Recenzja kompaktu MSI GeForce GTX 1660 SUPER AERO ITX oraz jak modyfikacje wpływają na chłodzenie karty graficznej

Po gruntownej modernizacji komputera tuż przed obniżeniem limitów bezcłowych do 200 euro, w mojej jednostce systemowej zapanowała harmonia. Instalacja wciągającej gry Kingdom Come: Deliverance ujawniła jednak niezdolność najmłodszej karty graficznej w serii do zapewnienia akceptowalnych FPS-ów nawet na "średnich" ustawieniach, uparcie domagając się mocniejszego akceleratora wideo. Musiałem wybrać tylko GeForce GTX 1660Ti/Super... biorąc pod uwagę ograniczony budżet i skromny zasilacz 400W.

1 - Przegląd

1.1 Dlaczego MSI GTX 1660 Super Aero ITX?

Płyta główna Gigabyte b450m s2h, którą miałem w swoim komputerze miała nieprzyjemną cechę: gdy używałem karty graficznej z dwoma wentylatorami, blokowała sloty SATA, które były mi potrzebne. Niestety, nie miałem wtedy nic podobnego do kabli CP11 SilverStone 'a...

Musiałem wybrać kartę graficzną formatu ITX, wśród których znalazłem tylko GTX1660S od dwóch producentów, natomiast kompaktowych wersji preferowanego przeze mnie GTX1660Ti nie było. Jednak do moich drzwi zapukał kolejny GTX1660S Aero ITX OC, dlatego nie wahałem się i wybrałem MSI GTX1660S Aero ITX OC. Przekupiła mnie maksymalna ilość faz mocy w VRM wśród reprezentowanych na rynku z tym chipem wideo - 4+2, ponadto każda z nich oparta jest na potrójnym układzie z poznanych już przeze mnie motywów On Semiconductor 4C06/4C10.

1.2 Opakowanie i zawartość

Dostarczany jest w pudełku kartonowym o wymiarach 310x220x70 mm, wewnątrz którego znajduje się wkładka z pianki polietylenowej z wyprofilowanym nacięciem, z akceleratorem wideo zamkniętym w torebce antystatycznej. W środku znajduje się czarno-biała książeczka z instrukcją instalacji karty graficznej oraz kolorowa wkładka z podziękowaniem za zakup i linkiem do rejestracji produktu.

Pakiet zawiera również kluczowe funkcje, wymagania systemowe, narzędzie MSI Afterburner oraz ekskluzywny wentylator zapewniający najwyższą wydajność chłodzenia.

1.3 Pierwsze wrażenia

Już po kilku minutach pracy akceleratora w wymagających grach okazało się, że system chłodzenia jest bardzo przeciętny. Ekskluzywny" wentylator nieprzyjemnie wyróżniał się swoim szumem na tle jednostki systemowej, a nawet przy skromnym limicie mocy 125 W temperatura karty graficznej wynosiła aż 79 stopni. Mimo wszystko jest to wynik niższy niż w przypadku karty ASUS GeForce GTX 1660 Super Phoenix, wyposażonej w prosty, aluminiowy radiator z miedzianym rdzeniem...

1.4 Układ chłodzenia

W porównaniu z dwuwentylatorowym coolerem MSI 1660S VENTUS XS, który również posiada tylko jedną rurkę cieplną, w Aero ITX zmniejszono jej średnicę z 8 mm do 6 mm, a aluminiowa konstrukcja jest znacznie skromniejsza pod względem powierzchni i wagi.

Radiator VRM jest stosunkowo niewielki: na tyle szeroki, że można na nim umieścić trzy moduły CPU w rzędzie za pomocą uszczelki termicznej.

Jest on ukryty od góry przez główną chłodnicę, chłodzoną jedynie powietrzem przepływającym przez wąskie szczeliny. Powoduje to wysokie temperatury texto-lite pod mosfetami, które są wyczuwalne dotykowo dzięki braku plastikowego pseudo-backplane w produkcie.

1.5 Co z podkręcaniem?

Pamięć GDDR6 Samsunga będzie podkręcona z typowych 14 GHz do ponad 16 GHz, ale nadal będzie się zauważalnie nagrzewać. Jednocześnie gorący radiator obejmuje układy pamięci za pomocą uszczelek termicznych, pogarszając jeszcze bardziej ich warunki pracy. Z tego powodu, w przypadku preinstalowanego coolera, najmniejsze podkręcenie pamięci wideo, gdy karta wideo się rozgrzewa, prowadzi do migotania różowych artefaktów.

Skromny limit mocy zablokowany na boost i słaby system chłodzenia sprawiają, że podkręcanie karty TU116-300-A1 nie ma tutaj sensu. Po pierwsze, pod dużym obciążeniem szybko osiąga próg 125W i punkt pracy przesuwa się na niższe napięcie, zapewniając mniej wysokich częstotliwości. Po drugie, ze względu na wysoką temperaturę, występuje znaczne przesunięcie krzywej w dół, co obniża wartości częstotliwości dla pełnego zakresu napięć roboczych. Może to spowodować spadek częstotliwości chipu wideo do ~1900MHz przy dużym obciążeniu.

Downwaving, z drugiej strony, może przynieść pewne korzyści.

1.6 Krótkie podsumowanie

Podsumowując, kartę graficzną MSI GeForce GTX 1660 SUPER AERO ITX można scharakteryzować jako:

+ kompaktowy, nadaje się do montażu ITX i płyt głównych z osobliwymi układami;

+ ekonomiczny, odpowiedni nawet dla zasilaczy o małej mocy;

+ pamięć GDDR6 od Samsunga jest wysoce podatna na podkręcanie;

- nagrzewa się z powodu miernego chłodzenia;

- hałaśliwy wentylator;

- Podkręcona pamięć zaczyna artefaktować pod gorącym radiatorem.

2. Sposób modyfikacji chłodzenia i efekt końcowy

2.1 Pierwsze eksperymenty

Bez dłuższego zastanowienia zdecydowałem się na wymianę standardowego układu chłodzenia. Pierwszą rzeczą, którą zainstalowałem był rzadko spotykany uniwersalny cooler do kart graficznych Arctic Accelero Twin Turbo II. Pomimo uzyskiwania temperatur w okolicach 60 stopni, hałas oryginalnych wentylatorów z łożyskami rolkowymi oraz nieporęczny wygląd zmusiły mnie do odrzucenia tego rozwiązania.

Następnie wypróbowałem jednowentylatorowego potwora z 6 ciepłowodami Ice Hammer IH-900B, na którym musiałem przesunąć mocowanie i zainstalować cichy wentylator Noctua NF-A12x15 PWM o wąskim profilu.

Temperatury okazały się jeszcze wyższe niż u poprzedniego kandydata - 65 stopni, co łączę ze zbyt cienkimi żeberkami: prawie połowa ich powierzchni stała bezczynnie w temperaturze pokojowej, zamiast odprowadzać ciepło, mimo rozgrzanych ciepłowodów.

Brak przepływu powietrza pod blokiem żeberek i złączem PCIe x16 spowodował, że gorące powietrze skumulowało się tam, rozgrzewając chipset b450 do 50 stopni. Ponadto, ze względu na ogromny radiator, nie było możliwości zastosowania chłodzenia układów pamięci, a strumień powietrza z wentylatora nie za bardzo wydmuchiwał się na bok radiatora VRM.

2.2 Dom zaczyna się od fundamentów, a cooler zaczyna się od radiatora!

Szybko więc zrezygnowałem z używania Ice Hammera i wróciłem do używania wydajniejszego radiatora z Arctic Accelero Twin Turbo II. Na początek zdecydowałem się usunąć obudowę swirl i pomalować płytę krawędziową na czarno, aby dopasować ją do stylu zamontowanego przeze mnie chłodzenia CPU Thermalright Macho 120 rev.A:

Radiator VRM został wykonany z dostępnego na złomie profilu aluminiowego, choć nie bez wad: z jednej strony jego podstawy brakowało nieco miejsca, aby całkowicie zakryć mosfety. Chociaż nie było to zauważalne pod podkładką Arctic Thermal Pad, czuło się, że jest ona niekompletna.

Podobnie jak w poprzednio zmodyfikowanej płycie głównej radiator VRM został dociśnięty do mosfetów radiatorem od tyłu:

Do chłodzenia wykorzystano ten sam wąskoprofilowy wentylator Noctua, który został przymocowany do żeberek za pomocą improwizowanych uchwytów wykonanych z opasek poliamidowych DKC.

Pomimo widocznego braku możliwości zastosowania tego rozwiązania do pełnoprawnego chłodzenia radiatora, temperatury okazały się na poziomie sześciorurkowego Ice Hammera IH-900B. Ponadto, dzięki cyrkulacji powietrza za blokiem żeberek po stronie złącza PCIe x16, temperatury na chipsecie b450 spadły. Jednak przepływ powietrza przez radiator VRM był nadal słaby...

Jako bardziej efektywną alternatywę dla coolera Noctua, wypróbowaliśmy wentylator Thermalright 14cm. Dzięki większemu przepływowi powietrza temperatura układu graficznego spadła do 60 stopni, jednak wibracje, a przede wszystkim zwiększony poziom hałasu przed jednostką centralną nie pozwoliły na wybór tej opcji jako ostatecznej.

2.3 Im więcej masz, tym więcej chcesz

Zmian wymagała również podstawka Arctic Accelero Twin Turbo II, która nie była przystosowana do montażu radiatorów na pamięciach wideo.

Zamiast niego postanowiłem zastosować tandem metalowych kątowników mocowanych na parę śrub z każdej strony mocowania, zamiast tylko jednej z ramki standardowej

Po zamontowaniu nowego mocowania dało się zauważyć lekkie wygięcie tekstolitu pod spodem.

Pomyślałem: "Niedobrze" i ze wzmocnionej blachy postanowiłem wyciąć grawerem tylną płytę pod chłodnicę.

Po naostrzeniu pilnikiem, przyłożyłem przedmiot do starej kliszy rentgenowskiej i wyciąłem pasek dielektryczny wzdłuż jego konturu.

Na koniec dopasowałem wielkość backplate tak, aby wyeliminować dotykanie elementów SMD i zamocowałem go.

W końcu zdecydowałem się na zwrot austriackiego backplate'a 120mm i umieściłem go w krawędzi nad radiatorem VRM, a do pomocy włożyłem 92mm Noctua NF-A9x14 HS-PWM chromax.black.swap:

Jednostka żeberkowa była teraz w pełni wentylowana, tak jak w RTX3XXX, wychodząc z textolitu razem z wentylatorem.

Jedynym problemem, jaki pozostał do rozwiązania, było zapewnienie chłodzenia dla układów pamięci. Textolit pod spodem był tak gorący, że straszył izolacją 8-pinowego kabla zasilającego kartę graficzną, która była zainstalowana obok. Radiatory samoprzylepne nie wzbudzały zaufania swoimi wymiarami i uparcie odmawiały prawidłowego przyklejenia się do chipów GDDR6. Zdecydowano się na wykonanie monolitycznej struktury, mocując ją poprzez otwory obecne już w tekstolicie. Podobnie jak w przypadku radiatora VRM, prototyp został wykonany z niewielkiego kawałka istniejącego profilu aluminiowego, tak aby przykryć układy scalone, a jednocześnie nie przekroczyć wymiarów płyty.

Rozwiązanie to okazało się jednak mało skuteczne, co znalazło odzwierciedlenie w wciąż wysokiej temperaturze tego obszaru akceleratora wideo. Ponadto na zdjęciu poniżej widać wyboczenie textolitu pod układami pamięci, które ze względu na elementy SMD na tylnej ściance nie mogło być rozwiązane przez zastosowanie metalowej płytki tylnej, co wymagało innego rozwiązania.

2.4 Ostatnie szlify

Negatywne doświadczenia zostały wzięte pod uwagę i do dalszych eksperymentów zamówiono profil aluminiowy AVM-077 ze stopu AD-31. Jego wysokość wynosi 14mm - taki rozmiar pozwala na maksymalne wykorzystanie przestrzeni pod chłodnicą Arctic Accelero Twin Turbo II bez jej zapychania. Z tego materiału postanowiono również przerobić radiator VRM, eliminując niekompletną osłonę mosfetów.

Do montażu nowego radiatora VRM wykorzystano całą dostępną przestrzeń na płycie głównej od przepustnic do panelu I/0, co w połączeniu z bardziej okazałym rozstawem żeberek w porównaniu do poprzedniej wersji produktu powinno poprawić odprowadzanie ciepła.

Przeprojektowany radiator układu pamięci posiada podwyższoną krawędź, która wystaje poza krawędź materiału tekstylnego, znacznie zwiększając efektywną powierzchnię. Dodatkowo, aby zapobiec uginaniu się tekstyliów od nacisku na układy pamięci, śrubki zostały wyposażone w plastikowe podkładki o wysokości nieco niższej niż układy pamięci z "poduszeczkami" wykonanymi z Arctic Thermal Pad.

Widok montażu od strony tkaniny:

Widok od strony kibiców:

Dzięki tej konstrukcji postanowiłem zachować system chłodzenia GTX1660S Aero ITX w obecnym kształcie: teraz jestem w pełni zadowolony z MSI GTX1660S Aero ITX.

2.5 Jaki jest wynik?

Po modyfikacji karty graficznej warunki temperaturowe zmieniły się zauważalnie na lepsze:

1. chip video - poniżej 60 stopni według danych z monitoringu (było 79);

2. grzejniki VRM+backside są ciepłe (textolit pod VRM palił się wcześniej);

3. tekstolit pod układami pamięci wideo jest lekko ciepły (był zaparzony).

Poza tym, praca pamięci wideo z częstotliwością 16 GHz zamiast zwykłych 14 przy dowolnym poziomie obciążenia nie powoduje już różowych artefaktów. Wraz z nim downvolting karty graficznej w połączeniu z niską temperaturą chipu pozwala nieco podnieść jego częstotliwości i uzyskać ponad 2GHz w grach nawet przy skromnym limicie 125W.

Oczywiście reakcja komputera na hałas wraca do normy, czego nie można powiedzieć o fabrycznych ustawieniach MSI GTX1660S Aero ITX.

Dziękuję wszystkim za uwagę! I pamiętajcie, że takie manipulacje robicie na własne ryzyko, co oczywiście skutkuje utratą gwarancji.