Hlbšie pod kožu elitnému chladiču. Aj na D15 je čo zlepšovať

Ľubomír Samák

6 rokov ago

Ako testujeme

Ideálny chladič CPU by nemusel byť väčší než zápalková škatuľka a pritom by mohol bezhlučne zvládať aj pol kilowattové procesory. To je však ťažké sci-fi a pri súčasných možnostiach nezostáva nič iné, ako sa pohrať s fyzikou na konvenčných konštrukciách. Aj keď, twin-tower Noctuy je v mnohých ohľadoch netradičný a je pozoruhodné sledovať, aký majú jeho originálne prvky vplyv na účinnosť.

Bonusové testy chladičov sú pravidelnou nadstavbou štandardných recenzií. Okrem efektivity chladenia v okolí pätice obsahujú testovanie a porovnanie pasívov s použitím rovnakých ventilátorov a takisto pri pasívnej prevádzke bez aktívneho ochladzovania. Priestor tu dostanú aj rôzne iné nepravidelné merania, ktoré sa zdajú byť pre konkrétny chladič zaujímavé.

Ako testujeme

Počas testov pri 33 a 39 dBA meriame aj zahrievanie sa pasívu MOSFET-ov CPU. Snímač je vnorený do hradbovitého pasívu. Tieto testy začínajú vždy z rovnakej východiskovej teploty (35 °C) a hoci chladenie napájania má Gigabyte vyriešené ukážkovo a teploty vždy veľmi priaznivé, z nameraných rozdielov je stále dobre vidieť, ktorý z chladičov viac alebo menej dbá aj na ochladzovanie často kritických súčiastok.

Ventilátory sú vždy zarovnané tak, aby nad vrchným rebrom príliš neprečnievali, tam to nemá zmysel. Dôležitejšie je vírenie vzduchu v spodných partiách. Toto ešte meriame s ventilátormi, ktoré sa dodávajú spolu s chladičom.

V ďalšej várke testov pôvodné ventilátory nahradzujeme referenčnými. To preto, aby sme zistili, aké je výkonnostné porovnanie pasívov pri aktívnom ochladzovaní s rovnakými ventilátormi. Toto poznanie sa zíde vtedy, ak vám dodávaný ventilátor z nejakých dôvodov nevyhovuje a chcete ho vymeniť za iný. Obvykle preto, že je príliš rýchly či naopak pomalý (a nevýkonný), alebo z motorčeka či ložísk vydáva rušivé zvuky (píska, šuští, vrčí a pod.), alebo vám len skrátka píli uši jeho frekvenčná charakteristika.

Optimálnym adeptom na takéto testy sú „priemyselné“ ventilátory Noctua NF-F12 iPPC. Vďaka širokému rozsahu môžeme s nimi testovať tak pri veľmi vysokom prietoku, ako i pri veľmi nízkej hlučnosti. Pri 24 V (bez prekážky ~ 2000 ot./min) zvyšujeme ako v jedinom z režimov na maximum aj prietok systémových ventilátorov (4× ~ 1200 ot./min). Na porovnanie nevynechávame tieto testy ani pri štandardných 4× 550 ot./min. Po znížení napätia na 15 V sú už ventilátory pomerne tiché (~ 1290 ot./min) a pri 9 V sa otáčajú už iba pri ~ 765 ot./min, čo je výzva najmä pre veľké dvoj-vežové pasívy a väčších vodníkov. Referenčné ventilátory nahrádzame v počte zodpovedajúcom pôvodnému osadeniu. Obvykle teda jeden alebo dva. Zaznačené je to na lepšiu orientáciu vždy v grafe v popisku pri chladiči (1/2×).

Nakoniec chladiče medzi sebou súperia bez ventilátora. Ochladzovaný procesor Core i7-5930K (TDP 140 W) je vtedy podvoltovaný (0,9 V) a spotrebu má oproti tej východiskovej nižšiu o 25 W. Tieto testy trvajú dlhšie než ostatné, a síce 900 sekúnd. Väčšina chladičov záťaž neustojí. Po dosiahnutí 95 ºC testy prerušujeme a vyhodnocujeme ako neúspešné (a od 90 ºC stupňov už ide takisto o kritické hodnoty sprevádzané throttlingom, minimálne na niektorom z jadier…). Na lepšiu predstavu sú preto zaujímavé aj teploty mimo záťaž, resp. po 15-minútovom chladnutí. Systémové chladenie je v tradičnej zostave a so zaužívaným prietokom.

Extra test: Tento raz nad rámec bežných testov zistíte, aký má po odobratí jedného ventilátora vplyv na ochladzovanie (resp. zahrievanie) nadštandardne rozšírený priestor medzi vežami pri použití jedného ventilátora (čo je štandardná výbava lacnejšieho modelu NH-D15S). V 4. kapitole to ilustrujú i termovízne fotografie.

Chladenie MOSFET-ov


Chladič		Rýchlosť a napájanie ventilátora
		39 dBA	31 dBA	33 dBA	31 dBA
Arctic Freezer 33	Arctic Freezer 33	1× 1148 ot./min	8,8 V	1× 848 ot./min	6,23 V
SilentiumPC Fera 3 v2	SilentiumPC Fera 3 v2	1× 1393 ot./min	9,4 V	1× 971 ot./min	6,59 V
Noctua NH-D15		2× 1073 ot./min	8,1 V	2× 700 ot./min	5,87 V

/* Here you can add custom CSS for the current table */ /* Lean more about CSS: https://en.wikipedia.org/wiki/Cascading_Style_Sheets */ /* To prevent the use of styles to other tables use "#supsystic-table-83" as a base selector for example: #supsystic-table-83 { ... } #supsystic-table-83 tbody { ... } #supsystic-table-83 tbody tr { ... } */

S rovnakými ventilátormi

Termovízia pasívu

Heatmapy vytvárame pred koncom záťažových testov s použitím rovnakých ventilátorov (NF-F12 iPPC) pri rôznej rýchlosti a rôznom počte. Merania prebiehajú štandardne vo veternom tuneli (cez vrchný priezor). Teploty odčítavame z časti rebrovania, ktoré je v jednej osi s heatpipe. Kvôli ťažkostiam s reflexným niklom (ani po úprave emisivitného čísla podľa tabuľkových hodnôt nie je odpočet teplôt presný) je na tomto povrchu matný prúžok čiernej izolačnej pásky.

▽ s 2× NF-F12 iPPC. Vľavo 24 V (~ 2000 ot./min) a vpravo 9 V (~ 765 ot./min) ▽

▽ s 1× NF-F12 iPPC. Vľavo 24 V (~ 2000 ot./min) a vpravo 9 V (~ 765 ot./min) ▽

Všimnite si vyššieho zahrievania pasívu po odobratí krajného ventilátora. A to najmä pri nízkych otáčkach. Pri vysokom prietoku je rozdiel menší a je tak vidieť efektivitu veľmi intenzívneho odsávania. O tom svedčí menší kontrast (a teda vyššie zahrievanie) ventilátorového rámčeka než inokedy.

Pasívne (+ odtlačok termopasty)

Odtlačok po demontáži

Ideálny chladič CPU by nemusel byť väčší než zápalková škatuľka a pritom by mohol bezhlučne zvládať aj pol kilowattové procesory. To je však ťažké sci-fi a pri súčasných možnostiach nezostáva nič iné, ako sa pohrať s fyzikou na konvenčných konštrukciách. Aj keď, twin-tower Noctuy je v mnohých ohľadoch originálny a je zaujímavé sledovať, aký majú jeho jednotlivé prvky vplyv na účinnosť.

Hodnotenie

Zoberme to postupne po kapitolách. Presah ventilátorov je zospodu pomerne výrazný, čo prirodzene pomáha i chladeniu VRM. Ale menej, než sa môže zdať. Výsledky sú iba o chlp lepšie ako v prípade jednoventilátorových chladičov s menším prečnievaním.

O poznanie zaujímavejšia je analýza testov s použitím referenčných ventilátorov. Pekné porovnanie je pri 9 V (41,9 dBA), kedy je pri rovnakej hlučnosti chladiaci výkon preukázateľne (o 2,3 °C) nižší než s použitím pôvodných NF-A15. Vymieňať tak ventilátory za menšie kvôli tomu, že sa zmestíte s vyššími modulmi RAM (s + 2 cm), sa po tejto stránke teda príliš neoplatí. S ďalším znižovaním hlučnosti sa tento rozdiel pochopiteľne ešte viac prehlbuje. Ešte väčšmi, ak by ste sa bočný ventilátor rozhodli odstrániť úplne. Zatiaľ čo bežne koncipovaným dvojvežovým chladičom odobratie druhého ventilátora až tak neublíži, pri D15 nastavenej na nízku hlučnosť to môže byť pokojne aj plus 5 stupňov Celzia.

Kvôli centimetrovej medzere medzi rotorom a vežou je efekt odsávania veľmi slabý, čo potvrdzujú i termovízne fotografie. Ale i tu platí, že všetko zlé je na niečo dobré, a vďaka tejto štrbine je hlučnosť chladiča pri rovnakom prietoku určite nižšia, než ako keby bol ventilátor nalepený bezprostredne na rebrá. Druhá veža tu skrátka kladie vzduchu nižší odpor. Že to funguje podporuje i porovnanie nameranej hlučnosti s chladičmi, ktoré majú iba jednu vežu. Približne rovnané výsledky sme totiž namerali s Arctic Freezer 33. Iste, D15 má ako celok celý rad prvkov znižujúcich hlučnosť… merania však ukazujú, že nejaké to opodstatnenie majú a nie je to iba o tom, aby malo byť čo v marketingových materiáloch.

Vyššie spomínaná chvála sú však viac-menej drobnosti. Účinnosť chladenia (v zmysle výkon/hlučnosť) Noctue ide, o tom bez pochýb. Horšie je to s efektivitou pasívu (chápte pomer výkonu k hmotnosti). To síce naše testy ešte nepodkladajú, ale o čom je reč uvidíte sami, keď sa nám podarí dostať k Thermalright Silver Arrow SB-E. Ten má mimochodom najefektívnejší pasív, s akým sme sa kedy stretli. Hmotnosť má o štvrť kila nižšiu a účinnosť pritom na úrovni D15. Žiaľ, ten už Noctue v ceste nestojí a zdá sa, že TR sériu týchto chladičov pochoval.

Z pozitívnych vecí ešte musíme spomenúť vysoký výkon v pasívnom režime. V podmienkach bežných skriniek s vrchným výfukom mimo os rebrovania je dokonca ešte vyšší než má Zalman FX70. Vhodné na pasívne chladenie sú však všeobecne všetky chladiče stavajúce na dvoch vežiach, čiže D15 v tomto nie je žiadnou výnimkou.

Napíšte nám, prosím, do komentárov,
aké chladiče by ste radi videli v teste nabudúce. Za každý tip ďakujeme!

Continue: Chladenie MOSFET-ov