Кулеры для P4. Q3`2002

Введение

Совсем недавно мы рассмотрели целый ряд кулеров для процессоров AMD Athlon. Теперь пришло время посмотреть на охлаждающие устройства противоположного лагеря.

Принято считать, что процессоры Intel Pentium4 греются слабо и специальных охлаждающих устройств не требуют - достаточно того кулера, который компания поставляет в BOX-варианте. И действительно, на фоне многообразия кулеров, предназначенных для AMD-процессоров, список кулеров для Intel довольно мал. Поэтому мы с легкостью сможем рассмотреть практически все популярные модели.

Для сбора кулеров был предпринят поход по всем близлежащим компьютерным магазинчикам, в результате улов составил: 4 алюминиевых кулера и 2 медных. Негусто, причем медные кулеры, по отзывам продавцов, совершенно не пользуются популярностью. Да и любые другие кулеры, кроме боксового, также не могут похвастаться любовью покупателей. В чем же причина? Ведь по теоретическому тепловыделению процессор Pentium4 приблизительно равен тепловыделению Athlon XP. Попробуем подробно разобраться в этом вопросе.

Сразу скажу, что существуют Pentium4 на старом ядре Willamette, выполненные по 0.18 мкм техпроцессу и новые - на ядре Northwood (0.13 мкм). Разница в тепловыделении между двумя ядрами довольно большая: процессор Willamette с частотой 2 ГГерца выделяет более 70 Ватт, тогда как процессор с ядром Northwood выделяет всего лишь ~50Ватт. При этом последний содержит большее число транзисторов (размер кэша 512 кбайт против 256 у Willamette) и работает на куда более высоких частотах.

Но и 50 Ватт довольна большая цифра. А между тем в сети то тут, то там появлялись сообщения о том, что процессор Pentium4 сохраняет работоспособность даже при полном отсутствии кулера. В качестве доказательства приводился всем известный видеоролик, в котором с работающей системы (крутилась игра Quake3) снимался кулер. Таким издевательствам поочередно подверглись процессоры Pentium4, Pentium3 и пара Athlon'ов. При этом оба последних с дымом сгорели, система с Pentium3 зависла, а Pentium4 продолжал работать.

Секрет Pentium4 раскрывается довольно легко - достаточно просто посмотреть на процессор.

Ядро процессора закрыто так называемым IHS (расшифровываетcя Integrated Heat Spreader), который представляет собой медную пластину толщиной в несколько миллиметров. Сверху медная пластина имеет никелированное покрытие. У такой конструкции довольно много плюсов. Во-первых, исключается возможность локального перегрева, так как существуют определенные блоки процессора, которые могут быть загружены довольно сильно (например, часть блоков работают на удвоенной тактовой частоте). Тепловыделение такого блока довольно велико и могло бы привести к сбою в работе всего процессора. Медная пластина исключает эту ситуацию - распределяя тепло по всей своей поверхности.

Второе достоинство заключается в том, что эта медная пластина по площади превосходит ядро и таким образом выполняет ту же самую роль, что и медное основание на кулерах для процессоров AMD.

И наконец медная пластина выполняет защитные функции - сохраняет нежное ядро процессора от различных повреждений (например, скола ядра при установке кулера).

Однако, остается вопрос: "если полностью убрать радиатор, то сможет ли медная пластина, толщиной всего в 2мм, полностью отводить тепло от работающего процессора?". Ответ - конечно же нет. Все дело в том, что в подобной критической ситуации вступает в работу защитный механизм процессора Pentium4. Эффект довольно простой - резко падает скорость работы процессора. Как именно это происходит? Существуют разные мнения. Одни говорят - понижается тактовая частота процессора, путем внутреннего изменения множителя. Другие утверждают, что происходит пропуск тактов. В любом случае это неважно (любопытствующим могу посоветовать поискать информацию в интернете, в котором, как в Греции, все есть), важно то, что при любом охлаждении процессор остается работоспособным.

Кстати, действие защитного механизма можно увидеть в том самом ролике. Обратите внимание на то, что в углу экрана выводится количество кадров в секунду. Так вот после снятия кулера цифра падает с 200 до 25 кадров.

После окончания тестов я решил провести собственное исследование этого явления. До экстрима я не дошел - просто отключил вентилятор на кулере. Далее наблюдал за ростом температуры и время от времени снимал показания Sandr'ы. Когда температура дошла до 80 град.C, я получил вот такие результаты:

и счел разумным, на этом опыты прекратить.

Кстати, подобный механизм термозащиты имеет и свои минусы. Предположим, вы собрали систему с процессором Pentium4 1.6A и сразу же установили частоту шины 133 Mhz. В большинстве случаев система будет работать совершенно стабильно. Дальше - больше! Установили частоту 150 Mhz - система сбоит; повысили напряжение со стандартных 1.5V до (предположим) 1.65V - в результате достигнута стабильность в работе. Но почему бы не разогнать еще больше - устанавливаем шину превышающую 150 Мгерц, повышаем напряжение до 1.75V и выше - все работает. Казалось бы вот она мечта оверкловера - температура процессора в среде Windows не превышает 50-55 градусов С, прирост частоты 1000 Мгерц и более, прирост производительности в тестах в принципе адекватен приросту частоты (~20%). Но что происходит далее - вы запускаете игру и, после пары часов активного уничтожения монстров, замечаете (в лучшем случае), что скорость игры падает.

Конечно же я привел идеальную ситуацию - на практике могут быть совершенно разные варианты. Поскольку в каждом конкретном случае играют роль множество факторов, начиная от выбора термопасты (кстати, это тема еще одного нашего обзора), текущим напряжением Vcore и заканчивая степингом процессора. Главный вывод можно сформулировать следующим образом - для серьезного разгона необходим высокопроизводительный кулер. Вот таким плавным образом мы пришли к мысли, что медные кулеры для охлаждения Pentium4 все таки нужны.

Последнее, о чем я хочу сказать в теоретической части - вы никогда не столкнетесь с перегревом процессора в среде Windows и при запуске программ, не требующих большого количества ресурсов (офисные программы, интернет приложения). Все дело в том, что система с процессором Pentium4 без нагрузки переводит процессор в режим пониженного потребления энергии и как следствие подает температура (когда я пишу этот текст, на процессоре Pentium4 1.8A-> 2.4B x 1.65V температура не превышает 42 град.C).

Самое интересное, что процессор Athlon XP практически никогда не переходит в режим простоя. Даже когда нет никаких активных задач, он работает на полную мощность, выделяя при этом кучу тепла. Для активизации подобного режима необходимо использование программки типа VCool или связки программ Wpcredit и Wpcrset. С их помощью можно задействовать функцию чипсета для отключения процессора от системной шины.

Чтобы весь вышеописанный текст не выглядел критикой в адрес AMD, я продемонстрирую, что при полной загрузке процессоры Intel греются не меньше своих конкурентов. Для этого я сравнил максимальную температуру работы следующих процессоров: Athlon XP 1600+ и Pentium4 1.8A

использовался кулер TT Volcano 7+

Итак мы выяснили, что охлаждение процессоров Pentium4 такая же ответственная задача, как и для процессоров AMD. Только оговорюсь - речь идет о том, что процессор будет разгонятся, поскольку для работы на штатной частоте с головой хватит стандартного кулера со стандартным термоинтерфейсом. С другой стороны тактовые частоты Pentium4 постоянно растут (к концу года запланированы процессоры с частотами 2.8 Ггрец, и по некоторым данным 3 Ггерц). Естественно, что при использовании этих процессоров, тепловыделение которых будет отнюдь не маленьким, актуальность нашего исследования будет высокой. Ведь правда, никому не хочется заплатить кучу денег за самый быстрый (и дорогой) процессор, который из-за неправильного охлаждения или слабого кулера (стоимостью 200-300 руб) снижал бы свою скорость работы :)

Теперь пара слов о методике измерения. Как и в прошлом обзоре ("Обзор и сравнение бесшумных кулеров для разъема SocketA"), большинство субъективных параметров, я буду характеризовать баллами. Т.е. чем больше баллов, тем данный параметр лучше. К субъективным параметрам прежде всего относятся уровень шума, легкость установки кулера и последующее его снятие.

А вот цена процессора и температура - это довольно точные параметры, которые будут выражены в цифрах. Итак, температура процессора и скорость вращения вентиляторов измерялись программой Motherboard Monitor v5.1.9.1. Тестовая система собиралась в корпусе Inwin S506, при этом крышка корпуса была открыта (для лучшего восприятия шума ;). Если кулер имел родной термоинтерфейс, то термоинтерфейс удалялся и далее измерения проводились с кремнийорганической пастой КПТ-8 (как самая дешевая из всех протестированных паст). Разогрев процессора осуществлялся с помощью программы CPUBurn, в качестве тестового процессора был выбран Pentium4 1.8A (все процессоры Pentium4 имеют встроенное в ядро термодатчик). Для повышенного тепловыделения процессор был установлен на частоту 133 Мгерц (итого 2.4Ггерц) и повышено напряжение Vcore до 1.65V.

Кроме того при описании кулера я буду обращать внимание на удобство крепления. Не забудем и про такие факторы, как надежность крепления, габариты радиатора, используемый материал, внешний вид, качество обработки и.т.д. Большинство из этих факторов тоже довольно субъективны (особенно внешний вид :), поэтому я постараюсь привести побольше иллюстраций.

Thermaltake Volcano P4

Продукция компании Thermaltake популярна на российском рынке прежде всего из-за более-менее доступных цен. Совершенно естественно, что с выходом Pentium4 компания разработала и представила на суд публике несколько своих кулеров.

Посмотрим на самый дешевый Thermaltake (кстати, он довольно распространен - есть практически в каждом компьютерном магазине).

Он выполнен по классической схеме - полностью алюминиевый радиатор, сверху установлен вентилятор. Кулер очень легко крепится к сокету (точнее к пластиковой рамке) с помощью зажимов, а вот снять его немного сложнее - каждый зажим отгибается отдельно и немного поддевается отверткой.

Продается кулер в обычной картонной коробке, в которой кроме него ничего нет.

Кулер довольно тяжелый. Основную массу составляет алюминиевый радиатор, который состоит из двух десятков ребер одинаковой высоты.

К радиатору с помощью двух винтов крепится железная рамка, на которой установлен 70 мм вентилятор (размеры вентилятора 70х70х15 мм). Крепеж сделан очень качественно и вибрация практически отсутствует. Вентилятор имеет скорость вращения приблизительно 4800 об/мин и создает воздушный поток 30CFM. При этом кулер шумит довольно сильно - по данным производителя уровень шума составляет 37 dB.

время наработки на отказ 50000 часов

Теперь смотрим на основание кулера - оно обработано довольно грубо. А в центре есть прямоугольная нашлепка из термоинтерфейса Bergquist 225U. Этот теплопроводный материал очень хорошо зарекомендовал себя.

В заключении скажу, что кулер стоит не дорого, в районе 250 руб.

Elan Vital FSNW01-FC

Конструкция кулера очень похожа на конструкцию кулера Asus FSCUG9C-6FC для процессоров AMD. В прайс-листах по-прежнему происходит путаница: в одном месте пишут - производитель Asus, в другом - Elan Vital. На самом деле производителем является Elan Vital, но по OEM соглашению продается под торговой маркой Asus. Естественно, имеет соответствующую цену - ~550 руб. С одной стороны цена оправдывается наличием блока-регулятора скорости вращения вентилятора. С другой стороны - основание процессора сделано из алюминия, в результате цена кажется несколько завышенной.

Итак, смотрим на кулер более внимательно.

Внешний вид совершенно не впечатляет - кулер легкий (всего 243 грамм), небольшой (размеры 69.1х83х55.8 мм), ребра очень тонкие. Неброский вид дополняет маленький вентилятор 60х60х11 мм.

максимальная скорость вращения 4800об/мин

Смотрим на кулер - сбоку.

Ребра очень тонкие и при любой температуре они постоянно остаются холодными. Система охлаждения совершенно неэффективна.

Основание кулера также не впечатляет - качество обработки выше чем у Termaltake Volcano, но все равно видны следы шлифовального механизма. Первоначально на основании был некий термоинтерфейс, который после первого же теста расплавился и накрепко приклеелся к процессору. В общем пока у кулера плюсов я не нашел, но у продукта Elan Vital в запасе есть козырь - переменная скорость вращения кулера в зависимости от температуры процессора. Эта функция должна по идее снизить уровень шума. По данным производителя (кстати, у них поменялся дизайн сайта :) уровень шума составляет до 38 dB (в зависимости от скорости вращения). Реально же уровень шума ниже, чем у Termaltake Volcano, но все равно довольно высокий.

В результате, несмотря на разрекламированный способ подавления шума, кулер мне не понравился.

Есть у него только одно достоинство - крепится он очень и очень легкo. Для этого предусмотрены две металлические клипсы, которые обеспечивают хороший прижим. Снять кулер также нетрудно.

Titan TTC-W2T

Кулер сразу понравился своим внешним видом.

Он хоть и полностью алюминиевый (как и все предыдущие кулеры), но имеет никелированное покрытие.

В картонной коробке вместе с кулером были обнаружены две крепежные клипсы и шприц с термопастой Silver Thermal Grease (которая включена в тестирование паст).

Конструкция максимально проста - вентилятор (размеры 60х60х10 мм) крепится к радиатору без всяких рамок, четырьмя винтами.

Радиатор - 17 ребер разной высоты, а крайние боковые ребра имеют еще и небольшие горизонтальные ребрышки. Радиатор имеет размеры 89х69х40 мм.

Получается этакий ежик :)

Теперь смотрим на основание.

настоящее зеркало - даже видно отражение провода!

Основание отлично отполировано, практически до зеркального блеска.

Теперь о шуме. Вентилятор хоть и не имеет контроля скорости вращения, но шумит на уровне предыдущего кулера Elan Vital FSNW01-FC. Максимальный уровень шума составляет менее 32 dB при скорости вращения 4800 об/мин. При этом воздушный поток составляет около 20.5CFM (по данным производителя).

В заключении скажу, что цена на этот кулер сравнима с другими участниками обзора и составляет порядка 250 руб.

Стандартный боксовый кулер (Intel BOX)

Несмотря на то, что кулер поставляется в коробке вместе с процессорами Pentium4, он не является продукцией компании Intel. Все боксовые кулеры производятся по OEM соглашению сторонними компаниями.

Впрочем, этот факт не должен волновать пользователя, поскольку именно кулеры, продающиеся в одной коробке с процессором Intel, всегда имели отличное качество.

Так оказалось и в этот раз - кулер производства фирмы Sanyo показал себя только с хорошей стороны.

Устанавливается кулер очень быстро и просто. Необходимо только защелкнуть крепежную рамку с захватами на ограничительной рамке материнской платы и равномерно повернуть рычаги (на фото белого цвета).

Снимается кулер чуть хуже, приходится прибегать к помощи отвертки с широким лезвием.

Если посмотреть на кулер в профиль, то можно заметить, что основание в центре имеет большую толщину. На основании есть более двадцати ребер, разной высоты.

На основании установлена пластиковая рамка с вентилятором. Причем, в отличии от других кулеров она крепится к радиатору без всяких болтов или винтов (как в древности строили без гвоздей, так и здесь без винтов :). При этом такое крепление оказалось очень крепким и надежным, и ни о какой вибрации речь не идет. Вентилятор оказался очень интересным - во-первых, он сам изменяет скорость вращения в зависимости от температуры. При этом термодатчика глазами не увидишь - видно хорошо спрятан. В результате уровень шума очень мал - по моему мнению это самый тихий кулер в нашем обзоре.

Интересно задуман контакт радиатора с процессором. Во-первых, на радиаторе есть небольшой слой фольги, по площади несколько больше площади процессора (фольгу отлично видно на фото). Во-вторых, на фольгу нанесен слой термоинтерфейса (он черного цвета - но на фото его уже нет). После второго или третьего снятия кулера - слой термоинтерфейса разрушился и я его счистил. По качеству этот термопроводный материал не так уж плох, разница температуры по сравнению с пастой КПТ8 составила 2-3 градуса С в пользу последней.

В заключении скажу, что мне встречались боксовые кулеры с несколько иной формой радиатора. Они также были сделаны фирмой Sanyo и думаю, показали бы аналогичные результаты в тестах.

Thermaltake Dragon

Я не зря говорил, что кулеры компании Thermaltake самые распространенные в нашей стране. Оба медных кулера, которые мне удалось достать, оказались производства этой фирмы. Первый - это Thermaltake Dragon, речь о котором будет идти ниже. Второй - это Thermaltake Volcano 7+ . Этот кулер (Volcano 7+) оказался настолько интересным, что заслуживает отдельного рассмотрения. Здесь будут приведены только его характеристики и результаты тестов.

Кулер продается в привычной уже (для продукции Thermaltake) прозрачной пластиковой упаковке. При этом кулер находится в разобранном виде: отдельно радиатор, вентилятор и пластиковая прижимная рамка. Кроме этого в упаковке есть переходник для подключения кулера напрямую к блоку питания. К сожалению, в комплекте не оказалось никакого устройства для ручного изменения скорости вращения вентилятора.

Устанавливается кулер очень просто и быстро: радиатор, вентилятор, и все это фиксируется прижимной рамкой с двумя рычагами. Правда, при установке рычаги опираются на маленькие площадки и поворачивать их нужно равномерно и аккуратно.

Конструкция кулера представляет собой копию референс-системы охлаждения процессора Intel. Правда, копия не совсем точная - дело в том, что инженеры Thermaltake изменили направление изгиба ребер на противоположный. Изгиб ребер впечатляет - каждое ребро плавно изогнуто во всех трех измерениях.

Зачем это нужно? Без сомнения разработчики преследовали благородную цель - сделать такие ребра, которые полностью совпадают с направлением воздушного потока. Результатом могла бы быть наибольшая эффективность радиатора и очень тихая работа всего кулера. Однако, на практике не удалось достичь ни того, ни другого. Эффективность кулера ненамного превосходит эффективность алюминиевых кулеров, а шум кулер создает просто невозможный. Причем, наибольший шум создается именно от эффекта прохождения воздуха через ребра радиатора, а не от высокооборотистого вентилятора.

Кроме того дополнительный шум может возникать из-за того, что вентилятор и радиатор соединены не жестко. В результате возможен повышенный уровень вибрации, при неправильном крепеже кулера.

максимальная скорость вращения - 6000об/мин

Вентилятор находится внутри стального металлического кожуха, с логотипом Thermaltake. Я подключал его отдельно - шум конечно есть, но более-менее терпимый.

Если посмотреть внимательно на радиатор, то можно заметить, что у него только основание медное, а ребра выполнены из алюминия и только выкрашены в медный цвет. Обнаружилось это случайно - я поцарапал одно ребро, краска слезла и я увидел серебристый отблеск. Сразу возникли подозрения, что мне досталась подделка - я и поцарапал центральный стержень. А вот он оказался выполненным из меди. На сайте Thermaltake - говорится, что основание выполнено из меди, а про ребра ничего не сказано.

Кстати, центральный стержень впрессован в радиатор и для лучшей передачи тепла от стрежня к ребрам использовано какое-то теплопроводящее вещество (клей или паста). Такая конструкция также копирует референс-кулер, который имеет медный сердечник и алюминиевые ребра.

Что касается основания, то оно довольно большое и ровное. Глубоких следов полировки нет, правда, и до качества зеркальной поверхности довольно далеко.

Кулер имеет целую кучу недостатков. Самое главное - очень высокий уровень шума. Кроме того из меди сделан только сердечник, а ребра выполнены из алюминия. В результате кулер показал не очень высокую эффективность. При этом цена на этот кулер в два с половиной раза больше чем на алюминиевый.

Тестирование

Перед тестирование я внес характеристики всех кулеров в одну табличку (все показатели в баллах, больше - значит лучше).

* Вентилятор не меняет свою скорость в зависимости от температуры.
** Шум в стандартном режиме просто невозможный!
@ Данные производителя
@@ Нужно заметить, что боксовый кулер соприкасается с процессором через слой фольги, поэтому качество обработки основания в данном случае особого значения не играет.

Лучше всего охлаждает медный Thermaltake Volcano 7+, Thermaltake Dragon намного хуже. На максимальной скорости Volcano 7+ (с запущенный программой CPUBurn) показывает просто фантастические результаты - 47C. Это столько, сколько показывают алюминиевые кулеры в режиме простоя.

Из алюминиевых кулеров лучшим оказался Thermaltake Volcano P4, благодаря мощному вентилятору. Однако, лучшее соотношение охлаждение/шум обеспечивает боксовый кулер Sanyo. Также хочется отметить кулер Titan TTC-W2T, который хоть и не умеет сам изменять скорость вращения вентилятора, показал отличную эффективность и низкий уровень шума (не громче боксового). А вот кулер Elan Vital FSNW01-FC умеет изменять скорость вращения, но толку от этого мало. Плохой термоинтерфейс, высокий уровень шума (даже на малых оборотах), высокая цена не позволяют рекомендовать этот кулер к покупке.

Выводы

Итак, выводы.

Если ваш процессор Pentium4 будет работать на штатных частотах или на повышенных частотах с напряжением Vcore не превышающим 1.65V, то можно смело устанавливать кулер с алюминиевым радиатором.

Пороговое значение Vcore = 1.65V, взято ориентировочно. Поскольку любой процессор спокойно выдерживает повышение напряжения на 10%

Из этих кулеров наилучшим является боксовый кулер Intel (обычно производства фирмы Sanyo). Покупка иного кулера может понизить температуру на пару градусов (при этом может увеличиться шум), но положительного эффекта от этого не будет.

А вот если планируется серьезный разгон, со значительным повышением напряжения Vcore, то необходим кулер с медным радиатором. Из протестированных кулеров я могу посоветовать только Thermaltake Volcano 7+, радиатор которого в состоянии справится с очень сильным нагревом процессора. А вот другой кулер - Thermaltake Dragon, из-за высокого уровня шума и алюминиевых ребер к покупке не рекомендуется однозначно.

Дополнение 1

Без сомнения есть и другие кулеры, предназначенные для процессоров Pentium4, с медным радиатором. Однако, импортеры ввозят их крайне неохотно и на прилавках они появляются чисто случайно. Но, как только такой кулер попадет в наши руки, он будет незамедлительно протестирован и этот обзор будет дополнен. Особый интерес вызывает кулер Zalman CNPS6500B, радиатор которого сделан из меди и весит около килограмма :)

Дополнение 2

И в заключении хочу сказать пару слов о качестве поверхности основания кулера. Не каждый кулер имеет зеркальное основание, однако, ничто не мешает самому его довести до этого состояния. Самое интересное, что особых затрат на это не требуется: на первом этапе используется шлифовальный порошок (я использую шлифовальный порошок на основе карбида титана). Порошки разной зернистости, как правило, продаются в наборах тюбиков. Порошок наносится на твердую, гладкую металлическую поверхность и смешивается с небольшим количеством машинного масла (чтобы порошок не рассыпался - а то чихнул, и весь порошок на мебели и окружающих зрителях :). Постепенно нужно переходить на порошок меньшей зернистости, не забывая тщательно очищать металлическую основу от предыдущего порошка. В итоге первый этап заканчивается на самом мелком порошке, когда поверхность основания радиатора уже очень ровная. Однако, если вы посмотрите на медное основание (полировать таким образом алюминиевое основание - труд явно неблагодарный), то заметите, что оно сильно потемнело. Это полировальный порошок, который въелся в основание. И если сейчас использовать этот радиатор, то эффекта от полировки не будет (или будет минимальный), т.к. правильному теплообмену мешают остатки полировального порошка.

Основание кулера, заводская обработка.

После применения полировальных порошков.
Исчезла нежелательная вогнутость в центре основания.

основание с зеркальным качеством

Наступает этап номер 2: полировка с использованием пасты ГОИ. Полировальная паста наносится на мягкую тряпочку, которой вы и полируете основание до зеркального блеска. Второй этап заканчивается тогда, когда вы увидите отражение своего счастливого лица на основании радиатора.