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ジャンクPCパーツやカメラ研究を専門とするブログ
主に東京・多摩地区のハードオフを巡回しています。

Voodoo3

Voodoo3 Result

黄昏のビデオカード Voodoo3 2000
Sigma Voodoo3 改造編1
Sigma Voodoo3 改造編2

 前回のテストでCPUがショボ過ぎると言う批判に答え、当時のハイエンド?P!!!700に換えた。垂直同期を切りクロックは安定限界の155MHzまで上げてある。まあ変えても大したことは無いだろうが。しかし実際使ってみるとファンの冷却効果は高い。このカードの安定動作にはまずファンの増設から始めるべきだ。その次が電解コンデンサ交換かな。テスト中は同じカードとは思えないくらい安定していた。

3dm2000

3dm99

hdb

 FinalReality(3Dのみ)は6.057Rmarkだった。クロックを細かく変えれば最適値が探求できるかも知れないが面倒なので止めた。TNT時代のカードとしては合格点。SPECTRA3200よりは速いし5400に迫る。いや当時SPECTRA使ってたもんで。

 CPUやメモリは当時の最高に近いスペックなのでボトルネックじゃないみたい。PCIとしての機能しか使っていないのが最大のネックだ。3Dfxはこの時期には技術的にもトップとは呼べなくなっていた。仮に資金難や戦略的なミスが無かったとしても、早晩合併吸収或いは消滅したことは疑いない。そもそもDXに乗り遅れた時点で終わってる。

 直接関係無いけど、WS440BX+SL3S9+SDR128MB+98SEの恐るべき軽さよ。今のマシンをぜーんぶ窓の外に投げ捨てたくなるくらい軽い(軽量化2kなんて相手にならん)。ま、最新ソフトは使えないんですけどね。

Sigma Voodoo3 改造編2

★部品撤去
 チップアルミ電解コンデンサは超劣悪な環境の為、外見如何に拘わらず2、3年で死亡しているハズなので全部除去する。C31、33、34以外は固体化するので劣化は無くなる。

zenkei2
 いやスッキリしました。幾つかの電解コンがラジペンで摘んだだけでポロリと取れた。一瞬ランドが剥がれたのかと思って青くなった(実はハンダが粗悪で脆い)。完全除去して使い慣れた千住のハンダに置き換える。


★部品
 C55、59、63(恐らくMLCC10μF)は3216サイズが足りなくなったので2012サイズを使用した。2012の10μFは例の10円ノートから外したのが無尽蔵(大げさ)にあるので心配ない。

基板表
C2,13,138,139,141,142,143:除去
C3,14,15:省略→E/SV 22μF10V×3
C4,5:省略→MLCC10μF(3216)×2
C24,37:省略→F95 100μF6.3V×2
C29:SMDアルミ電解10μF16V→E/SV 22μF10V
C31:SHL100μF16V→PR330μF6.3V
C33,34:SHL470μF16V×2→PR330μF6.3V×2
C55,59,63:省略→MLCC10μF(2012)×3
FB1:省略→不明銘柄FB
冷却ファン:省略→ADDA AD0412MX-K90

基板裏(全部MLCCが省略されている)
C102,103,104,105,106,107,108,148:0.1μF×8
C113,114:0.1μF×2
C145,146:0.1μF×2
C155,156,157,158,159:4.7μF(3216)×5

合計145円(銭単位切り上げ)

 統一感を出すため?KZHはPR330μF6.3Vに変更した。冷却ファンが予算の2/3以上を占めているのが泣ける。音の割にあまり冷えそうも無い奴なので自作したいなあ。


zenkei3
 あとはクーラーを付けるだけだ。これで期限切れと思われる電解コンデンサは全て排除した。これで少なくとも設計段階の性能は出せるはず(性能は変わりは無いと思うけど)。作業の難易度はハンダ付けが得意な者にとっては高くないが、結局1日30分作業で3回に分けている。色々気に食わない所が多くて、ずっと見ているのイライラして精神衛生上良くないのだった。エージングは必ず行なう(注)。

注:エージングといってもオーヲタが考えているような「幸せいっぱい♪夢いっぱい♪(^ω^)」…なモノではなく、電圧処理を実装された状態で行なうこと。無味乾燥な職人的作業である。但しその際にも色々ノウハウがあるのは確か。ちなみに何時間やってもある一定以上の性能にはならない。ピークを過ぎれば性能は落ちてゆく一方だ。


 しかし努力の甲斐あって別物になった。改造前はクロック150MHzで頭打ちだったが、改造後は160MHz辺りまで性能が向上するようになった。だがこの強烈な熱はどうすればよいのだろう。ファンを付けたにもかかわらず、定格でもいまだに基板が触れられない位熱くなる。これ製品として成り立つのだろうか?と深く考えてしまう夏の午後だった。


★判ったこと・感想など

・3216のランドが規定より短いクソ基板設計。
・DC不足で経路のZを下げているバランス悪いデザイン。
・F95のハンダ付けは難しいが、予想より熱に強くて助かる。
・Hの高いMLCCはイラつく位転がる(^^; 無料なので我慢。
・SMD通常アルミ電解はやっぱり寿命が非常に短い。
・Voodoo3は本当に熱い。TNTよりはるかに熱い。
・タンタルの自己修復は意外と大きな幅がある。
・ハンダの質が悪いと改造は疲れる。
・電解コンの極性の向きがバラバラのクソ基板設計。


 この信じられない品質のシグマコムって会社まだあるの?とりあえずお前ら、電人ザボーガーにやられとけm9(^Д^)

Sigma Voodoo3 改造編1

黄昏のビデオカード Voodoo3 2000


 最近いつもnvidia等の当たり障りのないカードを使っていたので飽きてきた。そこでこの今は亡き3Dfxのチップを使ってみようと思いついたわけ。しかし実用するにはあまりにも頼りない部品構成∧1999年製の10年物ということで補修の必要があるのだ。

sigma_v3
 頼りない部品構成は前回書いた通り。6.3φの所に8φを無理やり付けてひん曲がったりと、およそメーカー製とは思えない酷い物件だ。ちなみに「恐らく当初の設計見込みが甘くて、実際にテストしたら全く容量が足りなかったのだろう」と書いたが、単に部品を丼SHL470μF16Vに統一して安く上げようと思っただけかもしれない。製品としての出来を見ると実際はろくにテストなんてしていないと思う。

 使用していると発熱によって明らかに能力が下がってくるのが判る。試しにベンチマークを取りながら、チップを外部ファンで冷やしてやると、冷やせば冷やすほどにベンチの数値が向上していくのだ(…笑えない)。勿論速度に関する設定は全く変えてはいない。つまり定格で使用しても、チップが加熱して演算力が下がっているのだろう。夏に長時間負荷が掛かると、定格で何もしないのに自爆する事もある。

 今までHSDLでは色々なビデオカードを見てきたが、現在のところ文句無しに「最低のビデオカード」と呼べるだろう。聞くところに拠ればSOTECのOEM用らしいのだが、こんなビデオカードを積んだパソコンを普通に売っていたかと思うと呆れる。HSDLはバラックだが市販品はケースに入るわけだから、夏はビデオカードの発熱が原因で止まることも多かったのではないだろうか。


★動かす
 適当に昔のベンチを動かしてみた。本当はDirectXではなくGlideのテストをしないと意味がないのだが、適当なベンチマークが無いので諦めた。電流スゴイよ!レギュレータICの限界である7Aを使い切るんじゃないか。それでも総合で25Wくらいだから、現在のビデオカード100〜200W超と比べれば可愛いもんだが。

VGA(3DBENCH2):668.5

GDI(HDBENCH)
Rectangle:42514
Text:37705
Ellipse:2298
BitBlt:240
DirectDraw:59

DirectX5(FinalReality1.01):4.928
DirectX6(3Dmark99MAX):3831
DirectX7(3DMark2000):2367

 ドライバは最終1.07.00、設定はファクトリーデフォルトである。マザーがWS440BXなのとCPUがショボイ(SL3CC)ので絶対値が低いのは仕方が無いが、DXではただのビデオカードとしか言いようがない。GDIはソコソコ速い。今はGlideは使われないし、実用するには省電力など総合面でTNT2Proの方が良いかな。せめてPCI版(能力は同等)だったら活躍の場もあろうが…。


★電源部
 LINFINITYのLX8580というLDOがVcore3.3Vを作り出している。3.3VなのでAGPバスからもらえば良いわけだが、この時期使われていたマザーは3.3Vをマザー上のシリーズレギュレータで作っていた物が多く、Voodoo3やTNTの大電力に耐えられずに燃える事故が多発した(特に440LX板)。そのためこの高価な旧VRM用のシリーズレギュレータを搭載して、直流しで余裕のある5Vから生成するようになったのだ。前回記事にも書いたが、このレギュレータICの裏側が熱によって変色している。3.3Vに余裕があれば直流しが楽だが、折角付いている回路はなるべく尊重するのが現在のHSDLなのだ。

 C31は100μF16Vが付いているがこれはタンタルの数値で、通常電解ならばこの3、4倍は必要だ。ここではやや低インピーダンスのPR330μF6.3Vを使用する。

 C29はリプルリジェクション用のコンデンサ。通常は15μFだが、このサイズは無いので22μF10Vのタンタルを付ける。

 C34は6.3φで大容量ということでPR330μF6.3V、C33は8φなのでKZH390μF25Vが手持ちの最適品種か。総容量は25%減るが、元々付いているのが丼のSHL470μF16V(注)なので、性能が上がることはあっても下がることは無い。HSDLの読者レベルには言うまでも無いだろうが、古いLDOなので超低ESR物(OS-CON等)を付けると発振したり不安定になるので注意。寧ろシリーズレギュレータなので通常品で容量を増やした方が良いくらい。

注:データシートがないので不明だが、恐らく日本ケミコンSMEやSMGと同等以下の性能だろう。丼は韓国の三瑩電子で、日本ケミコンとの元?合弁会社らしい。製造機械が日本ケミコンと同じだ。現在はSAMYOUNGというブランド名で、何とGSC(Evercon)を売っているらしい…実に悪趣味な会社だ。iMACのLG製電源はSAMYOUNGが主力だった。品種がSXEやKMGで名前までモロ同じなのがスペックの推定に役立つ。


 海外コンデンサについては「コンデンサメーカー一覧サイト」が詳しい。中華製クソコンに関しては世界一じゃないかと思う。一部写真は筆者も提供している…が美しくないので本当は撮り直したい。


 C138、139、143のSMD通常電解は全て削除、代わりにC24とC37にF95の100μF6.3Vを付ける。パターン通りなら10〜22μF程度だろうが、単に余っているF95を消費するため。容量は970→920μFでほぼ同等、ESRは36mΩ程度となり改造後の方が大分低いハズ。F95の代わりに例のNeoCapacitorの方がもっと良いが、単にもったいないという理由で止めといた。

 基板裏のC145、C146には0.1μFのMLCCを貼る。高周波で悩むことは無いので無くても良いが、折角付けられるようになっているのでので付ける。これで電源部は完成だ。


 解析記事にも書いたが、3.3Vに問題の無いマザー(注)の場合はレギュレータICを廃止することも出来る。その場合のメリットは、

(儡溝纂困無くなるので消費電力が減る。
熱源が減ってメインチップの放熱も良くなる。
E展刺瑤療轍鬟灰鵑呂垢戮毒兒澆任る。
 (但しC55,59,63にMLCC10μFを追加する)

 一方欠点は、

‖進ジャンパを飛ばすのでカッコ悪くなる。
▲泪供爾3.3Vの質の影響をモロに受ける。
B臈杜が流れるのでAGPコネクタのロスが気になる。

 くらいだろうか。

注:3.3Vを直流ししているWS440BXやBH-6、ある程度レギュレータに余裕のあるP2B-F等。電圧が低い場合は性能・安定性が落ち、高い場合には発熱が増える。



★チップ裏
voodoo3_dc1
 設計(基板パターン)ではちゃんとDCしていたのだが、動作テストの度にだんだん減らされて?この有様。勿論全て復活させる。実は3DfxオリジナルVoodoo3(STB仕様)でも全て省略されているのだが…。


voodoo3_dc2
 MLCCとは言え、これだけあると買えば結構な値段になってしまう。そこで全て例の10円ノートから頂戴した。金をかけずに手をかけるのが正しい趣味の世界。外し部品だとどうしても部品に傷があり、見栄えが悪くなってしまうのが欠点。1608が0.1μF、3216が4.7μFだ。ランドが規定より短くてやりづらかった。


★メモリ周り
mem_dc
 メモリ周りは全て付ける必要は無い。例えばC2、C5、C140は全て並列なので、恐らくは電解コンの場合=2個、MLCCの場合=1個付ければ良いのだろう。C1、C4、C141も同様である。C3はMLCCじゃなくてタンタルだろう。MLCCが10μFとするとこれは22μFか。これを付けた場合C142は要らないはず。C5、C14にも22μFを付ける。


★ファン
 ヒートシンクだけのファンレスでは無理な事は裏の変色を見れば分る。そこでファンを回すわけだが、そのための準備(パターン)も既に出来ている。実はVoodoo3 3000搭載の上位機種もあって、これにはファンが付いているらしい。

 ここには12Vファンを付ける。当たり前の話だがFB1にFBを付けないと動かない。直結でも動くが12Vラインにノイズが乗ってしまうので止めた方が良い。


 長くなったので残りは次回へ。

黄昏のビデオカード Voodoo3 2000

 AGP/PCI/ISA等の昔のビデオカードを恐らく7、80枚持っているにもかかわらず、何故かこのシリーズは進みが遅い。ビデオカードの主な活躍の場である3D系のビデオゲームに全く関心が無いからとか、2000年代に入ってからは液晶モニタになって画質に興味が失せたとか色々理由は考えられるが、確かに言えることは「今はビデオカードにあまり興味がない」のだろう。興味が無いといっても、HSDL実験君PCでは殆ど付けないサウンドカード程ではないですけどね。無くても全く問題の無いサウンドカードと違って、ビデオカードが無いとベンチマークすら取れないのだ。それはさておき、



sigma_v3
 韓国SIGMACOM製のVoodoo3 2000カードである。粗末な出来の安っぽいカードだが、本家本元3dfxもご存知STB仕様(笑)なので笑えない(これよりはだいぶマシだったが)。丁度3年前の2006年1月に100円で買ったが、そんな値段ですら何となく損した気分になった物だ。


 品質的に泣けてくる部分が色々と多い。ブラケットの鍍金など、光沢の無いトタン屋根のと同程度の安っぽさだ(肉厚も薄くペナペナ)。それも気になるが、それより前にもっと気になるのがこの基板裏だ。
yake
 分りづらいかもしれないが、基板が熱で変色している。相当の高温になっているんでしょう。丁度GPUとVRMの裏辺りだ。本当にデータシートを見て作っているのか、非常に疑わしい。メインチップのヒートシンクは足りていないようだし、レギュレータは能力以上の電流を取ろうとしているのではないか?


shl
 これは泣ける。C34は基板設計時の想定(6.3φ)より大きなコンデンサ(8φ)を付けたので、隣のC33と当たって曲がっている。アマチュアの改造じゃあるまいし、これがメーカー純正なのだから参る。決して後で換えたのではない(他人の写真もなっていた)。恐らく当初の設計見込みが甘くて、実際にテストしたら全く容量が足りなかったのだろう。これは交換するしかないな。ワクワク。ちなみに元から付いているのはニッケミのような丼マークのSHLと言う一般用85℃品。既に寿命だと思われる。


dc
 チップの裏もデカップリングが殆ど省略されて悲惨な状態。Voodoo3って電力消費が大きいから貼らないと安定しないよ。それとも低クロックの2000だから良いのだろうか?そうでもないと思うが。


 見てきたようにかなり見込みの甘い設計となっている。その甘さを(大雑把だけど)生産側でカバーしている部分もあると言う珍しい物件だ。多くの場合設計者は大体が心配性で付けたがり、生産側は殆どが楽天的でケチなので外したがる(正に油と水の関係)。どちらが強すぎても会社が傾く。何事もバランスが大切なのです。

 レギュレータICを交換するのは無理なので、放熱器を付けて冷却性を向上させるしかないな。IC交換は物理的に無理と言うより経済的にやりたくないと言う意味である。ただヒートシンクもソコソコ高いのでどうするかなあ。決定しているのはレギュレータ出力コンの交換だろう。これは酷すぎる。あとOCして遊びたいのでチップ裏のMLCCも全て復活させるしかない。これもロハだから迷うことは無かろう。

注:よく考えてみたら、Vcore3.3VだろうからATX直流しと言う手もあるな。いくら大電力と言っても、今のGeFoと違ってコネクタが焼けるほどじゃないだろうし。但しその場合はP2L97を始め、その時代のいくつかのマザーには付けられなくなるだろう。付けたらVioレギュレータが確実に燃える。うちでは懐かしのP6E40-A4が燃える要素があった。同じ理由でP6B40、P6L40シリーズとかもヤバそうだ。うちのはWeb記事の通り改造してしまったが。



sgram
 Voodoo3のリファレンス・ドライバはSG-RAMの専用ブロック命令をちゃんと使っているらしい。と言うことはSD-RAM版よりもSG-RAM版のほうが速いと考えてよいのだろう(注)。これはSG-RAM16MBなので期待してしまうぞ。但しメモリは7ns(143MHz)だからOCに期待しても無理だろう。思い切りチップに無理をさせてみたい衝動に駆られるが、Voodoo3が慌てる前にメモリが音を上げそうだ。

注:nvidiaはブロック命令は全く使っていないようだ。故にSD-RAMもSG-RAMも性能は変わらない。Voodoo3のリファレンス・ドライバでは、ブロック命令はZバッファクリアなどに使用しているらしい。昔から「3Dには効果が無い」と言われてきたブロック命令だが果たして…。




 この時代のVGAカードだからWin9xで勝負してみたい。と言うよりこの時代のカードってWindows2000以降の純正ドライバが無い場合が多い。Windows内蔵ドライバは、安定していても性能が落ちるので使いたくない(OGLはソフトエミュレートで激遅だし…)。
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