Немалое тепловыделение настольных процессоров Intel, изготавливаемых по техпроцессу с нормами 90 нм, стало уже притчей во языцех. Однако с выходом новых ядер Presler и Cedar Mill, производимых по усовершенствованной технологии с нормами 65 нм, у поклонников продукции этой корпорации появилась реальная надежда на некоторое снижение типичного уровня тепловыделения настольных процессоров Intel. И первые тесты это отчасти подтверждают, хотя на уровне спецификаций послабления тепловыделения для старших моделей новых процессоров пока не произошло — те же 130 ватт для Thermal Design Power и 68,6 градусов Цельсия для максимально допустимой температуры крышки корпуса процессора у топового Pentium Extreme Edition 955.
Вооружившись старшим на данный момент процессором на 65-нм ядре Presler — Intel Pentium Extreme Edition 955 — мы попробуем выяснить, как некоторые современные кулеры (разных ценовых категорий) для разъема LGA775 способны справиться с охлаждением нового ядра Intel, которое обеспечит безбедную жизнь «теплолюбивой» архитектуре Intel NetBurst еще в течение, по крайней мере, одного года. Второй же задачей этой статьи (которая, собственно, и побудила меня взяться за ее написание) является обзор нового и не очень дорогого кулера Hyper L3 на тепловых трубках от известной компании Cooler Master. Благо, дефицит недорогих кулеров для LGA775 ушел в прошлое и сейчас выбор систем охлаждения для этой платформы так широк, что, порой, глаза разбегаются.
Кулер Cooler Master Hyper L3 и его характеристики
Кулер Hyper L3 от Cooler Master для форм-фактора LGA775.
Предназначен он для всевозможных процессоров Intel с разъемом LGA775, причем их полный перечень с обозначением теплового конверта (точнее — варианта совместимости платформ от 04А до 05B) приведен прямо на коробке:
Сама прозрачная пластиковая коробка имеет внушительные размеры
и помимо кулера содержит лишь краткое многоязычное руководство по установке.
На момент написания этой статьи кулер Hyper L3 (RR-LCH-P9E1) был единственным продуктом Cooler Master в категории «для энтузиастов разъема LGA775» — остальные кулеры для LGA775 у этого производителя принадлежат либо к бюджетным решениям (см., например, наш обзор), либо к мультисокетным универсалам (для AMD и Intel), среди которых — Hyper 6+ и Hyper 48 на тепловых трубках. Последние, на мой взгляд, даже в чем-то симпатичнее, чем Hyper L3, хотя и цена на них выше, и процесс их установки/демонтажа в случае с разъемом LGA775 менее удобен (в Hyper L3 применены стандартные пистоны, как на боксовых кулерах; что, впрочем, тоже имеет свой недостаток в виде не очень мощного усилия прижима кулера к процессору).
По концепции Hyper L3 во многом напоминает рассмотренный нами ранее Hyper 48: на массивное (никелированное для Hyper L3) медное основание приварены тонкие алюминиевые (медные в случае Hyper 48) пластины радиатора, а три (4 в случае Hyper 48) медных тепловых трубки дополнительно соединяют основания и верхнюю часть радиатора, обеспечивая лучшую циркуляцию тепла. Сообщается о применении специальной сварки для обеспечения бесшовного соединений трубок и ребер радиатора, что улучшает тепловые свойства и надежность (в отличие от Hyper 48, где для этих целей применен простой термоклей).
Трубки изогнуты и сильно выпирают с одного бока, так что кулер не всегда возможно разместить на плате в нужной ориентации (на иных платах существует вообще только одно положение, в котором Hyper L3 может быть установлен).
Дополнительное препятствие к установке Hyper L3 в тесных системах может создать вентилятор большого диаметра, установленный наискось (у Hyper 48 такой проблемы нет). Впрочем, производитель утверждает, что Hyper L3 — это кулер низкого профиля, что недалеко от истины, если вспомнить модные нынче высоченные конструкции на тепловых трубках от многих производителей. Пропеллер диаметром 92 мм с PWM-управлением позволяет менять скорость вращения от 1100 до 2800 об./мин., то есть обеспечивать и тихий, и высокоэффективный режимы охлаждения. Кстати, и L3 в названии кулера расшифровывается как три L: SiLent, Low-profile и LGA775, а тройка дополнительно соответствует трем термотрубкам. В общем, все просчитано и учтено. ;)
На основание Hyper L3 уже нанесена «высокопроизводительная» термопаста Cooler Master PTK. Любители рассматривать всё на картинках могут посетить фотогалерею кулера Hyper L3 на сайте производителя, а мы приведем его основные спецификации в сравнении с некоторыми другими участниками предстоящего тестирования.
(RR-LCH-P9E1) в сравнении с некоторыми конкурентами для разъема LGA775.
| Модель | Cooler Master Hyper L3 (RR-LCH-P9E1) | GlacialTech Igloo 5600 PWM | Titan Vanessa S-type | Cooler Master Hyper 48 (KCH-L91-U2) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Поддерживаемые процессоры | LGA775 | LGA775 | Socket A/754/939/940/M2, Socket 478 и LGA775 | Socket 478/754/939/940 и LGA775 | |
| Тепловое сопротивление, °С/Вт | нет данных | нет данных | нет данных | 0,36 | |
| Вес, г | 333 | 484 | 550 | 828 | |
| Радиатор | |||||
| Размеры, куб. мм | 90x112x41 | 97х62х108 | 92x85x144 | 94x105x70 | |
| Материал | Алюминиевые ребра + медный сплав и три медных термотрубки | Медь, алюминий и термотрубки | Алюминиевые ребра + медное основание и три медных термотрубки | Медное основание и ребра, 4 тепловых требки | |
| Вентилятор | |||||
| Размеры, куб. мм | 92x92x25 (вес 90 г) | 80х80х18 | 92x92x25 | 92x92x25 | |
| Подшипник | UFO Bearing | подшипник качения | один подшипник качения | Rifle Bearing | |
| Скорость вращения, об./мин., ±10% | 1100-2800 | 600-3600 | 1200-2400 | 1400-3200 | |
| Максимальная производительность, CFM | 49,56 | 8,76-51,65 | 21,96-46,14 | 37,65-64,19 | |
| Макс. давление воздуха | 3,31 mmH2O | — | 0,75-2,93 mmH2O | 1,18-5,50 mmH2O | |
| Рабочее напряжение, В | 12 | 12 | 12 | 12 | |
| Потребляемый ток, А | 0,22 | 0,32 | 0,21 | — | |
| Уровень шума, дБА | 18 (min) | 15-36,9 | 20-29 | 18,5 (min) | |
| Время жизни, тыс. часов | 50 | 50 | 50 | 50 | |
Испытания теплоотдачи
«Теплую компанию» нашему герою в борьбе с гигагерцами и «мегаваттами» :) старшего, на данный момент, двухъядерного процессора Intel — Pentium Extreme Edition 955 — в этот раз составили:
1. Кулер GlacialTech Igloo 5600 PWM на тепловых трубках (см. таблицу выше), имеющий полностью алюминиевый, но с массивным основанием радиатор и высокоскоростной вентилятор.
Кулер GlacialTech Igloo 5600 PWM.
2. Традиционный боксовый кулер для Pentium D от Sanyo Denki (медная сердцевина, цилиндрический алюминиевый радиатор).
Боксовый кулер для Pentium D.
3. Более дорогое, громоздкое и универсальное (в плане применимости к различным платформам) решение представляет достаточно свежий кулер Titan Vanessa S-type на термотрубках
Кулер Titan Vanessa S-type.
с «накладным» вентилятором и блоком (резистором) для ручного регулирования скорости вращения. В положении максимальных оборотов этого регулятора скорость вращения у данного экземпляра Ванессы составила 2800 об./мин., а в положении минимальных оборотов — около 2000 об./мин. Здесь мы его оттестировали при обоих крайних положениях регулятора оборотов.
4. И, наконец, годичной давности инженерный сэмпл боксового кулера Intel, который интересен тем, что имеет больший диаметр медной сердцевины, чем обычный боксовый кулер, гораздо более высокую скорость вращения вентилятора в максимуме (то есть в целом существенно более эффективен, чем обычный боксовый), а также тем, что послужил в свое время прообразом для многих других недорогих кулеров для платформы LGA775 от многочисленных китайских производителей.
Тесты теплоотдачи проводились на материнской плате Intel D975XBX на чипсете Intel 975X Express с процессором Intel Pentium Extreme Edition 955 на 65-нм ядре Presler (системная шина с частотой 1067 МГц). Напомню, что каждое из двух фактически независимых ядер этого процессора оснащено технологией Hyper-Threading, то есть один физический процессор видится в системе (и работает, если может ;)) как четыре логических.
Плата располагалась внутри (закрытого!) стандартного корпуса middle-ATX (модель R202 Li от 3R System), в который встроен индикатор-измеритель трех дополнительных температур (один из термодатчиков мы располагали между ребер радиатора процессорного кулера по возможности ближе к основанию, другие контролировали температуру окружающего воздуха — на «входе» в кулер вблизи его вентилятора и снаружи корпуса). «Входная» температура в процессе измерений поддерживалась на уровне 22 градусов Цельсия. Для тестов использовалась простенькая безвентиляторная видеокарта S3 Virge от ASUSTeK на шине PCI. Для измерения температуры процессора и материнской платы использовались встроенные в них термодатчики. Одновременно регистрировалась и скорость вращения вентилятора процессорного кулера.
Нагрузка процессора вычислениями имитировалась в программе S&M для двух различных уровней загрузки: 100% (максимально возможный прогрев, практически не встречающийся в реальной работе) и 50% (по утверждению создателя S&M это уровень типичной офисной работы, хотя подобное утверждение нуждается в дополнительной проверке). Разумеется, были проведены измерения и при полном бездействии системы и процессора (0%). Данный экземпляр процессора не поддерживал технологию EIST, поэтому все время функционировал на максимальной частоте 3,47 ГГц. Отсутствие троттлинга в процессе тестов контролировалось при помощи утилиты RMClock.
Начнем с наиболее жаркого случая предельной (100%) загрузки процессора в S&M.
Понятно, что такая жесткая загрузка вычислениями процессора в реальной работе практически не встречается, да и TDP Intel рассчитывает при более щадящих нагрузках, но все же… Ни один из участников, как ни пыжился и не жужжал пропеллером, так и не смог охладить Presler до заветного уровня 68,6 градуса. :) Впрочем, есть одно утешение — температура, измеряемая встроенным диодом в локальной точке кристалла, может существенно (на 5 и даже более градусов!) отличаться от температуры на крышке хитспредера, где она и лимитируется на уровне 68,6°С. Поэтому еще не факт, что тройка лидеров на данной диаграмме не смогла справиться с охлаждением PEE 955. ;) Хотя запаса при этом, конечно, нет никакого. :( Лучше всех показал себя здесь GlacialTech Igloo 5600 PWM, однако следует сказать, что и усилие прижима к процессору у него — самое большое из всех участников, поскольку он намертво (так, что не пошевелишь) прикручивается к рамке с обратной стороны платы. Возможно, если бы у других кулеров был столь же сильный прижим, и результаты были бы немного лучше.
Наш герой Hyper L3 показал себя середнячком — видимо, недаром PEE 955 отсутствовал в списке поддерживаемых им процессоров (см. выше). Правда, материнскую плату при этом он охлаждает едва ли не лучше всех. Откровенно разочаровал боксовый кулер для Pentium D — даже на максимальных оборотах он и близко не смог подступиться к Extreme Edition 955, тогда как инженерный образец боксового кулера держится явно молодцом, хотя воет безбожно. Интересно наблюдать и то, как при падении скорости вращения кулера Titan Vanessa S-type всего на четверть температура процессора (и платы!) подскочила почти на десять градусов!
Перейдем к более типичной загрузке вычислениями на 50%. Тем более что для двухъядерного процессора с Hyper-Threading это, скорее, самый типичный случай активной работы. ;)
Здесь уже все фигуранты смогли справиться с охлаждением старшего на данный момент Presler, хотя пара случаев (среди которых и боксовый кулер) — на грани фола. Снова Igloo 5600 PWM оказался немного лучше остальных, хотя и Hyper L3 демонстрирует неплохие показатели. Посмотрим, что окажется у них с шумом.
Наконец, при полном бездействии системы температура кристалла Pentium Extreme Edition 955 редко опускается ниже 50 градусов. И это следует признать вполне нормальным при отключенной EIST. Кстати, самую низкую температуру материнской платы в данном случае показал именно наш герой Cooler Master Hyper L3, эффективно охлаждающий окружение процессора.
Термическое сопротивление кулеров в данном случае мы вычислять не стали по нескольким веским причинам. Во-первых, в процессе прогрева процессора тестом S&M вычислительная нагрузка и энергопотребление имеют некоторые колебания во времени, поэтому какой именно из текущих уровней взять за основу для вычислений условной теплоотдачи кулеров в данных тестированиях, определиться достаточно проблематично. Особенно если задействовано два или более логических/физических ядра. Во-вторых, даже если мы с этим вопросом вдруг сможем определиться, возникает проблема иного толка — дело в том, что при одной и той же вычислительной нагрузке энергопотребление кремниевого КМОП-кристалла (и его отдельных участков) может заметно разниться в зависимости от текущей локальной температуры (с температурой «плывут» пороговые напряжения МОП-транзисторов, что сказывается на передаточных характеристиках вентилей и изменении сквозных токов в моменты переключения; я уже не говорю о том, что с температурой меняются утечки и емкость p-n-переходов). То есть в зависимости от кулера и других условий охлаждения энергопотребление (и тепловыделение) процессора может меняться, даже если вычислительная нагрузка при этом постоянна. В-третьих, часть тепла (хотя и небольшая) отводится от процессора не через кулер, а через разъем LGA775 и материнскую плату. Которые, в свою очередь, тоже нагреваются расположенными вблизи элементами стабилизатора напряжения питания процессора (они греются тоже прилично). И, кстати, охлаждаются выходящими из кулера потоками воздуха для разных кулеров тоже по-разному. То есть даже если мы точно решим, какой уровень энергопотребления был у данного процессора в наших тестах, то сказать точно, какая часть из этого тепла рассеялась именно через кулер, мы вряд ли сможем. В-четвертых, брать за отправную точку для вычисления теплового сопротивления кулера температуру, измеренную при помощи встроенного в процессор термодиода (или 2-3 диодов в разных частях кристалла или даже двух кристаллов), тоже неправильно. Хотя бы потому, что она не отражает полную картину тепловыделения всего кристалла, а сообщает лишь о температуре в локальном месте кристалла, тогда как хорошо известно, что температура в разных точках горячего кристалла данных размеров и степени интеграции может разниться на несколько градусов. Наконец, проблематичным выглядит само измерение энергопотребления процессора — корректным было бы только измерение (причем, при помощи весьма дорогостоящего оборудования) токов потребления по нескольким шинам питания самого процессора с одновременной регистрацией напряжений питания на соотв. ножках процессора. Распространенный же среди «пресс-тестеров» упрощенный подход к таким измерениям путем регистрации тока по шине питания +12В стабилизатора процессора грешит заметными погрешностями из-за неидеальности самого импульсного преобразователя питания и входящих в него элементов.
В сумме данные факторы способны «обеспечить» погрешность определения теплового сопротивления кулеров на уровне 20-30%, что при температуре ядра 60-70 градусов эквивалентно примерно 10 градусам погрешности при измерении температуры процессора! ;) Вам нужны такие, с позволения сказать, «оценки» теплового сопротивления кулеров? Даже если это сопротивление будет носить название «относительное»? Очень сомневаюсь. :) Так что пока оставим в покое тепловое сопротивление и будем сравнивать эффективность охлаждения кулеров только по конечному фактору — температуре охлаждаемого процессора, измеренной при помощи встроенного термодиода, и температуре системной платы вблизи процессора. Ведь именно на них, в итоге, ориентируется и конечный пользователь.
Испытания акустики
Измерения шума кулеров проводились при помощи стандартного гостированного (ГОСТ 17187-81) шумомера 1-го класса точности ВШВ-003-М3 отечественного производства и комплектного конденсаторного измерительного капсюля M-101.
Измерялся уровень звукового давления на расстоянии, эквивалентном 1 метру (согласно ГОСТ), взвешенный по спектральной кривой типа «А». Поскольку специальной безэховой акустической камерой для проведения данных измерений мы не располагали, а фоновый уровень нашей тихой комнаты, согласно данному прибору, равнялся 20-21 дБА в процессе измерений (что в некоторых случаях превышало ожидаемый уровень шума кулеров, см. спецификации выше, хотя, поверьте, на слух 20 дБА — это очень тихо!), было решено поступить следующим образом.
Физически измерения уровня звука (давления) проводились в ближнем (и диффузном) поле на расстоянии 25 см от поверхности вентилятора кулера (получаемые при этом значения с запасом и вполне разумной погрешностью измерений превышают фоновый уровень комнаты), а затем данные пересчитывались на эквивалентное расстояние 1 метр вычитанием из них 12 дБ. Масштабируемость результатов для уровня звука была дополнительно проверена измерениями на расстояниях 25, 50 и 100 см и подтвердила правомочность такого подхода. (Разумеется, все другие источники шума ПК, вентиляторы и винчестеры, во время таких испытаний были исключены.) Понятно, что данный подход имеет ряд подводных камней, однако, видимо, именно так поступают и сами производители кулеров, измеряя уровни в районе 16-20 дБА, поскольку иначе гарантированно зарегистрировать их было бы очень проблематично.
Измеренные нами данные по уровню звукового давления кулеров на эквивалентном расстоянии 1 метр не всегда можно в точности сравнивать со значениями, указываемыми в спецификациях кулеров, поскольку последние отражают измеренный несколькими микрофонами в полусферическом свободном поле уровень звуковой мощности, а не давления (для давления обычно показания немного выше, чем для мощности). (К слову, и в наших измерениях, переключая прибор на свободное поле, мы получали показания на 1-1,5 дБА ниже!) Тем не менее, полученные нами результаты на самых низких уровнях шума (наиболее критичных для погрешности) отличались от спецификаций кулеров всего на 2 дБА (в большую сторону), что позволяет сделать вывод о корректности концепции примененного нами в данном случае подхода и получении вполне реальных цифр для уровня шума кулеров. И все же мы отметим, что в данном случае полученные нами значения максимального шума кулеров GlacialTech Igloo 5600 PWM и Titan Vanessa S-type получились на целых 9 дБА выше паспортных! Что, впрочем, с точностью до 1-2 дБ совпадает с ранее измеренным нами по другой нашей методике шумом этих же моделей кулеров, включая боксовый (см. летний обзор). То есть две разных и независимых методики дали почти идентичные результаты, что позволяет нам надеяться на правильность полученных цифр.
Результаты нынешних шумовых измерений приведены на следующей диаграмме вместе с показаниями тахометра вентилятора.
Наиболее эффективный в данных тестирования кулер Igloo 5600 PWM оказался не таким шумным — на полных оборотах он издает звук с уровнем 46 дБА, что ниже, чем у обоих интеловских фигурантов на максимальных (или близких к тому) оборотах (при которых они работали на 100% и 50% загрузке). Правда, кулеры Hyper L3 и Vanessa S-type оказались все же еще тише, а Vanessa вообще продемонстрировала лучшее (в данном обзоре) сочетание охлаждающих и акустических свойств (жаль, что у этого кулера нет автоматического регулятора оборотов).
Если же мы посмотрим на шум систем охлаждения вблизи точки бездействия процессора PEE 955, то окажется, что хорошо себя ведут и боксовые решения, а кулерам Hyper L3 и Igloo 5600 PWM явно не хватает встроенного регулятора оборотов (для чистоты эксперимента управление скоростью вращения в BIOS материнской платы нами было отключено). Впрочем, если все же понизить скорость у этих двух кулеров (к сожалению, через BIOS Setup это удается сделать не намного), то они почти догоняют по малошумности работы боксовые решения. А Vanessa S-type даже обгоняет.
Заключение
Итак, стандартный боксовый кулер для Pentium D с максимальным количеством оборотов около 4000 явно не справляется с охлаждением новейшего Pentium Extreme Edition 955 на ядре Presler. Для серьезных процессоров требуются и серьезные кулеры, среди которых, видимо, все же предпочтительнее использовать относительно дорогие модели на тепловых трубках и с медным основанием. Ведь у них лучше комбинация охлаждающих и акустических свойств. Крайне желательно использование с этими процессорами технологии EIST, а также наличие встроенного в кулер регулятора оборотов, который позволит создавать менее шумные (в целом) системы, при необходимости оперативно и автоматически повышая теплоотдачу в моменты высокой загрузки.
Кулер Cooler Master Hyper L3 является достаточно удачным «бюджетным» наследником универсального Cooler Master Hyper 48 — с меньшим количеством трубок, более дешевым радиатором, с большей скоростью вращения вентилятора и более удобным механизмом крепления к LGA775-системам (хотя из-за этого и не очень сильным прижимом к процессору для улучшения теплоотвода, как у ряда «привинчиваемых» соперников), он может стать удачным подспорьем для сборщиков и энтузиастов систем на процессорах Intel, если цена в районе 38-40 долларов не охладит их энтузиазм. :) На мой взгляд, такая цена за такой продукт все же немного завышена — тот же Igloo 5600 PWM, например, обойдется почти вдвое дешевле, да и универсальная, но более эффективная Vanessa не дороже нашего героя.
Корпус 3R System R202 Li предоставлен компанией Икс-Ринг (X-Ring)
