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Dissipatore stock e configurazione di prova

Pagina 2: Dissipatore stock e configurazione di prova

Il dissipatore stock

Intel vende le sue CPU con moltiplicatore bloccato con un dissipatore piuttosto basilare in bundle. Anche se notoriamente quella soluzione è nota come non eccelsa e rumorosa, finora si è dimostrata sufficiente per raffreddare i modelli di precedente generazione. Questa situazione cambia con il Core i7-8700.

In un passato non troppo distante il dissipatore stock di Intel aveva un cuore in rame. Più recentemente Intel è passata a progetti completamente in alluminio. Questo significa che il Core i7-8700 è accompagnato dal medesimo dissipatore di un quad-core Core i5 Kaby Lake.

In tutta sincerità siamo rimasti sorpresi che Intel abbia mantenuto lo stesso dissipatore della generazione precedente. Malgrado il TDP di 65 watt, l'8700 è basato su un die notevolmente più complesso.

intel dissi stock

Sulla carta il TDP di 65 watt dell'8700 si adatta perfettamente ai 73 watt gestibili dal dissipatore. Ricordate però che Intel fissa il TDP delle CPU in funzione della frequenza base. Il processore in realtà supera il TDP quando frequenza e tensione salgono in virtù degli algoritmi Turbo Boost. Come spiegato nella pagina informativa di Intel sul Turbo Boost 2.0:

Nota: la tecnologia Intel Turbo Boost 2.0 consente al processore di funzionare a un livello di potenza più elevato rispetto alla configurazione del TDP e alla potenza prestabilita dalle specifiche per brevi periodi di tempo, al fine di massimizzare le prestazioni.

Secondo le nostre rilevazioni il Core i7-8700 raggiunge un picco fino a 126W durante i carichi che interessano tutti i core. Dato alla mano il dissipatore stock appare del tutto insufficiente.

Intel garantisce le frequenze base durante il funzionamento normale, ma non fa promesse circa le frequenze Turbo Boost perché i suoi processori passano in P-state più elevati (frequenze e tensioni predefinite) solo quando lavorano sotto determinati limiti di temperatura, tensione, consumo e corrente. Al di sopra di tutto questo abbiamo degli algoritmi opportunistici che lavorano per mantenere la CPU all'interno delle specifiche prestabilite.

Come regola generale il Turbo Boost porta il processore a livelli di frequenza inferiore con più core attivi. Intel pubblicizza ancora come frequenza massima quella relativa al singolo core attivo, mentre non divulga più le frequenze multi-core – anche se potete conoscerle usando il software XTU della stessa azienda.

Frequenze Base 1 2 4 6
Intel Core i7-8700K 3.7 GHz 4.7 GHz 4.6 GHz 4.4 GHz 4.3 GHz
Intel Core i7-8700 3.2 GHz 4.6 GHz 4.5 GHz 4.4 GHz 4.3 GHz

Abbiamo visto molte ipotesi sul motivo per cui Intel ha smesso di dire le frequenze Turbo Bosot multi-core con i processori Coffee Lake. C'è chi ritiene che il dissipatore stock non sia in grado di garantire del tutto tali frequenze. Una rapida ricerca online svela che diversi acquirenti di processori Core i7 di ottava generazione sono stati in grado di raggiungere la temperatura di sicurezza massima di 100°C (TJ Max) durante carichi di lavoro estesi. Una volta che il processore raggiunge TJ Max, abbassa tensioni e frequenze – insieme a consumi e calore – come meccanismo di protezione. Ovviamente il throttling si riflette in prestazioni inferiori.

Misuriamo l'impatto

Per indagare su tale situazione abbiamo osservato da vicino il Core i7-8700 e il suo dissipatore stock alle prese con il nostro benchmark HandBrake x265. Si tratta di un software ottimizzato per sfruttare tutti i core disponibili. Inoltre usa istruzioni AVX, che tendono a incrementare considerevolmente il consumo. Abbiamo aperto la finestra del test di stabilità del sistema di AIDA per monitorare l'8700 durante il carico di lavoro.

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Come potete vedere nella seconda immagine il dissipatore di Intel entra rapidamente in crisi portando il processore ripetutamente a "sbattere" con il limite di temperatura di 100 °C e ha ridurre le prestazioni per proteggere sé stesso.

Con la ventola in bundle impostata manualmente a un duty cycle del 100%, abbiamo registrato la frequenza durante la sessione di test. Persino con la soluzione termica in funzione al massimo possibile l'8700 ha regolarmente rallentato rispetto ai 4,3 GHz con tutti i core attivi.

Abbiamo anche monitorato la temperatura del VRM durante il test per assicurarci che il sottosistema di alimentazione della nostra motherboard non fosse il responsabile del throttling. I dati ottenuti rientravano nelle attese.

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Successivamente abbiamo svolto lo stesso test usando un dissipatore a liquido AIO Corsair H115i. Portando le due ventole da 140 mm e la pompa fino al 100% abbiamo ottenuto un'uscita termica che non ha impattato sui risultati dei nostri test.

La differenza è lapalissiana. Il Core i7-8700 non ha mai superato i 67°C, e la frequenza del processore è rimasta costante a 4,3 GHz (anche se abbiamo notato alcuni picchi durante i brevi periodi d'uso più leggero). AIDA ha confermato che la CPU non è andata in throttling, e il sottosistema di alimentazione ha soddisfatto le richieste del Core i7-8700.

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Confrontando la differenza tra il dissipatore stock di Intel (HS&F) e il dissipatore a liquido AIO vediamo che la temperatura influenza chiaramente le prestazioni dell'8700. Il Turbo Boost è progettato per minimizzare l'impatto del throttling termico: abbiamo osservato una differenza di soli 72 secondi nel corso del nostro test di circa 35 minuti.

Una differenza di solo il 3,4% tra quei risultati potrebbe sembrare irrilevante, ma ricordate che abbiamo provato queste configurazioni su un banchetto di prova aperto. Un case chiuso cambierebbe il risultato quasi sicuramente. Abbiamo anche provato impostazioni della ventola massima, generando un bel po' di rumore. È decisamente più comune usare la curva della ventola di default della scheda madre, o impostare un profilo della ventola ottimizzato che sale gradualmente. Sfortunatamente questi algoritmi non rispondono abbastanza rapidamente per controllare la temperatura e mitigare improvvisi picchi e cali.

Come conseguenza del normale ritardo nella regolazione della velocità della ventola, insieme a un flusso d'aria non ideale nella maggior parte dei case per PC, potreste osservare rallentamenti maggiori rispetto a quanto abbiamo registrato nel nostro ambiente di test. Questo non è di buon auspicio per chi vuole creare computer di piccole dimensioni.

Abbiamo fatto esperimenti con diverse paste termiche tra dissipatore stock e heatspreader, ma non sono stati di grande aiuto. Di conseguenza non possiamo che valutare negativamente la nostra esperienza con il dissipatore in bundle di Intel.

Ricordate che i nostri test sono svolti con il dissipatore stock e un AIO di Corsair per evidenziare la differenza nelle prestazioni termiche. Alcuni test sono brevi, mentre altri richiedono più tempo per essere completati. Alcuni sono single-thread, altri sfruttano tutti i thread a disposizione. Pertanto gli effetti del calore influenzano ogni risultato in un modo peculiare. Come abbiamo scritto, abbiamo mantenuto la velocità della ventola al massimo e testato su un banchetto di prova aperto, quindi i nostri risultati rappresentano lo scenario migliore per il dissipatore di Intel.

Configurazione di prova

Sistema di test e configurazione
Hardware AMD Socket AM4 (400-Series)
AMD Ryzen 7 2700, Ryzen 7 2700X, Ryzen 5 2600X, Ryzen 5 2600
MSI X470 Gaming M7 AC
2x 8GB G.Skill FlareX DDR4-3200 @ DDR4-2933, DDR4-3466

Intel LGA 1151 (Z370):
Intel Core i7-8700K, Core i5-8600K, Core i5-8400, Core i7-8700
MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC
2x 8GB G.Skill FlareX DDR4-3200 @ DDR4-2400, DDR4-2667, DDR4-3466

Tutto
EVGA GeForce GTX 1080 FE
1TB Samsung PM863
SilverStone ST1500-TI, 1500W
Windows 10 Creators Update Versione 1703 – mitigazioni per Spectre e Meltdown installate

Raffreddamento Corsair H115i
Dissipatore Intel stock (Core i7-8700)