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jueves, 2 de febrero de 2017

Core i7 4 GHz Liquid Cooling 12 GB AMD HD6850 Corsair Force F60 SSD – ProfessionalSAT

Para empezar, debo decir que no soy muy aficionado a la refrigeración líquida, pues le veo pocas ventajas para una inversión similar a un buen refrigerador de tipo torre con múltiples heatpipes si se cuidan adecuadamente los flujos de calor dentro de la torre.

Ci74GHz_LIQUID_01Corsair H50 en configuración push-pull.

La ventaja única a mi modo de ver reside en la gran inercia térmica del agua a aumentar su temperatura, debido a su alto calor específico de 4.18 kJ/(kg*K). En palabras sencillas, hacen falta muchos watts (J/s) para aumentar la temperatura de una pequeña masa de agua apreciablemente.

En este caso el sistema de refrigeración líquida es un compacto Corsair Hydro Series H50:

CorsairH50El sencillo, premontado de fábrica y sellado, Corsair H50.

Lo más llamativo del diseño de este kit de refrigeración líquida es el water block (la parte que hace contacto con el procesador), tiene un excelente diseño y realmente un gran rendimiento térmico. Su base es cobre puro sin pasivación (sin baños de zinc o níquel). Es la clave de su rendimiento.

CorsairH50_baseCorsair H50 water block. Cobre a secas.

Dado el diseño de la torre, una Aerocool VS-9 llena de orificios de ventilación, he tenido varias opciones para el montaje del radiador. He escogido posicionarlo en la rejilla superior y con el aire de entrada desde el exterior, pues así obtenía las menores temperaturas (con diferencia) tanto en carga como en reposo.

aerocool-vs-9Torre Aerocool VS-9.

La entrada de aire fresco se produce por el panel superior, pasa a través del radiador y es expulsado por el segundo ventilador al interior de la torre. El aire de salida, en reposo y con temperatura ambiente de 18 ºC sale a 22 ºC y a un pico de 39º C con carga 100% en Prime95 InPlace Round off Checking a 4 GHz.

Ci74GHz_LIQUID_02Configuración push-pull. Aire entrando por arriba.

De hecho, gracias a esta entrada de aire y al ventilador colocado en el frontal también de entrada, logramos un gradiente de presión positivo que ayuda a evacuar el calor de la nueva GPU de AMD:

La HD 6850 con 1 GB GDDR5 fabricada por ASUS.

HD6850AMD HD 6850 1 GB GDDR5.

Como sabéis la nueva AMD HD 6850 tiene una de las mejores relaciones precio – rendimiento del mercado.

Ci74GHz_LIQUID_04Ventilador frontal de 12 cm en configuración push (introduciendo aire).

De este modo, el sistema de refrigeración de esta máquina queda del siguiente modo:

  • 1 ventilador frontal de 12 cm de entrada.
  • 1 ventilador posterior de 12 cm de salida.
  • Kit Corsair H50 con dos ventiladores de 12 cm en configuración push-pull en panel superior metiendo aire en la torre.
  • Fuente de alimentación montada con la entrada en panel inferior aspirando aire fresco y expulsándolo por el panel posterior.
  • GPU AMD HD 6850 1 GB GDDR5 expulsando aire por panel posterior.

Presión de aire total del interior: positiva (mayor presión que la atmosférica exterior). Siempre que en el sistema haya una GPU potente con alta emisión térmica es crítico obtener presiones positivas para que el calor de la zona de la SVGA salga naturalmente.

Ci74GHz_LIQUID_03Vista general del sistema. Sobre la grabadora se aprecia el SSD Corsair Force F60.

En el disco SSD, por su brutal rendimiento en acceso aleatorio (hasta 50000 IOPS en 4 KB), se instaló el sistema operativo y el software más imprescindible dejando un segundo disco convencional de 2 TB para datos (adaptado a cargas de trabajo mayoritariamente secuenciales).

Ci74GHz_LIQUID_05Temperaturas controladas y mínimo nivel de ruido.

De este modo las temperaturas en reposo son unos 6 - 8 ºC inferiores al mismo sistema con un Scythe Yasya con dos ventiladores push-pull y en carga máxima muestran el siguiente comportamiento:

De entrada y nada más empezar el test de stress nos sorprende con temperaturas unos 12 - 15 ºC inferiores a un refrigerador por aire de alta gama. Esto es debido a la temperatura del agua que debe rondar en estos momentos los 28 – 32 ºC. Dada la gran inercia térmica del H2O tenemos unos minutos de temperaturas sorprendentemente bajas…

Ci74GHz_LIQUID_06Water Block y GPU AMD 6850.

Conforme pasan los minutos va subiendo la temperatura del refrigerante y obtenemos cada vez temperaturas mayores hasta llegar a una meseta (sobre los 60 – 80 minutos de test) en la que se estabiliza sobre los 70 ºC con picos de 72 ºC. El aire de salida ronda los 39 ºC (T exterior 18 ºC).

Con un Scythe Yasya con dos ventiladores de 12 cm en push-pull obtengo 76 ºC (pico absoluto tras 6h) en las mismas condiciones. Son temperaturas también enteramente satisfactorias a estas frecuencias y con tales cargas de proceso.

Ci74GHz_LIQUID_07Buenos resultados para el Corsair H50.

Destacar además el imperceptible nivel de ruido de la bomba de agua alojada en el water block. Gira a unas 1200 – 1500 rpm y su comportamiento es enteramente satisfactorio.

Se trata en resumen de un gran diseño, compacto y con un excepcional rendimiento para su precio siempre y cuando lo posicionemos del modo adecuado.

Todas las fotografías han sido tomadas (con bastantes prisas…) con una FujiFilm FinePix HS10.

Si consideras útil el contenido de este Blog, ayuda a mantenerlo ojeando algunas de las ofertas que consideres interesantes de nuestros anunciantes.

Carlos Yus Valero – informaticapremium informaticapremium-logo-150px[3]

sábado, 14 de noviembre de 2009

Optimización de refrigeración en Asus P6T SE – ProfessionalSAT

Tras prácticamente tres meses sin actividad en mis Blogs y tras la resolución de la desagradable y sumamente triste situación a la que nos hemos enfrentado mi familia y yo mismo hoy empiezo de nuevo.

En este breve articulo describiré la mejora de la refrigeración del chipset X58 y de toda la parte de alimentación del procesador (reguladores de voltaje) de la magnífica y económica placa base Asus P6T SE.

X58_ThermalIntel X58 Thermal and Mechanical Design Guide, Fuente Intel corp.

Todos los que han tratado con overclock extremo del chipset X58 de Intel conocen de su gran disipación térmica, de hecho su TDP a frecuencias y voltajes nominales ya son unos muy respetables 24W con QPI @ 6.4 GHz.

X58_Thermal_2 TDP del chipset X58 IOH, fuente Intel corp.

Estos procedimientos los llevo a cabo en mis Sistemas de Altas Prestaciones, donde es crítico alcanzar frecuencias extremas con temperaturas razonables y estabilidad total a lo largo de la vida útil del sistema.

El sistema de refrigeración en la Asus P6T SE

En este modelo de placa base Asus ha confiado en una refrigeración sencilla mediante heat pipes y un radiador sobre el X58 de buena eficiencia dado la gran curvatura de sus superficies.

PIC03377 La placa base preparada para las mejoras.

PIC03378 El radiador del chipset X58, sujeto por push pins y muelles.

PIC03384 La interfaz térmica aplicada por Asus.

Debo decir que no me gusta demasiado el material aplicado por el fabricante, está claramente diseñado para una buena durabilidad y no tanto para una óptima disipación térmica. Su consistencia es arcillosa y viscosa, a temperatura ambiente es francamente difícil de retirar.

Uno de los principios de la eficiente transferencia de calor es el siguiente: a mayor presión entre las dos superficies mejor contacto térmico o menor resistencia térmica.

En segundo lugar es importante cuidar la interfaz térmica a aplicar entre las superficies, la elección de la pasta térmica es tan critica como en el caso de los procesadores.

PIC03379Al llegar a los reguladores de voltaje encontramos un radiador de aluminio con thermal pad.

PIC03385El thermal pad es una solución suficiente en este caso.

PIC03381Los reguladores de voltaje al desnudo.

PIC03380 El segundo radiador de la regulación de voltaje, todo aluminio.

PIC03386El chipset X58 desnudo.

Mejora de la refrigeración:

Tras retirar la pegajosa interfaz térmica amarilla y limpiar concienzudamente:

PIC03388  El X58 IOH listo para recibir la pasta térmica.

PIC03389 Pasta térmica Asus sobre el X58 de la Asus P6T SE.

PIC03390 El radiado de aluminio también con pasta térmica.

La razón de la “dosis extra” de interfaz térmica reside en el deficiente (siendo moderado) pulimento de la base del radiador de aluminio azul.

Sujeción del radiador principal:

El método elegido consiste en dos tornillos largos de acero con tuercas y arandelas para distribuir uniformemente la presión.

PIC03391 Los push pin originales y sus sustitutos.

PIC03395 Arandelas aislantes.

En la parte inferior es importante colocar arandelas aislantes para evitar contactos eléctricos y repartir algo la presión de apriete.

PIC03396El radiador ya colocado y bien sujeto.

En estos casos hay que asegurar un perfecto paralelismo entre el radiador y la superficie del die del X58, ya que se trata de un chip de gran superficie y además no cuenta con heat spreader, con lo que el die está expuesto y es fácil dañarlo.

Al ser paralelas las superficies aseguramos un buen contacto térmico en toda su extensión y un rendimiento óptimo.

PIC03397 Otra vista.

Para ello es importante apretar igualmente ambos lados, con las mismas vueltas de tuerca.

Mejoras menores:

Ya “rizando el rizo” y aún sabiendo que la mejora que producirá será cuando menos menor siempre es importante mimar los detalles.

PIC03399 Pasta térmica entre el cuerpo de la base del Triton 88 y los anclajes.

De este modo quizás sea posible disipar por cada uno de los dos anclajes una fracción de watt o quizás algo más. En cualquier caso cada pequeña mejora es siempre notable en sistemas fuera de especificación.

PIC03400  Otra vista, ahora solo queda retirar el sobrante.

PIC03402 Los radiadores ya montados.

PIC03403 Otra vista del montaje.

PIC03404 Detalle de la base del Asus Triton 88.

PIC03405 Asus Triton 88, uno de los mejores refrigeradores del mundo para Core i7.

En breve más artículos, y por cierto, a muchos de vosotros os agradezco vuestro apoyo en estos difíciles momentos.

martes, 26 de mayo de 2009

Sistemas de Altas Prestaciones: GA X58-UD5. Actualizado – ProfessionalSAT

Estoy validando un sistema basado en un Core i7 920 y una excelente placa base Gigabyte GA X58-DS5 con un triple channel de 6 GB DDR3 1333.

PIC02780 Core i7 920 en Gigabyte GA X58 UD5.

Para empezar he procedido a tomar medidas de ancho de banda de memoria tras haber optimizado estrictamente todos los parámetros de la BIOS.

PIC02782 Detalle del chipset X58.

Los timings de memoria en todos los casos son 7-7-7-21 1T @ 1.64 V. Los módulos son unos simples Kingston de 2 GB DDR3 1333 9-9-9-24 2T @ 1.50 V.

Sistema con frecuencias nominales:

1Cores 2.666 GHz, Uncore 2.666 GHz, DDR3 1333.

Valores de referencia: 14667 MB/s en memoria principal y 28408 MB/s en caché L3. Obtenido con todos los componentes a frecuencias y voltajes nominales. Memoria DDR3 1333 9-9-9-24 1T @ 1.5 V.

PIC02774

Ajustes fuera de especificación:

Aumento BCLK hasta los 175 MHz y ajusto los timings de la DDR3 a 7-7-7-21 1T @ 1.64V.

Cores 3.5 GHz y DDR3 1400 MHz, voy variando la frecuencia del Uncore aumentando su multiplicador de uno en uno.

3Cores 3.5 GHz, Uncore 2.8 GHz, DDR3 1400.

4 Cores 3.5 GHz, Uncore 3.15 GHz, DDR3 1400.

5 Cores 3.5 GHz, Uncore 3.325 GHz, DDR3 1400.

Aquí tenemos el incremento de ancho de banda, de 15556 MB/s a 17157 MB/s (un 10.3 %). Cores X20, Uncore X19.

6Cores 3.5 GHz, Uncore 3.5 GHz, DDR3 1400.

Al llegar a la sincronía entre cores y uncore no apreciamos variación alguna. Seguimos aumentando el multiplicador del Uncore.

7 Cores 3.5 GHz, Uncore 3.675 GHz, DDR3 1400.

Sin variaciones relevantes.

Aumento el BCLK a 181 MHz para frecuencias de core y Uncore de 2620 MHz:

8Cores 3.620 GHz, Uncore 3.620 GHz, DDR3 1448.

Sin Turbo Mode: cores 2.62 GHz, uncore 2.62 GHz. En Windows y con Turbo Mode X21 obtenemos 3.8 GHz en los núcleos.

Intel Core i7 síncrono a 4.0 GHz:

9 Core i7 4 GHz: BCLK 200, Cores 4.0 GHz, Uncore 4.0 GHz, DDR3 1600 9-9-9-24 1T.

Únicamente se aprecia un aumento de velocidad en las cachés L1, L2 y en la L3 de 8 MB hasta los 42106 MB/s. Ésta última, como sabemos, se rige por la frecuencia del Uncore, en este caso 4 GHz.

PIC02781 Asus Triton 88.

De todos modos, nos encontramos en una zona de diminishing returns. Apenas hay diferencia de ancho de banda de memoria entre la configuración síncrona a 3.62 GHz y a 4 GHz. Esto indica una adición de latencia por parte en la CPU o la placa base (por parte de la BIOS) que detecta el BCLK elevado (a parte del aumento de timings a 9-9-9-24 1T).

PIC02783 Las memorias utilizadas: 6 GB DDR3 1333 CAS9 Kingston.

… sin duda, unos interesantes resultados que requieren análisis.

jueves, 16 de abril de 2009

Sistemas de altas prestaciones, tres nuevos equipos – ProfessionalSAT

Desde hace unas semanas estoy inmerso en el proceso de diseño y validación de tres sistemas basados en el procesador Intel Core i7 920.

Serán máquinas destinadas a cálculo continuo y paralelo sin interrupciones en simulaciones numéricas. Lo que requiere total exactitud y precisión en los resultados, además de la máxima velocidad (cada cálculo son unas dos semanas y media) y no se puede permitir el más mínimo error.

PIC02307

Durante la primera semana estuve valorando y comparando placas base y me decidí por la Gigabyte GA-EX58-UD4P, con una excelente relación calidad-precio-prestaciones. Y lo que más me interesa: un gran rango de frecuencias de BClock (en pruebas preliminares he llegado a los 4011 MHz estables con el 920 a 191 BClock) a voltajes razonables.

PIC02298

GA-EX58-UD4P con los 5 leds azules, Corei7 @ 4011 MHz, estable!!

La frecuencia objetivo marcada para estos sistemas tras haber testeado unas treinta CPUs i7 920 retail junto con un ES son 3800 MHz con el BClk a 181 MHz y la memoria a 1448. No he elegido este valor al azar sino tras valorar múltiples parámetros:

  • Características eléctricas de los procesadores
  • Perfil de uso de los sistemas
  • Voltaje necesario para un funcionamiento estable en los cores. Máximo 1.35V
  • Voltaje necesario en el uncore (L3 y controladoras RAM). Máximo 1.35V
  • Voltaje del QPI
  • Voltaje de la DDR3. Máximo 1.65V
  • Módulos y capacidad de la DDR3 empleada
  • Temperaturas en carga máxima

PIC02313

Captura preliminar. Core i7 a 3.8 GHz con un Vcore efectivo de solo 1.28V.

A esta frecuencia ya han pasado test Prime95 Blend y SFFT de 10 horas, pero quedan las pruebas finales de 72h y la configuración de los detalles definitivos, además del montaje ya en las torres.

Para los requerimientos a los que se someterán estas máquinas, con 3 GB de DDR3 es suficiente. Recordemos que son equipos para cálculo matemático, ejecutarán ocho cálculos paralelos con una huella de memoria de unos 128MB por thread (eight threaded) para un total entre sistema operativo y cálculos de 1.5 GB en uso.

El  procesador Core i7 920 es fabricado por Intel en varias ubicaciones y además hay ya varios lotes de fabricación distintos (Lot Code). Es decir, no todos son iguales…

PIC02312

Core i7 920 Lot Code 3843.

De los que he tenido ocasión de probar los que mejor responden son los 3843 y los que peor los 3838. No digo que sea el mejor de los existentes pero sí los más estables a alta frecuencia de los que he probado desde Noviembre de 2008 (ya seis meses).

PIC02306

El desenfreno de las pruebas…

Más en unos días.