芯有灵犀一点通-9800pro-256M改装FireGL X2

这次我们的主角是ATI9800pro-256M。
____FireGL X2-256是目前A卡中的旗舰。
____Fire ATI FGL? 9800绘图芯片，基于R350核心，与ATI9800pro系出同门，PCB正反面共16颗256MB DDR-II显存， 一起构成256bit位宽，总带宽达到了22GB/s。
____双DVI数字输出接口，其中一个DVI数字信号输出是通过集成在FGL 9800核心内部的TMDS数字信号发生器完成的。另一个DVI数字信号的输出则是通过附加子卡上的Silicon Image的Sil164CT64芯片来完成的。可以提供最大1600×1200的DVI数字信号输出。
____4组Vertex Shader处理器单元，8条平行渲染管线。Pixel Shader单元提供单通道32bi色彩支持，总共128bit的色彩表现能力（输出时转换为每通道24bit）。同时在应用Maya hardware texturing技术的时候，实时渲染贴图能力可以成倍提高工作效率。在 API的支持上，FireGL? X1-256对DirectX9.0和OpenGL1.5提供完整支持。
____无论是在硬件渲染的精度要求上，还是在速度上，无论是光源处理能力还是三角形生成能力，FireGL? X1-256 将电脑辅助设计(CAD)和数位内容创作(DCC)的应用推到一个新的境界。

第一部分，关于改造。
____我们先看FireGL X2-256，ATI9800pro和ATI9800se的核心的比较。下面依次是FireGL X2-256，ATI9800pro和ATI9800se的核心。

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FireGL X2-256显示芯片同ATI9800 Pro显示芯片的区别只是DIE旁边的PCB上的一个定位识别电阻的位置不同。ATI9800pro和ATI9800se的区别只是管线识别电阻的位置的差别。PCB上的DIE只是通过这些功能电阻。来判断是否开启专业OpenGL加速和是否打开另外4条渲染管线。
所以。我们改造的第一步就是改变ATI9800pro-256定位识别电阻的位置。以便让核心开启专业OpenGL硬件加速。
____如下:根据我在以前文章中的方法。能达到同样目的的情况下。坚决不焊电阻。一是焊功很多DIYer达不到。二是不想失去保修。
我们把ATI9800 Pro相对于FireGL X2-256位置不同的那个定位识别电阻位上的空焊位置用导电胶水连起来。

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____这样电流从电阻小的连接位置流过。避开了9800pro的识别位置。等效于改焊电阻。
然后均匀的涂抹散热硅脂。（我看了一下周围的那个DIE支撑框架，没有比核心高，看来ATI改了那个硬件小BUG。如果是9700可以在DIE上加一个薄薄的铜片，效果不错）加装风扇。开机检测。
____我没有做截图。不是很重要。只是向大家叙述一下就可以了。
系统提示找到新硬件。然后安装FIER驱动。完毕。从新启动。发现还是ATI9800pro。看来驱动不能识别仅仅核心电路的改变。
下面从2个方面着手。一是修改BIOS。一是修改驱动。先从驱动入手。目的是将芯片DeviceID，显卡SubID，VendorID改到与FireGL X2-256相符。

打开Fire驱动的Driver\2KXP_INF\ CX_10409。

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同样打开Catalyst3.9驱动。

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从上面我们可以分析出:
FireGL X2-256：DeviceID是4E4B和4E6B（4B和6B是统一的）。VendorID是1002。SubID是00021002
____ATI9800 Pro：DeviceID是4E48和4E68（4E48和4E68是统一的）。VendorID是1002。SubID是00021002
____当drivers从BIOS中读到4E4B就识别为FireGL X2-256。同样，当读到4E48就识别为ATI9800 Pro。
____首先，我们用atiflash在纯DOS下执行atiflash -s 0 fatumai.rom(0是数字)提取显卡BIOS为fatumai.rom。
我们用UltraEdit-32打开fatumai.rom

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然后把对应的
00000070h：44 76 4E 37 90 08 02 10 02 00 00 00 00 00 00 00改为
00000070h：44 76 4E 37 93 08 02 10 02 00 00 00 00 00 00 00
把对应的
00000130h：00 F0 02 10 02 00 48 4E 00 00 00 00 00 00 00 00改为
00000130h：00 F0 02 10 02 00 4B 4E 00 00 00 00 00 00 00 00
把对应的
00000170h：00 00 00 00 D9 01 00 00 50 43 49 52 02 10 48 4E改为
00000170h：00 00 00 00 D9 01 00 00 50 43 49 52 02 10 4B 4E
然后保存为fatumai2003.rom。

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然后我们用RadEdit校正"检测和"：
____用RadEdit打开保存的fatumai2003.rom。提示Checksums bad。然后点击确定。把文件另存为fatumai2003a.rom。
文件fatumai2003a.rom就是我们改好的BIOS。
____用atiflash -f -p 0 fatumai2003a.rom。（此过程不能断电）。
____然后重启。系统提示发现新硬件。安装FIRE驱动即可。

事实上，如果直接刷入FireGL X2-256的BIOS，发现安装驱动时候有比较长时间的延迟现象。因为双DVI和DVI+VGA的不同。感觉不太理想。因为ATI9800 Pro支持TV输出。而FireGL X2-256本身并不支持。事实上改的感觉稳定一点。兼容性好一点。当然没有客观的测试数据。供各位玩家参考。

下面的fatumai2003b.rom是FireGL X2-256的BIOS

[#img_111208_no_1_Black#]

事实上可以在00000140h行加入对应与$$TVS#？的24 54 56 53 23 C7 00字节来打开TV输出。这样需要适当的加入Catalyst3.9驱动中对应TV的部分。考虑到实际意义不大。没有去做。仅供参考。

第二部分，关于OC
____ATI9800pro-256M的核心频率是380MHz，显存频率是350MHz，等效与700MHz。
而ATI9800XT的频率是核心412MHz，显存是365MHz，等效与730MHz。
因为FireGL X2-256用的是samsung 2.2ns的DDR-II显存。应该能达到900MHz。可是把它定为412MHz，900MHz的时候。严重花屏。
最高可以定为核心400MHz。显存370MHz。为了上到一个比较理想的高度。我们开始着手进行一系列的改造。

·首先是关于核心电压的改造。
____ATI RADEON 9800pro是由Semtech公司的SC1175CSW 来调节核心电压的。这是显卡上常用的两相的同步电压模式PWM控制器，它采用小巧的SOIC 20 pin封装形式。具有两路的开关控制，用来管理VPU的电源供应。两条通道独立工作为芯片提供两个电压值：供应内部电路的3.3V和供应输入输出缓冲的2.5V。可以提供SSTL终结，具有很高的精度，效率大于90％。

下面是PWM和它的Marking Information

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以下是Pin Configuration和Evaluation Board Schematic-2 Channel with Current Sharing。

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从 PWM测试回路(-IN1)pin 18 (1.25V 基准电压)分得不同的参考电压，与从输出端的取样电压比较，然后反馈到PWM 中的误差放大器中，然后调整脉冲宽度,根据反馈的电压来调整输出电压，以达到稳压的目的。这个过程中的几个电阻，就影响着电路电压。如果输出电压是 aV,反馈电压是aV,这种情况下输出电压稳定。 如果反馈电压低于aV,PWM即提高对应的输出电压，使其从新达到aV输出。
____通过提升或降低反馈电压，影响PWM的误差放大器，从而降低或拉高基准电压，即达到升高或降低GPU供电电压的目的。
我们从pin18接适当阻值电阻到GND，进行分压。
____根据公式Vout=1.25x（1+R12/R1），R12=1300Ω，R1=7700Ω,我们可以接一5K的电阻把电压提高到1.75V或是接一个10K的电阻把电压提高到1.65V。

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这里用的方法是把一个10K的贴片电阻用AB胶轻轻沾到PCB上（也可以沾到PWM上pin18和pin20的中间）待胶水沾合牢固后。用导电胶水从两个脚引出一条线。分别连到贴片电阻的两端。这样就完成了核心供电电路的改造。

其次是显存供电电路的改造。
____这里首先要提到的就是DDR-II显存。（因为是个比较新的技术，写的比较多，可以略过不看）

下图是SAMSUNG的DDR-II。采用0.13微米的生产工艺，电压为1.8V。

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144针脚的FBGA封装。

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DDR-II的新技术

1. 带宽技术。

DDR-II内存采用了4位预取数（pre-fetch of 4 bits）性能，DDR-I技术的预取数位只是2位。这样，在相同的核心频率下，DDR-II等效与DDR-I的2倍。

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如上图，Memory Cell Array（内存单元队列）同I/O Buffer（输入输出缓冲）之间的数据交换就是我们所说的内存交换。
可以看出，如果Core frequency（核心频率）都是100MHz的情况下。 DDR-I核心频率和Clock frequency（时钟频率）是一样的，但因为其可以在时钟的上升延和下降延同时进行数据传输，即单周期可以进行2bit的数据传输，所以数据传输速度则是时钟频率的两倍。
____DDR II由于具备4bit预读取技术，即单周期可以进行4bit的数据传输。逻辑芯片一次传输16bit数据到读取缓存，然后分成4路4bit的数据。传给差分复用器，即先传到I/O Buffer，将频率提高一倍，然后从I/O Buffer输出。差分复用器最后输出的仍然是4bit数据，只是进行信道复用和纠正信号失真，保证数据传输的准确性。
所以最终DDR-II Data bus speed是DDR-I的2倍。
Posted CAS。Posted CAS技术提高了DDR II的利用效率。
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详细图解（下图)

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在上图的数据交换过程中，各参数为：tRRD=2，tRCD=4，CL=4，AL=0，BL=4（Burst Length，突发数据长度）。可以看出tRRD（RAS到RAS的延迟）为两个时钟周期，tRCD（RAS到CAS的延迟）为四个时钟周期，恰好在第四个时钟周期上面ACT（段激活）和CAS信号产生了堆叠，即信号冲突。于是自动ACT向后移动一个时钟周期。为了保证数据的完整性。后面的数据传输中间出现了一个BUBBLE（空置状态）。
____Post CAS的操作，此时的各参数为：tRRD=2，tRCD=4，CL=4，AL=3，BL=4。RAS被设在ACT后的一个时钟周期上，RAS产生后，CAS同时发送。在附加延迟过程中CAS保持有效。所以不重复发生ACT指令。tRCD被AL所取代，通过精确的定位延迟， ACT和CAS没有冲突，内存读取时序中也没有BUBBLE出现。同时降低了系统的损耗，提高了数据传输效率。

2. OCD技术。OCD（off-chip drivers）输出驱动校准，调整I/O电压，达到pull-up=pull-down，以减小DQ和DQS的倾斜使信号完整，提高信号品质。

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3. 8个L-BANK。DDR-II有8个L-BANK。在以前的 DDR-I有4个L-BANK（数据存储）可以交错传输数据。提高速率。但是事实上受限与功耗。并没有支持8L-BAND数据传输。

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从上图可知。DDR-II的内建核心的终结电阻器，系统自动开合终结电阻，来决定是屏蔽终结电阻还是打开终结电阻，减少反射。ODT去掉了主板的终结电阻使主板的成本降低，走线清晰，设计简洁。使终结电阻和芯片100%的兼容，运行更加稳定。降低功耗，降低干扰。提高信号品质。

接下来我们开始提高显存电压。

显存上用的是Intersil ISL6522CB PWM控制器(下图)

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PIN定义和电路图。(下图)

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PIN5是测试回路。PIN7是GND。
同样的道理，我们用一个10K也可以用20K的贴片电阻。按上述的方法粘贴。用导电胶水走线。如下图。

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因为是256M DDR-II显存需要2个PMW来供电。同样道理把2个PMW都贴上了电阻。连了管脚。然后可以进行测试了。

改装完成后，用RadEdit改一下频率。当然先用powerstrip来测试一下适合你显卡的频率。

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改完后如下

[#img_111247_no_1_Black#]

由于DDR-II的发热巨大。这里我把它定为377MHz。

测试：
平台：AMD BARTON 3200+（11.0x 200）
1.5G DDR 400 (dual channel enabled.)
ST 80G 7200RPM
OS:windows XP-SP1
SPECviesperf6_1_2测试

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大家可以看到区别. ^^

下面是SPECviesperf7.1测试。没有对比。

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事实上和专业卡的成绩水平相当。
说明改造效果还可以。
我们以ATI9800pro-256M改造FireGL X2-256，测试成绩完全符合标准。达到了预期效果。系统稳定。但是专业制图力求稳定，如果是这方面的需要，建议还是购买FireGL X2-256为佳。这个改造，只是技术上的探讨，如若改造，其一切后果自己的负责。特此声明；