Overclock, raffreddamento e temperature

La giusta soluzione di raffreddamento

AMD non ha usato pasta termica tra i die di Ryzen Threadripper e l'heatspreader, ma ha adottato la buona e vecchia saldatura in indio. Questa decisione da parte di AMD si dimostrerà cruciale per i nostri sforzi di overclock. Questo è il motivo per cui abbiamo scelto di non usare la nostra soluzione di raffreddamento. AMD ha fornito alla stampa una soluzione a liquido AIO per le CPU Ryzen Threadripper. È realizzata da Thermaltake e include un radiatore piatto da 360mm con tre ventole da 120 mm adeguate.

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Una volta installati tutti questi elementi, così come la scheda madre e la memoria RGB, tutto sembra simile a un albero di Natale. A ogni modo l'installazione era (quasi) completamente funzionante. L'eccezione è stata la pasta termica originale sulla pompa Asetek. Semplicemente non ce n'era abbastanza. Anche senza overclock, il nuovo processore AMD può raggiungere 180W sotto carico pesante e il suo heatspreader è relativamente grande. Questa combinazione richiede una tecnica differente. Invece del solito blob nel centro, abbiamo disegnato una spessa linea con la pasta termica. Abbiamo quindi messo in posizione la pompa e l'abbiamo ruotata delicatamente avanti e indietro mentre applicavamo manualmente una certa pressione. L'abbiamo avvitata solo dopo.

Installare il vostro dissipatore a liquido

Abbiamo già scritto che AMD è passata a un nuovo socket chiamato TR4 (SP3r2). Uno dei principali cambiamenti riguarda le viti. AMD ha optato per viti M3.5, che una dimensione intermedia non comune con una testa filettata. La differenza può essere vista nell'immagine sotto, con il nostro acquisto a sinistra e la vita originale AM4 a destra:

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Vendere supporti di dimensioni differenti non risolve la situazione. Dotarsi di viti adeguate è una necessità. La filettatura del socket non segue tutto il percorso, ossia non è aperta nel retro. Questo significa che le viti hanno bisogno anche della giusta lunghezza. Abbiamo provato viti da 20mm che si sono dimostrate troppo lunghe. Di conseguenza abbiamo provato ad usare distanziatori. Una buona lunghezza delle viti sarebbe stata 15 mm, ma questo potrebbe variare a seconda dello spessore del supporto.

Il punto successivo, che è persino più importante di quello precedente, è quanta pressione applicare. Per scoprirlo abbiamo usato una speciale chiave dinamometrica con passi molto piccoli e viti M3.5 con filettatura interna esagonale. Abbiamo iniziato con un ragionevole 0,1Nm. Da circa 0,25Nm non abbiamo rilevato alcun miglioramento delle prestazioni di raffreddamento, quindi è dove ci siamo fermati. Non volevamo rischiare di flettere il socket o il supporto. Crediamo che la pressione massima sia circa 0,35Nm.

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L'immagine sotto mostra la soluzione di raffreddamento installata. Il blocco sulla CPU è un Alphacool XPX con supporto per Socket TR4 (SP3r2). Le rondelle in poliammide sono usate come distanziali e sostituiscono le molle. Le rondelle superiori sono in acciaio per impedire che la testa del cilindro affondi nel più soffice materiale delle rondelle durante l'installazione del waterblock.

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Overclock

Abbiamo esaminato quanto è possibile spingersi in OC senza doversi preoccupare o mettere in pericolo la CPU. Ryzen Threadripper 1950X si è dimostrato stabile a 3,9GHz e 1,35V. A questi livelli però il sistema AIO non è riuscito a mantenere il sistema stabile in modo costante. Questo si deve al consumo che sale oltre 250W durante il rendering. Ci torneremo dopo.

Per fare dei confronti siamo tornati a usare il nostro Chiller. In questo modo c'è una vera costante nelle nostre rilevazioni: la temperatura dell'acqua di circa 20 °C. Questa temperatura può essere mantenuta costante anche con oltre 300W di calore disperso. Tuttavia, una normale soluzione di raffreddamento a liquido sarebbe stata sufficiente grazie alla saldatura dell'heatspreader che rende la CPU AMD meno ostica da raffreddare del Core i9-7900X.

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Usando il Chiller il processore Ryzen Threadripper 1950X ha raggiunto 4GHz a 1,45V. Questi numeri non si avvicinano nemmeno a essere adeguati per un overclock giornaliero realistico. Bisogna inoltre notare che persino il Chiller non poteva più tenere il passo, e che le temperature sono salite troppo. Questo è il motivo per cui il processore è stato overcloccato a livelli più ragionevoli per i benchmark, con il Ryzen Threadripper 1950X a 3,9GHz.

Temperature massime: frequenza stock

AMD ha parlato di un'aggiunta di 27 °C ai valori Tctl, che si suppone ammonti alla temperatura media di core. Il tutto ci è apparso corretto dopo aver controllato la differenza di temperatura tra Tctl e Tdie, con l'ultima a rappresentare la temperatura del chip. Tra questo e il fatto che l'enorme dissipatore ha reso praticamente impossibile condurre le nostre rilevazioni sull'heatspreader, abbiamo deciso di rinunciare alle nostre misure di delta (differenza) che avevamo condotto per i Ryzen 3, 5 e 7.

Siamo rimasti alla soluzione di raffreddamento a liquido fornita da AMD insieme al processore Ryzen Threadripper per le nostre prime rilevazioni. SPOILER SUI CONSUMI: la motherboard ha limitato i due processori esattamente tra 179 e 180W. Questo limite superiore non può nemmeno essere superato per brevi periodi di tempo usando le normali impostazioni della scheda madre. I risultati completi sui consumi sono riportati nella pagina successiva. Ecco le curve di temperatura:

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I valori di temperatura della CPU riportati da HWInfo64 tramite il sensore separato dalla motherboard Asus sono tra 6 e 12 °C inferiori a quelle dei valori Tctl e salgono più lentamente. Temperature del convertitore di tensione appena sotto 60°C, raggiunge senza alcun raffreddamento aggiuntivo, sono ottime.

Temperature massime: overclock

È tempo di dare un'occhiata ai limiti massimi di cui scrivevamo prima. Aumentare le tensioni a un livello che garantisce un funzionamento stabile spinge il processore ben oltre il suo sweet spot, ossia il miglior bilanciamento. Di conseguenza il consumo sale alle stesse. Operare ben oltre 300W pone una sfida per la soluzione di raffreddamento. Questo è il motivo per cui usiamo esclusivamente il Chiller. Abbiamo tuttavia provato un normale dissipatore a liquido, il quale ci ha restituito valori Tctl e Tdie più alti da circa 10 a 15°C, ben all'interno del range accettabile.

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Il Ryzen Threadripper 1950X overcloccato raggiunge un picco tra 320 e 325W. Usando il Chiller, questo livello di consumo è stato accompagnato da valori Tctl di 87 °C. In realtà non è così tanto una volta che l'offset e i valori di Tdie sono presi in considerazione. L'effettiva temperatura di circa 60 °C serve come una grande dimostrazione del vantaggio della saldatura rispetto alla pasta termica. Intel ha usato quest'ultimo approccio con il Core i9-7900X. Quel processore avrebbe avuto un potenziale simile se Intel avesse fatto una scelta diversa.

Temperature convertitore di tensione

Condurremo un test separato con differenti carichi e differenti motherboard X399 in futuro. Lo stesso vale per le soluzioni X299 e Skylake-X. Per quanto riguarda la Asus X399 ROG Zenith, i suoi convertitori di tensione generalmente stanno sotto 100 °C senza ulteriore raffreddamento ad aria mentre il package consuma ben oltre 300W.

Asus ha impostato la soglia del throttling a 105 °C. Anche un flusso d'aria debole non fa male. Questo è dimostrato piuttosto bene sopra dalle curve di temperatura per la CPU Ryzen Threadripper overcloccata. La ventola che è installata giusto sopra la mascherina di I/O non ha un effetto reale.

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Consumi

Abbiamo ottenuto i risultati di consumo al package usando uno speciale sensore. In questo modo i nostri valori rappresentano la quantità di energia esatta che va alla CPU e poi riemerge sotto forma di perdite energetiche, ossia il calore disperso dissipato dal sottosistema di raffreddamento. Abbiamo controllato le letture dei nostri sensori usando derivatori e misurando il consumo complessivo direttamente al connettore EPS - pinza amperometrica e misura diretta della tensione.

I valori della CPU forniti dai convertitori di tensione sulla motherboard tramite HWinfo64 sono sufficientemente precisi per i nostri intenti, anche se gli intervalli di misura sono maggiori di quelli del nostro oscilloscopio. Abbiamo ritestato il Core i9-7900X dopo averlo portato a 4,5GHz e abbiamo aggiunto i suoi risultati ai grafici per un confronto leale.

Dobbiamo dire che le CPU Threadripper di AMD usano tensioni parziali differenti per i canali SOC e SMU a differenti frequenze. Queste tensioni parziali dipendono dalla frequenza, e hanno influenza sui risultati di consumi generali al package. AMD ci ha consigliato di usare il profilo incluso con il loro kit DDR4-3200 da 32 GB. Se la memoria avesse operato usando i valori SPD standard per DDR4-2133, il consumo sarebbe stato 15W inferiore!

La CPU di AMD è stata progettata per un consumo massimo di 180W a impostazioni di default. Se la memoria è overcloccata, allora la CPU ha 15W in meno, il che potrebbe influenzare le prestazioni in scenari d'uso che usano tutti i core e, di conseguenza, si avvicinano troppo al limite.

Consumo in idle

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Rispetto a Ryzen 7 il consumo in idle di Threadripper è poco più che il doppio. Threadripper ospita due die anziché uno e ha anche frequenze più alte con carichi sporadici. La versione overcloccata usa inoltre tensioni più alte, e abbiamo parlato del ruolo della memoria sul consumo.

Consumo CAD

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AutoCAD 2016 raramente usa più di due o tre core per le sue operazioni di routine. In effetti per gran parte del tempo è limitato a un singolo core. Perciò non ci sorprende che il consumo CAD aggiunta solo un massimo di 15W ai numeri registrati in idle.

La versione overcloccata aggiunge altri 14W, portando a una differenza di quasi 30W rispetto all'idle. E poi c'è la memoria, certo.

Consumo gaming

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Il consumo è allo stesso livello del Core i9-7900X, anche se Skylake-X si comporta molto meglio nei benchmark. I risultati sono simili a quelli riportati per i test CAD 3D in tempo reale.

Stress test e consumo massimo

Il consumo sale alle stelle durante il nostro stress test. Questo è vero specialmente per le configurazioni overcloccate.

Nel caso del Core i9-7900X stock, la motherboard ha le sue colpe. Non riduce la frequenza del processore secondo le regole, ma la lascia a un livello decisamente maggiore.

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Ryzen Threadripper non soffre di questo problema. La Asus X399 ROG Zenith Extreme limita il consumo esattamente a 180W, come dovrebbe, quando si usano le impostazioni di default. Il quadro cambia radicalmente overcloccando a mano la CPU per massimizzare la frequenza. Il 1950X abbisogna di 1,35V per raggiungere 3,9 GHz. A quel punto il nuovo processore di AMD si unisce al Core i9 ben oltre i 300W.

Conclusione

A seconda del compito i due die di Threadripper a volte consumano più energia rispetto ai processori a singolo die. È qualcosa che ci si poteva aspettare con tutti i core sotto pieno carico. Il maggiore consumo non è un problema se lo si vede nel contesto di un impiego con applicazioni che necessitano di prestazioni elevate, con un lavoro ben parallelizzato e un software ottimizzato per l'architettura di AMD.

Purtroppo l'efficienza di Threadripper durante il gaming è molto peggiore di quella del chip Intel. Skylake gode di un IPC notevolmente maggiore dopotutto. Persino in idle Threadripper consuma circa 15W in più circa.

Conclusioni

Le CPU Ryzen hanno segnato il ritorno di AMD alla competizione nel mercato desktop. AMD porta la stessa architettura Zen e la medesima strategia nel settore High-End DeskTop, e abbiamo già visto la reazione di Intel, con una generale riduzione dei prezzi (ancora elevati) della gamma Skylake-X.

AMD suggerisce Threadripper come una soluzione per creatori di contenuti, chi fa multi tasking in modo pesante e giocatori che fanno streaming su servizi come Twitch. Indica inoltre in modo specifico che non è un processore per il gaming a bassa risoluzione, in particolare con titoli che usano poco i thread.

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Ci occuperemo degli impieghi più intensi in futuro, mentre non siamo riusciti a completare i test in streaming a causa del solito poco tempo a disposizione. Abbiamo comunque giocato facilmente a Mafia 3 in 4K durante la codifica di un video e l'esecuzione di una virtual machine, alla quale potevamo avere accesso tramite desktop remoto. Non abbiamo visto alcun calo rilevante delle prestazioni con queste prove empiriche.

Il gaming ad alta risoluzione riguarda senza dubbio una nicchia di utenti stando al Sondaggio Hardware e Software di Steam, ma la sua popolarità è in crescita. Gli appassionati che spendono 1000 dollari per un processore giocheranno senza dubbio su monitor ad alta risoluzione. Testare a 1440p o 4K però fa slittare il collo di bottiglia sulla GPU. Dato che testiamo delle CPU, abbiamo usato deliberatamente i 1080p come uno strumento per porre l'accento sulle differenze tre le architetture e i vari modelli. Quando le GPU evolveranno le alte risoluzioni dovrebbero pesare maggiormente sul processore e, per allora, vedremo anche più ottimizzazioni per l'uso di un maggior numero di core.

Il Core i9-7900X offre frame rate medi migliori durante il gaming, ma la differenza con Threadripper è contenuta e potete immaginare che il gap alle alte risoluzioni sia ancora minore. Per il solo gaming alternative dal costo minore come il Core i7-7700K e Ryzen 7 1800X sono migliori. Insomma, come scritto per le CPU Intel HEDT, anche questo 1950X non è consigliato ai soli giocatori.

ryzen threadripper 1950x

Se i vostri carichi di lavoro sono molto legati alla CPU, Threadripper dà il meglio di sé. I nostri benchmark lo dimostrano. La CPU AMD supera il 7900X in rendering, codifica e compressione. Come prevedibile, non è così competitivo nelle applicazioni che sfruttano meno i thread, come la decompressione e la suite Adobe. Quei software continuano a favorire il throughput IPC e la frequenza.

Dopo il lancio di Ryzen, AMD ha dovuto lavorare rapidamente per far maturare l'ecosistema - BIOS - e convincere gli sviluppatori di giochi a ottimizzare i titoli esistenti per la nuova architettura. L'azienda ha avuto successo su molti fronti in un tempo relativamente breve e continua a lavorare sodo. Threadripper è un prodotto unico che introduce sfide ancora più complesse. Senza dubbio AMD non lascerà nulla d'intentato neanche in questo caso, l'azienda è consapevole delle sfide che ha di fronte. Usando una combinazione di switch nel BIOS e utility Windows offre modalità che assicurano compatibilità e che si occupano di adattare un prodotto pensato per il mondo dei datacenter a quello desktop. Siamo sicuri che molti appassionati avranno piacere a passare tempo nel cercare le migliori combinazioni per i loro carico, anche se in molti desiderano usare il prodotto nel mondo in cui viene venduto.

Ryzen Threadripper 1950X è un ottimo prodotto, anche se si rivolge a una nicchia di mercato. Chi ha bisogno di quello delle capacità dei processori HEDT non deve più rivolgersi solamente a Intel, anzi: Threadripper è spesso e volentieri più competitivo.

Ryzen Threadripper 1950X

 

 

Ryzen Threadripper 1950X
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