NVIDIA GeForce 9000番台の電圧変更

[ 2014 / 05 / 27 ]

GPUの電圧を下げて温度・電力の抑制をします。

使用コアとスペック

今回使用するGeForce9000番台の標準仕様です。製品によって数値は若干増減します。表は今回扱う製品の構成のリファレンス仕様で、同名のカードでもメモリの種類や製造プロセスが異なる製品も存在します。たとえば9500なら登場当初から55nmと65nmが混在し、DDR3の他にDDR2メモリを採用した製品もあります。

NameCoreCore-SPMemorySPROPTDP
GeForce 9500 GTG96b-55nm550-1400MHz1600MHz-128bit32850W
GeForce 9600 GTG94-65nm650-1625MHz1800MHz-256bit641696W
GeForce 9800 GTX+G92b-55nm738-1836MHz2200MHz-256bit12816150W
  • Core:G96ロー・G94ミドル・G92ハイのグレードを表す。b付きは55nmプロセスの改良版
  • Core-SP:コアとストリーミングプロセッサの周波数、同じコアなら値が高いほど高速
  • Memory:ビデオメモリの周波数とバス幅、バス幅が半分になるとメモリの転送速度も半分
  • SP:ストリーミングプロセッサの数、数が多いほど高性能だが消費電力も上がる
  • ROP:SPとビデオメモリの橋渡し役、メモリを食う高負荷な処理で力を発揮
  • TDP:消費電力の目安

9500GTは上位と比べてメモリの転送速度が半分になり、演算装置の数も1/2~1/4、ついでに周波数も低いので動作は遅いです。その分消費電力は控えめになります。

G92コアは後期の8800シリーズ、9600GSOの一部、9800シリーズ、GTS150、GTS240、GTS250、GT330など名前と仕様を変化させながら長期間販売されました。

ドライバ

GeForce用ドライバのバージョン343以降は、9000番台(Fermi以前の機種)に向けた機能拡張は行われなくなります。

今後は問題があった場合のみ更新され、2016年4月以降は完全にサポートが終了します。登場から何年も経過し、緊急対応をしないといけないような問題が出る事はなさそうなので、ドライバの更新は終了したと見てよいでしょう。343以降はどのドライバを入れても同じ動作になるはずなので、安定しない場合は343以前の物から選ぶ事になります。

デスクトップ用GeForce9000番台用ドライバ最終?バージョン

  • http://jp.download.nvidia.com/Windows/335.23/335.23-desktop-win8-win7-winvista-32bit-international-whql.exe
  • http://jp.download.nvidia.com/Windows/335.23/335.23-desktop-win8-win7-winvista-64bit-international-whql.exe

ECS N9500GT-512MX-Fのファン掃除と注油

回らなくなったファンに注油して回るようにします。

N9500GT-512MX 汚れたファン

Geforce 9500GT搭載のビデオカードECS N9500GT-512MX-Fです。ファンの色合いからして喫煙環境で使われていたようです。

ファンの取り外し

ファンの電源ピン 端子ごと取れた電源ピン

ファンを外す前に電源ピンを外します。外そうとしたら端子ごと取れました。特に問題はないのでこのまま進めます。

ファンのネジ ファンのネジ位置

ファンはネジ止めされているので3本外します。

ファンの取り外し ファンのスペック

ネジを外してファンが外れました。

ファンを掃除

ファン掃除前 ファン掃除後

汚れが酷いのでガラスクリーナーを綿棒に付けて汚れを拭き取りました。

ヒートシンク掃除前 ヒートシンク掃除後

ついでにヒートシンクも掃除しておきます。

ファンに注油

ファンの隙間 隙間へシリコンスプレー

ファンの隙間にシリコンスプレーを吹きます。羽を少し回して全体に吹き付け、終わったら羽を手で回してなじませます。飛び散った液には埃などが付くので拭き取って組み立てます。シリコンスプレーはホームセンターで購入できます。

動作確認

ファン取り付け 掃除前

組み立てました。並べてみると掃除前はかなり汚れています。

ファン回転前 ファン回転中

ファンが回るようになりました。

BIOS設定変更手順

BIOSの設定値を変更します。設定値によっては起動しなくなるので壊したらまずい物には手を加えない方が良いでしょう。マザーボードの場合、設定ミスで起動しなくなっても電池を抜けば設定が初期化されて立ち上がりますが、ビデオカードでは正常なBIOSで上書きし直す必要があります。

準備

まずは以下の物を揃えます。

  • GPU-Z:ビデオカードからBIOSを取得
  • NiBitor:取得したBIOSの編集
  • NVFlash:編集したBIOSの書き込み

編集したBIOSを反映させるには「NVFlash.exe」が必要です。DOS用とWindows用があり、DOS用を使う場合はフロッピーやUSBメモリで起動ディスクを作る必要があります。Windows版はGigabyte @BIOSの中に入っています。

BIOSの取得

BIOSの保存

GPU-Zを起動し「Graphics Card」タブの「BIOS Version」の右側にあるアイコンをクリックします。「Save to file...」を選択しBIOSの書かれたファイルを保存します。ファイル名はどんな名前でも構いません。

この初期状態のBIOSファイルは別の場所にバックアップしておくと良いでしょう。「Sensors」タブをクリックするとビデオカードの状態が確認できます。

BIOSの編集

NiBitorの機種表示

NiBitorを起動します。起動時点では各欄が空欄になっていますが、上で作成したファイルを読み込むと各種値が表示されます。読み込みは左上の「File」の「Open BIOS」か、BIOSファイルのドラッグ&ドロップをします。

Clockratesタブ

Clockratesタブ

コア、シェーダ、メモリのクロックを変更できます。画像のはExtraと2Dに値が入っていますが、デスクトップ画面などの軽い処理では2Dの低クロックで電力を抑え、ゲームなど重い処理ではExtraの高クロックで動作します。

アイドル状態

今回の9800GTX+のアイドル状態です。他のGTX+ではアイドル時の値がさらに低く設定されている物が多いです。

9600GTの周波数

9600GTのBIOSを読み込んだ場合です。このカードはクロックの可変がなく固定で動作します。そのためここでの表示も1つだけ数値が入力されています。一部の9600GTには可変の物もあり、後期のG94bコアの9600GTなら大抵は可変のはずです。

Voltageタブ

Voltageタブ

各動作モードの電圧を設定できます。この9800GTX+では全て空欄になっていました。項目をクリックすると「そのカードで設定できる電圧」が表示されます。高クロックで電圧を下げすぎた設定のBIOSを書き込むと、OS起動中に青画面で落ちたり、PC起動時に画面が表示されなくなる事もあります。

9600GTの電圧 9800GTX+の電圧

上で出てきた9600GTのBIOSは固定クロックなので電圧は1.1Vの一つだけ表示されています。今回の9800GTX+は全て空欄だったので適当に埋めておきました。

改変BIOSの保存

左上の「File」をクリックして「Save BIOS」します。ファイル名は何でも構いませんが、長いと入力が面倒なので短めの方が楽です。ここでは「G92.ROM」としています。

DOSの起動ディスクからBIOS更新

起動ディスクを用意します。

32bitOSでUSB接続のフロッピーがある場合は、ディスクのフォーマット時に「MS-DOS の起動ディスクを作成する」のチェックを入れておけばDOS起動ディスクが作られます。「COMMAND.COM」「IO.SYS」「MSDOS.SYS」以外を削除しておくと空き容量が稼げます。

USBメモリの起動ディスクは作成が少々面倒ですが、読み込みは早いので便利です。

用意できたら起動ディスクへ「nvflash.exe」と「CWSDPMI.EXE」と「G92.ROM」をコピーします。CWSDPMI.EXEはnvflash.exeの実行に必要なので忘れずに。

バックアップしておいた初期設定のBIOSファイルもディスクにコピーしておくと、いざというときに役立つかもしれません。

BIOSの更新

Microsoft(R) Windows Millennium
  (C)Copyright Microsoft Corp 1981-1999.

A:\>nvflash g92.rom

起動ディスクからDOSを起動し、「nvflash g92.rom」と入力してEnterを押します。ここの「g92.rom」は改変BIOS作成時に指定した名前です。

NVIDIA Firmware Update Utilitiy (Version 5.100)

Checking for matches between display adapter(s) and image(s)...

Adapter: GeForce 9800 GTX/9800 GTX+ (10DE,0612,1458,34A4) H:--:NRM B:01,PCI,D:00,F:00

Curent    - Version:62.92.59.00.10 ID:10DE:0612:1458:34A4
       G92 Board - 03920051 (Normal Board)
Replace with - Version:62.92.59.00.10 ID:10DE:0612:1458:34A4
       G92 Board - 03920051 (Normal Board)
Update display adapter firmware?
Press 'y' to confirm (any other key to abort): _

更新ツールが起動してBIOSが読み込まれます。ここで「y」を押すとVGAへBIOSを書き込む処理が始まり、それ以外のキーでは処理が停止します。

The display may go *BLANK* on and off for up to 10 seconds or more during the up
date process depending on your display adapter and output device.

Identifying EEPROM...
EEPROM ID (9D,007B) : PMC Pm25LV512 2.7-3.6V 512Kx1S, page
Clearing original firmware image...
.
Storing updated firmware image...
..
Verifying update...
Update successful.

書き込み処理は10秒弱で終わります。「Update successful.」の文章を確認してから、CTRL+ALT+DELキーを押して再起動します。

Windows上でBIOS更新

Gigabyteの更新ツール@BIOSをインストールすると、インストールしたフォルダの中に「NvTool」フォルダが作成されます。この中にある「nvflash.exe」を使うと、Windows上でBIOSの更新ができます。

  • @BIOSをインストール
  • 「NvTool」フォルダをCドライブ直下にコピー
  • @BIOSをアンインストール
  • 書き込みたいBIOSファイルを「NvTool」フォルダにコピー
  • コマンドプロンプトを起動
  • 「cd\nvtool」と入力してEnter
  • 「nvflash g92.rom」と入力してEnter(ここの「g92.rom」は作成したBIOSファイル名)
  • 書き込みに問題がなければ「y」と入力
  • BIOS更新完了
  • OSを再起動すると更新が反映される

コマンドプロンプトでの操作は下記のようになります。

Microsoft Windows [Version 6.0.6002]
Copyright (c) 2006 Microsoft Corporation. All rights reserved.

C:\Users\ユーザー名>cd\nvtool

C:\NvTool>nvflash g92.rom

NVIDIA Firmware Update Utility (Version 5.156)

Checking for matches between display adapter(s) and image(s)...

Adapter: GeForce 9800 GTX/9800 GTX+ (10DE,0612,1458,34A4) H:--:NRM B:01,PCI,D:00,F:00

Curent    - Version:62.92.59.00.10 ID:10DE:0612:1458:34A4
       G92 Board - 03920051 (Normal Board)
Replace with - Version:62.92.59.00.10 ID:10DE:0612:1458:34A4
       G92 Board - 03920051 (Normal Board)
Update display adapter firmware?
Press 'y' to confirm (any other key to abort): _

The display may go *BLANK* on and off for up to 10 seconds or more during the up
date process depending on your display adapter and output device.

Identifying EEPROM...
EEPROM ID (9D,007B) : PMC Pm25LV512 2.7-3.6V 512Kx1S, page
Clearing original firmware image...
.
Storing updated firmware image...
..
Verifying update...
Update successful.

BIOS更新の確認

BIOS更新後

BIOS更新後にOSを起動し、GPU-Zで動作状況を確認してみると変更が反映されていました。

この要領で変更したBIOSの書き込みができます。元に戻す場合はバックアップしたBIOSファイルを指定して書き込めばOKです。

BIOS変更で起動しなくなった場合

ブルースクリーン 画面表示不可

設定値でクロックを下げすぎてOS起動時に必ずブルースクリーンになるようになりました。また、他のカードのBIOSを突っ込んでみたところ右側のように画面が表示されなくなりました。Windows起動中に落ちる場合はDOSから正常なBIOSで更新を行えば戻せますが、後者のように画面の表示がされない場合はアウトです。

オンボードビデオを使った復旧

VGAを外す オンボの出力に接続

もしマザーボードがビデオ出力に対応していればBIOSを戻す事ができます。異常のあるビデオカードを外し、マザーの出力にケーブルを接続してPCを起動します。

マザーのBIOSの設定変更

マザーボードのBIOS設定画面に入り、ディスプレイの優先出力を「Onboard」に変更し、オンボードビデオを「Always Enable」にします。変更したらBIOSをセーブしてPCを落とします。

ビデオケーブルはオンボのままで壊れたビデオカードを戻してPCを起動します。あとはDOSやWindowsから正常なBIOSに更新し、マザーボードのBIOS設定を元に戻しておけば終了です。

電圧変更のテスト環境

各設定の測定結果です。

  • 低負荷:OS起動後デスクトップで10分放置した時の電力・温度・ファンの回転数
  • 高負荷:3DMark06の最初のテストで最も高かった電力、最初のテスト終了直後の温度・ファン
CPUCore 2 Quad Q6600(G0 2.4GHz-1.056V)
MotherGA-G33M-DS2R(G33/ICH9R)
MemoryDDR2-800 16GB(4GB x4)
HDDWD1600HLFS-60G6U2(HDD 160GB 10000rpm)
PowerKRPW-PT600W/92+(600W Platinum)

オンボードビデオ使用時のアイドルは56Wでした。下の計測結果のアイドルからこの値を引けば、アイドル電力の増加分が分かります

ECS N9500GT-512MX-F(GeForce 9500 GT 512M)の電圧変更

負荷に応じてクロックが可変するタイプのカードです。

コアシェーダメモリ電圧電力温度ファン
高負荷550MHz1375MHz800MHz1.00V
低負荷200MHz400MHz100MHz0.95V73W45℃40%
低負荷200MHz400MHz100MHz0.90V73W46℃40%

ファンが停止した時に壊れていたようで、3DMark06の最初のテストでフリーズしてしまうため計測できませんでした。

Voltage Table Editor

このカードで設定できる電圧の範囲は1.00V、0.95Vの2種類です。NiBitorの上の方にある「Tools」の「Voltage Table Editor」を開くと、デフォルトの電圧を変更できるように見えます。試しに0.95Vを0.90Vに変更してみましたが、GPU-Zの表示が0.90Vに変わるだけで計測値に変化はありませんでした。

InnoVISION I-96GTM-I5GTCE(GeForce 9600 GT 1GB)の電圧変更

65nの9600GTでクロックは固定です。計測値は低負荷/高負荷です。

コアシェーダメモリ電圧電力温度ファン
初期値650MHz1625MHz900MHz1.10V91W/155W65℃/76℃45%/79%
初期値650MHz1625MHz900MHz1.05V87W/144W63℃/71℃40%/66%
初期値650MHz1625MHz900MHz1.00V85W/139W62℃/68℃36%/59%
初期値650MHz1625MHz900MHz0.95V85W/138W61℃/68℃37%/58%
GE低負荷300MHz600MHz200MHz1.00V
GE高負荷600MHz1500MHz900MHz1.00V84W/130W59℃/65℃35%/52%

設定できる電圧1.10V、1.05V、1.00Vの3種類です。電圧に応じて電力や温度が下がっています。1.00Vで3DMark06をそのまま走らせると途中で終了するので電圧が足りません。Voltage Table Editorで0.95Vを設定してみましたが誤差の範囲で変更の効果はないです。

後期のG94bコア採用9600GT、GreenEdition(GE)のアイドル時の設定値を流用させるとOS起動時に青画面になりました。メモリクロックが低すぎてエラーが起きているのかもしれません。アイドル時メモリクロックを100MHzにする9800GTX+でもフリーズする現象がありました。

GEの高負荷時の設定値を流用してテストしてみると、1.00Vで3DMark06が完走できました。55nで製造された本家GEの電力にはかなわないでしょうが、ノーマル9600GTで多少でも電力を落としたいならこの設定にしてみるのも良いかもしれません。

Clockrates

この9600GTでは周波数はExtraの1つしか設定されておらず、負荷に関わらず周波数は固定です。一方、一部の9600GTやノート用のGeForceでは周波数が負荷に応じて変化する可変の物もあります。

NiBitorの「Clockrates」タブの「Change amount of active performance levels」を変更するとそれら設定ができそうに見えます。ここの値は、例えば1にすると1段階、3にすれば3段階の変化の設定ができるようになります。チェックを入れて値を入力してみましたが変化はありませんでした。

Gigabyte GV-N98XPZL-1GH(GeForce 9800 GTX+ 1GB)の電圧変更

負荷に応じてクロックが可変するタイプのカードです。ファンレスにしているのでファンの回転数は無しです。

コアシェーダメモリ電圧電力温度ファン
高負荷740MHz1850MHz1000MHz1.10V180W59℃
高負荷740MHz1850MHz1000MHz1.05V180W59℃
低負荷400MHz1200MHz800MHz1.10V92W48℃
低負荷400MHz1200MHz800MHz1.05V92W48℃

電圧の設定を変更してもGPU-Zの表示が変わるだけで、電力・温度に変化はありませんでした。下の表と比べると実際の電圧は高負荷1.15V、低負荷1.05Vで固定になっているようです。

GigabyteのGPU設定変更ツールGAMER HUD

GamerHUD

このカードはGigabyteの設定変更ツールが使えます。これを使って値を変更してみました。クロック可変モードでは設定を変更する事はできません。起動時に自動起動で常駐し、以前設定した設定が再起動後も反映されます。周波数を変更するとGPU-Zの表示に反映されますが、電圧の表示はそのままでした。

コアシェーダメモリ電圧電力温度ファン
初期値740MHz1850MHz1000MHz1.15V95W/181W50℃/60℃
初期値740MHz1850MHz1000MHz1.10V93W/174W49℃/58℃
初期値740MHz1850MHz1000MHz1.05V92W/166W48℃/56℃
周波数減710MHz1800MHz1000MHz1.00V90W/159W46℃/54℃
周波数減670MHz1750MHz1000MHz0.95V89W/151W45℃/53℃

1.00V以降は3DMark06実行時にドライバ応答停止でエラーになるため、周波数を下げています。今回の環境ではこの設定で3DMark06を完走する事ができました。

1.05Vにするとアイドルは未設定時と同じ電力・温度になります。負荷時は15Wほど落ち温度も若干下がります。

GamerHUDの値GPU-Zの表示
1750MHz1728Hz
1760MHz1782Hz
1800MHz1782Hz
1810MHz1836Hz
1850MHz1836Hz

GamerHUDのSharderの設定とGPU-Zの表示に差がありました。

9600GT(65n)との比較

コアシェーダメモリ電圧待機電力負荷電力
9800GTX+電圧減670MHz1750MHz1000MHz0.95V89W151W
9600GT初期値650MHz1625MHz900MHz1.10V91W155W
9600GT電圧減650MHz1625MHz900MHz1.05V87W144W

9800GTX+の電圧を下げる事で、9600GT初期値以下の電力にする事ができます。

電圧変更まとめ

電圧を下げる事で電力や温度が下がり、電圧を下げすぎるとエラーになるのが確認できました。

設定できる電圧の範囲

9600GTの電圧変更では元々用意されていた電圧の値のみ適用でき、それ以上の値は指定しても範囲以上の値になりませんでした。

CrystalCPUID

CPUの電圧設定でも一定の範囲以上の値を指定しても上限以上の値は指定できませんでした。GPUもCPUのそれと同じように範囲が決まっているようです。

故障のためテストはできていませんが、今回の9500GTも高負荷の方を1.00Vから0.95Vにする事ができるかもしれません。

電圧が変更できないケース

今回の9800GTX+はBIOSの電圧の初期値が空欄になっており、値を入れても表示だけ変わり結果に反映されませんでした。BIOSで電圧の変更が一切できないカードもあるようです。

GeForce GTS 240のファン掃除と注油

GeForce GTS 240

単体のカードでは販売されず、メーカー製PCに採用されていたGeForce GTS 240です。裏面のシールには「9JDYJ005015M」と書かれています。

NameCoreCore-SPMemorySPROPTDP
GeForce GT 240GT215550-1340MHz2000MHz-128bit96870W
GeForce 9800 GTG92600-1500MHz1800MHz-256bit11216105W
GeForce GTS 240675-1620MHz2200MHz-256bit120W
GeForce GTS 250738-1836MHz128150W
GeForce 9800 GTX+

9000番台ではないですが、中身は9800GTの強化版なのでここで扱います。GeForce GT 240は名前が似ていますが完全に別物です。

ファン掃除

カバーとホコリ

ファンのホコリ クーラーカバーのネジ

ファンに相当な量のホコリがこびり付いているので掃除します。そのままではやりづらいので、表面のネジ7本を外してクーラーのカバーを外します。長いNo0のドライバーがあると作業がしやすいです。小さなネジはなくしやすいのでしっかりと保管しておきます。

クーラーのネジ

クーラー本体を外す事はできますがネジの本数が11本と多く、コア欠けの危険も高いので、掃除だけならそのまま作業した方がよいでしょう。

空気の流れ

カバーを外してみるとファンのそばにホコリが詰まっています。ファンで吸い込んだ空気が右側に流れますが、ホコリで遮られてしまっています。

ファン掃除

風を遮るホコリ ホコリを取る

大きめのホコリを指やピンセットでつまんで取ります。

風を遮るホコリ ホコリを取る

綿棒やティッシュにクリーナーを付けて汚れを落とし、ブロワーで細かな汚れを吹き飛ばしました。

ファン注油

ファンの隙間 シリコンスプレー

ファンから異音がする場合、隙間にシリコンスプレーを吹くと改善する可能性が高いです。シュッと少し吹いたらファンを少し回してまた吹き付けていきます。周囲に飛び散った液にホコリが付着するので、作業が終わったら拭き取ります。

掃除完了

作業が終了したらカバーを取り付けて終了です。