чип 1060 6gb какой

Переделка GeForce GTX 1060 в GeForce GTX 1070 или создание видеокарты Франкенштейна

Доброго времени суток! Пару дней назад камрад mishgane обратил мое внимание на интереснейший эксперимент, проведенный сервисным центром CORE.

К ним в руки попала неисправная видеокарта Gigabyte GeForce GTX 1060 6ГБ, которая при ближайшем рассмотрении оказалась очень интересной.

На первый взгляд выглядит как обычная, недорогая версия GTX 1060:

При ближайшем рассмотрении на себя обращает внимание необычно крупный графический процессор с маркировкой GP104:

Сравнение с обычной GeForce GTX 1060 6ГБ:

Напомню, что вариаций GeForce GTX 1060 насчитывается 5 штук. Вот таблица с характеристиками:

После последовательной проверки всех компонентов на плате инженер убеждается, что неисправен именно графический процессор. Замена его на графический процессор от GeForce GTX 1060 невозможна, так как он будет обращаться к нераспаянным банкам памяти.
Поэтому принято решение провести эксперимент, пересадив графический процессор от GeForce GTX 1070.

Чип пересажен, посмотрим, как видеокарта определится в Windows с биосом от GeForce GTX 1060:

Видеокарта определяется как GeForce GTX 1070, это важно, значит идентификатор находится в чипе видеокарты.
GPU-Z показывает вот такую картину:

При поиске биоса с минимальным для GeForce GTX 1070 лимитом потребления, выясняется первый неприятный нюанс: GeForce GTX 1070 с памятью Hynix не существует в природе. Значит, предстоит замена чипов памяти.
Если бы память оказалась производства Samsung или Micron, менять ее не пришлось.

“Франкенштейн” не хочет оживать, прошить биос от GeForce GTX 1070 обычными методами не удается. Nvidia максимально усложнила работу с неродными биосами. Приходится прибегнуть к программатору:

Жизненный цикл семейства Pascal подошел к концу, а мы так и не дождались редактора биос. Печально.

Программный комплекс mods показывает ошибки по всем чипам памяти. Тайминги памяти Hynix не совпадают с Samsung или Micron:

Теперь предстоит замена конфигурационных резисторов. Вот так они выглядят на Gigabyte GeForce GTX 1070 с памятью Micron:

Вот так на подопытной видеокарте:

А вот так на обычной GeForce GTX 1060:

Вопреки ожиданиям карта не завелась, только после перепайки конфигурационных резисторов в положение, как на GeForce GTX 1060, тест памяти пройден:

Видеокарта инициализируется в Windows, драйвера устанавливаются, даже майнинг Ethereum идет без ошибок.
Но, серьезная нагрузка в виде FurMark заставляет сработать защиту по питанию.

Система питания осталась от GeForce GTX 1060 и 4 фазы явно не хватает для более прожорливого чипа. Похоже, предстоит замена транзисторов питания.

Транзисторы верхнего плеча, довольно посредственные AON6594, рассчитанные на ток 35 ампер, заменены на QM3054M, рассчитанные на ток 97 ампер!
Транзисторы нижнего плеча, AON6360 рассчитанные на ток 85 ампер, заменены на QM3056M, рассчитанные на ток 103 ампера.

Объем переделок уже поистине впечатляет! Заменены: графический процессор, память и система питания.

После произведенной замены транзисторов и мосфетов силовая часть выглядит вот так:

После усиления системы питания Heaven benchmark работает, FurMark тоже, но потребление слишком высоко, выше 150 ватт.
Частота и напряжение слишком высоки для FurMark, потребление отображается некорректно и замеряется лабораторным блоком питания.

Придется заменить шунты у микросхемы контроля потребления. После подбора шунтов, прошивки очередного биоса, теперь уже от EVGA, и перепайки обвязки памяти, видеокарта начинает работать более адекватно, частоты и напряжение типичны для FurMark.

Надо отдать должное автору, объем доработок все растет, а он не опускает руки.
С такими навыками можно делать оверклокерские варианты плат с повышенным напряжением на GPU и усиленной системой питания.

Проверка видеокарты в 3dmark с максимальными настройками подтверждает, что используется более 6 гигабайт видеопамяти. “Франкенштейн” уже почти превратился в GeForce GTX 1070.

И наконец, после замены разъема дополнительного питания PCI-E с 6-пинового на 8-пиновый, видеокарта окончательно превращается в GeForce GTX 1070 и проходит 3dmark с соответствующей производительностью.

Выводы.

Таким образом можно переделать практически любую GeForce GTX 1060 в GeForce GTX 1070, за исключением карт с 3-мя фазами питания.

Еще данный метод позволит увеличить объем памяти 3-х гигабайтных версий GeForce GTX 1060 до 6 гигабайт. Или сделать “обрезок” от GeForce GTX 1070 с уменьшенным объемом памяти.
Все дело в конфигурационных резисторах.

Конечно, эксперимент получился довольно трудоемок и дорог, но поле применения для него огромно. После бума майнинга вторичный рынок заполнен видеокартами GeForce GTX 1070 и 1060, как в рабочем состоянии, так и не очень, так что доноров предостаточно.

Еще нужно учесть, что донор для создания “Франкенштейна” попался не самый удачный. Видеокарта с памятью Samsung или Micron и более мощной системой питания подошла бы гораздо лучше, и трудозатраты существенно уменьшились бы.

К примеру, у моей MSI GTX 1060 Gaming X 6G в биосе зашит лимит потребления по умолчанию в 200 ватт. Были моменты, во время экспериментов с редкими криптовалютами, когда ее потребление кратковременно переваливало за 160 ватт.
Защиты в драйвере, как от FurMark, от таких сценариев нет.

Теоретически, в разгоне, с небольшим повышением напряжения, под этим алгоритмом можно было получить потребление и в 180-190 ватт, но так рисковать видеокартой я не стал.
Вот такие видеокарты вполне смогут пережить пересадку графического процессора от GeForce GTX 1070 без замены системы питания.

А представляете, какие перспективы открываются в плане создания уникальных видеокарт для рекордов разгона?

Источник

Видеоускоритель Nvidia GeForce GTX 1060

Содержание

Представляем базовый детальный материал с исследованием Nvidia GeForce GTX 1060.

Справочные материалы

Объект исследования: Ускоритель трехмерной графики (видеокарта) Nvidia GeForce GTX 1060 6 ГБ 192-битной GDDR5 PCI-E

Сведения о разработчике: Компания Nvidia Corporation (торговая марка Nvidia) основана в 1993 году в США. Штаб-квартира в Санта-Кларе (Калифорния). Разрабатывает графические процессоры, технологии. До 1999 года основной маркой была Riva (Riva 128/TNT/TNT2), с 1999 года и по настоящее время — GeForce. В 2000 году были приобретены активы 3dfx Interactive, после чего торговые марки 3dfx/Voodoo перешли к Nvidia. Своего производства нет. Общая численность сотрудников (включая региональные офисы) около 5000 человек.

Часть 1: Теория и архитектура

Еще весной компания Nvidia начала очередную волну выхода новых графических процессоров на рынок, но это были видеокарты верхнего ценового сегмента — GeForce GTX 1080 и GTX 1070, предназначенные для энтузиастов. Их конкурент, в свою очередь, выпустил хоть и менее производительное, но зато гораздо более дешевое решение в виде Radeon RX 480, которое явно нацелено на более массового покупателя. Естественно, Nvidia не могла не ответить на этот анонс, еще 7 июля объявив о скором выпуске нового графического процессора — GeForce GTX 1060, который и пополнил сегодня семейство игровых решений на основе архитектуры Pascal.

Напомним, что новейшая графическая архитектура Nvidia Pascal использует 16-нанометровый FinFET-техпроцесс, который играет особую роль в достижении более высокой производительности и энергоэффективности. Это позволило сделать чипы, имеющие большее количество исполнительных блоков и работающие на высокой тактовой частоте, по сравнению с предшественниками — аналогичными решениями архитектуры Maxwell. В дополнение к этому, инженеры Nvidia хорошенько поработали с дизайном конкретных чипов семейства Pascal, чтобы достичь высоких тактовых частот при минимально возможном потреблении энергии. В результате эта архитектура стала явным рекордсменом по скорости и энергоэффективности.

Сегодняшняя новинка основана на новом чипе GP106, в отличие от двух предыдущих, использующих один и тот же GPU GP104. Как и топовые видеокарты архитектуры Pascal, среднеценовая GeForce GTX 1060, серьезно отличается от решений из предыдущей линейки компании повышенной производительностью и энергоэффективностью. От своих старших собратьев модель GeForce GTX 1060 отличается в основном тем, что имеет лишь 1280 вычислительных ядер и 6 ГБ GDDR5-памяти с 192-битной шиной.

При производстве нового графического процессора также используется техпроцесс 16 нм компании TSMC, поэтому даже с меньшим количеством функциональных блоков, новинка обеспечивает производительность как минимум на уровне GeForce GTX 980 — при чуть ли не в полтора раза меньшем энергопотреблении! Ну а самое главное — GeForce GTX 1060 имеет рекомендуемую цену для рынка США всего лишь в 249 долларов (для России — 19 тысяч рублей), поэтому предназначена для более широкого круга потребителей по сравнению со старшими моделями GTX 1080 и GTX 1070.

Видеокарта GeForce GTX 1060 является отличной возможностью для модернизации видеоподсистемы для тех, кто до сих пор использует устаревшие видеокарты предыдущих поколений. Благодаря высокой эффективности архитектуры Pascal, новинка обеспечивает производительность на уровне предыдущей топовой модели GeForce GTX 980, потребляя всего лишь 120 Вт энергии. Кроме этого, новый GPU поддерживает множество новых возможностей, вроде асинхронных вычислений, уровня поддержки возможностей Feature Level 12_1 для DirectX 12, а также собственных технологий компании: Simultaneous Multi-Projection и других.

Рассмотрим подробные характеристики видеоплаты GeForce GTX 1060, основанной на новом графическом процессоре GP106.

Вышедшая сегодня видеокарта GeForce GTX 1060 получила логичное наименование, схожее с таким же решением из предыдущей серий GeForce. Неудивительно, что оно отличается от своего прямого предшественника GeForce GTX 960 лишь измененной первой цифрой поколения. Новинка стала в текущей линейке компании на шаг ниже вышедшего ранее решения GeForce GTX 1070, являющегося средним по скорости в новой серии.

Графический процессор GP106 имеет 192-битную шину памяти, поэтому объем установленной на видеокарту памяти с такой шиной может быть равен 3 или 6 ГБ. Меньшего значения в современных условиях откровенно недостаточно, и многие игровые проекты даже в Full HD-разрешении будут упираться в нехватку видеопамяти, что серьезно скажется на плавности рендеринга. Чтобы обеспечить максимальную производительность нового решения в условиях высоких настроек, модель видеокарты GeForce GTX 1060 была оснащена 6 ГБ видеопамяти, чего вполне хватит для запуска любых 3D-приложений с любыми настройками качества. Более того, на сегодня разницы между 6 и 8 ГБ просто нет, а немного денег такое решение сэкономит.

Единственное, что нас настораживает — так это упорные слухи о существовании менее дорогих вариантов GTX 1060 с 3 ГБ, которые якобы готовили некоторые из партнеров Nvidia. Если это будет именно менее дорогой вариант GTX 1060, то мы бы не советовали приобретение 3-гигабайтного варианта этой платы. А вот если разносящие слухи перепутали секретную плату с менее производительной моделью в целом (к примеру, гипотетической GTX 1050), то все в порядке — для заметно менее дорогого варианта хватит и 3 ГБ памяти.

Значение типичного энергопотребления для новинки составляет 120 Вт, что меньше значения для GTX 1070 на 20% и равно потреблению энергии видеокартой предыдущего поколения GeForce GTX 960, имеющей куда меньшую производительность и возможности. Референсная плата имеет привычный набор разъемов для присоединения устройств вывода изображения: один Dual-Link DVI, один HDMI и три DisplayPort. Причем появилась поддержка новых версий HDMI и DisplayPort, о которой мы писали в обзоре модели GTX 1080.

Длина референсной платы GeForce GTX 1060 равна 9,8 дюйма (25 см), а из отличий от старших вариантов отдельно отметим то, что GeForce GTX 1060 не поддерживает конфигурацию многочипового рендеринга SLI, и не имеет специального разъема для этого. Так как плата потребляет меньше энергии, чем старшие модели, то для дополнительного питания на плату установили один 6-контактный разъем PCI-E внешнего питания.

Архитектурные изменения

Видеокарта GeForce GTX 1060 основана на абсолютно новом графическом процессоре модели GP106, который функционально ничем не отличается от первенца архитектуры Pascal в виде чипа GP104, на котором основаны топовые модели GeForce GTX 1080 и GTX 1070. Эта архитектура взяла в основу решения, отработанные еще в Maxwell, но в ней есть и некоторые функциональные отличия, о которых мы подробно писали в обзоре топовой видеокарты GeForce GTX 1080.

Видеочип GP106 по своему устройству схож с топовым чипом Pascal и аналогичными решениями архитектуры Maxwell, и подробные данные об устройстве современных GPU вы можете найти в наших обзорах предыдущих решений компании Nvidia. Как и предыдущие графические процессоры, чипы новой архитектуры имеют разную конфигурацию вычислительных кластеров Graphics Processing Cluster (GPC), потоковых мультипроцессоров Streaming Multiprocessor (SM) и контроллеров памяти:

Графический процессор GP106 имеет в своем составе два кластера GPC, состоящие из 10 потоковых мультипроцессоров (Streaming Multiprocessor — SM), то есть ровно половину от имеющегося в GP104. Как и в старшем GPU, каждый из мультипроцессоров содержит по 128 вычислительных ядер, по 8 текстурных блоков TMU, по 256 КБ регистровой памяти, по 96 КБ общей памяти и по 48 КБ кэш-памяти первого уровня. В результате, GeForce GTX 1060 содержит в целом 1280 вычислительных ядер и 80 текстурных модулей — вдвое меньше, чем у GTX 1080.

А вот подсистема памяти GeForce GTX 1060 не была урезана вдвое относительно топового решения, она содержит шесть 32-битных контроллеров памяти, дающих итоговую 192-битную шину памяти. При эффективной частоте GDDR5-видеопамяти для GeForce GTX 1060, равной 8 ГГц, пропускная способность достигает 192 ГБ/с, что для решения такого ценового сегмента весьма неплохо, особенно с учетом высокой эффективности ее использования в Pascal. К каждому из контроллеров памяти привязаны восемь блоков ROP и 256 КБ кэш-памяти второго уровня, поэтому в целом полная версия графического процессора GP106 содержит 48 блоков ROP и 1536 КБ L2-кэша.

Для снижения требований к пропускной способности памяти и более эффективного использования имеющейся в архитектуре Pascal было дополнительно улучшено внутричиповое сжатие информации без потерь, которое способно сжимать данные в буферах, получая прирост в эффективности и производительности. В частности, в чипах нового семейства были добавлены новые методы дельта-сжатия с соотношением 4:1 и 8:1, обеспечивающие дополнительные 20% к эффективности ПСП по сравнению с предыдущими решениями семейства Maxwell.

Базовая частота нового GPU равна 1506 МГц — ниже этой отметки частота не должна опускаться в принципе. Типичная турбо-частота (Boost Clock) намного выше и равна 1708 МГц — это среднее значение реальной частоты, на которой работает графический чип GeForce GTX 1060 в большом наборе игр и 3D-приложений. Реальная Boost-частота зависит от игры и условий, в которых происходит тестирование.

Как и остальные решения семейства Pascal, модель GeForce GTX 1060 не просто работает на высокой тактовой частоте, обеспечивая высокую производительность, но имеет и приличный запас по возможности разгона. Первые опыты говорят о возможности достижения частот порядка 2 ГГц. Неудивительно, что партнеры компании готовят в том числе и фабрично разогнанные варианты видеокарты модели GTX 1060.

Итак, главным изменением новой архитектуры стал технологический процесс 16 нм FinFET, применение которого при производстве GP106 позволило значительно повысить сложность чипа при сохранении сравнительно невысокой площади в 200 мм², поэтому данный чип архитектуры Pascal имеет заметно большее количество исполнительных блоков по сравнению с чипом Maxwell похожего позиционирования, произведенным с применением техпроцесса 28 нм.

Если GM206 (GTX 960) с площадью в 227 мм² имел под 3 млрд. транзисторов и 1024 ALU, 64 TMU, 32 ROP и 128-битную шину, то новый GPU вместил в 200 мм² уже 4,4 млрд. транзисторов, 1280 ALU, 80 TMU и 48 ROP с 192-битной шиной. Да еще при почти в полтора раза более высокой частоте: 1506 (1708) против 1126 (1178) МГц. И это при одинаковом энергопотреблении в 120 Вт! В итоге, графический процессор GP106 стал самым энергоэффективным графическим процессором. Скорее всего, по этому показателю он превосходит и GP104, так как младшие чипы обычно эффективнее более сложных.

Новые технологии Nvidia

Одной из самых интересных технологий компании, которая поддерживается GeForce GTX 1060 и другими решениями семейства Pascal, является технология Nvidia Simultaneous Multi-Projection. Мы уже писали об этой технологии в обзоре GeForce GTX 1080, она позволяет использовать несколько новых техник для оптимизации рендеринга. В частности — одновременно проецировать VR-изображение сразу для двух глаз, в разы повышая эффективность использования GPU в условиях виртуальной реальности.

Для поддержки SMP во всех графических процессорах семейства Pascal есть специальный движок, который находится в PolyMorph Engine в конце геометрического конвейера перед блоком растеризации. С его помощью GPU может одновременно проецировать геометрический примитив на несколько проекций из одной точки, при этом эти проекции могут быть стерео (т. е. поддерживается до 16 или 32 проекций одновременно). Эта возможность позволяет графическим процессорам Pascal точно воспроизводить искривленную поверхность для VR-рендеринга, а также корректно выводить изображение на многомониторные системы.

Важно, что технология Simultaneous Multi-Projection уже сейчас интегрируется в популярные игровые движки (Unreal Engine и Unity) и игры, и на сегодняшний день о поддержке технологии заявлено для более чем 30 игр, находящихся в разработке, включая такие известные проекты, как Unreal Tournament, Poolnation VR, Everest VR, Obduction, Adr1ft и Raw Data. Интересно, что хотя Unreal Tournament не является VR-игрой, но в ней SMP используется для достижения более качественной картинки и повышения производительности.

Еще одной долгожданной технологией стал мощный инструмент для создания скриншотов в играх Nvidia Ansel. Этот инструмент позволяет создавать необычные и очень качественные скриншоты из игр, с ранее недоступными возможностями, сохраняя их в очень высоком разрешении и дополняя различными эффектами, и делиться своими произведениями. Ansel позволяет буквально построить скриншот так, как этого хочет художник, разрешая установить камеру с любыми параметрами в любую точку сцены, наложить на изображение мощные постфильтры или даже сделать 360-градусный снимок для просмотра в шлеме виртуальной реальности.

Nvidia стандартизировала интеграцию пользовательского интерфейса Ansel в игры, и сделать это очень просто — достаточно добавить в код несколько строк. Ждать появления этой возможности в играх уже не нужно, оценить способности Ansel прямо сейчас можно в игре Mirror’s Edge: Catalyst, а чуть позже она станет доступна и в Witcher 3: Wild Hunt. Кроме этого, в разработке находятся множество игровых проектов с поддержкой Ansel, включая такие игры, как Fortnite, Paragon и Unreal Tournament, Obduction, The Witness, Lawbreakers, Tom Clancy’s The Division, No Man’s Sky и другие.

Также новый графический процессор GeForce GTX 1060 поддерживает пакет инструментов Nvidia VRWorks, помогающий разработчикам создавать впечатляющие проекты для виртуальной реальности. Этот пакет включает множество утилит и инструментов для разработчиков, в том числе и VRWorks Audio, позволяющий выполнять очень точный расчет отражений звуковых волн от объектов сцены при помощи трассировки лучей на GPU. Также пакет включает интеграцию в VR и физических эффектов PhysX, чтобы обеспечить физически корректное поведение объектов в сцене.

Одной из самых ярких виртуальных игр, получившей преимущество от VRWorks, стала VR Funhouse — игра в виртуальной реальности самой Nvidia, которая бесплатно доступна в сервисе Valve Steam. Эта игра основана на движке Unreal Engine 4 (Epic Games), и она работает на видеокартах GeForce GTX 1080, 1070 и 1060 в связке с VR-шлемами HTC Vive. Мало того, исходный код этой игры будет публично доступен, что позволит другим разработчикам использовать готовые идеи и код уже в своих VR-аттракционах. Поверьте нам на слово, это одна из самых впечатляющих демонстраций возможностей виртуальной реальности.

В том числе благодаря технологиям SMP и VRWorks, использование графического процессора GeForce GTX 1060 в VR-приложениях обеспечивает вполне достаточную для начального уровня виртуальной реальности производительность, и выпущенный сегодня GPU соответствует минимальному требуемому аппаратному уровню в том числе для SteamVR, становясь одним из наиболее удачных приобретений для использования в системах с официальной поддержкой VR.

Так как модель GeForce GTX 1060 основана на чипе GP106, который по возможностям ничем не уступает графическому процессору GP104, ставшему основой для старших модификаций, то она поддерживает абсолютно все технологии, описанные нами в обзоре первенца новой линейки компании Nvidia. Чтобы получить больше деталей об архитектуре Pascal, равно как и поддерживаемых ей технологиях, вроде улучшенных блоков вывода и обработки видеоданных, поддержки асинхронных вычислений Async Compute, технологии мультипроецирования Simultaneous Multi-Projection и новом типе синхронизации Fast Sync, вам обязательно стоит ознакомиться с этим материалом.

Выводы по теоретической части

Видеокарта GeForce GTX 1060 стала уже третьей моделью в новой линейке компании Nvidia, основанной на графических процессорах семейства Pascal. Новый технологический процесс 16 нм FinFET и оптимизации архитектуры позволили всем новым видеокартам достичь высокой тактовой частоты и разместить в GPU большее количество функциональных блоков в виде потоковых процессоров, текстурных модулей и других, по сравнению с видеочипами предыдущего поколения. Именно поэтому вышедшая сегодня на рынок модель GTX 1060 стала самым выгодным и энергоэффективным решением и в своем классе и вообще.

Хотя Pascal во многом повторяет решения Maxwell, в новые графические процессоры внесены многочисленные улучшения по возможностям вывода изображения на устройства отображения, улучшена функциональность блоков кодирования и декодирования видеоданных, улучшено асинхронное исполнение различных типов вычислений на GPU, внедрен новый метод синхронизации Fast Sync и т. д. Также можно выделить поддержку VRWorks, в частности VRWorks Audio — возможность качественного обсчета звука, учитывающую многочисленные отражения звуковых волн с использованием аппаратной трассировки лучей. Очень важна для будущего VR и технология мультипроецирования Simultaneous Multi-Projection, которая помогает повысить производительность в системах виртуальной реальности и получить корректное отображение сцен на многомониторных системах.

Но еще важнее то, что GeForce GTX 1060 предлагает достаточно высокую производительность и поддержку новых возможностей и алгоритмов при значительно меньшей цене, по сравнению со старшими решениями на GP104. Графический чип GP106, использующийся в новой модели, обеспечивает лучшую в классе производительность и энергоэффективность. Модель GeForce GTX 1060 специально спроектирована и отлично подойдет для всех современных игр при высоких и максимальных графических настройках в разрешении 1920×1080 и даже с включенным полноэкранным сглаживанием различными методами (FXAA, MFAA или MSAA).

Для желающих получить еще более высокую производительность при наличии дисплеев со сверхвысоким разрешением, у Nvidia есть топовые модели видеокарт GeForce GTX 1070 и GTX 1080, которые также весьма хороши по производительности и энергоэффективности. И все же сочетание низкой цены и достаточной производительности весьма выгодно отличает GeForce GTX 1060 на фоне старших решений. А что с конкурирующей Radeon RX 480? До проведения тестов ответить на вопрос сложно, но чисто теоретически плата Nvidia должна быть несколько быстрее при меньшей сложности и площади GPU, не говоря уже об энергоэффективности. Правда, она и подороже, так что у каждой видеокарты есть своя ниша.

В следующих частях нашей статьи мы оценим производительность новой видеокарты Nvidia GeForce GTX 1060 на практике, сравнив ее скорость с показателями конкурирующих с новинкой одночиповых видеосистем от компаний Nvidia и AMD. Сравним мы ее скорость и со старшей моделью GeForce GTX 1080, чтобы получить реальную разницу между GPU разного позиционирования. Перед тем, как перейти к игровым тестам, давайте сначала рассмотрим данные, полученные в нашем наборе синтетических тестов.

Источник