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Swiftech APEX Vs APEX Ultra - Page 10/11

Rédigé par David D. - 17/12/2005
Catégorie : Watercooling



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Résultats obtenus sur les températures

Les 2 waterblocks sont testés sur 5 montages chacun, sur une semaine de temps, pour s'assurer que la fixation soit correcte et pour valider les résultats. Au final, on obtient une variation d'environ 0.2 °C sur les températures relevées par les thermocouples, c'est-à-dire qu'on retrouve quasiment les mêmes valeurs à chaque essai. La résolution de la température du CPU n'est que de 0.5°C donc les écarts utilisant cette donnée ont une variation un peu plus grande naturellement, mais elle sera corrélée avec le thermocouple sous l'IHS. Ces écarts sont à imputer à la pâte thermique, à la manière de monter les waterblocks et aux diverses variations qu'une carte mère peut subir lors d'un montage. On ne donnera que le test médian pour éviter d'alourdir l'ensemble.

On rappelle qu'on évalue uniquement les kits entiers tels qu'ils sont vendus. On ne s'occupe donc pas du débit comme on devrait le faire pour les waterblocks seuls. Le but ici est de savoir si ces 2 kits se valent et si le remplacement du Storm par l'Apogee n'entache pas la performance globale du kit. On a vu que l'Apogee permettait un plus grand débit dans le kit qu'avec le Storm, donc même si à débit égal, l'Apogee est moins bon que le Storm, il rattrape son retard en partie grâce au débit légèrement supérieur qu'il permet.

Les mesures moyennes sont regroupées dans les 2 tableaux ci-dessous. La colonne IHS représente la température obtenue avec le thermocouple touchant le core et l'IHS sous ce dernier. Dans un même tableau, les écarts de même couleur de texte suivant une colonne doivent être égales (à l'erreur près) car la puissance dissipée ne varie pas. De même entre les 2 tableaux, les cellules de même couleur dans la colonne Eau-Air doivent être très proches, sinon égales, car elles représentent l'efficacité du radiateur face à une puissance dissipée identique. La colonne importante est celle relative au waterblock entre le CPU et l'eau ou l'IHS et l'eau (elles varient de la même manière). Plus les écarts sont faibles, mieux c'est.

Point de vue des waterblocks

Avec une pointe de surprise, l'Apogee se révèle être légèrement meilleur que le Storm dans la situation proposée d'environ 1 °C à haute charge. Ceci s'est confirmé dans tous les cas de figures (pas de mauvais montages) aussi bien par la température du core, que par les thermocouples qui sont totalement indépendants de la machine. D'ailleurs le thermocouple sous l'IHS ne se décale pas par rapport à la température du core pour les 2 waterblocks (~6.3 °C et ~9.3 °C de décalage suivant la puissance). La température du core n'est donc pas affectée par un élément perturbateur extérieur et finalement elle est assez homogène (colonne Vérif.).

Aucun overclocking supplémentaire n'a néanmoins pu être atteint avec ce processeur car il dépasse avec difficulté les 3.75 Ghz en watercooling (overclocking décrété arbitrairement "stable" sous S&M). On s'arrête de manière stable à 3704.4 MHz pour les 2 waterblocks à un Vcore à 1.66 V et une température d'air identique à 22.4 °C à l'aspiration du radiateur. La fréquence supérieure (3712 MHz), obtenue à l'aide de Clockgen, fait planter la machine au bout de 1-2 minutes. Cette augmentation, ou non, de l'overclocking stable dépendra évidemment du processeur et le test réalisé n'a pas une valeur universelle à ce niveau-là. Le processeur utilisé ne grimpe que jusqu'à ~4.2 Ghz de manière stable avec un système à compresseur (Vapochill LS)...

L'Apogee s'en sort donc bien ici, on ne peut pas affirmer le contraire puisque les résultats sont presque invariants. En prenant des pincettes, on peut penser que la situation se reproduit à tous les processeurs de même catégorie disposant d'un IHS pas trop mauvais, mais on s'avancerait un peu trop car le test sur l'autre plate-forme n'a pas été possible. Globaliser les résultats aussi rapidement n'est pas envisageable. Est-ce que cela signifie que l'Apogee est le meilleur waterblock actuel ? Non ! Est-ce que ça signifie que le Storm est dépassé ? Non plus ! Réponse universelle : ça dépend sur quoi on les utilise...

C'est autour de ces idées contradictoires, et après la publication de différents résultats de Swiftech (plate-forme réelle et dies), qui vont finalement dans le sens de ce test et d'autres tests de forumers utilisant des processeurs avec un IHS, que l'on a engagé une discussion technique sur plusieurs forums (Procooling notamment). Celle-ci porte sur la compréhension et la validité des tests effectués sur des dies nus chauffants par rapport à des systèmes du genre TTV (Thermal Test Vehicle), développés par Intel, pour tenter de coller le plus possible à la réalité de ses processeurs grâce à un die spécial muni d'un vrai IHS et que Swiftech utilise maintenant pour caractériser ses produits (en supplément d'autres méthodes).

Point de vue du radiateur

Il est évidemment meilleur que l'ancien radiateur simple MCR-120 des kits précédents avec environ 2 °C de mieux aux 100 W sur la température de l'eau. La différence n'est pas énorme, malgré la taille doublée et les 2 ventilateurs, car les résistances thermiques sont déjà relativement faibles et les gains en modifiant la géométrie sont finalement assez minimes. Pour ressentir une réelle différence, il faut injecter beaucoup de puissance dans le cadre d'un watercooling intégral par exemple, sinon en situation normale on ne verra presque pas de différence. On note aussi que l'augmentation du débit ne permet pas d'apprécier une amélioration sur l'efficacité du radiateur ici (non mesurable à ce niveau) car on est déjà dans une zone assez plate au niveau de la résistance thermique du radiateur vu les débits en jeu (données Swiftech).

22/12/05 : Mise à jour avec la deuxième configuration (Pentium4 3.46EE ES + Epox 5NVA+ SLI)

On essaie les 2 kits de la même manière sur une configuration LGA775 pour voir les comportements de chacun sur une autre géométrie. Il y a juste un petit changement sur le thermocouple car le CPU, n'étant que prêté, ne peut pas être usiné, ni poli. La température notée IHS est donc un point supplémentaire pris sur le bord de l'IHS avec le thermocouple coincé dans le socket comme ceci. Le thermocouple étant nettement plus loin du core, l'écart IHS-Eau sera bien plus faible, on ne s'en sert que comme une indication supplémentaire uniquement. Les ventilateurs tourneront simplement en 12 V, on sait déjà ce que vaut le radiateur donc on limite les tests pour s'attacher au principal. Deux cas sont proposés pour chaque kit afin d'avoir plusieurs valeurs et voici donc les résultats ci-dessous. Comme d'habitude, plus les écarts sont faibles, mieux c'est.

Le résultat est un peu plus serré et très légèrement en faveur de l'Apogee de quelques dixièmes de degré, mais à ce niveau c'est vraiment insignifiant. La puissance dissipée (~140-150 W) est supérieure à celle dissipée par le P4C, l'écart Eau-Air a donc augmenté en conséquence de 1 à 1.5 °C suivant le cas, en 12 V pourtant.

Au final, les 2 kits complets font un travail quasi similaire sur des processeurs dotés d'un IHS.

Quelques réflexions sur l'IHS

Quantifier l'efficacité d'un élément dépend du système sur lequel on le place. Chaque die chauffant à core nu aura son classement en fonction de sa géométrie, de sa qualité et du positionnement des sondes de température. Or, la mise en place d'un IHS a une influence absolument non négligeable sur l'efficacité d'un waterblock ou d'un ventirad. Il va jouer un rôle de lissage et de tassement des performances assez conséquent. Il est fait principalement pour protéger le core (qui n'a jamais eu peur de briser le core d'un XP en forçant pour mettre le radiateur ?). Il était aussi censé améliorer l'efficacité des radiateurs en aluminium, à l'origine, en répartissant mieux le flux thermique sur la base du radiateur grâce à l'IHS en cuivre, car l'aluminium n'est pas terrible en thermique à cause de sa conductivité thermique moyenne. Néanmoins, avec les solutions de refroidissement performantes dont on dispose actuellement et leurs bases en cuivre, cet aspect n'est plus un problème et l'IHS est un obstacle.

Avec un IHS, le flux thermique et la température seront beaucoup plus étalés à sa surface (on le voit si on place un thermocouple sur l'arête par exemple car même au bord la température grimpe vite). Il subsiste néanmoins toujours un point plus chaud au centre évidemment.

Au final, c'est bien différent d'un core nu où seuls les 120-150 mm2 du core sont en contact direct avec le bloc ! Retirer un IHS améliorera la température de fonctionnement, et potentiellement l'overclocking supplémentaire qui en découle, car on a moins d'interfaces et de matière entre la source de puissance et l'élément refroidisseur (supposé performant). Malheureusement, dans certains cas, on n'a pas le choix avec cet IHS imposé...

Est-ce qu'il faut prendre le cas d'une infime minorité qui enlève l'IHS sur les AMD (le contact processeur-IHS n'étant que de la pâte thermique simple) pour obtenir les performances d'un waterblock donné ? Ou alors faut-il prendre le cas de ceux qui ont un Intel et qui ne peuvent pas retirer l'IHS sous peine de détruire le processeur (brasure métallique à base d'Indium) ou les possesseurs d'AMD qui ne veulent tout simplement pas l'enlever ? Peut-on négliger le fait que l'IHS est un élément incontournable pour les générations de microprocesseurs actuels et à venir ? Non, bien sûr, et c'est ce qui rend la tâche délicate. Les brasures se généraliseront car elles offrent une résistance thermique plus faible que de la pâte thermique simple. L'idéal est de pouvoir tester de manière contrôlée sur plusieurs plates-formes instrumentées ou dies chauffants adaptés pour avoir une vision claire de l'élément testé. C'est évidemment très contraignant et excessivement long...

Dans le cas présent, le Storm sera plus performant sur un processeur à core nu comme un Athlon XP, un AMD64 sans IHS, etc., car il est focalisé à l'extrême sur le centre et sera plus enclin à absorber de manière efficace une importante densité de puissance thermique. Un waterblock plus homogène qui utilise toute sa surface de manière à peu près égale, comme un Apogee ou un MCW6000, s'en sortira mieux sur des cores très étendus ou des processeurs avec un IHS, car on étale la puissance sur une plus grande surface. Vaut-il alors mieux une surface de waterblock très réduite dotée d'un coefficient de convection très élevé ou une surface beaucoup plus importante dotée d'un coefficient de convection plus faible ? Toute la difficulté de conception de l'échangeur se trouve là car le choix dépend de l'utilisation finale et on ne pourra jamais contenter tout le monde vu la diversité des processeurs, c'est impossible.

Voici l'illustration de ces propos avec l'exemple de la gamme Intel et la diversité des cores qui existent, sans les IHS scellés.

Les géométries des cores sont tellement disparates que définir la méthode idéale pour la mesure est loin d'être une sinécure. Dans le cas du Presler (avec IHS), le Storm perdrait surement de sa superbe car les 2 cores sont éloignés du centre, un Apogee permettrait surement de mieux s'en sortir à ce niveau aussi. On peut supposer la même chose pour le dualcore vu la surface du core, même si ça demande à être vérifié évidemment. Pour le Presler, on pourrait imaginer un Storm modifié avec des trous dans la base situés au-dessus de chaque core et une séparation du flux d'eau pour alimenter 2 structures de jets de chaque côté au lieu d'attaquer uniquement le centre. Il deviendrait un waterblock plus ou moins dédié à un processeur... Une tendance peut donc simplement être fournie sur la performance, mais en aucun cas une affirmation universelle sur la performance de tel ou tel waterblock/ventirad !

A noter aussi que l'allure des flux thermiques au sein d'un processeur est différente d'un die chauffé car un processeur possède de nombreux points chauds où la densité de puissance est beaucoup plus élevée qu'ailleurs. Suivant le contact avec l'IHS et le waterblock, on pourra alors observer des différences flagrantes au niveau de l'overclocking par exemple. Bref, il y a un tas de facteurs qui interviennent et qui rendent le travail infernal, voire impossible, et il faut malgré tout choisir une solution...

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