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28 core a 5,7 GHz: overclock dell’Intel Xeon W-3175X

28 core, 56 thread e overclock: cosa succede se si prova a spingere al massimo l'Intel Xeon W-3175X. Ve lo spieghiamo con l'overclocker professionista Splave.

Lo Xeon W-3175X è il primo processore per workstation di Intel a essere stato sbloccato. Con gli strumenti giusti, questo mostro a 28 core e 56 thread è in grado di superare ampiamente i 3,8 GHz in Turbo Boost.

Usando una motherboard Asus ROG Dominus Extreme e un sistema di raffreddamento ad azoto liquido, siamo stati in grado di spingere il W-3175X fino a 5,7 GHz e segnare un record del mondo. Vi spieghiamo come abbiamo fatto.

La scheda madre: Asus ROG Dominus Extreme

Dominus è il termine latino per padrone, sovrano. In questo caso non vogliamo parlarvi della Repubblica romana ma della Repubblica dei Giocatori, o meglio ROG (Republic of Gamers), la celebre divisione dedicata al gaming e agli eSports di Asus.

La Dominus Extreme è una motherboard ROG da 1899 euro ed è la casa ideale per una delle più grandi (non solo in termini di prezzo) CPU di Intel, lo Xeon W-3175X. Al momento è l’unica motherboard disponibile sul mercato in grado di overcloccare questo chip.

La scheda

Alla Dominus Extreme non manca letteralmente nulla. Non ci sono aspetti esclusi o lasciati al caso. C’è un pannello OLED per visualizzare informazioni sul sistema e altri tipi di diagnostica, perché non esistono mai troppe informazioni al riguardo. Una volta superato il POST (il processo della motherboard per testare i componenti prima dell’avvio), il display vi mostrerà la temperatura della CPU.

Il pannello OLED è perfetto per monitorare lo stato della pasta termoconduttiva. Quando si iniziano a vedere temperature positive a -90°C è il momento di rimontare il tolotto di azoto liquido (LN2). Su una normale motherboard invece dovremmo invece avviare uno strumento di monitoraggio della temperatura in background (strumento che utilizzerebbe risorse preziose per maggiori prestazioni). Oh, dimenticavamo, il display ha gli RGB.

La CPU

La CPU è grande e ha un circuito stampato (PCB) impilato con un die rettangolare. L’IHS non è piatto, ma è un po’ smussata verso il basso sia nella parte alta che in quella inferiore.

È anche piuttosto convessa, come si può vedere dopo aver montato un tolotto per l’azoto liquido.

Ci vogliono circa 10 euro di Thermal Grizzly Kryonaut per coprire l’enorme dissipatore di calore, ma vale ogni centesimo per ottenere la migliore temperatura possibile.

Problemi

L’unico vero problema con questa configurazione non è per nulla trascurabile. L’Indipendent Loading Mechanism (ILM), che è il metodo pensato da Intel per assicurare il processore al socket, è ridicolo.

È chiaro che questo è l’ILM standard che Intel usa sulle sue ultime CPU per server, ma se questa motherboard e la CPU sono una specie di ponte tra produttività e gaming di fascia alta, allora sarebbe valsa la pena fare una riprogettazione.

Non c’è nulla a mantenere la CPU nel socket, ad eccezione della soluzione di raffreddamento. In un normale caso d’uso, diciamo dopo circa un anno di cicli termici, desiderate sostituire la pasta termica per rosicchiare qualche grado in fase di idle e sotto carico.

Svitate quindi i quattro dadi sul dissipatore e si è pronti a rimuovere il waterblock. Iniziate a tirarlo via e…sorpresa! Non c’è resistenza alla forza applicata ma mentre state togliendo il waterblock, si sente uno strappo, tipo velcro.

Quel suono deriva dai 3647 piedini che si spostano mentre la CPU viene estratta dal socket mentre è attaccata al waterblock grazie alla pasta termoconduttiva. Qualcosa di decisamente inaccettabile!

Mentre Intel ha commesso un grosso errore sotto questo aspetto, Asus ha cercato di porre rimedio con una soluzione personalizzata con un sistema che ricorda il sistema di ritenzione compatibile con il socket 2011, adeguato al tolotto di fascia alta creato da der8auer. La soluzione di Asus tiene la CPU in posizione.

Sono stati inoltre riscontrati alcuni problemi di compatibilità USB con alcuni dispositivi, tutti facilmente risolti con una scheda Amazon PCIe USB 2.0 da 15 euro con driver nativi per Windows 7.

Un overclock di successo

Durante il periodo con la Dominus non abbiamo riscontrato problemi alimentando a piena potenza la CPU. Niente di niente. La temperatura si è anche dimostrata inferiore alle previsioni (non è stato necessario alcun chiller nascosto!).

Un overclock a 4,7-4,8 GHz è abbastanza semplice usando un radiatore di dimensioni appropriate e un waterblock di fascia alta. Inoltre, una cosa interessante da notare è che 28 core e 56 thread completano i benchmark così velocemente che il chip non ha neanche abbastanza tempo per riscaldarsi sul serio.

La scheda Dominus Extreme è nota per la sua capacità di collegare due alimentatori (PSU) al suo sottosistema di alimentazione a 36 fasi. L’implementazione Asus delle connessioni a due PSU, con 2 x 24 pin, 4 x 8 pin e 2 x 6 pin, funziona perfettamente. Testando la potenza massima di un alimentatore Enermax MaxTytan 1250W, siamo riusciti a raggiungere i 5,5 GHz con un singolo alimentatore e un carico di 1350 watt (100 watt sopra il suo valore nominale!). Appena aggiunto un secondo alimentatore, ha suddiviso il carico in modo uniforme ed entrambi hanno registrato un confortevole carico di 675 watt ciascuno.

Il VRM era caldo al tatto, ma non bollente. Per gran parte del tempo le tre piccole ventole su di esso, che forniscono un raffreddamento attivo per i VRM, non sono mai state chiamate in gioco.

Lo Xeon W-3175X di per sé funziona come una CPU Skylake-X. Le tensioni sono simili, così come il cold scaling e anche la temperatura di cold bug, sono nella gamma di Skylake-X da circa -100 a -120°C.

Sfortunatamente il W-3175X usa pTIM (polymer TIM, alias pasta termica) tra il die e il dissipatore di calore, e non la saldatura.

Il lato positivo è che il pTIM sembra funzionare abbastanza bene in questa situazione. Supponiamo si tratti di una pasta termica aggiornata rispetto a quella usata da Intel nelle CPU Coffee Lake e Kaby Lake e che mostra enormi benefici dal delidding.

Le enormi dimensioni del die aiutano davvero a dissipare il calore, fornendo una superficie bella ampia per spingere il calore verso il mostruoso diffusore di calore integrato (IHS). Abbiamo svolto alcuni test disabilitando 10 core, raggiungere i 5 GHz in benchmark che usano pesantemente i thread usando lo Xeon come uno pseudo processore a 18 core e 36 thread. Non è un’impresa da poco per un processore dotato di pTIM (pasta termica).

Per farvi un esempio, abbiamo tutti i risultati dei processori 7980XE e 9980XE su HWBot, e lo Xeon W-3175X standard senza delid e nessuna nuova pasta termica può lavorare a 5 GHz come un processore a 18 core. Al contrario, il Core i9-7980XE e il 9980XE si fermano a circa 4,9 GHz. Il W-3175X con 10 core in più si ferma a soli 100 MHz in meno. È un grandissimo risultato.

Overclock con raffreddamento a liquido

Un passo davvero importante nell’overclock estremo è orientarsi verso il raffreddamento a liquido e sulla creazione di un sistema efficiente. Abbiamo deciso di fare un po’ di test con 3DMark Time Spy Extreme Physics. Questo benchmark carica completamente il processore su tutti i thread, rispetto a molti altri che usano circa 16 core/thread.

CPU Intel Xeon W-3175X
Motherboard Asus Dominus Extreme
GPU ASRock Phantom Gaming RX580 Crossfire
Memoria 6 moduli da 8GB con chip B-die
Alimentatori Corsair AX1200
Waterblock EK ES CPU Block
Pasta termica Thermal Grizzly Kryonaut

La CPU ha si è comportata bene a 4,7 GHz, e con alcuni interventi siamo riusciti a ottenere il record mondiale (purtroppo già superato) su Time Spy Extreme Physics con poca fatica.

Preparazione all’overclock estremo

A causa della condensa che si accumula dal raffreddamento del chip a temperature decisamente sotto 0 °C, è necessario isolare la scheda in modo che sia resistente all’acqua. Preferiamo isolare con del nastro isolante liquido (LET) facilmente reperibile su Amazon o in ferramenta. Bisogna rivestire qualsiasi contatto metallico nell’area interessata che potrebbe andare in corto.

Un bel vantaggio di queste potenti motherboard è che il VRM agisce come un riscaldatore e mantiene basso il rischio che si formi la brina. Se i contatti si bagnano, allora siete fregati, quindi saltare questo passaggio non è consigliabile.

Come si può vedere in questa immagine, il retro di questa scheda presenta una discreta quantità di umidità dopo aver visto temperature bassissime per periodi estesi. Grazie al nastro isolante liquido che abbiamo applicato, anche se la scheda era bagnata ha continuato a funzionare perfettamente.

Abbiamo dato al nastro isolante liquido un giorno per asciugarsi, abbiamo posizionato il tolotto e preso un alimentatore in più prima di dedicarci ai test con azoto liquido.

Overclock estremo ad azoto liquido

Con l’azoto liquido, questo chip prende davvero il volo, dimostrando quanto siano limitanti le temperature. Per darvi un’idea, a circa -100 °C il chip può lavorare a 5,2 GHz alle stesse tensioni usate per un OC a 4,8 GHz ad aria.

Una volta che si inizia a salire fino a una vCore di 1,45 V, le cose iniziano a farsi “bollenti”. D’altronde stiamo raffreddando 1400-1500 W di carico in un piccolo spazio, quindi bisogna davvero dare merito a Der8auer per aver progettato il tolotto: gestisce questo compito con facilità.

Abbiamo ottenuto il record del mondo in Wprime 1024m a 5,7 GHz con un caricamento completo su 28 core e 56 thread.

Abbiamo anche ottenuto un Gold come risultato nel benchmark “GPUPi for CPU” che usa il set di istruzioni AVX mantenendo i 5,5 GHz! Non è un’impresa da poco in un test così esigente.

Posizione
Punteggio Utente Processore Raffreddamento
#1 16sec 528ms Splave (United States) Intel Xeon W-3175X @ 5700MHz Azoto liquido
#2 16sec 583ms Hocayu (Hong Kong) Intel Xeon W-3175X @ 5700MHz Azoto liquido
#3 16sec 676ms zzolio (Denmark) AMD Ryzen Threadripper 2990WX @ 5550MHz Azoto liquido
#4 16sec 721ms slamms (Russian Federation) Intel Xeon W-3175X @ 5600MHz Azoto liquido

Proprio come qualsiasi prodotto di fascia “ultra premium”, creare una piattaforma con questo Xeon è tutt’altro che economico. Vi volano subito via 220 euro per il waterblock EK-VRM. Aggiungeteci il waterblock della CPU, e avrete bisogno di altri 250 euro. Per confronto, un waterblock per Threadripper 2000 costa solo un centinaio di euro.

Conclusioni

Intel è il re dell’overclocking estremo. Abbiamo fatto dei benchmark sul Threadripper 2990WX di AMD e ora sullo Xeon W-3175X di Intel, entrambi con l’azoto liquido. Il 2990WX è davvero difficile e poco malleabile per quanto concerne l’overclock.

La CPU AMD è più simile a un processore per server adattata al gaming, mentre la soluzione di Intel funziona e si overclocca in modo simile alle CPU Core X di fascia HEDT. È solo una versione più grande, migliore e più costosa di quelle CPU.

Intel, con l’aiuto della motherboard Asus, offre la possibilità non solo di far funzionare un processore a 28 core, ma anche di overcloccarlo con l’azoto liquido, un bel colpo per gli overclocker che usano qualsiasi tipo di sistema di raffreddamento.