Экстремальный разгон Core i7 с охлаждением на жидком азоте

Введение

Когда компания Intel выпустила процессор Core i7 975 с рабочей частотой 3.33ГГц, то он оказался самым производительным решением для настольных ПК во всём мире. Интересно, что до этого лидирующие позиции в этом сегменте занимал другой представитель Intel – 965-я модель с рабочей частотой 3.2ГГц. Однако новая модель выполнена по степпингу D0. Благодаря этому, удалось понизить питающее напряжение, уменьшить задержки оперативной памяти и тем самым сделать новинку более холодной.Безусловно, энтузиасты сразу же отметили отличный разгонный потенциал Core i7 975.

Конечно, процессоры линейки Extreme Edition от компании Intel доступны не каждому пользователю. Для обычных пользователей нет никакого смысла приобретать их по баснословным ценам. Эти чипы были созданы специально для небольшого сегмента рынка, где основными покупателями являются профессиональные оверклокеры, разработчики и просто любители померяться железом. Что же выделяет Core i7 975 Extreme Edition среди более дешёвых собратьев? Конечно же – это незаблокированный множитель, который предоставит оверклокерам желаемую гибкость в процессе разгона чипа.

Для достижения действительно высоких результатов разгона было принято решение покинуть безопасные рамки воздушного охлаждения и ступить на скользкую дорожку охлаждения ниже нуля.

Жидкий азот (LN2) широко используется при оверклокинге и может достигать более низких температур чем, к примеру, воздух или вода. Все мы привыкли к рабочей температуре процессоров около 40`C, однако с использованием жидкого азота можно понизить температуру окружающей процессор среды до -80`C и посмотреть на что способна связка из материнской платы и процессора без оглядки на температурные ограничения по перегреву.

Конфигурация системы

Для того, чтобы узнать насколько мощно работает связка флагманского процессора и чипсета Х58, в пару к  Core i7 975 была взята материнская плата EVGA X58 Classified.

Полная конфигурация системы:

• Процессор Intel Core i7 975 Extreme Edition
• Материнская плата EVGA X58 Classified 760
• Оперативная память OCZ Blade 6GB DDR3-2000
• Графические адаптеры EVGA GTX 295 Red Edition Quad-SLI
• Жёсткие диски Western Digital VelociRaptor 300GB
• Охлаждение процессора K|ngp|n F1 Dragon CPU Pot w/ Extension
• Охлаждение чипсета EK X58 Classified Full Board Block
• Блок питания Corsair HX1000
• Операционная система Windows Vista Ultimate 64bit

При сборке тестовой системы использовались исключительно комплектующие класса хай – энд, что позволило максимально эффективно производить разгон. Материнская плата от EVGA на базе чипсета Х58 является флагманом в своём классе. Плата имеет два восьмипиновых 12 – вольтовых  разъёма подающих напряжение на десятифазную систему питания процессора.

Набор памяти 2000MHz Blade от компании OCZ обеспечивает стабильно высокие показатели в различных режимах работы системы. Пара видеокарт EVGA GTX 295 призвана обеспечить высочайшие показатели в графических тестах. Теперь посмотрим, какое охлаждающее оборудование необходимо для достижения температуры ниже нуля.

Для экстремального разгона необходимо специализированное оборудование. Главную роль здесь, конечно же, будет играть жидкий азот. Его можно приобрести в компаниях, поставляющих оборудование для сварки и холодильного оборудоания. Очень важным моментом является наличие подходящей ёмкости для хранения и транспортировки такого опасного вещества. Для хранения азота применяются специализированные ёмкости, которые можно взять напрокат в тех же компаниях.

Одним из главных элементов при охлаждении аппаратного обеспечения ниже нуля является теплоотводящая поверхность. Существуют несколько независимых компаний, выпускающих такую продукцию. Однако наиболее известным является профессиональный оверклокер k|ngp|n. Его разработка под названием F1 Dragon на сто процентов выполнена из меди, не очень сложна в установке и имеет прекрасную гидроизоляцию для предотвращения образования конденсата.

Стандартные радиаторы материнской платы были заменены водоблоками от компании EK Waterblocks. На них легла нагрузка по охлаждению северного и южного мостов, а также элементов питания процессора. Набор EK X58 Classified Full Board Block позволил держать температуру этих важнейших элементов материнской платы в нормальных пределах и предотвратил преждевременный выход её из строя.

Гидроизоляция заключалась в заполнении мест, где может происходить конденсация гидроизолирующим материалом. Места стыков обрабатывались специальной гидроизолирующей мастикой.

Разгон

Процесс разгона очень сложен и результаты его не всегда однозначны. Всё зависит от конкретных компонентов вашей системы и во многом от везения. На конечный результат влияет огромное количество параметров, которые заранее тяжело предугадать. Конечно, многое зависит и от самого процессора, но определённый отпечаток на общую картину накладывают также и материнская плата, память, блок питания, уровень охлаждения и т.д. Естественно, что многое зависит от уровня самих оверклокеров, их опыта, знаний, умений работать с достаточно большим количеством настроек БИОСа.

Для разгона Core i7 975 была определена отправная точка, с которой начиналось увеличение рабочих частот. Показанные выше настройки соответствуют этой точке, при этом рабочая частота процессора составила 4.22ГГц. С этого момента началось увеличение частоты шины и множителя процессора для достижения более высоких рабочих частот.

Поскольку основное внимание уделено именно разгону процессора, то настройки памяти оставались постоянными на протяжении всего процесса. Наша оперативка работала на частоте 2000MГц с задержками 7-8-7-20 1T и  питающем напряжении 1.65В. Использование таких скоростных модулей памяти позволило беспрепятственно работать согласно стандарту QPI. При этом бал использован профиль CAS 8, а параметр tRFC (Refresh Row Cycle Time) установлен на 88, для обеспечения полной свободы действий.

Для чистоты эксперимента были отключены встроенные в Core i7 975 функции SpeedStep и CxE. Технология HT включалась только по мере надобности работы с многопотоковыми приложениями. Это также позволяло слегка остудить процессор при работе в одноканальном режиме, что также благоприятно сказалось на качестве разгона.

В отличие от воздушного либо водяного охлаждения, использование жидкого азота привносит в процесс разгона дополнительные трудности. Во избежание резких колебаний температуры необходимо периодически добавлять ничтожно малые дозы жидкого азота на поверхность теплоотвода. При этом поддержание температуры поверхности на одном уровне – единственный способ сохранения стабильности работы системы во время тестирования. Этот факт значительно усложняет проведение длительных тестов, так как поддержание постоянной температуры в течение долгого времени сложно осуществимо.

В процессе тестирования было выяснено, что Core i7 975 работает максимально стабильно в интервале температур от -38` до -46`С, в зависимости от проводимого теста. Целью разгона было достижение рабочей частоты 5ГГц и оценка производительности системы.

Для того, чтобы показать насколько мощной является тестовая система были проведены серии тестов для оценки производительности системы. Сперва, был проведён тест, измеряющий производительность процессора, затем, пара графических тестов. Было приложено немало усилий, чтобы все тесты прошли на частоте 5ГГц, однако кое – где приходилось понижать частоту, для сохранения стабильности работы системы.

SiSoft SANDRA 2009

Синтетический тест процессора

Тестирование началось с пакета SANDRA компании SiSoftware. Для оценки производительности был запущен встроенный арифметический тест в стандартном режиме (без разгона) и на максимальной рабочей частоте после разгона.

Результаты теста приятно порадовали. На частоте 4.83ГГц показатели процессора оказались на 45% выше, нежели в номинальном режиме, что прямопропорционально увеличению рабочей частоты. Это показали оба теста (Drystone и Whetstone).

Cinebench R10

3D рендеринг

Cinebench R10 – это тест производительности 3D рендеринга в режиме OpenGL, основанный на комплексе Cinema 4D от компании Maxon. Cinema 4D – это комплекс 3D рендеринга и других анимационных средств, используемый многими профессиональными анимационными студиями, например Sony Animation. Производительность его сильно зависит от ресурсов процессора. Данный комплекс представляет собой прекрасный показатель вычислительной мощи системы.

 Разогнанный до 4.8ГГц процессор прекрасно показал себя в этом тесте. В однопотоковом режиме система набрала 6879 баллов, а в многоканальном – 27373 балла, при этом прирост производительности, по сравнению с номинальным режимом работы на частоте 3.33ГГц, составил около 44%, что также довольно неплохо.

SuperPI Mod 1.5

Это однопотоковое приложение, вычисляющее число Пи, с заданным количеством знаков после запятой. Этот тест используется многими оверклокерами для оценки производительности и стабильности работы системы. Как и ожидалось, разогнанный до 5ГГц Core i7 975 закончил расчет на целых четыре секунды быстрее (за 8.235сек.), чем в номинальном режиме.

wPrime v2.00

Многопотоковый тест

Тестовое приложение wPrime было специально разработано для многопотокового вычисления квадратных корней из большого количества чисел. Во время работы wPrime нагрузка на процессор составляет 100%. Уникальность данного приложения состоит в том, что оно способно загрузить работой все восемь потоков, которыми обладает тестовый  Core i7. На повышенной частоте в 4.92ГГц Core i7 975 выполнил 32 миллиона вычислений с блестящим результатом в 5.029 сек.

Futuremark 3DMark06

Синтетический игровой тест под DirectX

3DMark06 – это тяжёлый тестовый 3D пакет, способный выжать всё из вашей графической подсистемы и системы в целом. Пакет включает в себя следующие тесты: Shader Model 2.0, Shader Model 3.0, и HDR. Прорисовка сцен в нём выполняется с высокой детализацией, широким использованием шейдеров и обширным использованием освещения и программных теней. Максимальная длина шейдера в 3DMark06 составляет 512 инструкций. Общий бал в 3DMark06 – это среднее значение балов, полученных в тестах SM 2.0 и HDR / SM3.0, а также тесте процессора.

Обеспечить стабильный разгон тестового процессора на всё время тестирования системы в 3DMark06 оказалось делом не из лёгких. Поэтому в некоторых тестах пришлось понизить частоту работы процессора до 4.72ГГц. Это позволило закончить тестирование. Общее количество баллов, набранных тестовой системой в 3DMark06 составило 26213, а баллы процессора составили 7481. По сравнению с номинальным режимом отмечено увеличение балов на 38% для общего показателя и на 33% для теста процессора.

Futuremark 3DMark Vantage

Синтетический игровой тест под DirectX

Последняя версия игрового 3D теста от компании Futuremark 3DMark Vantage разработана специально для систем под управлением операционной системы Windows Vista, использующей продвинутые технологии визуализации совместимые исключительно с DirectX 10. Однако, 3DMark Vantage это не просто порт предыдущей версии 3DMark06 на платформу DirectX 10. Новая версия содержит два новых графических теста, два новых теста процессора, несколько функциональных тестов и к тому же поддерживает новейшие комплектующие.

Производительность нашей системы оценивалась при разрешении 1280×1024. Тест 3DMark Vantage длится ещё дольше, чем предыдущая версия 06, поэтому для того, чтобы иметь возможность завершить тест тактовая частота процессора была снижена до 4.71ГГц. Увеличение производительности в процессорных тестах составило 23%, а общие показатели увеличились на 12% по сравнению с номинальным режимом.

Выводы

Для настоящих фанатов оверклокинга не существует пределов. Очень быстро привыкаешь к высоким частотам, повышенным напряжениям питания, холодным температурам. Однако у такого экстремального оверклокинга есть и обратная сторона. Ведь разгон с использованием жидкого азота – это, фактически, убийство процессора, вряд ли наш тестовый экземпляр будет работать в будущем достаточно стабильно.

Вердикт

Тестирование показало, что Intel в очередной раз выпустила на рынок достойнейший продукт, способный работать в самых экстремальных условиях.