EK-SUPREME HF - COPPER ACETAL

EK-SUPREME HF - COPPER ACETAL

Признанный король среди процессорных водоблоков.

2 248 руб.
EK-COOLSTREAM RAD-XT (360)

EK-COOLSTREAM RAD-XT (360)

Линейка радиаторов серии CoolStream.

2 335 руб.
TFC FITTING STRAIGHT G1/4' THREAD 9.5/12.7 HIGH FLOW-SILVER

TFC FITTING STRAIGHT G1/4' THREAD 9.5/12.7 HIGH FLOW-SILVER

Cпециально разработанный для использования в СВО компрессионный фитинг.

100 руб.
KOOLANCE PMP-450S

KOOLANCE PMP-450S

Идеальное решение для систем водяного охлаждения.

3 644 руб.
topmods.net
Статьи

Экстремальный разгон c жидким азотом (HIT 2006)

Большинство «продвинутых» пользователей если и занимается разгоном своих железных друзей, то с использованием только штатного воздушного охлаждения. Некоторые, кого не устраивает шум вентиляторов – устанавливают системы водяного охлаждения, которые также способствуют и лучшему разгону. Однако уже не первый год все рекордные показатели производительности достигаются только при использовании экстремальных методов. Наиболее доступный и распространенный из них – системы фреонового охлаждения, или в просторечии «фреонки». Существуют разновидности для охлаждения процессоров и видеокарт. Охлаждение этого типа позволяет охладить компьютерное «железо» до сильно низких температур, вроде 110 градусов Цельсия ниже нуля, для самых мощных установок. Многие энтузиасты уже купили, или самостоятельно изготовили себе «фреонки».


Кроме того, наша лаборатория также разработала и изготовила прототип фреоновой установки, которая активно используется для тестирования процессоров и участия в проекте HwBot, который представляет из себя мировой рейтинг разгона компьютеров. На момент публикации статьи команда сайта Topmods.NET входит в лучшую двадцатку команд в мире, занимая 18-место. Кроме того, любой желающий может присоединиться к нам, для публикации своих личных достижений в разгоне.

Но наиболее сильное охлаждение фреонки обеспечить неспособны, нужно использовать только жидкого азота. Как известно из элементарной физики, кипящая жидкость отбирает тепло из окружающей среды и тратит его на кипение. Азот кипит при температуре -196 градусов Цельсия, поэтому если его налить в металлический сосуд – то его стенки и дно быстро охладятся до такой же температуры. На этом принципе и построено охлаждение компьютера с применением жидкого азота. На процессор, видеокарту устанавливаются специальные медные «стаканы», в которые уже наливается кипящий азот.

Наливая его разное количество – можно грубо регулировать температуру на процессоре или видеокарте. Кроме того, при разгоне с жидким азотом требуется постоянно его подливать, и одновременно одному человеку следить за уровнем и заниматься разгоном очень сложно. Обычно действует команда из двух человек, один занимается обеспечением охлаждения, подливая азот в стакан небольшими порциями, другой разгоняет железо и проводит тесты. На выставке HIT 2006 разгоном занимались оверклокеры с псевдонимами TiN (Цеменко Илья) и xooler (Денис Ильин).

Однако далеко не каждое железо заработает при таких низких температурах, и это основная причина, почему нельзя просто купить самые быстрые комплектующие, заморозить их и получить мировой рекорд производительности. Разные электронные компоненты по-разному реагируют на холод, и если хоть одна деталь выйдет за допустимые режимы работы – верный риск выхода из строя. Например, самая распространенная проблема – замерзание электролита внутри конденсаторов возле сокета. Если случится замыкание внутри конденсатора – он станет перемычкой, и несглаженное напряжение сразу попадет на процессор. Поэтому нужно хорошо понимать, как правильно производить экстремальный разгон, сведя к минимуму риск повреждения системы, часто стоящей не одну тысячу долларов. Так, в один из предварительных тестов «азотного» охлаждения с процессором Intel Pentium 4 661 во время разгона случилась ошибка, и неверно определилась частота шины при температуре процессора -96 градусов Цельсия.

В сети встречались и более диковинные случаи, когда процессор Pentium начинал называть себя Celeron, или вообще просто «Unknown CPU». Таким образом, экстремальных оверклокеров поджидает масса неожиданных моментов, и разница между обычным разгоном и экстремальным аналогична разнице между ездой на автомобиле по городу и гонке на специальном треке на специально настроенных и переделанных автомобилях. Поэтому не пытайтесь выезжать на трек на вашем любимом «Жигуле» :).

На выставке HIT 2006 все желающие имели возможность своими глазами увидеть, как разгоняется компьютер при охлаждении жидким азотом. Многие даже смогли собственными руками почувствовать холод кипящего азота, когда он попадал на руки. Капельки быстро скатывались на пол и выкипали, не успев охладить поверхность кожи. Для разгона был подготовлен специальный стенд из самого производительного железа, доступного на тот момент:

Процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 “Kentsfield” (4 ядра, номинальная частота 2660МГц)
Мат. плата eVGA NVIDIA nForce 680i SLI
Два модуля памяти по 1GB Kingston HyperX-2 8500 (5-5-5-15, чипы Micron D9GMH)
Видеокарта NVIDIA GeForce 8800GTX (768MB памяти, частоты штатные)
Два винчестера по 74GB Western Digital Raptor в массиве RAID-0
Блок питания Tagan 1100W Quad-SLI.

Примечательно, что это был первый случай экстремального разгона новейшего четырехядерного процессора Intel на территории СНГ. Эти процессоры непросто разгонять, т.к. несмотря на один корпус и один сокет, фактически – это два процессора Core 2 Duo E6700. 4 ядра позволяют получить в настольном ПК возможности, которые ранее доступны были лишь в серверном сегменте. Простой пример – 2 ядра могут быть отведены для кодирования домашнего видео, а два других в это время могут обрабатывать 3D-графику в новейшей игре. Однако есть и сложности. Поскольку процессор состоит и двух кристаллов, то обмен между ними происходит и использованием общей шины и оперативной памяти. Это сильно замедляет некоторые операции, и обеспечивать стабильную работу такого тандема сложнее даже в штатном режиме работы. И чтобы обеспечить максимально надежную работу была использована топовая материнская плата на чипсете NVIDIA nForce 680i SLI специально предназначенная для разгона и 4-ядерных процессоров Intel Core 2 Extreme. Выбор оперативной памяти был остановлен на оверклокерских Kingston HyperX2 из-за ручного отбора чипов Micron D9GMH производителем и гарантированной работы на частоте 1066МГц. Именно на этой частоте и работала память во время проведения всех тестов. Не поддается сомнению и тот факт, что последнее железо потребляет невероятное количество электроэнергии, и вполне способно заменить собой бытовой обогреватель или утюг. За обеспечение питания отвечал блок питания Tagan c мощностью 1.1 киловатта. От этого источника можно свободно запитать два мощных компьютера с массой винчестеров и несколькими видеокартам, имеется даже 4 разъема для питания PCI-Express видеокарт. Особенно это актуально для тандема из двух NVIDIA GeForce 8800GTX, каждая из которых требует два разъема питания. К сожалению, все тесты по экстремальному разгону были проведены только с одной видеокартой, т.к. вторая не успела приехать вовремя. Для обеспечения быстрой загрузки и записи результатов в качестве накопителей для хранения данных был применен массив RAID 0 из двух cкоростных винчестеров Western Digital Raptor 74GB. Ведь во время загрузки операционной системы и тестов жидкий азот будет выкипать зря. Винчестеры этой серии – единственные настольные диски которых вращаются со скоростью 10000 об\минуту. При использовании штатного колера Intel процессор в простое разогревался до температуры +48 градусов, что примерно соответствует уровню тепловыделения предыдущего поколения двуядерных процессоров Pentium D, что является неплохим достижением. Количество ядер удвоилось, а тепловыделение осталось примерно тем же. Такая рабочая температура не помешала разогнать каждое из его четырех ядер до 3000Мгц, таким образом, получился аналог двух процессоров Core 2 Extreme X6800, но в одном сокете.

Стоит заметить, что разгон сначала осуществлялся поднятием множителя, благо линейка Core 2 Extreme позволяет это делать без ограничений. Такой метод разгона снижает нагрузку на материнскую плату и память, ведь они работают на своих номинальных частотах. Именно на частоте 3000Мгц и были произведены все настройки и установка ОС Windows 2003 SE SP1, которая считается одной из лучших для тестирования и разгона. Никаких специальных оптимизаций произведено не было. На материнскую плату и видеокарту были установлены последние версии, доступные на момент проведения разгона. Также было решено не разгонять видеокарту, чтобы увидеть – можно ли только с экстремально разогнанным процессором превзойти результат обычной полностью настроенной и разогнанной системы с применением воздушного охлаждения. Особенно это интересно, если учесть, что двухядерные Core 2 Duo в большинстве традиционных задач вроде игр оказываются быстрее равночастотных Core 2 Quad, из-за пока еще малораспространенной оптимизации программ под 4 ядра. Поэтому нашей основной задачей в разгоне стал разгон процессоров Core 2 Duo и Core 2 Extreme (Quad) до максимума, при этом система на двуядерном CPU тестировалась только на воздушном охлаждении, но в компенсацию этому GeForce 8800GTX в тестах с Core 2 Duo была разогнана до частот 620\2100. После начальной проверки всех комплектующих на стабильную работу задачей охлаждения процессора занялась «фреонка». Она представляла собой прототип серийной системы PhaseCool от Topmods.NET. Мощность установки позволяла замораживать любые современные процессоры до температуры 40 градусов ниже нуля. Конкретно тестовый процессор сигнализировал о температуре -38 градусов при простое. Во время нагрузки известной программой S&M версии 1.8.0 температура процессора поднималась до -33 градусов. В итоги при использовании такого охлаждения процессор был разогнан еще сильнее, до частоты 3733МГц по каждому ядру, что уже составило внушительные 40% от номинала. Хороший результат разгона для первого четырех-ядерного процессора за всю историю настольных компьютеров.

Стоит заметить, что в таком режиме система могла работать без перерывов и без дополнительного присмотра, что делает использование «фреонок» полезным для энтузиастов желающих получать максимально производительные ПК сохраняя традиционное удобство использования. На территории СНГ даже продаются компьютеры с уже установленными системами фреонового охлаждения процессоров.Но одно дело охладить процессор фреоном до -40, а совсем другое использовать жидкий азот, который позволяет достичь температуры в четыре раза холоднее. Были предприняты дополнительные меры защиты материнской платы. Вокруг сокета и с обратной стороны был уложен специальный нагревательный кабель мощностью 25Вт. Он служит для подогрева конденсаторов и поверхности платы, чтобы они не промерзали. На обратной стороне материнской платы также был проложен специальный пористый теплоизолирующий материал, подобный применяемому в кондиционерах. Ведь толщина платы небольшая, и под действием холода от стакана она промерзает насквозь. Вокруг сокета платы и чипсета также везде уложен теплоизолятор. Следующий этап – установка медного стакана на процессор. Здесь важно обеспечить равномерный и плотный прижим массивного основания стакана к чипу. Ведь если допустить перекос и возникновение зазора – процессор останется совсем без охлаждения, что точно не пойдет на пользу. После запуска очень просто проверить надежность прижима, для этого достаточно зайти в BIOS и понаблюдать за температурой. Если она будет на уровне +35, и плавно будет расти в течении нескольких минут – значит все в порядке. После этого можно понемногу наливать азот в стакан. Температура резко упадет, и с этого момента можно приступать непосредственно к разгону. Напряжение процессора в BIOS устанавливалось на максимум, что составляло 1.8В, что больше штатного в полтора раза. Использовать постоянно такое напряжение даже с фреоновым охлаждением опасно для процессора. Также было повышено напряжение на память до 2.35В, чтобы гарантировать надежную работу при повышенной частоте. При использовании охлаждения азотом очень важно постоянно поддерживать нагрузку на процессоре. Это связано с риском переохлаждения процессора ниже температуры -130. Если температура опустится ниже этой границы – процессор сбоит и отказывается стартовать. Во время тестов несколько раз приходилось сливать азот со стакана и длительно отогревать комплектующие феном. После процедура установки стакана и разгона заново повторялась.




Прогрев CPU

Множитель процессора был повышен до 14.0, шина поднята до 308Мгц. Таким образом, итоговая частота после разгона составила 4311 МГц. Этот результат на 62% превышает штатную тактовую частоту, и возможно только при использовании столь мощного низкотемпературного охлаждения. Стабильность системы достаточная для прохождения популярных графических тестов Futuremark 3Dmark была достигнута на частоте 4255МГц, при этом результаты тестов можно просмотреть в итоговой таблице. На этой же частоте были пройдены тесты SuperPi mod 1.4, СineBench 2003 и некоторые другие.

После окончания выставки HIT 2006 разгон с применением жидкого азота так понравился, что начали этим заниматься уже в лабораторных условиях, вдали от зрителей и фотоаппаратов журналистов. Частоты поднимались, да и прогресс не стоял на месте. Некоторое время назад нам удалось протестировать процессор Intel Core 2 Extreme QX6700 на частоте свыше 4.7GHz и получить весомый балл среди мировых достижений разгона. Кроме этого, во время дополнительных тестов удалось занять 5-е место в мире по частоте процессоров, разогнав бедный Celeron 347 до частоты 7613Мгц. Это даже более чем двухкратный прирост относительно номинала.

А на данный момент проходят испытания новых стаканов для охлаждения видеокарт на парочке новейших NVIDIA GeForce 8800 Ultra. На сегодня участник нашей команды DeDaL уже смог подняться на 15-е место в мире в зале славы HWBOT в рейтинге 3Dmark03 среди одиночных видеокарт. И это несмотря на слабый процессор Сore 2 Duo E6320 3.2GHz. Видеокарту удалось разогнать до частоты ядра 810Мгц, при этом частота шейдерного блока увеличилась до 2000Мгц.


Также автор сей статьи и дружественный нам сайт Modlabs.NET недавно провели бенч-сессию с процессором Intel Core 2 Duo E6600, который благодаря температуре -120°С смог разогнаться до 5.2ГГц, а стабильность достаточную для прохождения тестов была достигнута на частоте около 5ГГц. В скором времени надеемся улучшить результат этого процессора благодаря новой, уникальной конструкции азотного охладителя для процессора.

Остается заметить, что экстремальный разгон – это своеобразный спорт, на достижение наилучшего результата любыми средствами, и цена зачастую не имеет значения. Повторять все описанные эксперименты в домашних условиях может быть опасным не только для компьютерной начинки, но и для жизни экспериментатора и окружающих. Кроме того, с современным темпом развития электроники в этом нет большой необходимости, ведь достичь той же производительности можно просто дождавшись выхода нового поколения процессоров. Intel с новой линейкой процессоров Core всем смогла продемонстрировать, как новая архитектура перечеркивает все достижения старой, и никакой разгон не в силах изменить эту ситуацию.

Статья была написана для журнала «Железо», №36.
Оставайтесь с нами, а также комментируйте статью на форуме.

Комментарии:

  • Опубликованы характеристики процессоров Trinity

    Упомянуто шесть моделей

    «14» февраля 2012
  • AMD опубликовала свои ближайшие планы в отношении выпуска новых поколений процессоров

    Охвачены 2012 и 2013 годы

    «06» февраля 2012
  • Обнародован график выхода видеокарт Southern Islands

    В MSI допустили утечку информации

    «01» февраля 2012
  • Состоялся релиз видеокарты Radeon HD 7950

    Никаких неожиданностей

    «31» января 2012
  • Первый двухъядерный процессор Ivy Bridge выйдет в мае

    Это будет Core i5-3470T

    «30» января 2012