artykuły

Podkręcanie Ivy Bridge – czy bez IHS-a jest lepiej?

Inside Intel

144
1 maja 2012, 18:05 Mateusz Brzostek

Czy to coś daje?

Po zdjęciu IHS-a montaż procesora był znacznie utrudniony. Po pierwsze, grubość układu zmniejszyła się z 4,21 mm do 1,61 mm. Niewiele schładzaczy można zamontować o 2,4 mm niżej bez modyfikacji fabrycznego systemu mocowania. Jądro procesora bez IHS-a znajduje się niżej niż metalowa ramka dociskająca procesor, więc trzeba ją zdemontować (kluczem Torx T-20), żeby podstawa schładzacza opierała się na jądrze. Sama ramka nie wywiera już żadnego nacisku na procesor, więc to schładzacz musi zapewnić odpowiedni docisk podłoża do pinów w podstawce (wg specyfikacji Intela – od 32 do 61 kilogramów-siła), najlepiej rozłożony równomiernie na całej powierzchni podłoża. Naciskanie na samo jądro spowoduje wybrzuszenie się podłoża w kierunku płyty głównej, brak styku między polami kontaktowymi a podstawką, a nawet złamanie jądra. My użyliśmy plastikowych podkładek o grubości dokładnie takiej, jaką ma krzemowe jądro.

Złożyliśmy platformę testową z płytą główną Asus Maximus V Gene, Radeonem HD 6970 i schładzaczem Prolimatech Super Mega. Schładzacz został zamontowany tak, żeby ciepłowody w podstawie przebiegały prostopadle do podłużnego jądra: w ten sposób największa ich liczba znajduje się w bezpośredniej bliskości źródła ciepła. Użyliśmy pasty termoprzewodzącej Gelid GC-Extreme. Po zamontowaniu pasta rozprowadziła się doskonale po powierzchni jądra – jej warstwa była nawet cieńsza i bardziej równomierna, niż warstwa pasty nałożonej w fabryce Intela.

Mierzyliśmy temperaturę termometrem cyfrowym w dwóch miejscach: na podstawie schładzacza, między dwoma centralnymi ciepłowodami oraz w dwóch trzecich wysokości schładzacza, blisko ciepłowodu. Zapisaliśmy też wskazania cyfrowych czujników temperatury (DTS) wbudowanych w procesor. Celowo nie podajemy przy nich jednostek, aby przypomnieć, że wskazanie DTS nie musi mieć wiele wspólnego z prawdziwą temperaturą (patrz poprzedni artykuł). Procesor w obu konfiguracjach, z IHS-em i bez niego, był podkręcony do 4600 MHz przy napięciu 1,22 V, co było najwyższą wartością stabilną i niepowodującą spowolnienia układu przez zabezpieczenie termiczne. Oto wyniki pomiarów:

 

Punkt pomiarowy z IHS-em
obciążenie
bez IHS-a
obciążenie
zmiana z IHS-em
spoczynek
bez IHS-a
spoczynek
zmiana
Podstawa schładzacza 40,6°C 38,2°C -2,4°C 31,6°C 31,5°C -0,1°C
Środek schładzacza 36,8°C 36,2°C -0,6°C 31,1°C 31,1°C 0°C
DTS rdzeń 0 79 79 0 45 44 -1
DTS rdzeń 1 84 86 +2 37 36 -1
DTS rdzeń 2 82 83 +1 40 40 0
DTS rdzeń 3 80 81 +1 44 42 -2
DTS środek jądra 85 86 +1 45 44 -1

 

Po zdjęciu IHS-a odczyty temperatury i wskazania czujników w stanie spoczynku co prawda zmalały, ale najwyżej o 1–2 stopnie, co mieści się w granicach niedokładności sensora. Za to podczas obciążenia wskazania czujników w rdzeniach były wyższe o 1–2 stopnie! Mogło to być spowodowane różnymi czynnikami: pasta Intela może być nieco lepsza, ciśnienie montażowe po zdjęciu IHS-a jest mniejsze, możliwe też, że na wskazanie DTS ma wpływ natężenie płynącego przez procesor prądu lub częstość przerwań (to przekłamanie często występuje w architekturach Nehalem i Sandy Bridge). Nie trzeba chyba dodawać, że nie przesunęło to wymiernie granicy stabilności i spowalniania podczas podkręcania?

Podsumowanie

Zdjęcie zintegrowanego rozpraszacza ciepła wiąże się z dużym ryzykiem oraz przynosi wiele problemów z montażem procesora i systemu chłodzenia, a nie daje wymiernych korzyści. Przeciętnemu użytkownikowi ani miłośnikowi podkręcania w domowych warunkach zupełnie się nie opłaca. Być może poprawi to możliwości podkręcania ekstremalnego, tam bowiem często liczy się każdy ułamek stopnia poniżej zera. Postaramy się to sprawdzić przy najbliższej okazji.

Jeśli ktoś spodziewał się innych wyników eksperymentu, to najpewniej zakładał, że Intel nie dopracował sposobu montowania IHS-a albo celowo zmniejszył możliwości podkręcania. Okazuje się, że nic podobnego. Po prostu tak zwana gęstość mocy jądra Ivy Bridge jest zbyt duża. Z powierzchni o wiele mniejszej, niż ma jądro Sandy Bridge, wydziela się niewiele mniej ciepła; do tego przyspieszenie do ok. 4,6 GHz wymaga podniesienia napięcia o większy procent niż w Sandy Bridge.

Projektanci układów o wysokiej skali integracji, czyli zawierających tysiące (lub miliardy) tranzystorów w jednym kawałku krzemu, od dawna zmagają się ze zjawiskiem wydzielania ciepła. Jak widać na wykresie, do czasów Pentium 4 gęstość mocy (W/cm²) cały czas rosła wraz ze zmniejszającą się szerokością bramki tranzystora (CD – critical dimension). Dopiero w ostatnich paru latach zaczęto kłaść bardzo wyraźny nacisk na oszczędność energii. Warto pamiętać, że większość ciepła wydziela się ze stosunkowo małego obszaru jądra. Pamięć podręczna i układ graficzny nie nagrzewają się tak mocno jak jednostki obliczeniowe w rdzeniach x86. Większość technik oszczędzania energii w dzisiejszych procesorach polega na odłączaniu nieużywanych jednostek, a nie poskromieniu tych najbardziej prądożernych.

W miarę jak liczba tranzystorów i stopień skomplikowania układów krzemowych będą rosły, dojdziemy w końcu do momentu, gdy będzie się dało upchnąć mnóstwo tranzystorów na małej powierzchni, ale nie będzie można wszystkich naraz używać, bo będą wydzielały zbyt dużo ciepła. Na szczęście krzem jest dość dobrym jego przewodnikiem, znacznie lepszym niż pasty stosowane przez producentów (podobne do Shin Etsu X-23) lub entuzjastów:

Ale i to przestanie kiedyś wystarczać. Jak sobie z tym problemem poradzi nauka i biznes? Dowiemy się za parę generacji procesorów.

Strona:
focusZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
focus2012.05.01, 18:06
pierwszy
fajny RafałekZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
fajny Rafałek2012.05.01, 18:11
-6#2
Lipa, lipa, lipa.
bic44Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
bic442012.05.01, 18:12
30#3
O miłe zaskoczenie,
nie spodziewałem się, że zrobicie takowy test :)
fajny Rafałek @ 2012.05.01 18:11  Post: 568411
Lipa, lipa, lipa.

No niestety potwierdzają się doniesienia z wcześniejszego takiego testu :(
WujekRadaZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
WujekRada2012.05.01, 18:15
-13#4
Ale jak początkujący uczący się overoclocker zdejmie HIS?? Ib tylko do kręcenia na wodzie, powietrze, 70 stopni i 4,5 GHz to tylko Sandy Bridge. Ib się nie nadaje a do tego jest drogie.
SunTzuZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
SunTzu2012.05.01, 18:16
Czyli nie ma znaczenia jak szybko odprowadzisz ciepło, z jednej strony miałem rację i tym bardziej nie ma znaczenia schładzacz jaki zamontujemy...
... z drugiej strony moja nadzieja, że innowacyjne technologie jak ciepłowód przy procesorze, które mogą przyśpieszyć odprowadzenie ciepła nie pomogą.

O ile procesory ciągną coraz mniej energii, a z użycie zewnętrznego GPU jeszcze mniej chyba powoli zaczyna mieć sens stosowanie ogniw Peltiera....
... to chyba ostatnia 'konwencjonalna' metoda, chłodzenia powietrzem. Zostanie potem tylko 'lodówka' i ciecz.

Zresztą najprostszym rozwiązaniem jest zmniejszyć zagęszczenie tranzystorów. Z pewnością choćby minimalne zwiększenie odległości pomiędzy nimi powinno dać wyraźne efekty. Nic nie stoi na przeszkodzie by rdzeń 22nm był tylko troszkę mniejszy od 32nm.
tomasterZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
tomaster2012.05.01, 18:24
-13#6
Innymi słowy- to nie temperatura jest przeszkodą przy kręceniu IB, dobrze zrozumiałem?
sevaeZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
sevae2012.05.01, 18:25
Super, że wam się chciało. Test nie spełnił pokładanych w nim nadziei, ale jesteśmy mądrzejsi :)

Trenowaliście ściąganie IHS? Można zobaczyć zdjęcia przed zakładaniem radiatora? Czy ten radiator tak jak mój Megahelms też ma wypukłą podstawę, może lepszy byłby z płaską (większość ma wklęsłą chyba)?
KameleonnZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Kameleonn2012.05.01, 18:27
A tyle bylo niedowiarkow, mimo ze inny serwis przeprowadzil podobne testy, to ludzie na forum zarzucali im ze cos sknocili... od razu bylo wiadomo ze powierzchnia rdzenia jest zbyt mala i tego sie trzymalem od poczatku.
Powinni rzadziej upakowac tranzystory co by rozwiazalo problem.
Byc moze intel w celu ograniczenia OC specjalnie upakowal tak, zeby zmniejszyc powierzchnie, ale tego sie nie dowiemy.
W kazdym razie oni nie sa glupi, doskonale wiedzieli ze AMD w high-endzie nie istnieje wiec wydawanie Ivy co zabilo by sprzedasz SB jest nieoplacalne.
focusZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
focus2012.05.01, 18:31
11#9
tomaster @ 2012.05.01 18:24  Post: 568418
Innymi słowy- to nie temperatura jest przeszkodą przy kręceniu IB, dobrze zrozumiałem?

Inaczej: temperatura jest problemem, bo gdyby nie była to byśmy nie zrobili X.XX GHz na azocie. Problemem jest tempo w jakim jest się w stanie odebrać energię z procesora. Po prostu konwencjonalne chłodzenie przy tej różnicy temperatur (bo to sprawia, że w ogóle chłodzenie działa) niejako się skończyło.
tomcugZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
tomcug2012.05.01, 18:35
-8#10
focus @ 2012.05.01 18:31  Post: 568424
tomaster @ 2012.05.01 18:24  Post: 568418
Innymi słowy- to nie temperatura jest przeszkodą przy kręceniu IB, dobrze zrozumiałem?

Inaczej: temperatura jest problemem, bo gdyby nie była to byśmy nie zrobili X.XX GHz na azocie. Problemem jest tempo w jakim jest się w stanie odebrać energię z procesora. Po prostu konwencjonalne chłodzenie przy tej różnicy temperatur (bo to sprawia, że w ogóle chłodzenie działa) niejako się skończyło.

Szczerze, to nie do końca rozumiem tych wszystkich problemów z temperaturami IB :E. Być może ja miałem jakąś magiczną sztukę i7-3770K, ale po OC na 4,7 GHz przy napięciu 1,35 V oraz coolerze Noctua NH-D14 w stresie osiągnąłem zaledwie 76 stopni. Ciekawe, zważywszy na to, że większości innych redakcji już przy napięciach rzędu 1,25 V procki się dosłownie gotowały...
Zaloguj się, by móc komentować
3