رکورد پشت رکورد: قدرت کاستوم واترکولینگ

کمتر از یک ماه پیش در ویدیوی رکوردزنی به سبک پی سی ماد که بخشی از مراحل پروژه ی سنگین جنوبگان (Antarctica) بود، توان مصرفی 400 واتی سی پی یو روی حداکثر فرکانس 5.9  گیگاهرتز دیده شد. با توجه به اینکه پردازنده 14900k بود و IHS آن برداشته شد و با کیت تماس مستقیم (Direct Die) در پروژه بسته شد، به این فکر افتادیم که بیشترین توانی که از این مدل پردازنده میتوان کشید چقدر است.

در همین ابتدای کار قطعا می دانید که این اعداد و ارقام با کولرهای آبی حلقه بسته یا همان AIO ها به دست نخواهد آمد و تنها راه خنک سازی پردازنده ها با توان بالای 300 وات، راهکار کاستوم واترکولینگ است. خنک کردن دو نسل 13 و 14 اینتل از همان روزهای اولیه ی عرضه به یک کابوس برای کمپانی های بزرگ دنیا تبدیل شد و باعث شد یکسری از شرکت ها به دلایل مختلف مانند عدم دانش کافی، بیخیال تولید محصول درخور برای پرچمدارهای اینتل شوند و از بازی بزرگان کنار بروند. تنها بعضی از آنها مانند لیان لی و ایسوس تا حدی توانستند با کمک تکنولوژی های روز و صرف هزینه های بالا، کالای AIO قابل قبول در سبد خود داشته باشند.

در ویدیوی یوتیوب پی سی ماد با عنوان بهترین کولرهای آبی توضیح دادیم که کارایی AIO های روز دنیا در چه حد است و در چه بازه ی قیمتی حضور دارند.

پیشنهاد میکنم برای اطلاع از جزئیات کولر آبی جدید لیان لی با عنوان GA II trinity performance و مقایسه جالب نتایج آن با رقیب های پرقدرت خود، این مقاله را هم مطالعه کنید تا با رده ی عملکردی AIO ها آشنا بشید و البته اطلاعاتی که ادامه گفته میشود برایتان معنادار و واضح تر شود.

افراد و رسانه های معروف و معتبر دنیا، مانند Der8auer، Linus یا TechpowerUp در بررسی های پردازنده ی 14900k به این نکته اشاره کردند که خنک کردن پرچمدار سری 14 اینتل سخت تر از همیشه شده و توان مصرفی 253 وات اعلامی آن، شوخی بیش نیست. توان های مصرفی 330، 370، 400 یا 407 وات در سال های قبل به ندرت دیده میشد و  تنها با راهکارهای خاص مانند استفاده از برج خنک کننده نیتروژن مایع قابل دستیابی بود. اما میبینیم که در یکی دو سال گذشته حتی کاربرهای خانگی و نیمه حرفه ای با بارگذاری سنگین بر روی پردازنده ی خود میتوانند به راحتی بالای 300 وات را مشاهده کنند. اینجاست که به مرور مشکلات دمایی و افت کارایی ایجاد می شوند.

بهتر است به شکل ساده و بدون وارد شدن به مباحث خیلی تخصصی و حوصله سر بر، کمی در مورد مسیر و پروسه ی انتقال حرارت تولید شده صحبت کنیم.

300 وات در مقایسه با مصرف قطعات دیگر مانند کارت های گرافیک 4090 و حتی 4080 به خودی خود عدد بالایی نیست اما باید کمی هم به ابعاد پردازنده توجه کنیم. سی پی یو ها روی سوکت 1700 دارای IHS با ابعاد 37.5*45 میلیمتر هستند. نکته ی اصلی اینجاست که حرارت تولید شده قبل از رسیدن به حرارت پخش کن، از سطحی با اندازه ی 11.8*23.8 میلیمتر که همان ابعاد Die است، آزاد می شود. 300 وات از یک مستطیل با مساحت حدودا 2.5 سانتی متر مربع !!!

در مسیر انتقال حرارت، بعد از Die به حرارت پخش کن و خمیر حرارتی میرسیم و تازه سطح Cold plate کولر اینجا وارد می شود. هر کدام از این بخش ها، تا حد نسبتا زیادی مقاومت ایجاد می کنند. پس هر چقدر بتوانیم این مقاومت ها را کمتر کنیم، راحت تر میتوانیم از پس توان های بالاتر پردازنده بر بیاییم.

دقیقا… حالا میفهمیم که چرا پردازنده ها را دیلید (Delid) و حرارت پخش کن آن را جدا می کنند. البته این عمل در کنار نیاز داشتن به ابزارهای مخصوص، به مهارت و تبحر بسیار بالایی نیاز دارد که توصیه میکنم به هیچ وجه به تنهایی خودتان برای این عمل اقدام نکنید. به احتمال 99 درصد پردازنده از بین خواهد رفت!!!

پردازنده ای که در تصویر زیر میبینید یک core i3 12100 نیست که برای مقاله از بین رفته باشه. 14900k هست که برای نصب در پروژه ی دایرکت دای، اون هم زیر دست یک تکنسین با تجربه به درستی دلید نشد!

همین چند پاراگراف لازم است که بدانیم دیگر خنک کاری پردازنده های میان رده به بالا به کمک هوا به طور مستقیم کارساز نیست.

ادامه کار خیلی ساده اس… روی پردازنده ی دیلید شده، بلاک سی پی یو با کیت Direct Die می بندیم، با یه رادیاتور قوی و یه سری تیوب و فیتینگ میریم واسه خنک کردن به کمک آب !!!

در بخش زیر، قطعات مورد استفاده بر روی تست بنچ به همراه جزئیات بیشتر در مورد بخش خنک کاری را مشاهده می کنید.

Chassis: Coolermaster Masterframe 700

 M/B: Asus Rog Strix Z790-A gaming wifi II

CPU: Intel core i9 14900kf

GPU: Geforce RTX 3060 12GB Dual oc

PSU: Green GP1300B-Edge

SSD: Samsung 980 pro 1 TB

Ram: Zadak 5200MT 2*16GB

CPU waterblock: EKWB velocity 2

Radiator: EKWB quantum surface P360m

Fan: Nuctua NF-F12 industrial ppc 3000 rpm

به دلیل اینکه هدف، خنک کاری تا حدامکان بود، رادیاتور با عرض 44 میلیمتر به همراه یکی از قویترین فن های دنیا مورد استفاده قرار گرفت.

حالا کمی در مورد پروفایل های بایوس صحبت کنیم و بعد از آن به جذاب ترین بخش و موصوع اصلی یعنی عدد رکورد پی سی ماد میرسیم. در آخرین آپدیت، اینتل برای حل مشکلات به وجود آمده در مورد میزان ولتاژ درخواستی پردازنده از مادربرد، چند تغییر در preset مخصوص ارائه داد. اولین پروفایل، پیش فرض اینتل است که بالاترین محافظت ها را برای پردازنده قرار می دهد و حداکثر توان مصرفی را نیز در این پردازنده ی خاص به عدد 253 وات محدود میکند. با توجه به برند مادربرد پروفایل های بعدی تا حدودی تغییر میکند. در این مورد، مادربرد ما از برند ایسوس بود و پروفایل OC را انتخاب میکنیم. با اعمال تغییرات لازم و برداشتن اکثر مدارهای محافظتی و محدودیت ها و البته افزایش ولتاژ به میزان مناسب، توانستیم مقادیر زیر را به دست آوریم.

در تصویر زیر حداکثر توان مصرفی، فرکانس های هسته های Performance و Efficient، میزان جریان و ولتاژ خروجی مدار تغذیه مادربرد و دیگر متغیرها را مشاهده می کنید.

توصیه اکید داریم که به هیچ عنوان بدون دانش کافی و البته تجربه بالا، اقدام به اوورکلاک پردازنده ی خود نکنید. چرا که کولرهای مرسوم در بحث خنک کاری در این سطح به شدت ناکارا هستند و نتیجه ی این کار، چیزی جز آسیب دیدن (در بهترین حالت دیگرید) این قطعه نیست.

در توضیح عکس بالا چند نکته باید گفته شود.

یک: مسیر رسیدن به فرکانس های بالا برای هسته ها، تا حدی با مسیر رسیدن به حداکثر مصرف پردازنده فرق داره. برای همین میبینیم که حداکثر فرکانس هسته های Efficient برابر 4.5 گیگاهرتز هست. در صورتی که روی همین Core i9 14900kf با اعمال یکسری تنظیمات، این فرکانس رو تونستیم تا 4.7 گیگاهرتز بالا ببریم.(در شرایطی که هم زمان فرکانس هسته های Performance برابر 5.9 گیگاهرتز بود)

دو: این دماها و این توان مصرفی مسلما برای کارکرد طولانی مدت نیست و احتمال آسیب رو در بارگذاری های اصطلاحا 24/7 به صد در صد میرسونه.

سه: جدای از اعداد و ارقام به دست آمده با برج خنک کننده ی نیتروژن مایع و راهکارهای اینچنینی، 506 وات عددی است که کارت گرافیک 4090 هم در زمان بازی بهش نمیرسه. این توان مصرفی، بالاترین مقداری هست که تا به امروز روی پردازنده core i9 14900kf با خنک کاری آبی کاستوم، در بین تمام رسانه های داخلی و حتی خارجی دیده شده که مسلما این رکورد، افتخاری هست برای پی سی ماد.