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.