Vodníka nejlépe chladit suchým ledem

15. 11. 2008

Extrémní overclocking je jako droga

My jsme ale nezaspali a v průběhu minulého týdne jsme se pokusili o provedení dalších testů, díky nimž jsme chtěli zaútočit na světové příčky v bodovém zisku v programu 3DMark06 a PCMark05. To by ale zcela jistě nestálo za samostatný článek, kdybychom k tomu nepřidali nějakou další specialitku. Podívejme se ale nejdříve na celou sestavu, na které naše testy probíhaly a popišme si, čeho jsme se vlastně snažili dosáhnout a proč se nám to nakonec bohužel nepovedlo.

Jak vidíte z fotografie, s testovací sestavou jsme se příliš „nepárali“. Jednalo se o prakticky totožnou sestavu, jakou jste mohli vidět během Invexu a která nám vynesla několik výborných výsledků. Všímaví čtenáři si ale zcela jistě všimnou množství lehce růžových hadiček, které patří samostatnému okruhu vodního chlazení – to nemělo za úkol nic menšího, než uchladit maximálně přetaktované grafické karty Radeon HD 4870 X2 v QuadCrossFire režimu.

Právě celý systém vodního chlazení odlišuje testovací sestavu od jejího původního složení během veletrhu Invex/Digitex, kde jsme se chtěli zaměřit především na surový výkon procesoru. Opravdu dlouho jsme přemýšleli, jakým způsobem takto masivně topící grafický sub-systém vůbec uchladit, až nás napadla relativně zajímavá myšlenka. Mohli jsme využít klasických bloků na tekutý dusík a namontovat je na grafické karty, bohužel ale dvou-jádrové modely v CrossFire režimu vyžadují opravdu precizní návrh bloků s velmi přesnou konstrukcí, které není až tak snadné vyprojektovat. Z toho důvodu jsme sáhli po klasických blocích určených k vodnímu chlazení a zapojili je do okruhu, kde se teplota kapaliny pohybuje hluboko pod bodem mrazu.

Ptáte se jak dostat ve vodním chlazení teplotu kapaliny pod bod mrazu a přitom zajistit, aby nezamrzla? Ochlazení jsme vyřešili schováním celého tepelného výměníku (radiátoru) do nádoby plné suchého ledu (cca -65 °C) a odolnost kapaliny proti zamrznutí jsme vyřešili použitím speciální směsi určené do chladičů automobilů. Ta dokáže takto extrémním teplotám bez problémů odolávat. Jedná se o opravdu velmi jednoduché a přitom neskutečně efektivní řešení, které směle konkuruje chlazení tekutým dusíkem a přitom bez nutnosti složitého projektování jednotlivých měděných bloků - vše potřebné najdete v lepším internetovém obchodě s vodním chlazením.

Nebojte – pomerančový džus jsme do chladícího systému opravdu nenalévali.

Komponenty v detailech

Použité komponenty a nasazené testy

Pro účely našeho pokusu jsme sáhli po osvědčené sestavě, která nám na Invexu/Digitexu perfektně sloužila a provedli jsme pouze patřičné úpravy z pohledu chlazení grafického sub-systému. Vzhledem k tomu, že v době testu se stále jednalo, o nejlepší možnou kombinaci pro 3DMark 06, nebylo potřeba použité komponenty obměňovat a stačilo se zaměřit na jejich maximální vyladění.

Pro otestování výkonu a stanovení nových rekordů jsme měli nachystány tyto programy:

3DMark06
PCMark05
CPU-Z
GPU-Z
SuperPI mod 1.5 XS

Systém chlazení

V úvodu jsme si již řekli, že jsme použili unikátní systém chlazení grafických karet, díky kterému jsme byli schopni i při maximální zátěži udržet na jejich jádru teplotu nepřesahující 20° C. Vzhledem k masivnímu rozšíření produktů z oblasti vodního chlazení a také díky společnosti JSComputers jsme se rozhodli vyzkoušet zcela novou cestu, která není až tak rozšířená a používaná. Zkombinovali jsme metodu klasického vodního chlazení s dochlazováním pomocí extrémně chladného suchého ledu, který umožňoval snížení celkové teploty kapaliny na velmi nízké hodnoty.

Bloky na grafické karty pocházejí z dílen společnosti EKWater Blocks a díky svému opravdu detailnímu zpracování ochlazují prakticky všechny potřebné součástky - nejen samotné jádra, ale také paměti a řídicí čipy atd. Z obrázku jistě poznáte, že se jedná o opravdu masivní konstrukci, kvůli které nabere karta skoro dvojnásobnou hmotnost oproti klasickému chlazení skrze standardní vzduchové chlazení. Především ale oceňujeme již jednou zmíněnou konstrukci, díky které nedojde k přehřátí žádné součásti karty - na rozdíl od tekutého dusíku, kde jsou chlazeny jen samotné jádra.

Celý okruh byl pak už pouze doplněn o radiátor neboli tepelný výměník a o expanzní nádobu, díky které jsme byli celý systém vůbec schopni zavodnit. Všechnu kapalinu pumpovala skvělá pumpa Laing DDC-1T, která jako jedna z mála dokáže odolávat teplotám pohybujícím se pod bodem mrazu.

Všimněte si, jak je celý radiátor doslova zahrabaný v suchém ledu - hned po několika málo minutách se hadičky orosily a kolem výstupu z krabice dokonce na chvíli zmrzly. Naštěstí nemrznoucí kapalina určená do extrémních teplot si s námrazou velice rychle poradila. Po zapnutí celého okruhu byly grafické karty opravdu velmi chladné a to už po několika málo vteřinách - chladící účinek je takřka okamžitý.

První měření ukázalo na opravdu zajímavé výsledky, které sice dokážou jistě nadchnout většinu uživatelů, ale i přes to jsme s nimi nebyli až tak spokojeni. Grafické karty vykazovaly při plné zátěži (3DMark06) teplotu na jádře pohybující se kolem 15–18 °C (měřeno programem GPU-Z). Výsledek je to sice pěkný a pomůže k opravdu brutálnímu přetaktování, ale rozhodně je vidět, že oproti suchému ledu, který má –65 °C jsou na celém okruhu velmi výrazné ztráty. Příště se pokusíme zajistit efektivnější přenos tepla mezi suchým ledem a radiátorem a všechny hadice pěkně zaizolujeme, aby se neohřívaly okolním teplem.

Pouze připomínáme, že tento pokus se hodí opravdu jen pro extrémní testování, neboť suchý led se přirozeně stále odpařuje a není možné jej udržet v pevné (chladné) podobě déle než jeden den (naše testovací krabice na 12 kg suchého ledu).

Chlazení v akci a náhlá smrt

Co se mělo povést, ale nepovedlo

Bohužel, jak již jsme naznačili v úvodu, vše, co jsme si naplánovali, nevyšlo tak, jak jsme si přáli. Po ochlazení procesoru na naší oblíbenou provozní teplotu pohybující se kolem -55 °C (nenechte se zmást teplotami dosahovanými s tekutým dusíkem) jsme se pokoušeli dosáhnout alespoň na frekvence 5,2 GHz. Poté bychom následně pořádně přetaktovali i grafické karty. Tyto hodnoty by nám mohli v programu 3DMark05 vynést relativně slušné bodové hodnocení, které by zcela jistě opět posunulo hranice současného českého rekordu a s největší pravděpodobností by nás umístilo i v TOP10 z pohledu celého světa.

Poslední funkční konfigurace se ale zastavila na 5,1 GHz: pak se už deska odporoučela a naše testování tím bylo ukončeno ještě dříve, než jsme se vůbec pořádně dostali k testům grafického sub-systému. Pokusům však konec není, příště bychom vše rádi dotáhli do úspěšného konce a to nejlépe při kombinaci chlazení procesoru tekutým dusíkem a chlazení grafických karet už připraveným vodním okruhem se suchým ledem.

Bohužel zatím životnosti hardwaru poroučet nedokážemem a tak se musí s občasnými neúspěchy počítat. I přes to všechno jsme si ale řekli, že je tento systém pro většinu čtenářů zcela jistě neobvyklý a nebude tedy špatné jim jej ukázat, jako další z extrémních možných forem chlazení komponent.

Na závěr bychom chtěli poděkovat všem společnostem, které nám zapůjčily veškerý testovací hardware a především potřebný systém vodního chlazení. Jmenovitě tedy děkujeme společnosti

za vodní chlazení