Overclock chip NVidia Riva TNT

Overclock chip NVidia Riva TNT

In questa pagina viene illustarto come spingere al massimo il potente chipset nVidia Riva TNT; in primo piano il "problema calore" e gli aumenti prestazionali ottenibili.

di pubblicato il nel canale Processori
NVIDIA
 

Overclock chip NVidia Riva TNT

L’overclock del chipset TNT è molto interessante; infatti le specifiche di nVidia  prevedevano in origine una frequenza di clock per il processore ben più alta degli attuali 90-95 mhz usati nelle schede presenti sul mercato. A causa dei notevoli problemi termici la frequenza prevista di 125 mhz  non è stata implementata, almeno non con l’attuale processo produttivo a 0.35 micron. Le specifiche dichiaravano il TNT come il vero “Voodoo2 killer”,  e se ciò poteva essere probabile stando alle press-release all’epoca della presentazione del chip, ora che si è potuto avere tra le mani qualche implementazione con questo chipset “castrato” nella frequenza, si è notato che si è ben lontani dalle prestazioni di una configurazione con Voodoo2 in SLI.

La domanda a questo punto sorge spontanea: overclockando a sufficienza il TNT è possibile dare la polvere al campione 3Dfx?
Chip memoriaIl Riva 128 TNT ha frequenze di lavoro separate per processore e memoria: il primo viaggia a 90 mhz, la seconda a 110mhz  La Diamond Viper V550 usata per le prove non è certo l’ideale per spremere le massime prestazioni da un TNT, per due semplici motivi. Primo per via del dissipatore, abbastanza grande per lavorare senza troppe preoccupazioni ma non certo efficiente per smaltire il calore generato da un aumento della frequenza del 20 o 25 %. Secondo, per via della memoria  SDRAM a 8 ns e quindi accreditata di una frequenza massima di funzionamento di 125mhz. La memoria SGRAM è molto più interessante, oltre che per le maggiorni prestazioni, anche per le tolleranze di funzionamento ben più ampie. In attesa di una scheda da provare che utilizzi quest’ultimo tipo di memoria, vediamo cosa si può cavare dalla Viper V550. 

Raffreddamento

DissipatoreNon è stato possibile sostituire il dissipatore, quindi si è conservato quello standard e si è piazzata una grossa  ventola in corrispondenza di esso. Un’altra ventola è stata posta dal lato opposto della scheda video, sempre in corrispondenza del chip. Per finire, è stata aggiunta una ventola perpendicolarmente alla scheda in modo da investire col suo flusso i chip della memoria.  Si possono trovare alcune foto nella pagina sull'overclock del Banshee. Il sistema di raffreddamento si è rivelato abbastanza efficace,:memoria e processore hanno conservato una temperatura accettabile durante tutti i test. Da notare che il calore generato dal TNT  (o almeno da questa scheda video) non è il più elevato mai visto; esistono chip ben più “calorosi”, prima di tutti il 3Dfx Banshee, giusto per non andare troppo indietro nel tempo.  Ad esempio, dopo lunghe sessioni di benchmark senza raffreddamento aggiuntivo, la superficie della scheda non occupata dall’elettronica non è calda al tatto, come invece succede con le schede video che montano il Banshee. 

Modalità dei test 

Per portare al limite un chipset video è necessaria una CPU molto potente, si è scelto dunque un Intel Celeron Mendocino a 450 mhz per i test. Sono stati utilizzati Forsaken e Incoming per il Direct3D, Quake2 e Sin per l’OpenGL. Con quest’ultimo in particolare si è analizzato il comportamento del TNT a risoluzioni molto elevate, per evidenziare quanto un processo di overclocking possa giovare a rendere giocabili alcune risoluzioni altrimenti inutilizzabili. Si può intuire che alle basse risoluzioni un chipset video molto potente ha poco da faticare; l’impegno richiesto è minore che alle alte risoluzioni e un aumento della frequenza di clock non può offrire molti benefici.

E' inoltre interessante notare come la doppia Texure Unit reagisca all'aumento della frequenza di lavoro. 

Configurazione

Configurazione testata

Processore

Intel Celeron Mendocino 450 Mhz

Motherboard

Abit BH6

Ram

 1x64 mbyte SDRAM LGS PC100 GM72V66841CT7J  9815

Hard Disk

I.B.M. DAQA 32160 Deskstar III

Driver

Powerstrip 2.28 - Driver Diamond 4.10.01.0220
InControl Tools 98: 4.04.006m - DirectX 6

Sistema operativo 

 Windows 95 4.00.950 B

I Risultati 

Per l’overclock si è utilizzato il noto Powerstrip, modificando il file PSTRIP.CFG come spiegato in questa pagina; le stringhe utilizzate nei test sono le seguenti:

Mclk=100,150,110

NVclk=85,150,90

Da Proprietà/Schermo sono stati disabilitati il Vertical sync e il software antialiasing.

E’ stato dapprima utilizzato Incoming per trovare separatamente i limiti di funzionamento stabili di memoria e processore.

Variazione separata del core clock (GCLK) e memory clock (MCLK): Incoming gameindex

Frequenza GCLK

Variazione clock

FPS 1024x768 

Variazione FPS

90

-

47.33

-

95

5.55%

47.92

1.24%

100

 11.11%

48.45

 2.36%

105

 16.66%

48.93

 3.38%

110

 22.22%

49.37

 4.31%

115

27.77%

49.71

5.02%

 

Frequenza MCLK

Variazione clock

FPS 1024x768 

Variazione FPS

110

-

47.92

-

115

 4.54%

48.98

 2.21%

120

 9.09%

50.76

 5.92%

125

 13.63%

52.40

 9.34%

130

 18.18%

53.69

 12.04%

Con la Viper V550 si è giunti a 130 mhz per la memoria e 115 mhz per il processore. Aumentando contemporaneamente ed in maniera proporzionale il clock di memoria e processore questi limiti si sono abbassati un poco, soprattuto per la memoria: non sono gradite frequenze superiore ai 125mhz. C’era da aspettarselo: la memoria di tipo SDRAM non permette di andare troppo fuori specifica, al contrario della SGRAM. Nelle prove di overclock del 3Dfx Banshee infatti con la memoria SGRAM si è giunti fino a 135 mhz senza problemi, nonostante la frequenza di default fosse uguale per entrambe le schede video, cioè 110 mhz.

Il processore più di tanto non è riuscito a dare; evidentemente se il clock è stato ridotto a 90 mhz dai previsti 125mhz ci sono stati dei validi motivi. A 118 mhz sono iniziati i primi problemi, l’immagine appariva scomposta e venivano persi alcuni poligoni.

Variando contemporaneamente MCLK e GCLK, ovviamente, si ottengono le migliori prestazioni; nei test che seguono si è considerata questa modalità, partendo dalla frequenza di 95 mhz per il processore e 115 mhz per la memoria. Il sistema è andato in crash oltre i 125mhz di MCLK.

Incoming gameindex 16 bit

Frequenza 

Variazione clock

FPS 640x480

Variazione FPS

FPS 1024x768

Variazione FPS

MCLK=110,GCLK=90

-

107.53

-

47.33 

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

110.89

3.12%

 49.67

4.94%

MCLK=120,GCLK=100

 9.09%,11.11%

112.99

 5.07%

 52.34

 10.58%

MCLK=125,GCLK=105

 13.63%,16.66%

115.28

 7.20%

 55.03

 16.26%

MCLK=125,GCLK=110

 13.63%,22.22%

115.28

 7.20%

 55.68

 17.64%

MCLK=125,GCLK=115

 13.63%,27.77%

115.41

 7.32%

 56.16

 18.65%

MCLK=130,GCLK=105

 18.18%,16.66%

crash

-

crash

-

Incoming gameindex 32 bit

Frequenza 

Variazione clock

FPS 640x480

Variazione FPS

FPS 1024x768

Variazione FPS

MCLK=110,GCLK=90

-

72.63

-

28.72 

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

75.96

4.58%

 30.16

5.01%

MCLK=120,GCLK=100

 9.09%,11.11%

79.81

 9.88%

 31.83

 %10.82

MCLK=125,GCLK=105

 13.63%,16.66%

83.64

 15.15%

 33.52

 %16.71

MCLK=125,GCLK=110

 13.63%,22.22%

84.30

 16.06%

 33.72

 %17.40

MCLK=125,GCLK=115

 13.63%,27.77%

84.68

 16.59%

 33.86

 17.89%

MCLK=130,GCLK=105

 18.18%,16.66%

crash

-

crash

-

Si è utilizzato Incoming  in modalità 16 e 32 bit per notare il comportamento del TNT ad elevate profondità di colore. Come detto prima, a 640x480 a 16 bit le variazioni sono praticamente nulle. Il discorso cambia a 32 bit, dove viene evidenziato un aumento del framerate del 16% circa. A 1024x768, qualunque sia la profondità di colore utilizzata, le prestazioni aumentano in misura maggiore, restando attorno al 17-18%.

Forsaken

Frequenza 

Variazione clock

FPS 640x480

Variazione FPS

FPS 1024x768

Variazione FPS

MCLK=110,GCLK=90

-

178.89

-

74.36

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

179.52

0.35%

78.04

4.94%

MCLK=120,GCLK=100 

 9.09%,11.11%

182.90

 2.24%

 82.25

 10.61%

MCLK=125,GCLK=105 

 13.63%,16.66%

183.11

 2.35%

 86.49

 16.31%

MCLK=125,GCLK=110 

 13.63%,22.22%

183.89

 2.79%

 87.23

 17.30%

MCLK=125,GCLK=115 

 13.63%,27.77%

184.16

 2.94%

 88.11

 18.49%

Forsaken conferma i risultati ottenuti in precedenza: nessun guadagno a 640x480, il 18% circa in più a 1024x768. C'e' da dire che questi due giochi cominciano a diventare poco indicativi per esprimere la potenza di calcolo dei processori grafici di nuova generazione, non riuscendo a sfruttare tutte le funzioni e le potenzialità di cui sono capaci.

Quake 2 640x480

Frequenza 

Variazione clock

demo1  FPS

Variazione  FPS

massive1  FPS

Variazione  FPS

crusher  FPS

Variazione FPS

MCLK=110,GCLK=90

-

80.8

-

64.5

-

40.2

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

 81.7

1.11%

 64.7

0.31%

42.4

5.47%

MCLK=120,GCLK=100

 9.09%,11.11%

 83.7

3.58%

 65.5

 1.55%

42.5

5.72%

MCLK=125,GCLK=105

 13.63%,16.66%

 85.2

5.44%

 66.1

 2.48%

42

4.47%

MCLK=125,GCLK=110

 13.63%,22.22%

 85.6

5.94%

 66.4

 2.94%

41.7

3.73%

MCLK=125,GCLK=115

 13.63%,27.77%

 86.8

7.42%

 66.6

 3.25%

43.5

8.20%

Quake 2 1024x768

Frequenza 

Variazione clock

demo1  FPS

Variazione  FPS

massive1  FPS

Variazione  FPS

crusher  FPS

Variazione FPS

MCLK=110,GCLK=90

-

37.8

-

36.5

-

30.6

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

 39.8

5.29%

 38.3

4.93%

32.6

6.53%

MCLK=120,GCLK=100

 9.09%,11.11%

 42

11.11%

 40.2

 10.13%

33.9

10.78%

MCLK=125,GCLK=105

 13.63%,16.66%

 44.1

16.66%

 41.9

 14.79%

34.6

13.07%

MCLK=125,GCLK=110

 13.63%,22.22%

 45.2

19.57%

 43.1

 18.08%

35.6

16.33%

MCLK=125,GCLK=115

 13.63%,27.77%

 46.9

24.07%

 44.3

 21.36%

36.2

18.30%

La doppia Texture Unit del Riva 128 TNT trae molti benefici dall'overclock, dimostrando di essere uno dei componenti più stressati durante una sessione di bench con giochi complessi come Quake 2. Alla risoluzione di 1024x768 abbiamo un ottimo guadagno del 24%, il più alto in assoluto emerso in queste prove. La demo crusher di Quake 2 è la più "pesante" tra le 3 utilizzate e può rappresentare il framerate minimo che può essere incontrato in una partita. Come si vede si è ben al di sopra dei 25 frame al secondo, considerati la soglia minima per giocare con sufficente fluidità.

Sin 1280x960

Frequenza 

 Variazione clock 

 Killer  FPS

 Variazione FPS 

MCLK=110,GCLK=90

-

24.6

-

MCLK=115,GCLK=95

4.54%,5.55%

26.3

6.91%

MCLK=120,GCLK=100 

 9.09%,11.11%

27.5

11.78%

MCLK=125,GCLK=105 

 13.63%,16.66%

28.7

16.66%

MCLK=125,GCLK=110 

 13.63%,22.22%

29.7

20.73%

MCLK=125,GCLK=115 

 13.63%,27.77%

30.2

22.76%

Più aumenta la risoluzione, più l'overclock dimostra i suoi benefici. La risoluzione di 1280x960, considerata inavvicinabile fino a pochi mesi fa, diventa ora discretamente utilizzabile. In generale i giochi in OpenGL ottengono i migliori risultati con l'overclock, per via della maggiore complessità grafica di questa API, che mette a dura prova le capacità del processore video.

Conclusioni

Il Riva 128 TNT è sicuramente un processore che trae benefici da un processo di overclock, ma non quanto ci si sarebbe potuto aspettare. Prima di trarre un giudizio definitivo, bisogna notare che sostituendo il dissipatore forse si potrebbe guadagnare qualcosa in più, e sostituendo la memoria di tipo SDRAM con quella di tipo SGRAM sicuramente si sarebbero raggiunte frequenze più alte.

Si è riusciti a "killare" il campione Voodoo2? In Direct3D sicuramente; in OpenGL, o per meglio dire in Quake2, ci si è avvicinati moltissimo. Nulla da fare ancora contro una configurazione in SLI, ma questo sarebbe stato troppo chiederlo a un semplice overclock. Ma forse il TNT ha già "killato" il Voodoo2, per la qualità grafica che è capace di sfornare e per l'eccellente scheda 2D compresa nel prezzo.

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