Модернизируем эталонную систему охлаждения на примере Radeon R9 290X

В недавнем обзоре, посвященном оригинальным кулерам, мы рассматривали установку нештатных систем охлаждения на видеокарту Radeon R9 290X эталонного образца . С одной стороны, были наглядно показаны их эффективность и целесообразность. С другой – осталось чувство некоторой недосказанности, и дабы его развеять, мы изучим, как можно использовать референсную СО вместе со сторонней моделью.
25 июля 2016, понедельник 06:00
Go.d-bq для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

В недавнем материале, посвященном оригинальным кулерам, мы рассматривали установку нештатных систем охлаждения на видеокарту Radeon R9 290X эталонного образца – Gelid Icy Vision Rev.2, Ice Hammer IH-900B и Thermalright Shaman. С одной стороны, были наглядно показаны их эффективность и целесообразность. С другой – осталось чувство некоторой недосказанности, и дабы его развеять, мы изучим, как можно использовать референсную СО вместе со сторонней моделью.

Речь пойдет об Ice Hammer IH-900B, который оказался неким аутсайдером среди протестированных нами систем охлаждения. И дело не только в уровне шума штатного вентилятора, (на этот раз мы постараемся изучить другие модели и найти ему замену), но и в невысокой площади радиатора, составляющей 3480 см2, и плотном расположении пластин. Thermalright Shaman обладает схожими характеристиками, но рассчитан на установку вертушки 140 мм, межреберное расстояние у него больше, продуть его проще и температуры ниже при одинаковых скоростях вращения крыльчатки.

Однако списывать Ice Hammer IH-900B со счетов не стоит – у него есть неожиданный козырь, который оказался под стать моей очередной задумке по модификации систем охлаждения.

Выбираем вентилятор

Комплектные вентиляторы за редким исключением не всегда соответствуют ожидаемым требованиям. Их эффективность и уровень шума порой далеки от идеальных, как и в случае с нашим героем Ice Hammer IH-900B. С этой целью мы рассмотрим другие варианты, доступные в розничной продаже и по-своему привлекательные для покупки.

В первом случае речь пойдет про Thermalright TY-140: модель оснащается гидродинамическим подшипником, обеспечивающим низкий уровень шума и высокий срок службы; скорость вращения составляет 400-1300 об/мин. Одной из ее особенностей является крепление, рассчитанное на вентиляторы типоразмера 120 мм.

Вторым участником выступит Corsair SP120 Quiet Edition. Данная версия ориентирована на совместное использование с радиаторами и решетками благодаря широким лопастям, предназначенным для прокачки воздуха через пластины; скорость вращения заявлена 400-1450 об/мин. Из особенностей – гидродинамический подшипник, недостаток – более высокая цена в сравнении с моделью TY-140.

Corsair SP120 Quiet Edition, как и многие другие «стодвадцатки», приспособлен для установки на Ice Hammer IH-900B. Вентилятор фиксируется двумя клипсами, которые вставляются в сделанные на ребрах радиатора пазы. Никаких трудностей его установка и снятие не вызывают.

В отличие от него, у Thermalright TY-140 типоразмер 140 мм при крепежном расстоянии 120 х 120. В этом случае клипсы приходится немного подогнуть, от этого конструкция становится еще более жесткой и за счет этого надежнее.

Конкурировать с ними будет комплектный вентилятор Ice Hammer IH-900B. На фронтальной стороне приводится наименование производителя и маркировка – ABN: 2263 - 6988/98, на обратной – литера «S» на белом фоне и синий малоразборчивый штамп, который, скорее всего, указывает дату выпуска. Эта модель оснащается синей подсветкой и, как все участники, оснащена ШИМ-регулировкой.

Все участники подключаются к материнской плате к разъему 4-pin, регулировка возможна в широком диапазоне. Для данного обзора остановимся на трех значениях: 50%, 75% и 100%.

О получившихся результатах можно будет узнать в разделе «Результаты тестирования», а пока уделим внимание одному из достоинств видеокулера Ice Hammer IH-900B.

Модернизация штатной системы охлаждения

В прошлом материале я отделял испарительную камеру от референсной пластины, которая играет роль ребра жесткости и отводит тепло с подсистемы питания и микросхем памяти.

По ряду обстоятельств оказалось, что Ice Hammer IH-900B не только обладает компактными по современным меркам габаритами, но и позволяет вместе с референсной пластиной установить эталонный тангенциальный вентилятор или, проще говоря, «турбину». После монтажа получается интересная конструкция, при помощи которой удается эффективнее отводить тепло с подсистемы питания графического процессора, не повышая скорость вращения крыльчатки на кулере Ice Hammer.

Но у референсной системы охлаждения есть ряд особенностей и достоинств. В числе последних низкая температура зон VRM и микросхем памяти: «турбина» обдувает их, прогоняя воздух через всю пластину и выбрасывая горячий воздух через заднюю решетку. Кроме того, она компактна и перекрывает в корпусе всего два слота расширения.

Самый главный недостаток и, пожалуй, единственный – это высокий уровень шума. Поэтому наша модификация видеокарты подлежит тонкой настройке для достижения общего баланса в системе.

Установка крупного вентилятора в виде Thermalright TY-140 происходит без сложностей и не мешает штатному устройству.

Чтобы придать видеокарте боевой вид и заставить тангенциальный вентилятор не гонять воздух вхолостую, модифицируем эталонный кожух системы охлаждения.

Для этих целей был приобретен обычный китайский дремель, после чего работа упрощается и начинается творческий процесс. После снятия необходимых размеров и выпила под тепловые трубки в центре кожуха образуется нужное пространство.

Пластик оказался качественным, поэтому при работе с ним трещинок и прогибов кожуха не отмечалось. С обратной стороны заметны все неровности и небрежности при модернизации. Далее происходил процесс шлифовки краев и оттачивание пазов под тепловые трубки кулера.

Первая примерка оказалась удачной. Кожух крепится стандартными винтиками по бокам референсной пластины, Ice Hammer IH-900B не помешал при монтаже.

Получившаяся конструкция вышла, по моему субъективному мнению, симпатичной и аккуратной. Стоит отметить, что весь процесс занял не более 30 минут со всеми вытекающими. Подобные модификации не новы в своем роде, в интернете есть множество и других примеров работ подобного класса.

Их целью является снятие нагрузки со штатного референсного радиатора, представляющего обычно испарительную камеру с напаянными алюминиевыми ребрами. Ведь при высоком показателе TDP для удержания температуры повышается скорость вращения «турбины», что приводит к повышенному уровню шума. Баланс найти можно, но, к сожалению, не на видеокартах Radeon R9 290 / R9 290X эталонного дизайна.

В угоду низкому нагреву и уровню шума в жертву приносятся общие размеры видеокарты. Ее длина остается неизменной, 275 мм, а ширина с привычных 98 мм увеличивается до 149 мм, и вместо двух слотов расширения вместе с установленным вентилятором требуется четыре.

К сожалению, мы теряем одно из свойств референсной модели – габариты, однако выход горячего воздуха все еще происходит через заднюю панель, и тепло не рассеивается по всему системному блоку, нагревая соседние комплектующие.

Выступающая часть кулера Ice Hammer IH-900B (как пластины, так и тепловые трубки) без установленного вентилятора 120/140 мм подвержена высоким нагрузкам, потому что ее обдув невозможен. Попытки оставить радиатор в пассивном режиме предпринимались, что из этого вышло, рассказано в тестовом разделе.

Взгляд с обратной стороны демонстрирует, что штатная «турбина» активно участвует в охлаждении центрального радиатора: прокачивает воздух через ребра и, обдувая загнутые тепловые трубки, выбрасывает его наружу.

Тестовый стенд

Тестирование систем охлаждения вкупе с видеокартой Radeon R9 290X проходило в составе следующей конфигурации:

  • Материнская плата: MSI Z87 MPower;
  • Процессор: Intel Core i5-4670K 4000 МГц (100 х 40, 1.176 В);
  • Система охлаждения процессора: Thermalright Macho;
  • Термоинтерфейс: Gelid GC-Extreme;
  • Оперативная память: Kingston PC3-10600 (DDR3-2133, 11-12-11-30, 2 x 8 Гбайта, двухканальный режим);
  • Накопитель SSD: KingFast F8 256 Гбайт;
  • Блок питания: Corsair CS650M, 650 Ватт;
  • Корпус: Zalman Z9 U3 Black;
  • Монитор: LG UltraWide 34UB67-B, 2560 x 1080.

Программное обеспечение:

  • Операционная система: Windows 7 x64 SP1 Ultimate;
  • Драйвер видеокарты: AMD Catalyst 16.2.1.

Инструментарий и методика тестирования

Для разгона видеокарт, а также мониторинга температур и оборотов вентилятора использовалась фирменная утилита MSI Afterburner v4.2.0.

Проверка стабильности работы ускорителей в процессе разгона производилась утилитой FurMark 1.17.0 (режим GPU Burn-in, 1920 x 1080). Полученные частоты дополнительно проверялись прогонами теста Heaven Benchmark v 4.0 c экстремальным уровнем тесселяции и графических тестов из пакетов 3DMark 2013, 3DMark 11 и 3DMark Vantage.

Показания температуры фиксировались программно. За сканирование модулей напряжения отвечал контроллер (ШИМ) CHIL, через него температуры с силовых элементов снимались со вкладки «Sensor» GPU-Z 0.8.6 (строки «VRM Temperature 1» и «VRM Temperature 2»).

Во всех случаях прогрев осуществлялся стресс-тестом FurMark версии 1.17.0 с активированным сглаживанием 2X MSAA и выставленным разрешением 1920 х 1080 в течение пяти минут на штатной частоте видеокарты с нажатием на «Burn-in-test».

Температура воздуха в помещении составляла 26 градусов по Цельсию. Дополнительно снимались показания потребляемой мощности с помощью ваттметра Robiton PM-2 и температуры печатной платы ИК-термометром Fluke 59 MAX.

Результаты тестирования

Для начала рассмотрим результаты тестирования штатного вентилятора Ice Hammer IH-900B, Corsair SP120 Quiet Edition и Thermalright TY-140. Все модели подключались к материнской плате, скорость вращения фиксировалась вручную при минимальном, среднем и максимальном значениях.

3D (Нагрузка)
GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.1 В
FurMark 1.17.0

Температура GPU, °C
Меньше – лучше

Температура VRM1, °C
Меньше – лучше

Температура VRM2, °C
Меньше – лучше

Уровень шума, дБА
Меньше – лучше


Вентилятор Corsair SP120 Quiet Edition оказался неспособен эффективно продуть плотные ребра радиатора, а при низкой скорости вращения – показать приемлемые результаты.

Штатный вентилятор, напротив, дал фору другим участникам, обходя их на 3-5°C и более. Однако уровень шума был высоким даже при минимальных оборотах, которые почти соответствовали максимальным у других моделей.

Thermalright TY-140 – это золотая середина. Тихая, производительная и недорогая модель для использования как в качестве корпусного вентилятора, так и для установки на радиаторы систем охлаждения. Если вам нужна более мощная вертушка, то его одноклассник TY-143 то, что вам нужно: вместо максимальной скорости 1200 об/мин вы получите все 2500! В моем же случае расчет делался на бесшумную работу, поэтому было решено использовать Thermalright TY-140 и в дальнейшем.

Как вы могли догадаться, в последующих тестах вместе с Ice Hammer IH-900B участие принял тангенциальный вентилятор. Решено было установить, как наличие «турбины» скажется на полученных ранее результатах. В графики включены результаты с установленным и снятым кожухом, дабы проверить его влияние на итоговые показатели.

3D (Нагрузка)


Thermalright TY-140, 900 об/мин
GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.1 В
FurMark 1.17.0

Температура GPU, °C
Меньше – лучше

Температура VRM1, °C
Меньше – лучше

Температура VRM2, °C
Меньше – лучше

Уровень шума, дБА
Меньше – лучше


Здесь необходимо небольшое объяснение. Установка родного вентилятора референсной СО благотворно сказалась на температуре подсистемы питания графического процессора (T_VRM1). Даже при минимальной скорости вращения (всего 1060 об/мин, что для «турбины» очень мало) это позволило отыграть 10-12°C! О дальнейшем увеличении мощности можно и не говорить: создаваемый поток отлично продувал всю пластину, параллельно понижая показатели GPU и VRM2.

Кожух штатной системы охлаждения добавил частичку порядка, направив воздушный поток в нужное русло. Его наличие обеспечило снижение уровня шума тангенциального вентилятора, частично закрыв источник гула.

По моим субъективным впечатлениям была произведена оптимизация и настройка кривых работы вентиляторов для всех режимов, чтобы сделать СО достаточно тихой, а нагрев – умеренным. В связи с этим для Thermalright TY-140 указывались следующие режимы работы:

  • Режим простоя – 600 об/мин;
  • 3D нагрузка – 900 об/мин, а при достижении 80°C и более – 1200 об/мин.

Не остался без внимания и штатный вентилятор, который и был главным источником уровня шума в самом начале. В BIOS выставлялись такие значения:

  • До 50°C – 10% (1060 об/мин);
  • До 65°C – 32% (1580 об/мин);
  • До 90°C – 45% (2400 об/мин).

На практике получившаяся из нескольких систем охлаждения конструкция не позволит прогреться графическому процессору более 63-65°C, а настроенная кривая – работать «турбине» выше 1400-1550 об/мин.

Чтобы картина выглядела более полной и объемной, проведем общее тестирование после сделанных настроек.

3D (Нагрузка)
Thermalright TY-140, выключен
Тангенциальный вентилятор, 2600 об/мин (значение референса для 3D)
GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.1 В

Heaven Benchmark 4.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

FurMark 1.17.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

Значения температур высокие, однако по сравнению с эталонной версией наметился прогресс. Троттлинг сработал, частота сбросилась до 955 МГц против 832 МГц у референсной модели, графический процессор прогрелся до 80°C вместо 94°C. В играх ситуация значительно лучше.

Теперь для дальнейших экспериментов проведем тестирование еще раз, но с включенным вентилятором TY-140 на Ice Hammer IH-900B.

3D (Нагрузка)
Thermalright TY-140, 900 об/мин
Тангенциальный вентилятор, 2600 об/мин (значение референса для 3D)
GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.1 В

Heaven Benchmark 4.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

FurMark 1.17.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

Частоты не снизились, температура графического процессора упала на 10-14°C. Что ж, мне удалось показать эффективность систем охлаждения, однако в случае длительного использования дома мириться с шумом штатной «турбины» не хочется. Настраиваем ее согласно вышеописанным значениям кривых для вентиляторов и повторяем тесты.

3D (Нагрузка)
Thermalright TY-140, 900 об/мин
Тангенциальный вентилятор, Auto
GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.1 В

Heaven Benchmark 4.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

FurMark 1.17.0
Температуры GPU, VRM1, VRM2°C
Меньше – лучше

Одним словом, тишина и покой, чего я и добивался. В FurMark температура зоны VRM1 высока, но не критична, до психологической отметки в 90°C остался определенный запас.

Заключение

Мне удалось провести еще одну модернизацию штатной системы охлаждения, заменив испарительную камеру другим радиатором. В данном случае выбор пал на Ice Hammer IH-900B из-за его продольного расположения пластин, что при использовании тангенциального вентилятора позволяет выбрасывать горячий воздух из системного блока через заднюю панель. Такую операцию невозможно было проделать с Thermalright Shaman в связи с его габаритами: он перекрывал место установки «турбины». А говорить о Gelid Icy Vision Rev.2 и вовсе не приходится. Так что выбор в пользу первого обусловлен именно этими факторами.

Проделанная работа позволяет наглядно оценить эффективность стороннего кулера. Кроме того, удалось добиться элегантной комбинации нештатного радиатора с эталонной пластиной и «турбиной», а в завершении красиво все замаскировать кожухом СО. Последний не только повысил производительность, но и слегка понизил уровень шума, скрыв гул воздушного потока.

Остается отметить, что столь радикальными мерами мне хотелось продемонстрировать масштабы работ, которые наглядно показывают возможности по изменению и настройке систем охлаждения. Возможна не только установка готовых СО, но и комбинация их между собой с одновременным уменьшением нагрева и уровня шума. Так что не списывайте со счетов неактуальные кулеры и не забывайте про референсную систему охлаждения: они вам могут еще пригодиться.

Нефедов Петр aka Go.d-bq


  • Выражаю отдельную благодарность в подготовке материала: donnerjack.