Модернизируем эталонную систему охлаждения на примере Radeon R9 290X – варианты охлаждения фаз питания

В прошлых статьях мы раскрыли тему доведения Radeon R9 290X до приемлемых температур путем настройки микропрограммного обеспечения и предоставления второй жизни иным системам охлаждения. В принципе, если разработчики выпускают неудовлетворяющий нас продукт, отчего ж не взять ситуацию в свои руки?
3 августа 2016, среда 00:00
Go.d-bq для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

В своих недавних материалах я постарался раскрыть тему доведения видеокарты Radeon R9 290X до приемлемых температур путем настройки микропрограммного обеспечения и предоставления второй жизни позабытым системам охлаждения. В принципе, если разработчики выпускают неудовлетворяющий нас продукт, то отчего ж не взять ситуацию в свои руки?

На последнем этапе мною были достигнуты отличные результаты при совмещении кулера Ice Hammer IH-900B и референсной пластины. Однако необходимо было дополнительное тестирование, совмещающее недавние наработки и всегда актуальный вопрос: чем лучше охлаждать подсистемы питания? Речь пойдет о фазах графического процессора и воздушных СО.

К сожалению, элементы СВО выходят за рамки данного материала, но любознательные читатели могут ознакомиться с обзором моего коллеги RKR «Нештатные системы охлаждения для новых видеокарт – варианты СВО и охлаждение фаз питания», в котором эта тема хорошо раскрыта.

В качестве основной системы охлаждения выступит ранее изученный Ice Hammer IH-900B. Несмотря на свой возраст, эта модель обладает относительно компактными размерами и продольно расположенными ребрами, что способствует обдуву печатной платы и зоны VRM, а также обеспечивает высокую эффективность.

Как вы уже догадались, большие задумки породили целую серию материалов, позволяющих по-другому взглянуть на СО видеокарт и их комбинации. Но на этот раз перед вами заключительный текст, посвященный модификациям «бедолаги» Radeon R9 290X эталонного дизайна.

Приведу ссылки на предыдущие статьи в порядке их выхода:

Радиаторы подсистемы питания

Многие пользователи в курсе, что в теме охлаждения видеокарт хватает нюансов: кулеры бывают разные, легкие и тяжелые, текстолит печатной платы может прогибаться, что заканчивается печально. К тому же надо помнить не только об охлаждении зоны питания GPU, но и об охлаждении микросхем памяти и фазы, их питающей – VRM2.

В моем случае обошлось без долгих раздумий – было решено использовать референсную пластину. Эталонной конструкции и так уже досталось, зачем же останавливаться? Навскидку оценен объем работ, наглядно изучены монтажные крепления, и вуаля – «хвостовая» часть отделена.

С первого взгляда сложно даже заметить какие-либо изменения. Однако основная задача выполнена – жесткий каркас для PCB сохранен, микросхемы памяти и подсистема питания VRAM остаются с прежним радиатором.

Что ж, переходим к изучению кулеров, на долю которых возложена одна из ответственейших миссий в плане охлаждения видеокарт.

И начнем мы с модели Gelid Solutions Rev. 2 Icy Vision, заслужившей хорошую репутацию благодаря соотношению эффективности и стоимости. К достоинствам отнесем и совместимость с актуальными моделями графических ускорителей, которая ежегодно расширяется.

Но далее речь пойдет о деталях. Штатный радиатор из комплекта поставки заслуживает наибольшей критики среди всех участников. Его размеры и площадь совершенно мизерны, он годится лишь для работы в штатном режиме видеокарты, ни о каком разгоне говорить не приходится.

Зато установка проста до невероятного: две шпильки с резьбой монтируются в пазы, затем закручиваем два винтика и на этом операция закончена. Стоит оговориться, что для всех радиаторов использована ранее рассмотренная термопрокладка Arctic Thermal Pad.

Горячий Hawaii и данный радиатор – вещи совместимые, но стоит быть начеку, отслеживая температуру подсистемы питания графического процессора. Последняя в утилитах отмечена как VRM1. Простите за тавтологию, но лучше «повторение – мать учения», нежели решение возникших проблем.

Далее положение дел решено было исправить моделью Gelid Enhancement Kit of Rev. 2 Icy Vision for R9 290(X), эдакой более «массивной» версией ранее рассмотренного радиатора. Алюминиевая «болванка» прибавила в массе и площади ровно в два раза. Однако на практике это не сильно сказалось на эффективности.

Основное достоинство Gelid Enhancement Kit of Rev. 2 Icy Vision for R9 290(X) – доступность. Данный кулер можно без проблем найти в продаже, поэтому многие сталкивающиеся с необходимостью установить на VRM1 хоть какой-нибудь радиатор, вспоминают именно его. Без капли сожаления я и сам присматривался к приобретению.

Установка аналогична – пазы, две шпильки и винтики. Перетянуть и повредить элементы практически невозможно: витков мало, крепление имеет выпуклые ножки. Все упирается в термопрокладку.

Следующий участник мне достался вместе с видеокартой, поэтому задумываться об изготовлении собственного радиатора из алюминиевых «болванок» LGA 775 я не стал, взяв уже созданный образец.

По высоте ребер можно предположить, что перед нами чипсетный радиатор. За основу было взято крепление, как у Gelid Enhancement Kit, оно просто и изящно.

Основание, выходящее за силовые транзисторы, для безопасности изолировано слоем изоленты

.. Решение не самое изысканное, но практичное.

Идем дальше. В 2009 году компания Thermalright представила серию специальных радиаторов для подсистем питания, которые представляли собой не простенькие модели, а полноценные решения, построенные на тепловых трубках и рассчитанные на установку вентилятора 80 мм. Масса таких устройств равнялась 140-160 г.

С той поры утекло много воды, однако линейку Thermalright VRM-R пусть чудом, но еще можно найти в продаже в российской рознице.

Радиаторы поставляются в небольших упаковках из плотного картона с незаурядной полиграфией. Данные экземпляры поучаствовали и в других проектах, поэтому внешний вид и комплектация пострадали, впрочем полноценный обзор моделей выходит за рамки данного материала.

Перед нами версии Thermalright VRM-R2 и VRM-R4.

Отметим, что системы охлаждения Thermalright получили схожие конструкции, и начнем с теплорассеивателя Thermalright VRM-R4 (справа).

Его история очень проста – он был создан для Radeon HD 5870, но волею судьбы куплен, модифицирован и установлен на HD 6950, где продемонстрировал превосходную производительность. Не забыв его героические подвиги, его было решено взять для основы.

В пылу тестов я и не заметил, как подготовил очень краткий фотоотчет по детальному трансформированию, поэтому иных изображений не сохранилось.

Thermalright VRM-R4 содержит две секции, каждая со своей тепловой трубкой диаметром 6 мм. Было принято решение не портить модель и оставить обе рабочие трубки, отогнув одну за другую. К тому же, как выяснилось позже, выпаять ее из радиатора, рассчитанного на 80 мм вентилятор, в моих условиях очень сложно.

Конечный вид представлен на изображении ниже. Стоит отметить, что тепловая трубка, не контактирующая с зоной VRM, остается едва теплой во время тестирования и не участвует в основной задаче.

Вторая проблема – крепежное расстояние. В случае видеокарты Radeon R9 290X оно возросло с 86 мм для HD 5870/6970 до 88 мм, поэтому пришлось просверливать одно новое крепление, благо ширина основания радиатора позволяла.

Для этой цели был приобретен на самых ранних этапах китайский дремель, в комплект которого вошло сверло 2 мм.

Тепловым трубкам очень досталось, был страх их перегнуть и повредить, однако они стойко выдержали все трудности.

На очереди модель Thermalright VRM-R2, у которой своя богатая история. В незапамятные времена мой коллега и друг RKR приобрел ее для своих экспериментов. Модернизировав кулер для Radeon R9 290 и вдоволь наигравшись, он отправил ее нашему близкому знакомому Сергею Мнёву. Тот, повертев в руках сие чудо инженерной мысли, провел необходимые замеры и передал его как эстафету очередному горе-энтузиасту. Проще говоря, мне.

Приобретением я остался доволен, а вот в рамки моей задумки оно не вписывалось. Нужна была свежая кровь металлическая стружка.

Отмеряем, крутим, пилим… Вуаля!

И просто идеально вписывается в нашу концепцию, складывается впечатление, что инженеры Thermalright так и планировали использование своей модели спустя пять лет.

Винтики с широкой головкой позаимствованы от прошлой версии.

Финальная фотография в собранном виде. В качестве 80 мм вентилятора использовался GlacialTech, модель GT8025-BDLA1, найденная в ящике рабочего стола.

Посмотрим, как все выглядит в системном блоке.

Переживать не стоит, до центрального радиатора остается 20 мм.

Но тут судья останавливает игру и просит внести ясность: СО Thermalright мало того, что имеют тепловые трубки, еще и оснащены вентилятором? Это нечестный поединок! Хм, он прав.

Немного смекалки, детского металлического конструктора «Лего» (полезная штука, поверьте мне), две длинные шпильки с резьбой, и результат перед вами. В качестве шайб для защиты текстолита от механических повреждений и КЗ использовалась все та же изолента.

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 Гбайт, 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 отвечает контроллер (ШИМ) CHIL, через него температуры с силовых элементов снимались с вкладки «Sensor» GPU-Z 0.8.6 (строки «VRM Temperature 1» и «VRM Temperature 2»).

Во всех случаях прогрев осуществлялся стресс-тестом FurMark версией 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

В общем тесте приняли участие радиаторы Gelid, самоделка, референсная пластина и модели Thermalright. Каждый испытуемый был протестирован с вентилятором 80 мм, который подключался к материнской плате к разъему SYSfan, а регулировка изменялась в пределах 50%, 75% и 100%, что на практике означало 800 об/мин, 1300 об/мин и 1800 об/мин. Снимались показания и в пассивном режиме.

2D (Простой)

GPU 300 МГц; GDDR5 150 (600) МГц; 0.922 В
Бездействие, рабочий стол
Температура GPU, °C
Меньше – лучше

Температура VRM1, °C
Меньше – лучше

Температура VRM2, °C
Меньше – лучше

Ожидаемые результаты при офисной работе ПК, когда многие значения находятся в пределах погрешности. Явные отличия заметны на фазах питания графического процессора, но температуры столь низки, что даже при 30°C или 40°C беспокоиться не стоит.

3D (Нагрузка)

GPU 1000 МГц; GDDR5 1250 (5000) МГц; 1.25 В
FurMark 1.17.0
Температура GPU, °C
Меньше – лучше

Температура VRM1, °C
Меньше – лучше

Температура VRM2, °C
Меньше – лучше

Судьба многих радиаторов решилась в стресс-тесте, а выводы можно описать одной поговоркой: «одна тепловая трубка хорошо, а две – лучше».

В пассивном режиме лишь модели Thermalright показывают не только приемлемые, но и отличные результаты. Причем их отрыв возрастает с увеличением скорости вращения крыльчатки вентилятора. Остальные участники оказались неспособны удержать температуру менее 100°C в пассивном режиме. На фоне других радиаторов референсная пластина оказывается неплохим предложением.

Для удобства восприятия представим полученные данные в отсортированном варианте.

Температура VRM1, °C
Меньше – лучше

Заключение

Подводя итоги, стоит отметить, что полученные результаты ожидаемы и не преподносят чудес. Чем больше площадь радиатора и чем быстрее удается отвести тепло от источника нагрева (речь идет о тепловых трубках), тем эффективнее работает кулер и ниже температуры. По этой причине модели Thermalright в любой из вариаций являются лидерами и в какой-то мере единолично, не оставляя шансов другим участникам. Однако рассмотрим альтернативы.

Если вы ограничены в средствах и не хотите заниматься существенной переделкой, то в таком случае любой из рассмотренных радиаторов в определенной мере справляется с поставленной задачей. С оговоркой – необходима установка отдельного вентилятора (к примеру, 80 мм), который даже на минимальной скорости вращения облегчит жизнь подсистеме питания. И не будем забывать, что в играх такие температуры вы вряд ли увидите, все же стресс-тесты на то и созданы, чтобы продемонстрировать пиковые значения. В любом случае референсная пластина (а вернее – ее хвостовая часть) снова показала свою значимость: сколько бы не критиковали эталонную систему охлаждения, при грамотном подходе она обыгрывает своих соперников.

Однако можно взять и попробовать самому смастерить сие чудо инженерной мысли, благо интернет заполнен предложениями по продаже радиаторов и тепловых трубок (ссылки приводить не буду во избежание рекламы). Задумок на данную тему было множество, даже произведены расчеты на нескольких системах охлаждения, взятых у неисправных ноутбуков.

Тепловая трубка вместе с ребристым радиатором отпаивалась от центральной секции CPU и могла использоваться как душе угодно. В частности, у меня были медные кулеры от старых сокетов, в которых трубка монтировалась и зажималась ребрами. Впрочем, планам не суждено было сбыться, и они так и остались очередной задумкой на бумаге, не доведенной до опытного образца.

Кроме того, во время подготовки материала был замечен еще один интересный радиатор, которым оснащаются системы охлаждения Arctic Accelero Hybrid III-120 / III-140, а отдельно можно приобрести VRM set (R9-290X) MPSAS00072A, не требующий доработок и оснащенный посадочным местом для вентилятора 80 мм. Возможно, он будет более интересной альтернативой рассмотренным ранее кулерам.

Нефедов Петр aka Go.d-bq


  • Выражаю отдельную благодарность в подготовке материала: donnerjack.
  • А также коллегам по лаборатории Overclockers.ru: Сергей Мнев и RKR.