarks “competitivos”, o driver foi mantido nas configurações padrão com exceção do gerenciamento de energia que estava em “Desempenho Máximo”.

Resultados:

Primeiramente, vamos ver como o sistema de refrigeração da Gainward se sai. Considero esse teste bastante relevante pois assim como disse anteriormente, nas GPUs Turing, quanto menor a temperatura do GPU, maiores as chances do GPU Boost 4.0 manter a placa funcionando no ponto máximo da curva F/V. Para fazer esses testes, usei o Unigine Superposition no preset “4K Optimized”, que é um benchmark suficientemente longo (cerca de 3 minutos de duração) e que simula bem uma carga de “uso real” do GPU, em outras palavras, não é um “power virus” como o Furmark que estressa a VGA a níveis irreais e normalmente faz a placa entrar em throttling por comando do driver.

No gráfico abaixo, temos os resultados obtidos para diferentes configurações de clock e rotação do fan e como é de praxe por essas bandas, adotei nos gráficos o delta T (ΔT), que trata-se da diferença entre a temperatura do GPU (no caso) e a ambiente, retirando assim esse ultimo fator da jogada.

O teste em stock com fan @ 100% foi conduzido com o PT @ 108% (130W – máximo possível para essa placa sem mods), os testes com OC também foram conduzidos com o PT @ 108%, a ideia do teste com fan @ 70% foi mostrar o melhor resultado possível de se obter mantendo um nível de ruído aceitável para uso diário. Também inclui nesse gráfico o resultado obtido com biosmod para liberar o PT até 125% (150W) e utilizando um Vizo Windstorm 110CFM no lugar do fan original.

Algo que também é digno de nota é que com o PT @ 108% (130W), a GTX 1660Ti fica limitada pelo “Pwr” boa parte do tempo, o que significa que é possível extrair mais desempenho dessa placa com modificações relacionadas ao Power Target, entretanto, ao liberar mais “potência” pro GPU usar, o consumo e dissipação de calor também tendem a aumentar, portanto, é necessário que tenha uma boa margem térmica pois senão corre-se o risco de remover a limitação a potência e ai ficar limitado pela temperatura. 😉

E os resultados obtidos foram bastante positivos! O pior caso foi com o Fan 70% e OC onde apresentou-se um ΔT de 47.8ºC, o que significa que a temperatura do GPU só deve chegar nos 80ºC em load para um temperatura ambiente na casa dos 32ºC+, o que é bastante razoável se considerarmos que dessa forma o ruído de operação ainda se mantém em níveis bastante civilizados, que também a placa está com overclock e que esse sistema de refrigeração é bastante compacto!

Tenham em mente que esses testes aqui são todos conduzidos em bancada e que a temperatura “ambiente” dentro de um gabinete tende a ser maior que a temperatura ambiente de fato, o que é um detalhe importante caso alguém venha a tentar reproduzir os testes aqui realizados. 😉

Como é possível ver nas legendas no eixo do gráfico acima, fiz o overclock via offset e logo na galeria abaixo, temos o comportamento da placa em termos dos clocks e temperaturas (valores absolutos aqui, não são os deltas) ao longo do benchmark.

Por esses gráficos fica bastante evidente o funcionamento do GPU Boost e a influência dos fatores externos no clock do GPU, conforme expliquei anteriormente. Notem que ao “domar” (leia-se, resultado com as modificações) duas causas para a placa estar batendo no PerfCap (Pwr e Thrm) houve uma estabilidade muito maior no clock da placa, enquanto que nos demais gráficos, é possível observar o efeito do PerfCap por potência causa nos clocks do GPU. No gráfico abaixo é possível ver o ganho no resultado do benchmark em cada uma das situações expostas acima.

Em relação ao consumo do sistema, a GTX1660 Ti se mostrou bastante “frugal” e não chegou nem perto dos 300W, mesmo com overclock. Tenham em mente que os valores aqui apresentados são do sistema todo e são aproximados, afinal de contas, meu wattímetro não possui função datalogger, o que permitiria uma maior precisão nas medições, de qualquer forma, é possível ter pelo menos uma noção do consumo do sistema.

Para esse teste de consumo, o Ryzen 7 2700X estava operando @ 4200 1.35V LLC 1 e VDDSOC @ 1.025V LLC 2, a RAM estava @ 3533 16-16-16-38 GD ON 1.42V utilizando o perfil do The Stilt da Crosshair VII Hero.

Sobre os obtidos nos benchmarks competitivos, a ideia inicial era montar o loop com o Swiftech MCW82 na 1660Ti para ver o que ia dar, entretanto, a furação da placa se mostrou incompatível com o bloco e por isso tive que ir atrás de alguma alternativa e entre erros e acertos, a supracitada “gambiarra” usando o Vizo Windstorm no lugar do fan padrão foi a que apresentou melhor rendimento.

Já em relação a BIOS, utilizei uma de um modelo ITX da GIGABYTE que liberou o PT até +125W (150W) e usei uma versão modificada do NVFlash que permite usar bios de fabricantes diferentes em placas diferentes (board ID mismatch), algo que oficialmente é impossível nas Turing. De todo modo, tive alguma sorte dessa bios ter funcionado perfeitamente nessa placa, algo que nem sempre ocorre geralmente por conta de placas usarem memórias diferentes e em alguns casos, controladores PWM diferentes, portanto, a dica que dou é que se alguém for fazer esse tipo de modificação, deve ficar atento as memórias suportadas e principalmente, fazer backup da bios original antes para usar em caso de falha.

Assim, foi possível obter vários ótimos resultados com a Gainward GTX 1660Ti e pegar alguns ouros em sua categoria no HWBOT, sendo que os resultados abaixo foram obtidos após essas modificações enquanto que os demais resultados que estão lá foram obtidos antes disso e por isso preferi não misturar com esses aqui. 🙂

Conclusão:

A Gainward GTX1660 Ti se mostrou uma placa simples porém bem construída, usando bons componentes e que apesar do cooler apresentar dimensões compactas e usar apenas uma ventoinha, o mesmo cumpriu muito bem o seu papel dentro daquilo na qual ele foi projetado, ou seja, manter a temperatura do GPU com TDP de até 130W na casa dos 70~75ºC operando com relativo silêncio. Ainda devo destacar, ai como maior mérito da nVidia, o excelente trabalho feito no TU116 que se mostrou um GPU extremamente eficiente, com o sistema inteiro não chegando nem perto dos 300W mesmo com o biosmod e coolermod, o que é excelente!

Em relação ao preço, a Gainward GTX 1660Ti Pegasus OC pode ser encontrada no Brasil por cerca de R$1600, o que a coloca em um patamar de preço bem próximo a aquele cobrado nas RX590, sendo que ela apresenta melhor desempenho e consumo muito menor que essa ultima, o que justifica o preço um pouco maior.

E é isso! Comentários, críticas e sugestões são bem-vindas! Até a próxima!