«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне?

в 6:02, , рубрики: Kingston, Блог компании Kingston Technology, Железо, Моддинг, Настольные компьютеры, разгон, экстремальный разгон

Разгон железа в домашнем ПК — это улучшенное воздушное охлаждение, отобранные производителем чипы и, желательно, залихватская подсветка комплектующих (+80 к разгону). «Спортивный» разгон на соревнованиях — это почти всегда жидкий азот и модификация системы питания железа. Куда подевались все альтернативы и какими они были — разбираемся сегодня.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 1

Что мешает профессиональному спорту стать потешным и зрелищным, как покатушки «Безумного Макса»? Регламент! «Уравниловка» касается и одежды спортсменов, и характеристик техники, и многих-многих других мелочей — для обеспечения безопасности и более-менее равных условий соперничества (вместо соревнования «кошельков»). А некоторые решения отметают и сами участники чемпионатов, потому что шаг вправо, шаг влево — потерянный подиум. Иначе мы бы наблюдали очень много уморительных находок в той же «Формуле-1», например.

Но вот какое дело — в оверклокинге нет жёстких ограничений на типы охлаждения железа. В так называемых «оффлайн-чемпионатах» энтузиаст волен охлаждать компьютер всеми доступными способами ради максимального результата. Отчего же тогда таблицы мирового первенства не набиты рекордами с применением жидкого гелия? Куда исчезли модные и эффективные холодильные машины «на фреоне»? Почему термоэлектрическое охлаждение оказалось утопией? И как так случилось, что милая сердцу энтузиаста «водянка» (система жидкостного охлаждения) сегодня стала пригодна только для «гражданских ПК»? Выясняем, в каких условиях жили-поживали, и почему вымерли диковинные системы охлаждения.

Миллионы рублей на разгон железа

«Все мелодии спеты, стихи все написаны», всё азотом разогнано, а вот гелий — бессмысленный. Странная ситуация выходит, потому что именно жидкий гелий должен был стать символом новой эры оверклокинга. Именно с его помощью, в теории, можно было бы переписать таблицу мировых рекордов по разгону на новый лад. Но этот тип охлаждения как был маргинальным, так и остался.

И дело не в технических ограничениях — жидкий гелий кипит аж при -269 градусов по Цельсию, тогда как азот капитулирует уже при -196°C. То есть, с гелием можно «наваливать» попугаев в бенчмарках там, где потенциала азота уже недостаточно. В теории.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 2
Dancop и Smoke на мероприятии Extrem OC Absolute Zero от ASUS — разгон Intel Core i7-6700K жидким гелием

На деле же оверклокеры по всему миру сторонятся гелия, и на то есть пара веских причин. Забудем на минутку о «жэстачайшем» и дорогостоящем подборе комплектующих, у которых не проявится колдбаг (coldbug — порог температуры, ниже которой железо отказывается работать) на характерных для гелия температурах. В конце концов, оверклокер обязан быть максималистом.

Главная преграда — цена вопроса. Один литр жидкого гелия обойдётся в 15-20 раз дороже, чем такое же количество жидкого азота, при этом для интенсивного охлаждения гелия всегда понадобится эдак в 4 раза больше. В интервью с оверклокером Smoke мы упоминали конкретные цифры — 200 литров гелия стоимостью 20 тысяч долларов на полчаса бенчмарка против $65-110 в случае с азотом. Один миллион и двести тысяч рублей для того, чтобы разок «поразгонять железки»!

Уже по этой причине разгон с помощью гелия стал редким ритуалом, который проводится на спонсорские деньги. Чаще всего такие мероприятия спонсирует AMD, с подачи которой и началась история оверклокинга гелием, или ASUS ROG, который таким образом громко заявляет о потенциале своих материнских плат.

Самый эффективный и самый проблемный разгон

Жидкий гелий стал мощным рекламным орудием AMD — когда на выставке CES 2009 «красный лагерь» решил выжать из процессоров AMD Bulldozer максимум, оверклокеры SF3D и Sampsa получили в распоряжение объём гелия суммарной стоимостью примерно $40 тысяч. Впрочем, ходят слухи, что ради экономии средств энтузиасты даже вышли на поставщика гелия для медучреждений и сторговались на более гуманной сумме. Зато итоговые 6301 МГц на Phenom II X4 привлекли общее внимание. При этом уже в июле Phenom II X4 955 Black Edition удалые ребята neoforce, DeDaL, DoNNy и pofigist в составе международной команды раскочегарили до 7 ГГц А ещё круче смотрелись 8429 МГц в процессоре FX-8150 спустя пару лет.

В рекордах разгона с применением гелия до недавнего времени царила атмосфера «AMD на AMD и AMD погоняет» — просто потому, что чуть более горячие сами по себе чипы «красных» лучше переносят экстремально низкую температуру и хорошо скалируются от температуры и напряжения. Для разгона чипов Intel, до недавнего времени, «с головой» хватало жидкого азота.
Почему при максимальной эффективности жидкий гелий не используют в разгоне другого типа железа? Потому что современной оперативной памяти не нужны отрицательные температуры для максимального быстродействия — оверклокеры, наоборот, подогревают её феном, чтобы ОЗУ работала в стандартном режиме, а не «замораживалась», как процессор.

А вот в разгоне видеокарт гелием видеопамять — «самое слабое звено». Потому что, если видеочипы хорошо переносят экстремальное охлаждение, то GDDR5/GDDR5X характерные для гелия температуры очень не любит. С распространением HBM-памяти ситуация лишь ухудшится. Вдобавок, актуальные видеокарты поколения NVIDIA Pascal («тысячная» серия) раскрывают свой потенциал при куда менее суровых температурах — им попросту не нужен жидкий гелий для того, чтобы «ехать на все деньги».

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 3
Даже транспортировка жидкого гелия и поиск помещения для бенч-сессии проблематичны

И даже в самом разгоне процессоров на сверхнизких температурах появляются новые «приколы». Если охлаждать процессор слишком быстро, пины (ножки) покрываются льдом и теряют контакт в сокете. То есть, процессор моментально виснет.
Никто не отменял ретроклокинг на более стойких к заморозке комплектующих, и фанаты разгона могли бы установить новые рекорды на старом железе. Но поддержка производителей в профессиональном разгоне всегда связана с рекламой новинок индустрии — никто не хочет делать рекламу и вкладываться в бенч-сессии с видеокартами и процессорами минувших лет.

Десять секунд на мировой рекорд

Проблемы разгона с применением жидкого гелия продолжаются даже на организационном уровне. Даже если найти поставщика и договориться о цене, понадобится арендовать гигантский сосуд Дьюара, найти хорошо вентилируемое помещение (гелий испаряется моментально и в оставляет после себя огромное количество конденсата — в 3 раза больше, чем жидкий азот). Сама процедура разгона гелием тоже сопряжена с хлопотами, поскольку начинается он с… разгона азотом. Медный «стакан» для отвода тепла сначала охлаждают до -196 градусов по Цельсию, а уже потом через капилляр на него подаётся жидкий гелий. И не в режиме «нонстоп», а порционно, чтобы у оверклокера была возможность контролировать стабильность системы.

Техника охлаждения гелием устроена так, что у энтузиаста есть порядка 10 секунд на запуск теста и результат, после чего нужно будет предпринимать попытку заново. Это одна из причин, по которой такое охлаждение не применяют для видеокарт — графические тесты не столь кратковременны. Сейчас гелий помогает выдать рекордные результаты разве что в дисциплинах SuperPi 1M, PiFast, HWBot Prime и, в меньшей степени, Cinebench.

Вам частоту или эффективность?

Разгон процессоров AMD и Intel с помощью жидкого гелия — это таки «две большие разницы». В случае с AMD и его запредельно высокими частотами речь скорее идёт о так называемой валидации — максимально возможной частоте процессора без оглядки на то, даёт она прирост в бенчмарках, или же нет. Разгон новых архитектур Intel даётся сложнее, зато он эффективен и именно с ним сопряжены новые достижения в бенчмарках. Кстати, ожидайте мировые рекорды за авторством российских оверов в январе, когда будет снято эмбарго на публикацию обзоров новых Core i7 Kaby Lake :)

Разгон с помощью гелия при всей его дороговизне и эффективности охлаждения — это отнюдь не «чит», но и не гарант рекордов. К примеру, гелий до сих пор не оккупировал вершины турнирных таблиц в оверклокинге. Сейчас он, скорее, орудие для «крайних мер», когда у организаторов есть гарантия, что железо будет способно выдать результат на сверхнизкой температуре в короткий срок.

Альтернативы азоту и гелию в оверклокинге

Существуют ли «нетрадиционные» способы охлаждения комплектующих? Конечно, да, но почти все они тянут разве что на баловство в сравнении с потенциалом жидкого азота.
Например, охлаждение с помощью термоэлектрических пластин, или, иначе говоря, элементов Пельтье. Это такие аналоги «термонасоса»: с одной стороной, которая поглощает тепло, и другой, которая его выделяет. То есть, подобный элемент способен принять на себя тепло, которое выделяет процессор, и передать его на радиатор, который уже охлаждает процессорный кулер.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 4
Конструкция модуля Пельтье

Сам по себе такой вариант охлаждения любопытен, который из-за низкого КПД и высокого энергопотребления так и остался слабо распространенным. Сегодня модули Пельтье чаще всего используются для охлаждения или подогрева компонентов со скромным TDP. Оверклокеры чаще всего просто меняют полярность местами и используют модули… для разогрева видеопамяти. Да и то, как мы уже упоминали выше, с этой задачей обычно справляется обычный промышленный фен. Тем более, что в некоторых оверклокерских видеокартах подогрев памяти реализован самим производителем.

А вот так называемый «чиллер», хоть и не бьёт рекордов эффективности, по-прежнему распространён и любим оверклокерами. Чиллер — это система, подобная промышленному аквариуму, только для охлаждения железа. То бишь, фреоновая, с хладагентом, и жидкостная — с водоблоками. Компрессор сжимает фреон, а затем переводит его в жидкий вид, охлаждает и прокачивает по водоблокам.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 5
Самодельный чиллер (фото: overclockers.ru)

В отличие от обычного водяного охлаждение, поддерживает не комнатную, а «околонулевую» температуру или даже позволяет чуть уйти «в минус». Очень шумная, но надёжная конструкция, которой и обслуживание толком не требуется. Отлично подходит для разгона в домашних условиях, в профессиональном оверклокинге не используется, поскольку для соревнований сегодня нужно достичь гораздо более низких температур.

Сухой лёд когда-то был очень эффективным и доступным способом разгона — полным ходом использовался во времена архитектуры Intel Sandy Bridge. Однако сегодня он мало кому нужен, поскольку применим в процессорах, которым достаточно охлаждения до -75 градусов по Цельсию. То есть, годится скорее для использования в любительских целях.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 6
Сухой лёд

А вот холодильные машины, основанные на системе фазового перехода, по-прежнему жизнеспособны и эффективны. Самый простой вариант такой системы — Single Stage («фреонка», как говорят в народе). Она представляет собой одноступенчатую холодильную машину — что-то наподобие кондиционера. Компрессор сжимает хладагент, который от этой процедуры нагревается. Затем хладагент попадает в конденсатор, теряет в температуре и становится жидким, после чего проходит сквозь фильтр-осушитель и в виде пара возвращается в компрессор. Этого достаточно, чтобы охладить процессор до -60 градусов по Цельсию. Для более внушительных результатов понадобится охлаждать конденсатор системы Single Stage ещё одной «фреонкой» (чтобы вы могли охлаждать фреон пока вы охлаждаете фреон). По закону «бабка за дедку, дедка за репку» и конструируются каскадные системы.

«Прохладная история», или Почему жидкий гелий не смог совершить революцию в разгоне? - 7
Каскадная холодильная система (фото: overclockers.ru)

Они хороши надёжностью и, при долговременной эксплуатации, позволяют забыть о приобретении жидкого азота вовсе. Могут обеспечить охлаждение, сравнимое с этим самым азотом (для таких систем не бывает недостижимых температур — бывает мало ступеней каскада), но популярность такие системы растеряли почти полностью.

Почему? Во-первых, из-за громоздкой конструкции — для постройки системы, сравнимой по эффективности с охлаждением азотом, понадобится внушительных размеров комната. Во-вторых, энергопотребление каскадных систем выходит за все разумные рамки — таким оверклокингом можно легко сжечь проводку в жилом помещении. Зато это и есть те самые «хардкорные» системы, которых недостаёт публике, безразличной к жидкому азоту и его спецэффектам.

Не нужно изобретать велосипед

В оверклокинге не бывает «ультимативно лучших» способов охлаждения — «попса» в лице жидкого азота всего лишь стала меньшим из зол среди себе подобных. Азот покрывает температурные границы большей части современных процессоров, дёшев в эксплуатации и позволяет меньшими усилиями достичь результата. Более крутой, в теории, жидкий гелий даёт прирост только в некоторых сценариях и обходится несоизмеримо дороже, а альтернативные системы охлаждения либо недостаточно эффективны, либо обходятся слишком дорого. Именно поэтому современный оверклокинг в его стереотипном понимании ассоциируются с парнем, вооружённым стаканом с азотом внутри. Но, право слово, покуда мы видим новые рекорды, в этом нет ничего плохого.


Дамы и господа, капитан Очевидность рапортует, что «Новый год к нам мчится — скоро всё случится». Огромное спасибо всем, кто нас читает и комментирует! А чтобы компьютер в новом году принёс больше радости, чем в старом, мы приготовили скидки на железо и аксессуары Kingston/HyperX. В главных ролях:

— скидка в размере 12% на память DDR4 Predator в сети Юлмарт. Вооружаетесь промо кодом GEEKPR16 — и до 31 декабря 2016 года получаете возможность купить флагманскую «оперативку» дешевле.
— хотите ещё дешевле? Не пропустите скидку в 10% на оперативную память Savage DDR3/DDR4 и твердотельные накопители HyperX Savage. Промокоду SAVAGE16 в сети Юлмарт действует до 28 декабря 2016 года.
— память ещё дешевле даже там, где она изначально недорогая. С промокодом KING16 в сети Юлмарт до 28 декабря скидка 10% на ОЗУ Kingston ValueRAM!

С наступающим всех! Подписывайтесь и оставайтесь с нами — будет интересно! Для получения дополнительной информации о продукции Kingston и HyperX обращайтесь на официальный сайт компании. В выборе своего комплекта HyperX поможет страничка с наглядным пособием.

Автор: Kingston Technology

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля