Что такое zen в процессоре

Архитектура Zen: сколько поколений продержится главная технология AMD

Содержание

Содержание

Появившись четыре года назад, архитектура Zen совершила настоящий переворот на процессорном рынке. Сперва AMD захватили средний сегмент, предлагая лучшее соотношение цены и производительности. Увеличив продажи, компания сделала рывок в высшую лигу — и вот уже Intel оказалась в роли догоняющего. Давайте разберемся, в чем причины успеха Ryzen и какой предел развития этой компоновки ЦП.

Хорошая масштабируемость

Микроархитектура Zen стала революционным прорывом для AMD. Секрет успех заключается в чиплетной компоновке процессоров. Это значит, что ЦП состоит не из одного монокристалла, а из отдельных «кирпичиков» — чиплетов. Их соединяет шина обмена данными Infinity Fabric с пропускной способностью до 512 ГБ/с.

Каждый чиплет содержит лишь часть функционала процессора. CCD включает в себя ограниченное количество ядер с кэш-памятью, I/O чиплет — контроллеры памяти, шины PCI Express, шины Infinity Fabric и другие элементы ввода-вывода.

Например, Core Complex Die актуального поколения Zen 3 состоит из одного CCX-комплекса: 8 ядер с индивидуальным кэшем первого и второго уровней (L1 и L2), а также кэш-память третьего уровня (L3) объемом 32 Мб (общая для всех ядер). В процессорах Zen прежних поколений CCD состоял из двух четырехядерных CCX, соединенных между собой.

Из чиплетов, как из деталей конструктора, инженерам легко компоновать разные по производительности процессоры. Они без труда набирают необходимое количество ядер и отключают «ненужные». Например, Ryzen 5 3600 в чиплете CCD имеет два CCX, у каждого из которых дезактивировали по ядру. На выходе получается шесть функциональных ядер.

Масштабируемость такой архитектуры довольно высока — можно продолжать добавлять аппаратные ресурсы. Следующие поколения Zen имеют неплохой задел на модернизацию.

На картинке выше — компоновка 16-ядерного процессора AMD Ryzen 9 5950X. У него два CCD по 8 ядер и I/O чиплет.

Менее мощный AMD Ryzen 7 5800X включает в себя лишь один CCD, поскольку у него всего восемь ядер.

К чиплетной компоновке инженеров подтолкнули недостатки процесса производства кристаллов. Последние содержат миллиарды транзисторов, размеры которых измеряются нанометрами. У актуального поколения Ryzen это 7 нм, а у Intel Alder Lake — 10 нм. Достаточно лишь одного неисправного транзистора, чтобы испортить кристалл. Причины бывают самые разные. Брак вызывают малейшая неточность или посторонняя частица, попавшая на поверхность кристалла при формировании слоев.

Чем больше и сложнее изготавливаемый продукт, тем выше вероятность получить брак. Поэтому инженеры AMD разделили один монокристалл на небольшие чиплеты. В случае брака в корзину выбрасывается лишь сам чиплет, а не процессор целиком.

Раздельная компоновка имеет и свои недостатки. Из-за длинных линий связи увеличиваются задержки при обмене информацией между ядрами, находящимися в разных CCD.

Развитие Zen — что дальше?

В грядущем Zen 4 логично ожидать внедрение поддержки PCIe 5.0 и переход на оперативную память DDR5 путем замены чиплета ввода-вывода. Это станет ответом на новые стандарты линейки Alder Lake от Intel. Следует ожидать плановой оптимизации ядер и небольшого увеличения производительности — как и всегда при обновлении архитектуры.

Сейчас наблюдается тенденция к увеличению количества ядер в процессорах. Современные программы осваивают все больше рабочих потоков, игры не отстают. Поэтому можно предположить, что архитектура начнет развиваться именно в сторону многоядерности. Вместе с этим вырастет и потребление энергии. Чтобы этого не происходило, придется уменьшать технологический процесс до 5, а то и 3-4 нм. Вариант вполне реалистичный. Кристаллы для процессоров AMD производит компания TSMC — у нее достаточно передового оборудования, чтобы обеспечить переход.

Возможно добавление некоторых новых инструкций — по типу AVX-512. Компания Intel физически реализовала их поддержку в Alder Lake, но по умолчанию эти векторные команды недоступны.

В условном Zen 5 или 6 произойдет увеличение количества ядер вместе с внедрением нового техпроцесса. Предполагаемая компоновка ЦП может выглядеть так:

Однако дальнейшее уменьшение технологического процесса будет даваться все сложнее. В теории, оно может происходить до того момента, когда канал транзистора будет состоять буквально из цепочки атомов. Но добиться этого на практике чрезвычайно тяжело.

Что ограничивает развитие архитектуры

Сколько поколений AMD будет развивать архитектуру Zen? Здесь все зависит от того, смогут ли модернизировать ее при возникновении отставания от Intel — и составить конкуренцию Raptor и Meteor Lake.

Если Zen будет достаточно, чтобы противостоять Intel, то нет никакого смысла выпускать новую архитектуру. Хотя она, скорее всего, уже неспешно разрабатывается.

Фактически необходимость перехода на новую компоновку полностью определяется графиком выше. И пример Intel в лице абсолютно нового 12-го поколения это показывает — как только снизились продажи, неспешное развитие пришлось резко ускорить.

Читать обзор флагманского процессора Intel Core i9-12900K с архитектурой Alder Lake

Если же говорить о технике, то развитие Zen может ограничиться пропускной способностью шины Infinity Fabric. Нагрузка на нее будет возрастать пропорционально увеличению количества ядер.

Источник

Ryzen какого поколения выбрать?

Благодаря отличному соотношению цена/возможности первое и второе поколение Ryzen 5 смогло завоевать сердца многих пользователей. Правда, не обошлось без компромиссов. Если в большинстве рабочих задач предыдущие поколения Ryzen 5 уверенно превосходили решения конкурента, то в играх серьезный перевес был на стороне Intel. С выходом новых чипов на микроархитектуре Zen 2 компания AMD совершила еще один рывок вперед, во многих отношениях догнав и перегнав Intel. И теперь для многих вопрос при выборе процессора сменился с «AMD или Intel» на «Ryzen какого поколения выбрать»?

В этом материале мы постараемся разобраться с ключевыми отличиями всех трех линеек, чтобы понять, Ryzen какого поколения выгоднее всего покупать прямо сейчас.

Чем отличаются чипы на архитектуре Zen, Zen+ и Zen 2

Каждое поколение Ryzen основано на отдельной архитектуре. Ryzen 1000-й серии относятся к первому поколению Zen, к созданию которого приложили руки опытные инженеры компании, включая легенду Джима Келлера. Ryzen 2000-й серии получили улучшенную архитектуру Zen+, которая является, скорее, работой над ошибками, обновлением, а не шагом вперед. В случае с третьим поколением Zen 2 инженеры AMD совершили революцию. Вместо единого кристалла они перешли к понятию «чиплета» по сути разделив обязанности на несколько разных кристаллов, тем самым упростив и удешевив производственный процесс, а также добавили кучу новых улучшений.

AMD Ryzen 5 Summit Ridge 1600X BOX — младший шестиядерный процессор на архитектуре Zen, который является прямым конкурентом популярного Intel Core i5-7600K. Он имеет 6 физических ядер та 12 виртуальных ядер, базовые частоты которых установлены на уровне 3.6 ГГц. При работе в турборежиме тактовая частота достигает 4.0 ГГц. Объем кэш-памяти третьего уровня составляет 16 МБ.

AMD Ryzen 5 Pinnacle Ridge 2600X BOX стал доработкой того, что уже есть, и в плане цифр не слишком отличается от предка. По сути на 200 МГц выросли тактовые частоты при автоматическом разгоне, плюс добавилась поддержка более шустрой оперативной памяти. А вот появление фич Precision Boost 2, XFR 2 и Precision Boost Overdrive изменило сам алгоритм работы процессоров при различных нагрузках, позволив процессору держать более высокую среднюю частоту при автоматическом разгоне.

Новый AMD Ryzen 5 Matisse 3600X BOX относится к семейству Matisse. Под крышкой у него два полупроводниковых кристалла (восьмиядерный 7-нм CCD-чиплет + 12-нм чип cIOD), которые связаны между собой шиной Infinity Fabric. Общий кэш L3 вырос в два раза (до 32 МБ) и догнал по уровню восьмиядерные Ryzen 7. Подросли и тактовые частоты: на 200 МГц базовая и на 300 МГц динамическая.

В остальном все три модели похожи: имеют поддержку технологии логической многопоточности SMT, тепловой пакет 95 Вт и комплектуются кулером. Все три процессора работают с материнскими платами на базе сокета AM4. То есть, при обновлении процессора не обязательно будет менять материнскую плату.

Тесты общей производительности

Для сравнения общей производительности прогоним все три камня в нескольких популярных синтетических тестах в одноядерном и многоядерном режиме. Начнем с CPU Mark.

CPU Mark мульти

Как видим в режиме «все пушки к бою» 3600Х набирает 20.521 попугаев, серьезно отрываясь от своих предшественников. Шутка ли, в сравнении с первым Ryzen он оказывается быстрее на 54%. А вот разница между первым и вторым составляет 9%.

CPU Mark одно ядро

В одноядерном режиме картина ровно такая же: 3600Х улетает вперед, а 2600X обходит 1600X на 8%.

Cinebench мульти

Cinebench одно ядро

Как итог — в одноядерной производительности отрыв Ryzen 5 3600X от предшественников немного сократился, а между первым и вторым поколением наблюдается разница 13%.

Premiere Pro

Кодирование 4K ролика в Premiere Pro показывает схожие результаты, что позволяет сделать довольно обобщенный вывод, что Ryzen 5 3600X в большинстве рабочих задач оказывается быстрее первого поколения в среднем на 35%. А разница между 2600X и 1600X колеблется в пределах 10%.

Если же сравнить с конкурентами от Intel, то разрыв в мощности имеет тенденцию к увеличению. Если 1600X конкурировал с Core i5-9400F, то 3600X в некоторых случаях обходит Core i7-8700K. А ведь это уже и другой уровень, и совсем другая цена.

Результаты в играх

Здесь нет смысла останавливаться отдельно на каждой игре, поэтому подобьем итоги за раз. При игре в Full HD разрешении и настройках Ultra разница в FPS между 1600X и 3600X в большинстве игр составляет от 20 до 35 кадров в секунду. И это здорово, ведь AMD всегда отставала от Intel по части игровых возможностей, а теперь мы видим практически паритет.

Другой вопрос, что в играх куда большую роль играет видеокарта, а не процессор. Поэтому чисто для игрового компьютера целесообразнее было бы не переплачивать за процессор третьего поколения, а сосредоточиться на видеокарте. Тем более, что и 1600X, и 2600X подходят для модели калибра RTX 2060 Super или RTX 2070.

Turbo Boost и разгон

Многие надеялись, что Ryzen 5 будут разгоняться лучше своих старших собратьев. Это было бы логично: уменьшенное число ядер означает меньшее тепловыделение и больший простор для наращивания напряжения и частоты. Как оказалось позже, ограничения частотного потенциала обусловлены не температурами, а возможностями самого полупроводникового кристалла и техпроцесса LPP. Поэтому речь тут правильнее вести не столько о разгоне, сколько о получении стабильной рабочей частоты при турбо бусте.

Но тут важно понимать два нюанса. Первый: AMD очень хорошо поработала над автоматическим разгоном, поэтому чаще всего условные 4.3 ГГц на все ядра и на короткий промежуток времени будет получше, чем 4.2 ГГц на все ядра постоянно. Второй: со второго поколения AMD начала комплектовать Ryzen довольно качественными кулерами производства Cooler Master, поэтому менять его на более мощный ради прироста в 100 МГц нет особого смысла.

Учитывая это, покупку Ryzen 5 можно рекомендовать новичкам или неопытным пользователям, которые не планируют разгонять процессор, а действуют по схеме: купили, вставили, работаем. Энтузиасты же могут неплохо сэкономить, взяв младшие модели первого и второго поколений и хорошенько их разогнать. Matisse разгон дается сложнее, так как AMD еще на конвейере выжала практически максимум из этих чипов, поэтому даже младшие модели вроде Ryzen Matisse 3500 в лучшем случае выдадут дополнительные 5 – 9% мощности.

Перспективы

С точки зрения перспективы у AMD нет никаких проблем. В отличие от Intel «красные» не меняют сокет каждые 2 года, а продолжают использовать старый добрый AM4 и под старые, и под новые камни. Поэтому в случае чего можно без проблем установить в систему выгодно купленный Ryzen первого поколения, а потом «переехать» на более современный Matisse. Благо, что большинство материнских плат на AM4 дружат с Ryzen 3 после небольшого обновления BIOS.

Выводы с учетом цен

Подводя итоги несложно прийти к выводу, что каждое поколение Ryzen получается во многом лучше предыдущего. А разрыв между первым и третьим впечатляет еще сильнее — тут вам и серьезный прирост FPS в играх, и просто впечатляющий скачок производительности при работе в Cubase, Premiere Pro и другом про софте. И это не говоря о куче перспективных фич вроде той же шины PCI-E 4.0, которая появилась в новых материнских платах на чипсете X570. Однако все всегда упирается в цену. И тут сложно сделать однозначные выводы.

Источник

Разбираемся, что не так с Zen2 и Zen3

Что не так с Zen2 и Zen3?

реклама

0 Что со мной не так?

Я по образованию инженер-электроник, а по должности – ведущий инженер, который от «обычных» инженеров отличается тем, что не является узким специалистом, следовательно не знает ничего о конкретном, и знает понемногу обо всём 😊.

И вот, с высоты своей удручающей некомпетентности я решил взглянуть на системные проблемы процессоров с архитектурой Zen2 и Zen3.

реклама

Идея систематизировать все проблемы, связанные с Райзенами, у меня возникла ещё в момент перехода с Zen на Zen+ и окончательно оформилась к моменту выхода Zen3, поскольку проблемы эти росли как снежный ком.

С выходом Zen я убедился, что прежние системы охлаждения на тепловых трубках начали терять свою эффективность, особенно с выходом Ryzen R9 Threadripper, которому про запас была куплена трехсекционная AIO.

Zen+ обострил наметившиеся проблемы – температурные перепады стали более резкими.

Zen2 заставил перейти с AIO на кастомную СЖО, тем не менее проблемы не то что никуда не делись, с переходом на чиплетную компоновку возникли эффекты, с которыми никто до настоящего времени всерьёз не сталкивался и не разбирался.

реклама

Zen3 подвёл черту под эпопеей на сокет АМ4 и оставил открытым вопрос «что не так со всеми этими процессорами и что со всем этим делать?».

Данный опус и должен внести ясность в понимание этого вопроса и по мере возможности на него ответить.

реклама

1 Что не так с компоновкой?

На рисунке 1.1 представлена новая (по сравнению с Zen и Zen+) чиплетная компоновка процессора, введённая в Zen2, в Zen3 она не претерпела никаких изменений, немного выросла площадь CCD (см. рисунок 1.2), как далее станет ясно, рост площади не компенсирует плотность теплового потока и проблемы с теплоотводом остаются теми же, если не усугубляются.

Рисунок 1.1 – Пример чиплетной компоновки процессоров Zen2 и Zen3

Рисунок 1.2 – Различие чиплетов у Zen2 и Zen3

Первое что выявил переход на чиплеты – это полную неготовность производителей систем охлаждения к новым процессорам. На бумаге всё было прекрасно – что воздушные, что жидкостные СО обеспечивали требуемый TDP, однако, топология… Дело в том, что у всех систем охлаждения зона наилучшего теплового контакта находится в центре подошвы, т.е. предполагается, что источник тепловой мощности у процессора находится в центре крышки (теплораспределителя), что только усугубляет проблемы с теплоотводом, создаваемые малой площадью чиплетов. Из-за несовпадения самой нагретой зоны с зоной наилучшего теплового контакта тепловая мощность вынуждена преодолевать более протяженный путь, следовательно, нагрев ядер увеличивается. Новая чиплетная компоновка принесла с собой и ещё одну проблему – традиционное расположение тепловых трубок у «башен» и микроканалов у ватеблоков не соответствует расположению чиплетов под крышкой процессора. Получалось так, что тепловые трубки и микроканалы шли вдоль линии чиплетов, так что на два чиплета могла приходиться всего одна тепловая трубка, а в случае с микроканалами ватерблока на сечение чиплета приходилась едва ли не четверть. Причём такое расположение перегружало тепловую трубку или задействованные микроканалы тепловой мощностью. Максимальная тепловая мощность, отводимая тепловой трубкой, составляет 35–40 Вт, в то время как TDP чиплета 100 Вт минимум, а в случае двух чиплетов – 200 Вт. Что касается микроканалов, то они, проходя вдоль чиплетов, неэффективно собирают тепловую энергию, когда при поперечном течении жидкости теплоотвод был бы гораздо эффективнее.

Рисунок 1.3 – Расположение чиплетов при установке процессора в сокет

2 Что с частотой, напряжением и мощностью?

С тепловой мощностью процессора всё просто – она точно равна потребляемой электрической мощности в силу закона сохранения энергии. Электрическая мощность выводится из законов Джоуля-Ленца и Ома, как должно быть известно каждому школьнику из курса физики:

P = U × I = U2 / R = U2 / (1 / (ω × C)) = ω × C × U2 = 2 × π × f × C × U2,

где U – напряжение питания. В;

R = 1 / (ω × C) = 1 / (2 × π × f × C) – сопротивление процессора в цепи питания;

ω = 2 × π × f – круговая частота;

f – частота процессора, Гц;

C – суммарная подзатворная ёмкость процессора, Ф.

С точки зрения теории электрических цепей, такая цепь считается линейной.

Дело в том, что базовым элементом всех современных цифровых микросхем является КМОП-инвертор, попеременно коммутирующий нагрузку на напряжение питания и «землю» (корпус). Нагрузкой является такой же вентиль, с абсолютно теми же характеристиками. А поскольку КМОП имеет очень малые (по времени) сквозные токи, по сравнению с токами и постоянной времени перезарядки подзатворных емкостей, то схема вентиля на рисунке 2.1 вырождается в линейную цепь, представленную на рисунке 2.2, и формула расчёта мощности оказывается справедливой.

Рисунок 2.1 – Простейший КМОП-вентиль (инвертор)

Рисунок 2.2 – Эквивалентная схема КМОП-вентиля (инвертора).

Для AMD Ryzen R9 5950x имеем следующие базовые характеристики:

F0 = 3400 МГц; U0 = 1,0 В; P0 = 105 Вт.

Соответственно, максимальные характеристики:

Pmax можно найти из соответствия:

Такую мощность развил бы Zen3, не будь ограничений по энергопотреблению и температурам. Разговор о температурах нас ждёт в следующем разделе.

3 Что с температурами?

Современные процессоры AMD изготавливаются по технологии «7 нм» с применением 400 мм кремниевых пластин («вафель») с толщиной 0,9 мм. Такая толщина требуется для обеспечения прочности пластины во время технологических операций с ней. Диаметр пластины – один из определяющих параметров конечной стоимости чипа, чем больше диаметр и меньше площадь самого чипа, тем больше чипов можно разместить на пластине и, в конечном итоге, дешевле сам чип.

Рабочие структуры чипа (диффузионные, межслойная изоляция и металлизация) располагаются внизу чипа, так как контактные площадки металлизации чипа припаиваются с помощью шаровых контактов (бессвинцовый припой) к ответным контактным площадкам печатной платы-подложки. Толщиной КМОП-структур можно пренебречь, так как по сравнению с самим чипом (800 – 900 мкм) они выглядят как сверхтонкие плёнки (0,065 – 0,090 мкм). Теплораспределительная крышка процессора припаивается к верхней поверхности кристалла с помощью индия.

Рисунок 3.1 – Конструкция процессоров Zen2 и Zen3,
чиплеты показаны условно

Рисунок 3.2 – Конструкция процессора в разрезе,
сечение выполнено по чиплетам CCD.

Учитывая конструкцию процессора, показанную на рисунках 3.1 и 3.2, получается следующая тепловая схема.

Тепло от полупроводниковых структур распространяется двумя путями:

Тепловая цепь распространения тепла по первому направлению:

Тепловая цепь распространения тепла по второму направлению:

Для расчёта тепловых цепей я принял несколько серьёзных упрощений:

Для вышеуказанных участков тепловой цепи получим следующие характеристики:

Тепловое сопротивление R1 =

Тепловое сопротивление R2 =

Пользуясь свойством электротепловой аналогии, можно рассчитать тепловые потоки и температуру кристалла, заменив тепловую цепь электрической как на рисунке 3.3.

На рисунке 3.3 источник тепловой энергии представлен идеальным источником тока I1, тепловая мощность кристалла 170 Вт – отдаваемым источником током в
170 А. Хорошо видно, что основной тепловой поток мощностью 169 Вт идёт через крышку процессора и лишь около 1 Вт – через шаровые контакты к подложке.

Перегрев кристалла относительно температуры теплоносителя в СЖО составляет 49℃, значит при температуре теплоносителя 30℃ температура кристалла будет 79℃, как показано на рисунке 3.4.

Из приведенных иллюстраций следует, что тепловым потоком, идущим через шаровые контакты к подложке процессора, можно пренебречь.

Рисунок 3.3 – Распределение температурных потоков и перегрев кристалла.

Рисунок 3.4 – Тепловые потоки и температуры.

4 Что с надёжностью?

Показатели надёжности рассчитываются по книге «Расчёт показателей надёжности радиоэлектронных средств» под ред. С.М. Боровикова – Минск: БГУИР, 2010 – 68 с.: ил. Авторы ссылаются на систематизированные и уточнённые данные следующих руководств, справочников и стандартов:

Reliability prediction of electronic equipment: Military Handbook MIL–HDBK–217F. – Washington: Department of defense DC 20301, 1995. – 205 p.;

A universal model for reliability prediction of Electronics components, PCBs and equipment. RDF 2000: reliability data handbook / Paris: UTE C 80-810. 2000. – 99 p.;

Reliability Prediction Model for Electronic Equipment: The Chinese Military/Commercial Standard GJB/z 299B. – Yuntong Forever Sci.-тек. Co. Ltd. China 299B.

Модель прогнозирования эксплуатационной интенсивности отказов, согласно этому источнику:

где λкр – интенсивность отказов ИМС, обусловленная кристаллом, для микропроцессоров;

Kt – коэффициент температурного режима

Ea – энергия активации образования дефектов, для КМОП-ИМС Еа = 0,35 эВ;

Ткр – температура кристалла ИМС;

λкорп – интенсивность отказов ИМС, связанная с отказами корпуса, для герметизированных корпусов λкорп = 2,8∙10-4∙n1,08 ∙10-6 1/ч, для негерметизированных корпусов λкорп = 3,6∙10-4∙n1,08∙10-6 1/ч, где n – число выводов корпуса;

KE – коэффициент эксплуатации, равный для помещений с частичным регулированием климатических условий 1,5;

KQ – коэффициент качества, для коммерческих ИМС KQ=10;

KL – коэффициент продолжительности промышленного производства ИМС (отлаженности техпроцесса), устанавливаемый из условия:

для продолжительности производства L = 1 год KL=1,48.

Поскольку в книге нет данных для 64-разрядных процессоров, но прослеживается закономерность удвоения интенсивности отказов кристалла λкр с удвоением разрядности процессора, я принял λкр = 1,12∙10-6 1/ч;

Для температур в интервале от 25℃ (комнатная температура) до 150℃ (максимальная критическая температура кристалла для кремниевых полупроводниковых приборов) показатели надёжности процессора будут иметь значения, представленные в таблице 4.1

Из таблицы 4.1 видно, что с ростом температуры наработка процессоров на отказ снижается, причём как T0, имеющая физический смысл как срок службы процессора, так и Т95%, показывающая время эксплуатации, в течение которого вероятность безотказной работы процессора будет не ниже 0,95 либо время, в течение которого не менее 95% процессоров будут работоспособны.

При 90℃ ресурс процессора Т0 = 26282 ч (3,0 года) чудесным образом совпадает с гарантийным сроком боксовых процессоров (3 года), что подтверждает правильность проведенных расчётов.

Таблица 4.1 – Показатели надёжности процессора в зависимости от температуры кристалла

T95% – время наработки, при котором 95% процессоров из партии остаются работоспособными;

P(1000 ч) – вероятность безотказной работы в течение 1000 часов.

5 Что в итоге?

5.1 Забудьте о воздушном охлаждении!

Итак, мы видим, что основной проблемой, препятствующей разгону и безотказной работе процессора является температура кристалла процессора. При характерных для Zen2 и Zen3 плотностях тепловых потоков воздушные системы охлаждения подошли к пределу своей эффективности. Тепловые трубки и испарительные камеры начинают свою работу от 50℃ на крышке процессора/основании кулера. Прибавьте к этой температуре рассчитанный в разделе 3 перегрев в 49℃, и получите 99℃ на кристалле…

Ясно, что с таким кулером о разгоне можно забыть и процессор придётся эксплуатировать, в лучшем случае, в номинале. Не стоит забывать, что перегрев рассчитан для идеального кулера, поэтому возможны ситуации, когда и в номинале работа будет под вопросом, а потому придётся ещё сильнее ограничивать процессор, например, отрицательным оффсетом по напряжению и фиксацией максимальных частот.

В утешение любителям воздушных кулеров скажу, что и системы жидкостного охлаждения приблизились к пределу своей эффективности. Особенно хорошо это видно по AIO, которые по своей эффективности недалеко ушли от топовых воздушных кулеров.

5.2 Как можно сильнее понизить Ткр?

5.2.1 Смена термоинтерфейса

Если вы по каким-либо причинам не сменили термопасту на жидкий металл (ЖМ), самое время это сделать. И дело не в том, что ЖМ имеет высокую теплопроводность. Нет, теплопроводность современных паст давно сравнялась с теплопроводностью ЖМ, но в пользу последнего свидетельствуют два обстоятельства:

На этом, к сожалению, все преимущества ЖМ заканчиваются, а недостатков у него гораздо больше:

5.2.2 Тщательный отбор комплектующих для СЖО

Во-первых, водоблок для процессора должен быть медным, а микроканалы ориентированы поперёк чиплетов. Естественно, зона микроканалов должна покрывать всю площадь чиплетов CCD и cIOD.

Во-вторых, медные радиаторы, устанавливаемые в корпус, должны обеспечивать запас по рассеиваемой мощности, которая для 5950х просто бьёт все рекорды. Либо необходимо использовать выносные радиаторы, например, известные среди водянщиков Watercool MO-RA3 360 и Watercool MO-RA3 420, на основе медных трубок и с развитой поверхностью теплообмена. Показательно, что MO-RA3 с алюминиевыми рёбрами даёт фору аналогичным полностью медным радиаторам от других производителей.

В-третьих, в контуре должна стоять производительная помпа, обеспечивающая достаточные расход теплоносителя и давление в системе.

5.2.3 Модификация СЖО с понижением температуры теплоносителя

Учитывая, что по пути от кристалла до теплоносителя системы охлаждения происходят потери, обеспечивающие перегрев на 49℃ относительно основания водоблока, крайне желательно снизить температуру хладагента, тогда и температура кристалла сместится на эту величину в более комфортную для разгона и стабильности сторону. Это значит, что система охлаждения превратится в двухконтурную.

Во внутреннем контуре будет циркулировать антифриз с температурами ниже 0℃, а внешний контур будет охлаждать сам теплоноситель с помощью теплового насоса – элемента Пельтье или «фреонки».

Применение чиллера для теплоносителя накладывает дополнительные требования к теплоизоляции ватерблока и шлангов/трубок с целью недопущения образования на них конденсата (росы).

К сожалению, и охлаждение теплоносителя до отрицательных температур не отменяет такого отрицательного явления как термоциклирование, которое неизбежно происходит в работе процессора. Материалы из которых изготовлен процессор имеют разные коэффициенты теплового расширения, в результате чего в проводниках и диэлектрике образуются трещины, треснуть может и сам кристалл, поскольку он припаян к крышке теплораспределителя с помощью индия…

5.2.4 Скальпирование процессора

Скальпирование 3950х/5950х – это экстремальное мероприятие, поскольку под крышкой этих процессоров и так находится припой. Скальпирование «на холодную» чревато повреждением кристаллов, но даже если подойти к процессу с умом, это может оказаться лишенным всякого смысла.

Смысл скальпирования – укорачивание тепловой цепи путём исключения лишних звеньев. В разделе 3 мы уже заключили, что ветвью теплопередачи от кристалла к подложке процессора можно пренебречь. Давайте ещё раз взглянем на оставшуюся тепловую цепь

Источник