Jak testujemy chłodzenia procesora? Platformy testowe AMD i Intel, metodyka testów od 2024 r.

Jak to mówią, kto stoi w miejscu ten się cofa, niestety skończyły się czasy, gdzie wystarczyło wybrać jeden grzejący się procesor i tworzyć za jego pomocą testy przez 5 lat i więcej. Obserwujemy ciągły rozwój technologii, procesory są coraz to wydajniejsze i stawiają nowe, bardziej rygorystyczne wymagania dla układów chłodzenia. Mało tego, producenci zmieniają podstawki, budowę procesora i sposób jego połączenia z płytą główną - na przykład w przypadku AMD AM5. W związku z tym unowocześniamy nasze stanowisko testowe układów chłodzenia procesora i postawiliśmy odesłać na emeryturę platformę Intel z procesorem i9 9900K na rzecz najnowszej AM5 od AMD.

Do tego celu wykorzystaliśmy jeden z najwydajniejszych konsumenckich procesorów AMD Ryzen 9 7900X. Jak wiecie, chcemy udostępnić Wam jak najwięcej danych, by ułatwić wybór właściwego chłodzenia procesora, więc jako jedyni w Polsce wykorzystujemy dwie platformy testowe i z tego powodu również nie mogło zabraknąć tutaj procesora Intel, a dokładnie Intel Core i5 12600K. Nowoczesne procesory zapewniają większą liczbę tranzystorów, a co za tym idzie, większe wytwarzanie ciepła w coraz mniejszych litografiach, co sprawia, że ​​proces utrzymywania ich w optymalnych temperaturach staje się coraz większym wyzwaniem (dobrym przykładem są procesory i9 13900K, czy 14900K). Dlatego nowe platformy testowe uwzględniają wszelkie aktualne aspekty, a wraz z nowymi testami, które dokładnie opisano szczegółowo poniżej zapewnią Wam odpowiednią wiedzę, by dokonać właściwego wyboru. Wiadomo, nowe procesory AMD na AM5 to nie to samo co LGA 1700 Intela.

Platformy testowe

Jak wspomniałem wcześniej, testy będą odbywać się na dwóch platformach Intel LGA 1700 oraz AMD AM5. Pomimo dodatkowej pracy testowanie na obu platformach, jest to właściwym podejściem do tematu, ponieważ procesory AMD i Intel diametralnie się od siebie różnią. Procesory Intela wyposażone są w prostokątny IHS, często z zagłębieniem w środku i tutaj lepiej sprawdzają się zestawy chłodzenia z wypukłą podstawą, poza tym, przy ustawieniu wysokich limitów mocy potrafią szybko dobić do Tj max. Nowa generacja procesorów AMD Ryzen z serii 7000 to kompletnie inna historia - konstrukcja oparta na chipsetach i grubszym IHS-ie.

Wraz z nową platformą AMD wdrożyliśmy kilka nowych testów, mamy nadzieję, że Wam przypadną do gustu. Główna zmiana to rzecz jasna dodanie nowej platformy testowej AMD AM5 (zamiast wysłużonej na i9 9900K), na którą składa się bardzo wydajny procesor AMD Ryzen 9 7900X, który dla najmocniejszych układów chłodzeń został podkręcony aż do 5,3 GHz na wszystkich rdzeniach przy Vcore=1,25 V, co daje nam TDP 185 W. Przy podstawowych testach dla wszystkich układów chłodzenia taktowanie procesora wynosi wówczas 5.0 GHz przy napięciu rdzenia 1,15 V i TDP 155 W. Ponadto dodane zostały testy z wykorzystaniem benchmarku Cinebench 23, które pokazują nie tylko wydajność układu chłodzenia procesora przy dławieniu termicznym do 85 st. C, ale również to, na jakie maksymalne TDP procesora pozwala testowany układ chłodzenia. 

Platforma testowa 1 AMD:

• Procesor: AMD Ryzen 9 7900X
• Płyta główna: Asus ProArt X690E-Creator WIFI
• Pamięć RAM: DDR5 CORSAIR VENGEANCE RGB 2x16 GB 6000 MHz CL 36
• Karta graficzna: KFA2 RTX 2060 SUPER
• Dysk systemowy: HIKVISION E100
• Zasilacz: Asus ROG Strix 750 W Gold
• Pasta termoprzewodząca: Pactum PT2 nakładana na X

W samej metodologii również zaszły pewne zmiany. Dokonamy kilku pomiarów wydajności na procesorze podkręconym do 5,3 GHz oraz 5 GHz, gdzie wentylatory i ewentualnie pompa wody na chłodzeniu CPU zostały na sztywno ustawione na 100% swoich możliwości. Dodatkowe testy natomiast, mają na celu wskazanie maksymalnego TDP w benchmarku Cinebench 23, taktowania rdzeni czy wyniku punktowego w benchmarku C23. Przy takich ustawieniach dokonamy pomiaru temperatur programem HWiNFO v7.14. Jako obciążenie procesora wykorzystamy tym razem Prime95 i test Small FFT. Procesor będzie obciążony w 100%, a sam test trwa 20 min, po których następuje 5 minut wychłodzenia oraz kolejny 20-minutowy test pomiarowy. Podawane wyniki to delta temperatury najcieplejszego rdzenia i temperatury otoczenia.

Każdy test trwa 20 min, po którym następuje 5 minut wychłodzenia oraz kolejny 20-minutowy test pomiarowy, wykonujemy 3 pomiary. Podawane wyniki to delta temperatury najcieplejszego rdzenia i temperatury otoczenia.

Ustawienia dla poszczególnych testów:

• Obciążeniowe Prime95 przy 100% prędkości obrotów (5 GHz, Vcore=1,15 V, TDP 155 W)
• Obciążeniowe Prime95 przy 100% prędkości obrotów (5,3 GHz, Vcore=1,25 V, TDP 185 W)
• Normalizacja ciśnienia akustycznego do 38 dbA (5 GHz, Vcore=1,15 V, TDP 155 W)
• Pomiar maksymalnego TDP CPU w zapętlonym teście Cinebench 23 przy ograniczeniu Tjmax=85 st. C
• Test maksymalnej wydajności, wynik testu Cinebench 23 przy ograniczeniu Tjmax=85 st. C
• Taktowanie rdzeni w zapętlonym teście Cinebench 23, przy ograniczeniu Tjmax=85 st. C

Przykładowy wykres:

UWAGA:

Na drugim wykresie układy chłodzenia z temperaturą 85 st. C to throttling CPU, z ustawionym ograniczeniem termicznym na 85 st. C. 

Platforma testowa 2 Intel:

• Procesor: Intel i5 12600K 
• Płyta główna: Gigabyte Z690 UD
• Pamięć RAM: DDR4 Patriot Viper DDR4 2x8 GB 3600 MHz
• Karta graficzna: KFA2 RTX 2060 SUPER
• Dysk systemowy: HIKVISION E100
• Zasilacz: Asus ROG Strix 750 W Gold
• Pasta termoprzewodząca: Pactum PT2 nakładana na X

Procesor Intel i5 12600K został podkręcony do 4,8 GHz (rdzenie P-core) przy napięciu rdzenia 1,2 V (rdzenie E-core pracują z domyślnym traktowaniem). Wentylatory i ewentualnie pompa wody na chłodzeniu CPU zostały na sztywno ustawione na 100% swoich możliwości. Przy takich ustawieniach mierzymy temperaturę programem HWiNFO v7.14. Jako obciążenie procesora wykorzystujemy aplikację Prime95 i test Small FFT. Procesor będzie obciążony w 100%, a sam test potrwa 20 min, po których następuje 5 minut wychłodzenia oraz kolejny 20-minutowy test pomiarowy. Podawane wyniki to delta temperatury najcieplejszego rdzenia i temperatury otoczenia.

Każdy test trwa 20 min, po którym następuje 5 minut wychłodzenia oraz kolejny 20-minutowy test pomiarowy, wykonujemy 3 pomiary. Podawane wyniki to delta temperatury najcieplejszego rdzenia i temperatury otoczenia.

Ustawienia dla poszczególnych testów:

• Obciążeniowe Prime95 przy 100% prędkości obrotów (4,8 GHz Pcore, Vcore=1,2 V, TDP 160 W)
• Normalizacja ciśnienia akustycznego do 38 dbA (4,8 GHz Pcore, Vcore=1,2 V, TDP 160 W)

Test przy normalizacji dźwięku do 38 dBA

Test polega na ręcznym ustawieniu prędkości wentylatorów, by natężenie ciśnienia akustycznego z odległości 40 cm wynosiło dokładnie 38 dBA.

Ustawienia dla platformy Intel:

W tym teście procesor i5 12600K ustawiony jest na 4,8 GHz przy 1,2 V, w przypadku AiO pompa cieczy osiąga 100% obrotów.  

Ustawienia dla platformy AMD:

 W tym teście procesor R9 7900X ustawiony jest na 5 GHz przy napięciu rdzenia 1,15 V, pompa cieczy w przypadku AiO osiąga 100% obrotów.  

Pomiary natężenia dźwięku

- Podczas testu temperatur, w momencie pełnego obciążenia,

- w trybie spoczynku, na 30% prędkości obrotowej w trybie PWM lub 3,6 V przy sterowaniu DC.

Testy głośności przeprowadzamy decybelomierzem Voltcraft SL200. Minimalny poziom, jaki zmierzyliśmy w pomieszczeniu testowym, to 31,9 dBA. Dlatego też, jeśli na wykresie głośności widzicie 31,9 dBA, oznacza to, że cooler był niesłyszalny.

Testy w Cinebench 23

Test dotyczy tylko platformy AMD, procesor pracuje na ustawieniach domyślnych. Jedyna zmiana polega na osiągnięciu dławienia termicznego na 85 st. C oraz ustawieniu pracy wentylatorów i pompy cieczy w przypadku AiO na 100% swoich możliwości. Notujemy najniższy wynik z przeprowadzonych pięciu prób, jedna po drugiej.

Maksymalne TDP oraz taktowanie

Test dotyczy tylko platformy AMD, procesor pracuje na ustawieniach domyślnych. Jedyna zmiana polega na osiągnięciu dławienia termicznego na 85 st. C oraz ustawieniu pracy wentylatorów i pompy cieczy w przypadku AiO na 100% swoich możliwości. Notowane jest średnie maksymalne TDP osiągnięte podczas 10-minutowego obciążenia zapętlonym testem Cinebench 23.

W taki sam sposób dokonywany jest również pomiar wartości zegarów rdzeniowych. Zapisywana jest minimalna wartość taktowania osiągniętego podczas 10-minutowego obciążenia zapętlonym testem Cinebench 23.

Konkluzje

Mamy nadzieję, że aktualizacja platform testowych i metodologii testowej da Wam lepszy pogląd na testowane układy chłodzenia pod kątem zastosowania na różnych platformach oraz procesorach o różnym TDP. W sekcji komentarzy zachęcam do podzielenia się swoją opinią i spostrzeżeniami. Chętnie poznamy wasze uwagi na temat przejrzystości prezentowanych informacji, ich przydatności oraz wszelakie uwagi dotyczące dalszych ulepszeń w przyszłości. Pierwsze testy już niebawem.

Sprzęt do testów chłodzeń CPU dostarczyli: