Auf der Jagd nach Graden - wie man die kälteste CPU im Block hat

Wenn Sie in den letzten Jahren eine High-End-CPU gekauft haben, wissen Sie, dass Leistung ihren Preis hat - Wärme. Wir haben kürzlich darüber geschrieben, wie Sie den Geräuschpegel Ihres Kühlers senken können, wenn Sie bereit sind, bei der Leistung einen kleinen Kompromiss einzugehen.

Dieser Artikel ist das genaue Gegenteil. Wir gehen davon aus, dass Sie ähnlich besessen sind wie unsere hauseigenen Spezialisten und alles in Ihrer Macht Stehende tun, um den letzten Grad zu erreichen und das letzte Quäntchen Leistung aus den Teilen herauszuholen, für die Sie Ihr hart verdientes Geld ausgegeben haben.

Wir haben seit kurzem einige 14900K im Labor und wollten genau sehen, wie niedrig wir die Temperaturen dieser absoluten Zahlenmonster bekommen können.

In diesem Artikel finden Sie einige wichtige Hinweise zu unserer Testplattform:

Wir verwenden unsere Hydro X-Serie der kundenspezifischen Wasserkühlung, um eine konstante Kühlmitteltemperatur von 30 Grad Celsius zu halten. Das ist ziemlich niedrig, aber wenn Sie ein High-End-Anwender sind, der auf Leistung aus ist, haben Sie wahrscheinlich schon ein ziemlich übertriebenes Setup. Wir messen die Taktraten und Temperaturen, werden aber nicht zu sehr in verschiedene Benchmarks und Leistungszahlen eintauchen, da wir uns nur für die Temperaturen und den thermischen Spielraum interessieren.

Für den Test selbst lassen wir Cinebench R23 30 Minuten lang in einer Schleife laufen und protokollieren die letzten 15 Minuten. Die Durchschnittswerte über diese 15 Minuten können Sie in den Grafiken unten sehen. Die 14900K läuft auf unserem MSI Z790 Godlike Board mit unbegrenzter PL1- und PL2-Leistungsbegrenzung (was zu einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme der CPU von 360W führt).

Es sollte selbstverständlich sein, aber wenn Sie Ihre neue 500$-CPU in einen winzigen Schraubstock einspannen und physisch auseinanderziehen, erlischt Ihre Garantie, daher sollte alles, was in diesem Artikel beschrieben wird, auf eigene Gefahr durchgeführt werden. CPUs haben empfindliche kleine Komponenten, seien Sie also sehr vorsichtig, wenn Sie dies an Ihrem eigenen System ausprobieren wollen. Wir übernehmen keine Verantwortung, wenn Ihre CPU dabei stirbt, aber wir werden ein bisschen Mitleid mit Ihnen haben.

Warum haben wir uns in erster Linie für 30 Grad Kühlmitteltemperatur entschieden? Ganz einfach, weil wir gesehen haben, dass der Chip bei diesem Wert fast in der Lage war, mit unserem XC7 Elite den vollen Boost-Takt zu halten. Theoretisch kann der 14900K also fast den vollen Boost-Takt aufrechterhalten, wenn man sich damit wohlfühlt, die Lüfter aufzudrehen und eine große Kühlerfläche in seinem individuellen Kühlsystem hat - fast.

Die wahrscheinlich einfachste Modifikation, die Sie zur Erhöhung der Temperaturen vornehmen können, ist die Montage eines sogenannten "Kontaktrahmens". Die LGA 1700-Chips haben eine längere, rechteckigere Form als frühere CPUs von Intel, was ein kleines Problem darstellte, da sie sich unter dem Druck des Standard-ILMs (das Ding, das man über die CPU klemmt, um sie fest im Sockel zu halten) leicht verformten. Verschiedene Unternehmen haben modifizierte Kontaktrahmen hergestellt, die dieses Problem lindern und sicherstellen, dass der Kontakt zwischen der CPU und dem Wasserblock/Kühler optimiert ist.

Wir haben versucht, einen dieser Rahmen zu montieren, und konnten einen leichten Temperaturabfall von etwa 1,9 Grad Celsius feststellen. Wenn man sich den Abdruck der Wärmeleitpaste ansieht, kann man deutlich erkennen, dass der Kontaktrahmen einen signifikanten Unterschied macht, um einen besseren Kontakt zwischen dem HIS (dem eigentlichen oberen Teil der CPU, der mit dem Kühler in Kontakt ist) und der Kühlplatte des Kühlers herzustellen.

Auf den beiden obigen Bildern sehen Sie, wie der Wärmeleitpastenaufdruck mit und ohne montierten Kontaktrahmen ist. Auf der linken Seite kann man sehen, dass die Wärmeleitpaste am linken und rechten mittleren Rand nicht vollständig komprimiert ist. Das liegt daran, dass die Standard-ILM sehr stark auf genau diese Stellen der CPU drückt. Auf dem rechten Bild können Sie sehen, wie der Kontaktrahmen einen gleichmäßigen Druck auf die gesamte IHS ausübt, wodurch sie sich in der Mitte nicht "verbiegt".

Diese Modifikation ist ziemlich einfach, erfordert aber dennoch die Entfernung des Standard-ILMs vom Motherboard. Außerdem müssen Sie bei einigen Kontaktrahmen darauf achten, wie stark Sie sie anziehen, da zu viel oder zu wenig Druck zu Problemen wie fehlenden DRAM-Kanälen usw. führen kann.

Delidding ist ein Begriff für das Abnehmen des "Deckels" von Ihrer CPU. Der "Deckel" bezieht sich auf den IHS. Bei modernen CPUs sind diese fest verlötet und können ziemlich schwierig zu entfernen sein, sodass Sie ein Entdeckelungswerkzeug benötigen.

Diese Werkzeuge gibt es in vielen Formen und Ausführungen - das von uns oben verwendete ist sehr einfach zu benutzen. Sie setzen Ihre CPU einfach in den kleinen Schlitz ein und müssen eine Schraube anziehen, bis der IHS von der CPU weggedrückt wird. Der Nachteil dieser ganzen Operation ist, dass sowohl dieses Werkzeug als auch die Flüssigmetall-Wärmeleitpaste, die Sie verwenden wollen (um das meiste aus Ihrem Entlüftungsprozess herauszuholen), einen hübschen Batzen Geld kosten. Wir haben nur etwa 70 Dollar für das Entlüftungswerkzeug selbst ausgegeben. Wenn Sie also nur eine einzige CPU entlüften wollen, ist dies ein Faktor, den Sie in Betracht ziehen sollten.

Nachdem Sie die IHS entfernt haben, müssen Sie das Lötzinn vom CPU-Die und auch von der IHS entfernen. Wenn Sie flüssige Metall-Wärmeleitpaste gekauft haben, können Sie einen Tropfen dieser Paste auftragen, da sie das Lot auflöst - reiben Sie sie einfach gut ein, lassen Sie sie 5 Minuten einwirken und wischen Sie sie ab. Möglicherweise müssen Sie diesen Vorgang ein paar Mal wiederholen. Achten Sie darauf, dass Sie beim Abwischen des Lötzinns nicht die kleinen SMDs auf der CPU-Platine berühren. Dies würde die CPU unwiderruflich zerstören.

Sie müssen auch die schwarze gummiartige Substanz auf dem eigentlichen Chip entfernen. Verwenden Sie dazu keine Metallgegenstände, sondern Plastikschaber oder Karten. Achten Sie auch hier darauf, dass Sie die kleinen Bauteile auf der Platine nicht beschädigen.

Je nach CPU-Muster müssen Sie möglicherweise auch den IHS selbst glätten. Unsere Proben hatten einige hohe Punkte in der Mitte, die auch auf dem obigen Bild zu sehen sind, wo die Vernickelung abgeschliffen wurde, aber nur in der Mitte.

Sie können dies feststellen, indem Sie den IHS (nachdem Sie das schwarze Gummi und das Lot entfernt haben) erneut auf die Leiterplatte legen. Wenn der IHS nur mit der Leiterplatte in Kontakt kommt, müssen Sie entweder mehr Gummi entfernen oder ihn etwas abschleifen. Sie sollten in der Lage sein, den IHS um die Mitte zu "schwenken", da er gerade in Kontakt mit dem CPU-Die ist.

Beim Vergleich aller drei Szenarien (Standard, Kontaktrahmen und Kontaktrahmen + Entlüftung mit Flüssigmetall) sehen wir, dass die Temperaturen auf dem Gehäuse um 9,3 Grad Celsius von den Standardtemperaturen zu unserem Best-Case-Szenario gesunken sind. Bei den Leistungskernen konnten wir ebenfalls einen Temperaturrückgang von etwa 8,5 Grad feststellen.

Eine Temperatursenkung von fast 10 Grad klingt zwar großartig, hat uns in diesem Szenario aber nicht wirklich weitergebracht. Erinnern Sie sich noch daran, wie wir geschrieben haben, dass wir mit der serienmäßigen Halterung fast die volle Ladedrehzahl erreicht haben?

Auf dem Diagramm oben können Sie sehen, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit auf den Leistungskernen aus unserer Lagerhalterung und unserem eher teuren Experiment fast gleich ist. Tatsächlich sind jenseits des Kontaktrahmens keine Leistungsgewinne mehr zu finden, da die CPU so schnell läuft, wie sie kann (ohne manuelle Übertaktung).

Also ist das alles nur Zeitverschwendung? Haben wir 130 Dollar für Kontaktrahmen, Entfaltungswerkzeuge und Flüssigmetall-Wärmeleitpaste ohne Grund ausgegeben? Nicht wirklich.

Denn obwohl wir diese Tests bei 30 Grad Kühlmitteltemperatur durchgeführt haben, ist es unwahrscheinlich, dass Ihr System in der Lage ist, einen Kreislauf mit einer 360-W-CPU auf 30 Grad zu kühlen und dabei ein angenehmes Geräuschniveau der Lüfter zu erreichen. Und genau hier liegen die Vorteile - thermischer Headroom.

Stellen Sie sich das so vor: Mit unserer Standardhalterung mussten wir 30 Grad kaltes Wasser in unserem Kreislauf verwenden, um sicherzustellen, dass unsere CPU fast die volle Leistung erreichen konnte. Der einfacheren Erklärung halber sagen wir einfach, dass die CPU bei 30 Grad Celsius NUR den vollen Boost erreichen kann. Wir können unsere Lüfter nicht niedriger als z. B. 1600 U/min laufen lassen, da dies erforderlich ist, um das Kühlmittel auf dieser Temperatur zu halten.

Wenn wir nun 10 Grad thermischen Spielraum hätten, müssten wir unser Wasser nicht auf 30 Grad, sondern nur auf 40 Grad kühlen. Das wiederum würde bedeuten, dass wir die Drehzahl unserer Ventilatoren verringern können, da wir nicht versuchen, das Wasser auf 10 Grad über der Umgebungstemperatur abzukühlen, sondern auf 20 Grad.

Alternativ könnten wir den zusätzlichen thermischen Spielraum nutzen, um unsere CPU weiter zu übertakten und mehr Leistung aus ihr herauszuholen (natürlich auf Kosten der zusätzlichen Leistungsaufnahme).

Ob Ihnen das alles 130$ wert ist, können wir nicht beantworten - für uns macht es Spaß, mit der Hardware herumzuspielen und zu sehen, wie weit wir sie treiben können, aber in der realen Welt sind die Vorteile sehr gering - vor allem, wenn Sie Ihren PC hauptsächlich zum Spielen verwenden.

Aber andererseits gibt es viele Dinge nicht, weil sie sinnvoll sind, sondern weil einige Mitglieder der PC-Baugemeinschaft die Grenzen immer weiter hinausschieben wollen. Wie langweilig wäre es schließlich, wenn wir alle die gleiche beigefarbene Kiste hätten wie alle anderen?