Kíváncsi voltam arra, hogy CPU tuning esetén mennyire számít a meleg leadó radiátor mérete, értékes tapasztalatokat szereztem

A múlt hónapban elkészült PowerBox-ot hosszasan teszteltem. Ez egy peltier elemes hűtőrendszerrel felszerelt számítógépház, azzal a céllal készült, hogy az adott processzorból a maximumot lehessen kihozni. Tuningtól függően 6-9 fokos hűtővízet tud szolgáltatni a CPU-nak. Ezen a hőmérsékleten még nincs jegesedés, a párakicsapódást megfelelő hőszigeteléssel sikerült kiküszöbölni.

Hosszas tesztelés után a következő eredményre jutottam: Ha a tuningolhatóságot nézzük, akkor a CPU-nak teljesen mindegy, hogy 50 fokon üzemel, vagy 15 fokon! Vagyis, ha 50 fokon nem bírja az adott frekvenciát, akkor 15 fokon sem. Sőt hosszas átalakítás után nulla fokos hűtővízzel is ugyanezt tapasztaltam. AMD és Intel CPU-val is kipróbáltam, az eredmény hasonló volt.

Sokakban tévhit él, hogy ha a CPU 30-40 fokkal hidegebb lenne, akkor biztosan még sok száz MHz-el jobban lehetne hajtani. Inkább az a fontos, hogy 60 fok alatt lehessen tartani a CPU-t, mert e felett már egyes esetekben instabilitás tapasztalható. De annak már nincs komoly jelentősége, hogy most 50 vagy 10 fokon üzemel a CPU!

Az elkészült PowerBox ugyancsak falja az energiát (2db 124Watt hűtőteljesítményű peltier elem a lelke), így gondoltam egy nagyon és kivettem a hűtőkockát és egy mini versenyt rendeztem egy brutális méretű réz meleg leadó egység és egy általam készített alumínium melegleadó között. Érdemes a cikket figyelmesen végigolvasni, mert érdekes dolgokra világít rá.

A teszt konfiguráció teljesen azonos volt, csak a hűtés változott. A lényeges alkatrészek:

Annak érdekében, hogy a CPU hőmérsékletét minál pontosabban mérje a CPU mögött elhelyezett termisztor, ezért hővezető pasztából tettem rá egy ki pöttyöt, hogy ne csak pontszerűen vegye át a hőmérsékletet, hanem nagyobb felületen. Tapasztalataim, szerint így 4-5 fokkal magasabb értékeket kapunk CPU hőmérsékletnek. Aki a saját hűtésével összehasonlítja majd az eredményeket, az ezt is vegye figyelembe!!!

Nézzük a réz radiátorral ellátott hűtőrendszert:

A házban felül egy hatalmas réz radiátor lapul. Alatta 3db 8cm-es ventilátor fújja át a levegőt a lamellákon. Ezért a ház tetejét ki kellett vágni, hogy a levegő akadálytalanul távozhasson.

A szivattyú a tápegység alatt helyezkedik el. 250l/h-s teljesítménye jelen esetben bőven elegendő. Minden cső 8-as belső átmérőjű, így a víz gyorsan áramolhat a rendszerbe. Így néz ki a processzor környéke:

A CPU-ra rézből készült gyári lesarkazásvédőt helyeztem (Coolink). A Blokk 40x40x10-es felül csonkos. A blokk lefogatása meglehetősen brutális. Bár ennek megvan az a hátránya, hogy ha túlhúzom a szárnyas anyákat, akkor esetleg reccs....

A szivattyú a képen lefele irányuló csövön nyomja a vizet a CPU blokkjába. A cső lehetne sokkal rövidebb is, de most kísérleteztem, így néha nem árt a hosszabb cső. A blokk másik csöve a réz radiátor csonkjához csatlakozik. Minden csonkra, amire 8-as műanyag csövet húztam, az bilinccsel lett ellátva.

A képen alul látható a videokártya egy része. Szerintem rendesen megpakoltam a memóriákat hűtpbordával. 6ns-os DDR memóriák 333MHz-es működést tesznek elvileg lehetővé, de így már 420MHz-en is jól viselik a "kiképzést". Ha már a memóriák hőmérsékleténél tartunk, akkor: megmértem 256M DDR memória hőmérsékletét és 48 fok adódott! Nos ezt már esetleg érdemes lenne hűteni, hátha gyorsabb beállításokkal is üzemelne, mert most a leggyorsabb Ultra beállítást nem bírja.

A másik rendszer, nézzük hűtőt, íme a kiindulás:

Ez a 200mm magas 111mm széles hűtőborda 30mm magas hűtőlapokkal rendelkezik, összesen 28db van rajta (mellette egy COOL121-es hűtő látható, így a méreteket jobban lehet érzékelni). Így összesen 3-4x nagyobb a felülete mint egy léghűtőnek, szemben az előbb bemutatott réz radiátorra, ami kb. 4 négyzetméter összfelületű. De ennek megvan az az előnye, hogy a ritkább bordázat miatt alig kell pörgetni a ventilátort, már nagyon kis légáramlás esetén nagyon jól hűt! A réz radiátor sűrű (kb. 1mm-esek a hézagok) bordázatán lényegesen nehezebben jut át a levegő. Nem csoda, hiszen gyárilag nem ilyen "nyuszi" ventilátorral üzemel. Még annyit, hogy ebben az alumínium meleg leadó egységben fésűszerűen áramlik a víz a minél jobb hőelosztás érdekében.

Mindez két 5.25" helyre bőven befér:

A hűtő kb. 4mm-es vékonyabb, mint a két CD meghajtó közötti hely, így a beszerelésnél alulra és felülre egy polifoam (remélem így írják…) hőszigetelő lap került. Mivel alul és felül a tömítés meglehetősen jó lett, így egy alagúthűtő keletkezett. A szakirodalom szerint ezek hatékonyabbak egy kicsivel, mint ha csal úgy ráfújjuk a levegőt a hűtőbordára. De természetesen ez is csak akkor működik jól, ha egy ventilátorral átnyomjuk a hosszanti járatokon keresztül a levegőt.

Egy 8cm-es ventilátor állítva pont befért a két CD meghajtó közé. De ez csak 8cm széles a hűtő pedig 11.1cm. A ventilátort nem közvetlenül a hűtőre szereltem, hanem kb. 1cm-el előtte helyeztem el, így egy kis kamara alakul ki. Ez tovább javítja a hatásfokot, áramlástechnikailag jobb. Erre több gyártó rájött és ha jól megfigyeljük, akkor a mai léghűtők egy részénél nem szerelik a ventilátort közvetlenül a hűtőbordára. Így van ez a Cool121-nél is.

A kialakított kamra és az a tény, hogy az alumínium radiátor egy kicsit szélesebb szükségesség tette, hogy két oldalra egy-egy légterelő kerüljön:

A képen a ventilátor mellett a két fekete rudak szintén hőszigetelő anyagból vannak, így a beszívott levegő már csak a hűtő lamelláin keresztül távozhat. Egyúttal azt is elárultam, hogy a külső friss levegő hűti az alumínium hűtőt és nem a belső felmelegedett. Végül fél perc alatt elkészített takarólapot kapott:

Így a teljes hűtőrendszer így fest:

Még annyit érdemes megjegyezni, hogy a képen látható T elosztó a buborékmentes üzemelést szolgálja. Innen egy vékonyabb cső egy kis tartályhoz megy. A csőben kb. 10cm hosszan áll a víz, utána levegő van, a tartályban is! Üzem közben kb. fél köbcentit tágul a víz, így felesleges literes kiegyenlítő tartályt alkalmazni, bőven elegendő erre a cső is. A tartály csak az összenyomható levegő térfogatát növeli meg. Így ha egy picit tágulna folyadék, akkor alig jön létre túlnyomás, szinte elhanyagolható.

Teljesen zárt rendszerű mind a két most bemutatott vízhűtés, tehát a gép szállítható, a tetejére állítva is üzemeltethető. Röviden összefoglalva:

1-es számú rendszer: Nagy felületű réz melegleadó egység 3db 8cm-es ventilátorral megtámogatva.

2-es számú rendszer: Alumínium hőleadó egység 2db 5.25 helyre beépítve 1db 8cm-es ventilátorral ellátva.

Nézzük a tesztet:

Arra voltam kíváncsi, hogy a CPU-t terhelve milyen hőmérsékleti értékek adódnak. Mindezt két frekvencián mértem. 1.2 GHz-en 1.75 Voltos default feszültségénél és 1.53GHz-en 1.85 Voltos beállításnál. Ez az AXIA sorozatú processzor ennyire volt képes. Illetve egy picit többre, mert 1570MHz-en is stabil.

Egy 1GBytos *.vob fájt konvertáltam ár MPEG4-be (DivX). Ez alaposan megizzasztja a processzort. kb. fél órán át kell szinte padlógázzal számolnia. Ezt a Flask nevezetű programmal oldottam meg. Ez azért is jó, mert borzasztóan érzékeny az instabilitásra, bármilyen rendellenességet észlel azonnal kilép a programból. Így az egész rendszer stabilitását tesztelhettem.

A hőmérsékletet a CPUCool nevű programmal mérem. A hűtő funkciót kikapcsoltam, hogy a lehetőségekhez képest maximálisan melegedjen a CPU. Ez a program a feszültségeket, a CPU frekvenciáját, CPU terheltségi állapotát és még számos egyéb dolgot kijelez. Nézzük:

Annak érdekében, hogy a számokat és hőmérsékleteket a későbbi képeken jobban lehessen látni a Flask és a CPUCool program képének csak a fele lesz látható. De talán már ezen a képen is látható az első eredmény:

1-es számú rézhűtővel:

A processzort terhelve 1535MHz-es 1.85 Volton a CPU hőmérséklete 40.3 fok. Nézzük meg egy kicsit később:

Másodpercenként kb. 18 képkockát tudott konvertálni a program, így több mint fél órai számolás után 38.1 fokos volt a CPU, de ne feledjük munka közben 40.3 fokot mértem. Nyilván amint leesett a terheltségi fok, azonnal hűlni kezdett a CPU. A grafikonon kékkel a CPU kihasználtsága (terhelése), zölddel a CPU hűmérsékletének az ingadozása látható. Csak ezeknek az alapja a fontos, mert a hőmérsékletet pontosan csak felül a numerikus résznél lehet leolvasni.

Nézzük mint produkál a rézhűtő alapfrekvencián, azaz 1.2GHz-en és 1.75 Volton:

Lényegesen alacsonyabb hőmérsékletet mértem. Ez nem csoda hiszen 1535 MHz-en és 1.85 Volton kb. 94 Wattot disszipál, míg 1200MHz-en/1.75 Volton "csak" 66 Wattra képes. Véleményem szerint 33-35 fokos (1200MHz), illetve 38-40 fokos (1535MHz) hőmérséklet kedvezőnek mondható. Azt még hozzá kell tennem, hogy a gépnek azért volt hangja a 3db 8cm-es ventilátornak köszönhetően.

Most nézzük a 2-es számú beépített alumínium hőleadós rendszer hőmérsékleti eredményért 1535MHz-en:

Itt is a számítás végezte után láthatjuk a hőmérsékleti eredményeket. Nagyon hasonló eredményt kaptam, mint a réz radiátor alkalmazásával. Terhelt esetben 41.5 fokot mérem, míg a réz melegleadóval 40.3 fokot. Ezt az 1.2 fokos hőmérsékletkülönbség szinte elhanyagolható. Akár annak is betudható, hogy időközben melegebb lett a szobában.

És most egy érdekes kép következik. De mielőtt erre rátérnék pár sor a mérésről:

Kíváncsi voltam, hogy vajon mennyit számít, ha menet közben, amikor már felmelegedett a hűtővíz, egyszerűen kicserélem a folyadékot friss csapvízre. Ezt úgy értem el, hogy az egyik csövet lehúztam. Ekkor egy edénybe elkezdett kifolyni a folyadék, de közben egy másik szivattyú segítségével nyomtam a rendszerbe a friss vizet. Elég kockázatos művelet volt, de sikerül. Amikor úgy gondoltam, hogy a régi felmelegedett víz már tutira távozott újra zárttá tettem a rendszert. Ez a művelet a hőmérsékleti grafikonba egy törést okozott:

A zöld CPU hőmérséklet grafikont megfigyelve látható, hogy a program indítása után szépen elkezdett melegedni a hűtővíz. A CPU 28 fokról indult egészen 36.5fokig emelkedett, majd visszazuhant, végül ez is felmelegedett. De ez nem olyan vészes.

A 66 Watt kb. 4 fokkal emelte meg a hűtővíz hőmérsékletét, míg a 94 Watt 5.5 fokkal. Ezeket digitális hőmérővel mértem, egyszerűen a mérőszondát beletettem a vízáramba.

A teszt rávilágít arra fontos problémára, hogy nem igazán a meleg leadó egység a kulcskérdés, mert hiába teszünk a házba egy kétkilós kenyér nagyságú rézradiátort, ha csak 1-2 fokkal gyengébb egy normális méretű beépíthető alumínium radiátor. Ennyi hiba simán adódhat abból, hogy nem egyszerre azonos szobahőmérsékletnél történt a mérés. 1-2 fokért kár harcolni. Sokkal fontosabb az a tény, hogy a vad tuning sem tudja felforralni a "kazán" CPU-t!

A szivattyú vízszállító képességének növelése csak a gép hangját növelheti, de a hőmérséklet azonos marad. A legnagyobb csapás az, hogy hiába hideg a hűtőblokk a CPU jóval melegebb. Próbáltam kis, közepes és nagy méretű blokkal, mindig az volt az eredmény, hogy szélsőséges esetben (94 Wattos disszipáció) a CPU hátulja (mert csak erről tudunk nyilatkozni, a mag hőmérsékletéről csak sejtésünk lehet) 10-12 fokkal melegebb!!! A szobában 23 fok volt, a víz 5.5 fokkal lett melegebb alumínium hőledóval, a proci pedig 10-12 fokkal melegebb. Így adódik ki a 23+5.5+12 azaz a 40.5 fok (számított), néha 41.5 fokot mértem. Ha megnézzük, akkor nem sokat segítene, az, ha nem 5.5 fokot, hanem csak 3 fokot melegedne a víz. Megfagyni nem szeretnénk, így a szoba (23 fok) hőmérséklet sem lehet alacsonyabb. A 12 fokon maximum a CPU lecsiszolásával lehetne segíteni, hogy a hűtő közelebb kerüljön a "tűzhöz", de ez AMD-nél nagy valószínűséggel nem sikerülne (bár vannak erre vonatkozó terveim...).

Végül még egy kép a CPUCool programról, most bekapcsoltam a hűtési funkciót, meglehetősen hatásos volt:

Gyakorlatilag pár perc alatt majdhogynem szobahőmérsékletű lett az 1535MHz-re felhúzott CPU. Igaz alig akadt dolga...

A tapasztalatokat hasznosítva a jelenlegi vízhűtő rendszer, némi átalakítás után a PC-be beszerelhető lesz. Még 1-2 dolog rögzítését kell megoldani, ennek eredménye 2-3 nap múlva a tunignet.hu-n olvasható lesz. De nagyjából ilyen lesz:

Majd a csövek nem lesznek ennyire összekuszálva. De az alapelv változatlan marad:

5.25" helyen a meleg leadó, kívülről 1db 8cm-es siklócsapágyas ventilátor fújja át a bordák között a levegőt. A szivattyú vagy a tápegység alján vagy a tetején lesz. Továbbra is T elosztó szolgálja a buborékmentes üzemet. Így csendes üzem mellett jobb eredményt lehet elérni, mint egy profi léghűtő, mert a gép alacsony zaja legalább annyira fontos, mint MHz-ek... Vízhűtés ügyében: e-mail.