Эффективность жидкостного охлаждения ОЗУ на примере EK-RAM Monarch и G.Skill F4-4000C14D-32GTZR

ВСТУПЛЕНИЕ

Ваш покорный слуга, автор статьи, помешан на жидкостном охлаждении. Его хлебом не корми, только дай закатать очередную плату под ватерблок. Да, сразу стоит оговориться, что комплект ОЗУ, представленный в статье, относится к DDR4, т.е. уже не столь актуален. Однако, учитывая класс самого комплекта (память подобной категории выпускается тиражом значительно меньшим, чем иные комплекты) и капризный темперамент чипов Samsung B-Die в целом, надеюсь, что материал читателя хоть немного зацепит. 

Пробежимся по основным пунктам, из которых будет состоять статья:

1. Описание ОЗУ G.Skill F4-4000C14D-32GTZR
2. Описание СЖО для ОЗУ EK-RAM Monarch
3. Инсталляция охлаждения
   
4. Тестовый стенд
5. Тестирование

1. ОПИСАНИЕ ОЗУ G.Skill F4-4000C14D-32GTZR

Перед нами комплект с заводским профилем 4000 14-15-15-35 1.55V. Взглянув на эту формулу и увидев значение tRCDRP = 15, можно понять, что память основана на чипах Samsung B-Die.

 Ревизия печатной платы - B1. Dual Rank. Чипы от июля 2021 года. Этот комплект в своё время встал мне в приличную сумму, однако отбился сполна, как со стороны полученных результатов, так и со стороны дальнейшей продажи. В рамках данной статьи мы не будем рассматривать разгонные возможности данной памяти, если эта информация вас всё-таки интересует, вы можете просмотреть мои посты в данной теме DDR-4 на платформах Intel. Статистика разгона, советы, обсуждение результатов.

2. ОПИСАНИЕ СЖО для ОЗУ EK-RAM Monarch

Этот комплект включает в себя сам водоблок, состоящий из медной никелированной пластины и плексигласового топа, а также два никелированных радиатора. Т.е. рассчитан на две установленные вплотную друг к другу плашки. Признаться, вживую это выглядит потрясающе. 

Водоблок максимально прост и примитивен. Впрочем, конечная система и не нуждается в каких-либо разгонных пластинах или мелко нарезной "микроканалке". Переходим к следующему разделу. 

3. ИНСТАЛЛЯЦИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

Далее я приведу ряд фото, а чуть ниже кратко опишу основные положения для установки. 

Итак, на первом фото вы можете наблюдать две плашки памяти, водоблок со сменными радиаторами и термопады Extreme Odyssey от компании Thermalright толщиной 0.5мм. Это необязательно должны быть они, вы вполне можете использовать аналоги или оставить заводские термопрокладки от G.Skill, они вполне хорошо справляются со своей задачей, проверено. Далее необходимо прогреть плашки строительным (техническим) феном, также можно воспользоваться сковородой и плитой, приправив всё это дело сливочным соусом и итальянскими травами, но первый вариант с феном предпочтительнее. После минутки юмора осознаём, что перед нами обычный Trident Z радиатор, с которого необходимо стянуть верхний пластиковый фиксатор, удерживающий пластины радиатора. Далее, взявшись за верхние "пилообразные" части радиатора, аккуратно их раздвигаем, посматривая в просвет, заводской термоклей должен начать тянуться, как плавленный сыр. Если идёт туго, то прогреваем ещё. После снятия заводского термоинтерфейса тщательно счищаем остатки клея бензином/спиртом или каким-либо другим растворителем, наносим термопрокладки (в данном случае чипы расположены с обеих сторон, соответственно, и термопады наносятся также), аккуратно прикладываем плашки к новым радиаторам и притягиваем пластины друг к другу комплектными винтами. Готово!

4. ТЕСТОВЫЙ СТЕНД

Тестирование проводилось на открытом стенде, представленном на фото. 

1. Процессор: Intel Core i9 10900KF
2. Материнская плата: Asus ROG Maximus Apex XII
3. Оперативная память: G.Skill Trident Z F4-4000C14D-32GTZR
4. Видеокарта: Zotac Geforce GT610
5. Накопитель: Samsung 970 Pro
6. Блок питания: Corsair RM850x
7. Система охлаждения: EK-Quantum Velocity (CPU), EK-RAM Monarch (RAM), Bykski WB (M.2 SSD), 2xD5 EKWB помпы в спаренном топе, резервуар EK-RES X3 250, радиаторы EK-CoolStream 480 PE + EK-CoolStream Classic 120 SE, вентиляторы NoiseBlocker eLoop B12-PS

5. ТЕСТИРОВАНИЕ

Мониторинг проводился при помощи программы HWinfo.

Итак, для начала сравним температуры в простое. Ниже представлены данные при пассивном охлаждении ОЗУ:

Средняя температура составила 31.8 °C. Далее переходим к тестированию в простое с накинутой вертушкой. Выглядит это следующим образом (квинтэссенция "колхоза" на ваших глазах):

Получаем среднюю температуру 25.7 °C. Затем устанавливаем водоблок на "переобутые" планки памяти (между водоблоком и радиаторами расположена термопаста Noctua NT-H1) и получаем следующие результаты:

25.3 °C на выходе. Разница на уровне погрешности. Теперь поступим радикально и совместим воздушное и жидкостное охлаждение:

24.1 °C, что ж, это назвать погрешностью уже нельзя, но, как мы видим, в целом, любое дополнительное охлаждение значительно превосходит пассивное, даже в простое. Также для наглядности построим сводную диаграмму:

Перед началом основного этапа стоит отметить, что сами чипы Samsung B-Die достаточно своенравные и термозависимые, точнее один из первичных таймингов, а именно tRP. Как обстоит дело сейчас, у меня информации нет, но ранее на платформах Intel этот тайминг объединялся с tRCD. Именно низкие значения tRCDRP (иногда равные tCL или превышающие его лишь на единицу) и низкий tRFC (<180 ns) при достаточно агрессивных настройках являлись визитной карточкой этих чипов. К чему это я? Применимо к данной технологии, понижая температуру, мы не только заботимся о наших "железках", но и влияем на производительность. Точнее будет сказать, что отборный Samsung B-Die на  30 °C и 60 °C в нагрузке - две совершенно разные памяти. Итак, память ужата (настройки вы можете видеть в ATC), приступим.

Для тестирования используется программа TestMem5 с профилем Universal2 @LMHz. 

Начнём с пассивного охлаждения:

Как видно, память не прошла стресс-тестирование. Даже повышенное до 1.576V напряжение не спасает ситуацию. Средняя температура (в этот раз беру её из колонки Maximum, а не Average) составила 56.0 °C. Теперь накинем "вертушку" и проведём тестирование вновь:

Как и ожидалось - никаких ошибок. Средняя температура составила 34.9 °C. С установленным водоблоком также получаем отличный результат:

Также тут заметна небольшая разница с воздушным вариантом охлаждения, которая составила около 3 °C. Средний же результат - 31.5 °C. Напоследок протестируем симбиоз воздушного и жидкостного охлаждения:

Ещё чуть меньшее, но всё же преимущество, если сравнивать с двумя предыдущими вариантами. Средняя температура - 28.9 °C. Как и в случае тестирования в простое, предоставляю сводную диаграмму для сравнения:

Разница между максимальной и минимальной конфигурациями охлаждения почти двукратная. Впрочем, даже переход с пассивного охлаждения на воздушное даёт невообразимый перформанс. Как следствие, мы позволили себе оставить ужатые первичные тайминги tRCDRP с полным сохранением стабильности. 

БОНУС

"Интересности" на отметке в 30 градусов не заканчиваются. Доливаем в контур ледяную воду, открываем окно, выкручиваем обдув и получаем следующую картину:

Т.е. понижая температуру, появляется возможность понизить и вольтаж (речь опять таки про B-Die и tRP). Конечно, 15 °C - это состояние не в бытовых условиях явно, но показать стоило. 

ВЫВОДЫ

В статье разница между воздушным и жидкостным охлаждением оказалась небольшая, однако нужно учитывать, что в опытах был использован 120мм вентилятор премиум сегмента, поднесён он был впритык и работал на приличных оборотах. Таких результатов не добиться, скажем, с крепёжными системами типа Corsair VENGEANCE Airflow. Впрочем, это не попытка восхвалить СЖО, напротив, даже простенький обдув значительно понизит температуру вашей ОЗУ. Теория пассивного охлаждения компонентов не состоятельна сама по себе, это факт. "Кастомные" системы жидкостного охлаждения ориентированы на энтузиастов, людей, которым "мало". Я не призываю никого использовать жидкость для охлаждения компонентной базы. Но если у вас уже есть топовая "машина" без каких-либо изъянов, то почему бы и не попробовать...

Резюмируя, к плюсам использования жидкостного охлаждения ОЗУ можно отнести:

1. Значительное понижение температур 
2. Повышение производительности (при определённых условиях)
3. Снижение напряжения (при определённых условиях)
4. Эстетическая составляющая

К минусам отнесём:

1. Цена/доступность компонентов данных СЖО
2. Установку нельзя назвать элементарной (но это касается "кастома" в целом)

Благодарю за внимание!