Введение

Первый раз мы писали про экстремальный оверклокинг в 2003 году, когда получили в распоряжение систему фазового перехода Asetek VapoChill XE. Совместные усилия Тестовой лаборатории ITC и руководителей сообщества энтузиастов ModLabs.net вылились в весьма впечатляющие достижения по «выжиманию» производительности из ПК.

Эта статья является расширенной версией материала, опубликованного в июньском номере журнала «Домашний ПК» за 2007 год. Отчёт дополнен значительно более подробным описанием процесса подготовки к бенчмаркингу с использованием жидкого азота – для тех, кто желает повторить наши эксперименты.

Ориентируясь на главный рейтинг мастерства оверклокеров – Futuremark O.R.B., мы вначале поднялись в нем в ТОР-20 абсолютного зачета, а затем, используя только что вышедший на тот момент процессор Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,2 GHz, дошли до третьей позиции! Для того, чтобы достичь подобного, мы выжали максимум из всех ключевых компонентов: серьезные модификации были внесены в конструкцию материнской платы и видеокарты, использовалась самая производительная на тот момент оперативная память на легендарных чипах Winbond BH-5...
С тех пор мы неоднократно возвращались к теме разгона процессоров с помощью «фреонок» ECT Prometeia 2 GT и Asetek VapoChill LS, да и руководств по вольтмоддингу различных компонентов было написано немало, но и то, и другое уже давно перестало быть действительно экстремальным оверклокингом.
Появление HwBot.org создало новую мотивацию для многих оверклокеров для того, чтобы вернуться к активному бенчмаркингу. Вот и автор этой статьи решил «тряхнуть стариной» и наконец-то воплотить в жизнь давнее желание поэкспериментировать с охлаждением жидким азотом, чтобы помочь своей бенчмаркинг-команде Team MXS ModLabs.net в борьбе за место в мировом ТОР-3.

Бенчмаркинг-сцена 2007

Прежде чем рассказывать собственно о наших экспериментах, стоит вкратце описать ситуацию на бенчмаркинг-сцене на данный момент, так как именно это стало причиной для нашей активизации на этом поприще.


В прошлом году произошло важное событие в мировом сообществе оверклокеров, значительно изменившее суть непрерывного соревнования экстремалов. Традиционно рекорды фиксировались в тестовых пакетах производства Futuremark и в качестве главного рейтинга достижений много лет служил O.R.B. Кроме того, отдельные списки рекордсменов велись и ведутся неофициально по SuperPi, PiFast и тактовой частоте CPU. Не хватало некоего механизма интегральной оценки мастерства оверклокеров и, что еще более важно, рейтинга командных достижений сообществ. Такой рейтинг создал бельгиец Фредерик «richba5tard» Колардин (Frederik Colardyn) и располагается он по адресу www.hwbot.org. Суть проекта: кроме удобных рейтингов производительности ПК в 13 тестовых приложениях (все продукты Futuremark, а также Aquamark 3, SuperPi, PiFast, wPrime и CPU-Z) участникам начисляются баллы за выдающиеся результаты, что позволило организовать «общий зачет».


На сегодняшний день в рейтинге участвуют более 300 команд, состоящих из 5500 членов – как весь цвет оверклокерского сообщества, так и небольшие малоизвестные коллективы. Команда Team MXS ModLabs.net, являясь старейшим и крупнейшим объединением оверклокеров в СНГ, достойно выступает в HwBot. На данный момент мы заметно уступаем только двум признанным мировым лидерам – командам XtremeSystems и Team OCX. Дружеская конкуренция с другой русскоязычной командой, Russian Overs Team, на протяжении нескольких месяцев заставляет нас не сбавлять темпов бенчинга: с января и мы, и R.O.T. поднялись с середины второго десятка командного рейтинга почти до вершины, втрое увеличив количество своих очков. Текущие позиции двух наших команд - третье-четвертое место, на которых мы регулярно меняемся местами, но, разумеется, стремимся догнать и перегнать двух лидеров.

Подготовительные работы

Организация охлаждения с помощью жидкого азота, на самом деле, весьма несложная вещь – скажем, сборка самодельной системы фазового перехода на порядок сложнее. Более того, по материальным затратам эксперименты с жидким азотом (или сухим льдом – технология та же самая) тоже заметно более демократичны. Готовясь к бенчинг-сессии, необходимо выполнить несколько действий. Описывая их в журнале, мы ограничились кратким перечислением. Теперь же рассмотрим все аспекты в подробностях. Возможно, некоторые пункты покажутся даже избыточно подробно расписанными – что ж, в таком случае мы рады вашей проницательности и предусмотрительности. Ниже описывается наш собственный опыт и, несмотря на то, что организацией азотной сессии занимались несколько человек с многолетним стажем оверклокинга и бенчмаркинга, мы неоднократно обнаруживали себя в достаточно глупых (если смотреть на них «опосля») ситуациях.

Disclaimer

Внимание: жидкий азот – сильнотекучее вещество с температурой -196 С, что означает его высокую опасность для жизни и здоровья при неправильном обращении. Автор статьи и ModLabs.net не несут НИКАКОЙ ответственности за любой ущерб имуществу или здоровью, нанесенный вследствие повторения действий, описанных в данном руководстве.

1. Стакан

Во-первых, необходимо изготовить так называемый «стакан» - сосуд с металлическими (медными или алюминиевыми) дном и стенками, который устанавливается непосредственно на процессор. Стоимость его производства, в зависимости от материалов и конструкции, колеблется от 50 до 300 долларов. Именно с создания или покупки стакана следует начинать подготовку к экстремальному оверклокингу.
Разумеется, ни одна компания не производит подобные агрегаты серийно – объемы выпуска были бы слишком незначительны для того, чтобы экономически обосновать такую затею. Зато несколько энтузиастов предлагают результаты своих усилий в продаже через интернет (как правило, на специализированных оверклокерских форумах в разделе «Продажа»). Наиболее известным в мировом масштабе поставщиком стаканов является MickeyMouse, разработчик серии Mousepot. Его творения можно приобрести за сумму от 300 долларов и выше. У других поставщиков, как правило, цены гуманнее, но Mousepot уже стали «стандартом индустрии». На территории СНГ великолепной конструкцией стакана отличился небезызвестный ТаРаКаН из Эстонии, член команды Team OCX.

Основная проблема в разработке стакана – это обеспечение минимальной температуры процессора в полной нагрузке. В отличие от воды, жидкий азот не является хорошим проводником тепла, он всего лишь очень холодный, за счет чего промораживает стенки стакана. Так как тепловыделение процессоров в простое и в загрузке отличается очень существенно, а скачки происходят мгновенно, стакан не в состоянии эффективно отвести тепло: разница между температурой в этих двух режимах может достигать 60-70 градусов! Как следствие, частота стабильной работы даже таких коротких тестов, как Super PI, будет существенно отличаться от предельно возможной для снятия скриншота CPU-Z – так называемого suicide screen.

В целом, оптимальная конструкция, которая обеспечивает минимальные потери теплопередачи и наилучшие температуры в загрузке, похоже уже найдена. Ее принципиальную схему (в данном случае это Vikingpot производства ТаРаКаН’а) можно увидеть в этой статье. Для того, чтобы ее повторить, необходим достаточно большой цельный брусок меди и доступ к токарному станку. Главная проблема здесь именно в меди: стоимость такого количества из-за огромного веса превысит $100, причем большую часть придется просто выбросить в виде стружки. В качестве альтернативы, возможно использование алюминия – это позволит снизить и вес, и цену изделия, но итоговые характеристики окажутся несколько хуже. Тем не менее, многие оверклокеры используют именно алюминиевые стаканы и, в принципе, нельзя сказать, что они добиваются существенно худших результатов.


Честно говоря, тот стакан, который есть у нас – очень плохой. Конструкция дна была экспериментальной, принципиально отличающейся от рекомендованной лучшими «азотоводами» и изначально высокие результаты даже не ожидались. Но, как оказалось, на момент проведения теста это был единственный из доступных нам стакан, который был полностью готов. Но наш мастер на все руки VER-VOLF уже завершает создание более традиционных конструкций, что позволяет надеяться на улучшение результатов при следующих «подходах к снаряду».
Конструкция паянная: медное фрезерованное дно припаяно к медной же трубке диаметром 50 мм. Разумеется, далеко не каждый припой выдержит температуры жидкого азота. Как сказал VER-VOLF, этот стакан был сделан на припое ПОС 61 и, как видите, пока держится. По сравнению с цельноточеными стаканами стоимость такого изделия резко ниже, так как вместо пяти-семикилограммовой медной чушки надо купить всего лишь банальную трубу подходящего диаметра и небольшой брусок для дна. Но, как сказано выше, вместо доступа к токарному станку нужно найти фрезеровальный плюс хорошего сварщика.
Зато существенный плюс нашего стакана: большая высота, что позволяет залить много азота и не беспокоиться о постоянном доливании (хотя и ценой дальнейшего снижения эффективности) на протяжении как минимум десяти минут. Незаменимая вещь, если в организации сессии участвует только один человек, так как одновременно быть «кочегаром» и гонять тесты достаточно затруднительно. Также обратите внимание на воронкообразный верх – так значительно проще (как минимум психологически) заливать в стакан азот, не боясь пролить его на плату.

Итак, медный или алюминиевый стакан готов. Что дальше?

2. Теплоизоляция и крепление

Дальше нужно качественно теплоизолировать сам стакан и материнскую плату для того, чтобы конденсат, образующийся от огромного перепада температур, не замкнул какие-нибудь контакты на ней.

Разновидностей теплоизоляции на рынке – море, можно выбрать тот, который наиболее удобен. Обычно для изоляции стакана рекомендуют трубки из пенистого материала, которые подбираются по диаметру и надеваются сверху. У нас трубок не было, зато был теплоизоляционный материал в листах. Кстати, отличные свойства имеет популярная шумоизоляция (!) akasa Pax-Mate.
Отрезав необходимый кусок, мы обмотали стакан в несколько слоев, покрыв его сверху черной изолентой для надежного крепления и придания хоть немного хорошего внешнего вида. Как оказалось, такой изоляции оказалось вполне достаточно – на протяжении первого часа-полутора конденсат вообще не появлялся на внешних стенках стакана, да и в дальнейшем его выпадение было весьма незначительно по сравнению с публикуемыми в Сети фотографиями насквозь промерзших конструкций.


С материнской платой несколько сложнее. Дело в том, что в любом случае есть шанс, что конденсат где-нибудь выпадет и место это будет неудачным. Поэтому рекомендуется покрыть поверхность платы (включая силовые детали и бескорпусные элементы, но, конечно, исключая все разъемы – от процессорного сокета до SATA-портов!) диэлектрическим лаком. Разъемы при этом необходимо тщательно заклеить – естественно, в них лак как раз попасть не должен. Также следует покрыть обратную сторону платы в районе процессорного сокета. Смысл этой операции в том, чтобы попавшая на плату влага не смогла ничего закоротить даже в том случае, если окажется на ножках какого-нибудь контроллера. Можете считать данный совет излишней предосторожностью, но от случайностей никто не застрахован. Разумеется, покрытие платы лаком с большой вероятностью окажется заметным и, таким образом, лишит вас гарантии на нее. Вряд ли это сильно беспокоит, но мы считаем своим долгом вас об этом проинформировать.


При первой операции такого рода на Intel D975XBX2 у нас случился конфуз. В порыве изоляционистского рвения покрыть лаком решили не только область возле сокета (т.е. там, где реально может выпасть конденсат), но всю плату в целом. Во-первых, лак оказался не совсем диэлектрическим. Во-вторых, возможно, мы недостаточно тщательно заклеили какой-то из разъемов – в итоге плата стартовать перестала. После купания в ацетоне плата заработала и, вновь покрытая полностью, но уже другим лаком, работает до сих пор. Кстати, так как плата работает длительное время в обычной системе, можно констатировать факт – само по себе покрытие лаком всех элементов платы не влияет на ее работоспособность. Зато теперь можно не опасаться протечки системы водяного охлаждения!


После лакировки платы приходит черед ее теплоизоляции. Во-первых, очень рекомендуется избавиться от воздуха в центре процессорного разъема. Мы использовали для этого seal string из комплекта системы фазового перехода ECT Prometeia 2 GT. Вместо этого можно просто положить туда квадрат из теплоизоляционного материала.


Во-вторых, необходимо изолировать все пространство вокруг сокета таким образом, что теплоизоляция стакана плотно прилегала по всему периметру к изоляции материнской платы, без доступа воздуха внутрь. По такому же принципу создания пространства без доступа воздуха извне сделаны механизмы теплоизоляции серийных «фреонок». Однако, у нас есть еще одна опасность: что конденсат в виде снега таки начнет намерзать на самом стакане или даже на самой материнской плате. Поэтому стоит изолировать также несколько большую часть платы, чем закрываемую стаканом. Но будьте очень внимательны: в отличие от лака, покрытие силовых элементов и микросхем теплоизоляцией недопустимо – без притока воздуха они могут перегреться и сгореть! Для их охлаждения следует вырезать отверстия в изоляции по размеру чипов.


С обратной стороны платы, если на ней нет никаких мосфетов, следует просто наклеить кусок теплоизоляции такого размера, который представляется вам разумным. Как минимум – больше расстояния между отверстиями для крепления кулера.

После завершения процедуры теплоизоляции следует собрать систему с любым подходящим кулером для проверки – включается ли она и нет ли каких-то непредвиденных глюков.

Полезно организовать дополнительный обдув стакана и материнской платы. Движение воздуха позволит снизить скорость образования конденсата, да и лишнее охлаждение остальных компонентов никогда не будет лишним.


Отдельный вопрос это установка стакана на материнскую плату. Опять таки, стоит признать, что наше решение далеко не идеально. Дело в том, что стакан собирался еще во времена Socket 478 и совместимость с LGA775 пришлось обеспечивать путем изготовления переходника. В результате жесткость сочленения оказалась хуже, чем могла быть. В целом же принцип создания надежного и достаточно простого крепления следующий. Изготавливается акриловое или пластиковое кольцо, внутрь которого устанавливается стакан. Толщина такого кольца чем больше, тем лучше, так как от этого зависит степень возможного перекоса. С помощью длинных болтов стакан крепится к материнской плате, причем с обратной стороны обязательно наличие дополнительной пластины, соединяющей все четыре болта – иначе конструкция, гораздо более тяжелая и габаритная, чем обычный кулер, может повредить плату. Мы взяли пластину от кулера Thermaltake Big Typhoon. Естественно, что крепится такая пластина поверх теплоизоляции, а не под нее.

Установив стакан на материнской плате, следует еще раз провести проверку работоспособности системы. Учтите, что способности пустого стакана по теплоотводу (особенно паяной конструкции с тонким дном) минимальны, так что вряд ли процессоры класса «термоядерная печка», такие как топовые Kentsfield, смогут долго работать – в нашем случае перегрев наступал до загрузки BIOS. Улучшить ситуацию можно, налив в стакан банальной воды – ведь проверить надо всего-лишь одну вещь: может ли ПК пройти POST.

3. Дьюар

Третьей задачей, стоящей перед желающим заняться экстремальным охлаждением, стоит приобретение сосуда Дьюара, то есть контейнера для перевозки жидкого азота. Как ни странно, это, пожалуй, самый сложный пункт для большинства желающих заняться подобными экспериментами, так как сосуды недешевы и продаются сравнительно редко. Конкретных рекомендаций мы дать не можем, так как длительными поисками не занимались. Рискну предположить, что помочь с этим вопросом могут либо на кислородном заводе, либо в организациях, где жидкий азот используют в технических целях в сравнительно небольших количествах (например, в некоторых медучереждениях).

Сосуды Дьюара (также просто именуемые «дьюарами») бывают различных емкостей. По нашему мнению, наиболее предпочтительны 15-литровые, так как сочетают достаточный объем с еще вменяемыми габаритами – из такого дьюара несложно наливать одному оператору, в отличие от 30-литровых.


Наш 15-литровый дьюар произведен в далеком 1969 году, но сохранился весьма неплохо, хотя меня иногда посещают мысли о придании ему более сообразного экстремальному предназначению внешнего вида. А что, моддинг дьюаров – новое веяние…

Обращаться с сосудом следует аккуратно, так как внутри он достаточно хрупкий.

В случае, если найти дьюар не представляется возможным, вместо жидкого азота можно поэкспериментировать с сухим льдом – его можно транспортировать в любых теплоизолированных емкостях, например в популярных сумках-холодильниках. Конечно, итоговая температура будет около -70С, да и сама процедура охлаждения несколько отличается и заслуживает отдельного материала (таковой выйдет, если у нас закончится азот и мы перейдем на сухой лед), но рекомендации по изготовлению стакана и теплоизоляции остаются в силе.


Кроме сосуда Дьюара, для наливания азота в стакан потребуется промежуточная емкость, так как напрямую из 15-литровой цистерны делать это просто невозможно. С точки зрения удобства и эффективности, лучше всего использовать для этого небольшой термос. Проблем с ним две: узкое горлышко заставляет быть достаточно аккуратным при переливании, а отсутствие ручки по началу психологически осложняет процесс, если на руках нет перчаток. Мы же использовали металлический ковш, все внешние поверхности которого (и особенно ручка!) были тщательно теплоизолированы. Такая конструкция упрощает наливание и позволяет вовсе отказаться от перчаток, но из-за большой металлической поверхности азот в ковше начинает мгновенно очень активно кипеть, что повышает расход. В общем, термос все же оптимальнее и в дальнейшем мы будем использовать именно его.

4. Азот

Затем, необходимо приобрести на кислородном заводе необходимое количество азота. В Киеве он стоит $1/литр, при расходе в среднем 3-4 литра на час работы компьютера. По опыту общения с Киевским кислородным заводом, можно сказать следующее: никаких проблем с приобретением азота нет. Тем не менее, так как вопросы социального интерактива регулярно вызывают проблемы у некоторых личностей, я опишу процесс подробнее.


Схема такая: звоните на завод, уточняете время работы человека, ответственного за продажу жидкого азота. Приезжаете (разумеется, на автомобиле – в общественном транспорте с дьюаром не поездишь), узнаете схему проезда до собственно места выдачи азота. Без дьюара приезжать бесполезно, в ведро азот не нальют. Найдя нужного человека, отдаете ему дьюар и он его заполняет. Оплата наличными на месте. Особых вопросов никто задавать не будет, так как для них продажа азота частным лицам в небольших количествах является вполне рутинной. Процедура для 15-литрового сосуда (см. на фото) занимает примерно 10 минут и первый раз за ней наблюдать весьма интересно.


Конструкция крышки на сосуде Дьюара предполагает наличие в ней отверстий, через которые азот испаряется. Дело в том, что будучи налит в сосуд, азот постоянно потихоньку выкипает. В таком дьюаре, как у нас, все содержимое испаряется в течение примерно двух недель, поэтому лучше всего приобретать азот максимум за день-два до планируемой бенчинг-сессии. Заклеивать отверстия на крышке или, тем более, затыкать дьюар герметично нельзя!


После заполнения некоторое время из дьюара будет идти пар из азота. Он не слишком холодный, и пропадет минут через 15-20. Как прокомментировал это продавец азота на заводе: «Вот вам еще один кондиционер в машину». Везти заполненный дьюар в машине нестрашно, он очень устойчив, хотя, конечно, заниматься стрит-рейсингом не стоит – все же азот в автомобиле должен впрыскиваться в двигатель в виде закиси, а не разливаться по салону из упавшего дьюара. В универсале сосуд можно просто установить в багажник, в других машинах лучше всего поставить его на пол перед сиденьем. Расплескаться от небольшой качки он тоже неспособен, так что сверхпредосторожности не требуются.

Нести заполненный сосуд объемом 15 литров лучше вдвоем, одному это делать очень неудобно. О больших дьюарах я даже не говорю: бенчинг-сессия становится хорошим поводом встретиться с товарищами.

Так как азот постоянно испаряется, хранить его стоит в проветриваемом помещении достаточного объема. В идеале – на открытом балконе. Хотя, ничего страшного в азоте в таких количествах нет. Все наши эксперименты (и хранение заполненного дьюара вплоть до испарения всего содержимого) проводились в комнате Тестовой лаборатории площадью около 40 кв.м, хоть и оборудованной кондиционером и регулярно проветриваемой, но без какого-либо изменения привычного графика проветриваний в связи с азотом – как видите, все живы до сих пор.

5. Железо

И, наконец, надо подобрать подобающее моменту аппаратное обеспечение. Логичнее этот пункт было поставить самым первым, так как о железе обычно заботятся заранее, но с точки зрения важности для организации собственно процесса экстремального охлаждения он, пожалуй, все же на последнем месте.


Вначале очень желательно выделить под эксперименты достаточное количество места на столе. Конечно, собрать тестовый стенд можно и в полном беспорядке среди разбросанных процессоров и видеокарт (как это обычно и делается), но все же аккуратность никогда не помешает.

Так как охлаждать мы собрались именно процессор, то главными компонентами будут именно он и материнская плата. Если есть возможность, из имеющихся экземпляров нужно отобрать тот, который будет работать на наибольшей частоте при менее экстремальном охлаждении. Использование в этих целях системы фазового перехода оптимально, но в крайнем случае можно обойтись и тестированием на воздушном кулере или СВО. Очень желательно убедиться в отсутствии так называемого «FSB Wall», опустив множитель до минимального и разгоняя процессор по шине. Заодно, кстати, таким образом (если это еще не сделано) следует определить пределы возможностей материнской платы. Скажем, на процессоре Intel Core 2 Duo E6600 с заблокированным коэффициентом умножения для достижения сравнительно скромных (хорошие экземпляры способны на это под обычным VapoChill LS) 4500 MHz требуется частота FSB 500 MHz. Определить, способна ли на работу в желаемых условиях материнская плата нужно заранее и, при необходимости, провести модификации для улучшения потенциала: как правило, это установка СВО на северный мост и увеличение напряжения на нем путем вольтмода. По возможности не стоит использовать «капризные» материнские платы, которые могут вести себя непредсказуемо в нештатных режимах. По нашему опыту (не только «азотному»), из ныне актуальных плат отменной стабильностью и повторяемостью результатов отличается серия ASUS P5B и особенно Commando. А вот nForce 680i SLI, особенно модели на нереференсном дизайне PCB, склонны к чудачествам – то, чему вы будете менее всего рады при температуре процессора ниже -100С.

Кстати, о температурах. Главным злом для всех экстремальных оверклокеров выступает так называемый “cold bug” – температурное ограничение работы какого-то компонента, когда при снижении температуры ниже определенного предела он перестает стартовать или ведет себя нестабильно. О том, как себя ведут те или иные процессоры, материнские платы и видеокарты можно узнать, изучив ветки в тематических форумах. Например, у Intel Desktop Board D975XBX2 имеется cold bug при -127 градусах, обусловленный спецификой работы системного мониторинга. При подготовке к первым экспериментам мы об этом факте забыли, поэтому потратили несколько часов впустую и, в итоге, добились всего лишь 4300 MHz на не очень удачном сэмпле Core 2 Extreme X6800. Причем побороть cold bug нам удалось немного неортодоксальным и комичным способом, которым я бы хотел поделиться: на дно стакана мы налили грамм 50 кока-колы, чем сильно ухудшили теплоотвод – минимальная температура поднялась с -130С до -70С, что позволило хоть как-то оттестировать процессор. Разумеется, эффективность подобного решения в полной нагрузке была сравнима с обычной одноступенчатой phase-change системой, что и определило скромные результаты, но для первого раза нам гораздо важнее было просто понять принципы организации процесса.

Еще одним важным компонентом является оперативная память. Изучить особенности поведения имеющихся модулей следует тоже заранее, чтобы не отвлекаться на второстепенные задачи во время бенчинг-сессии. В нашем случае мы не стали настраивать подсистему памяти на абсолютно лучшее быстродействие, ограничившись гарантированно работающей конфигурацией. Помните, что при частоте FSB 550 MHz минимально возможная частота DDR2 на многих платах (тех, которые не позволяют выставить в штатном режиме FSB = 266 MHz частоту DDR2-400) составит уже 1100 MHz.

Если вашей целью, как и у нас, являются только тесты CPU, то о высококачественной видеокарте можно не беспокоиться. Более того, некоторые эстеты предпочитают использовать для азотных сессий адаптеры под интерфейс PCI (не PCI-Express) из-за их большей стойкости к повышенным частотам шины. На наш взгляд, с появлением PCI Lock это стало избыточным, но тем не менее, традиция сохраняется. Если же в планы входят и 3D-бенчмарки, также заранее подготовьте видеокарту(-ы): обеспечьте должное охлаждение, при необходимости сделайте вольтмоды, изучите поведение карт в таком режиме – запомните максимальные стабильные частоты и те, на которых сохраняется работоспособность в интересующих тестах.

Требования к блоку питания зависят от выполняемых задач. При отсутствии 3D-нагрузки и, соответственно, мощных видеокарт, вполне можно обойтись качественным современным БП мощностью 500-600 Вт, его должно хватить для обеспечения питанием любого CPU. Стоит подключить БП в максимально возможной конфигурации разъемов (т.е. 24+8 пин предпочтительнее 20+4 пин), включая имеющиеся на некоторых материнских платах дополнительные molex-коннекторы. При высоких напряжениях CPU и огромных частотах нагрузка на систему питания очень высока, так что стоит по максимуму упростить ей жизнь. Если предполагаются бенчинг в 3D, требования к БП растут пропорционально используемым видеокартам. Пожалуй, я не перегну палку, если посоветую использовать в таких целях 1000-ваттные и более мощные блоки.

В целом, к моменту включения ПК с установленным стаканом вы должны иметь идеально собранную и настроенную систему, все особенности поведения которой вы знаете и которой не хватает только дополнительных триста-пятьсот-тысячу мегагерц тактовой частоты CPU, которых нужно достичь с помощью жидкого азота.

6. Программное обеспечение

Думаю излишне говорить, что вышеописанный процесс подготовки тестового стенда предполагает и установку всего комплекта необходимого программного обеспечения. Операционная система должна быть оптимизирована наиболее привычным для вас образом, все драйверы – установлены в наиболее скоростных версиях, их настройки заранее выставлены на предельную производительность. Весь комплект планируемых бенчмарков должен быть работоспособен, а их ярлыки – вынесены на desktop.

Кроме того, в арсенале ниндзей жидкого азота имеются две специфических утилиты, не всегда необходимых в других ситуациях. Во-первых, это Clockgen или SetFSB, т.е. софт, позволяющий управлять частотой FSB из Windows. Все процедуры с жидким азотом предполагают старт ПК на сравнительно безопасной частоте и дальнейший разгон программными средствами. Этим экономятся драгоценные минуты, уходящие на перезагрузки и смену настроек BIOS Setup.

Во-вторых, практически обязательным является использование ПО для мониторинга температур, по крайней мере во время поиска пределов работы CPU. Рекомендуем для этого Speedfan, нормально реагирующий на минусовые температуры. Цель использования этого ПО – определение реальных температур в простое и загрузке, их динамики и, при необходимости, мониторинга минимального значения с целью недопущения cold bug.

Процесс в теории и на практике

Сам процесс происходит следующим образом: после тщательной сборки всех компонентов, азот с помощью термоизолированного ковша или термоса заливается из дьюара в стакан, заполняя его примерно наполовину.


Такой уровень желательно поддерживать на протяжении всей процедуры разгона и тестирования, регулярно подливая азот – именно поэтому должность «кочегара» столь ответственна.


Чем меньше азота в стакане, тем активнее он испаряется, снижая температуры. Зато полный стакан, особенно такой высоты, как у нас, позволяет делать 10-15 минутные перерывы между доливами жидкости.


Азот охлаждает процессор до температур, недостижимых другими способами – значительно ниже -100 градусов, таким образом, исключительно позитивно влияя на потенциал разгона.

Рекомендуемый алгоритм действий такой. После включения ПК, в BIOS выставляется необходимый уровень напряжения, коэффициент умножения, разумно высокая частота FSB (такая, на которой CPU будет гарантированно стартовать каждый раз) и прочие параметры. Если вы не знаете нужное значение Vcore, стоит начать с привычного для разгона с другими системами охлаждения, а далее экспериментальным путем установить оптимальное. В нашем случае оно оказалось равным 1,6 В. При более высоких значениях, потенциально ведущих к увеличению потенциала частоты, из-за нелучшей конструкции стакана температура CPU в нагрузке оказывалась выше, чем при 1,6 В, что приводило, напротив, к снижению разгона. Если обеспечить лучший теплоотвод, напряжение можно было бы поднять без ухудшения температурного режима – это одно из направлений улучшения полученного нами результата.

Загрузив на безопасной частоте операционную систему, нужно вначале установить абсолютные пределы разгоняемости CPU. Для этого используется Clockgen или SetFSB, частота в котором плавно поднимается до получения suicide screen CPU-Z. После зависания и ребута процедуру стоит повторить пару раз, чтобы убедиться в повторяемости результатов. Кстати, на всякий случай напомню: подтверждением разгона является не столько скриншот CPU-Z, сколько его валидация – не забывайте сохранять этот файл каждый раз, улучшая результат.
Не мешает на заднем фоне открыть окно Speedfan, чтобы иметь представление о том, как с изменением частоты меняется температура. Стоит также поэкспериментировать с количеством азота в стакане, наблюдая за динамикой температуры в простое при разном уровне жидкости.

Далее ПК следует продолжать загружать с безопасной частоты, но вместо suicide screen начать поиск максимальной частоты прохождения искомых тестов. В качестве тестового приложения рекомендуется Super PI 1M, как наиболее быстрый из сильно загружающих систему. Это также делается плавно, с не слишком большими шагами повышения FSB. В среднем, разница между скриншотом CPU-Z и пределом реальной работоспособности составляет от 100 до 300-400 MHz, причем чем хуже стакан, тем больше будет дельта частот. Если ваша задача – это не Super PI, а нечто иное, то зная максимальную частоту прохождения данного теста, следует перед запуском искомого приложения вначале снизить ее на 100 MHz от максимальной, так как Super PI 1M не очень требователен к стабильности. Если тест пройдет на пониженной частоте – постепенно повышайте, пока не дойдете до предела стабильности. Глобальный принцип прост и отлично формулируется поговоркой: «лучше синица в руке, чем журавль в небе». Лишь добившись неких позитивных результатов, следует пытаться пройти тесты на грани стабильности.

Если это ваш первый эксперимент с азотом – не нацеливайтесь сразу на рекорды. Конечно, все может пройти исключительно успешно, но хорошим результатом для первого раза будут, в первую очередь, не мегагерцы и «попугаи», а просто накопление опыта и понимание процесса на практике.

Результаты

Как уже ясно из текста, мы провели две сессии, которые разделяла пара недель. В первый раз, используя материнскую плату Intel D975XBX2 и процессоры Intel Core 2 Extreme QX6700 и X6800, ничего выдающегося (кроме стабильной работы на 4300 MHz, т.е. всего на 200 MHz выше, чем с VapoChill LS) мы не достигли по причине cold bug и нескольких других промашек.

Второй раз мы собрали тестовый стенд заново, используя уже проверенные компоненты:

Процессор: Intel Core 2 Duo E6600 (Conroe, 2,4 GHz)
Система охлаждения: жидкий азот
Материнская плата: ASUS P5B Deluxe (Intel P965)
Оперативная память: 2x1024 MB OCZ PC2-9200 FlexXLC Edition
Видеокарта: EVGA e-GeForce 8800 GTX
Жесткий диск: Seagate Barracuda 7200.9 80 GB
Блок питания: HIPER Type-R HPU-7S730
Операционная система: MS Windows XP Pro SP2

Проводя подобное (если не считать первого эксперимента) тестирование впервые, мы решили сосредоточиться на сугубо процессорных тестах и отложить бенчинг в 3DMark до следующего раза.


В итоге, для скриншота CPU-Z мы смогли достичь частоты 5135 MHz у процессора на ядре Conroe, 15 результат в мире для Intel Core 2 Duo E6600.


Стабильная работа в тесте Super PI была достигнута на частоте 4980 MHz, что позволило получить результат 10,391 секунды и попасть в ТОР-100 рейтинга HwBot в этой дисциплине.


Второй схожий тест, Hexus PiFast, был работоспособен на частоте 4800 MHz, но наше достижение вошло в TOP-50 рейтинга HwBot для данного теста.

Откровенно говоря, каждый из результатов мог бы быть лучше: операционная система не была специально оптимизирована под Super PI/PiFast, да и валидацию 5200 MHz тоже можно было бы со второго-третьего раза получить, чего мы не сделали… Однако, какие-то мегарекорды «здесь и сейчас» не были нашей целью для данной сессии. В отличие от первого раза, мы получили необходимый опыт для эффективного тестирования процессоров под жидким азотом – опыт, который мы еще не раз будем использовать на следующих поколениях CPU. Вот тогда и поговорим о рекордах.

Credits

Несмотря на кажущуюся простоту описанных действий, для того, чтобы реализовать задуманное, потребовались усилия всего киевского подразделения Team MXS – в организации бенчинг-сессии принимало участие более пяти человек! Пользуясь возможностью, перечислю всех участников и их вклад:

• как уже сказано было ранее, стакан для азота изготовил наш мегамастер Давид «VER-VOLF» Хачатрян, он же еще несколько лет назад где-то добыл сосуд Дьюара;
• один из двух капитанов Team MXS, Андрей “BuM!!!” Лунин час за часом работал на ответственнейшей должности «кочегара», заполняя стакан азотом;
• Василию «Vasiliy» Стаськову, хорошо известному посетителям нашего форума и читателям «Компьютерного обозрения», высказывается благодарность за неоднократные поездки на кислородный завод с дьюаром в багажнике его машины;
• материнскую плату ASUS P5B Deluxe предоставил наш друг с сайта Topmods.net Илья "TiN" Цеменко, также принимавший участие в мероприятии в качестве оператора тестового стенда (кому, как не владельцу материнской платы, лучше всего знать её поведение?);
• владелец оттестированного экземпляра процессора Intel Core 2 Duo E6600 с отличным потенциалом разгона - Алексей "ApocaLeXX" Батуро (Москва). TiN же привёз собственно процессор в Киев;
• главный редактор ModLabs.net, Олег «cyclone» Голубович выполнял роль оператора в первой сессии, когда мы мучали бедный Intel D975XBX2;
• заглянувшие на огонек коллеги с сайта Overclockers.com.ua, Qntality и SArd, помогали BuM!!! в его нелегкой работе кочегаром. Увы, их поезд не стал задерживаться по поводу проведения нашей сессии экстремального разгона, поэтому наши друзья были вынуждены покинуть Тестовую лабораторию задолго до окончания эксперимента;
• ну и я, то есть ALT-F13, в качестве организатора сего действа, добытчика азота и, при необходимости, оператора стенда (да-да, только на моей воле к победе был получен хороший результат в PiFast, когда TiN призывал эту затею бросить :-P) и кочегара.

Что дальше?

Конечно, на полученных (откровенно говоря, достаточно скромных, с учетом наших амбиций) результатах мы останавливаться не собираемся. Дальнейшие планы по улучшению наших достижений включают следующее: новый стакан для CPU, построенный с учетом рекомендаций других разработчиков; стаканы для GPU (в т.ч. для SLI/CrossFire-комбинаций), что позволит нам бороться за высокие места в 3D-рейтингах; ну и, конечно же, новые процессоры для тестового стенда – как новинки, так и банальные Celeron D (Cedar Mill), ведь именно это семейство отличается способностью к максимальному разгону в мегагерцах. 5 GHz @ Conroe есть, теперь будем штурмовать 8 GHz @ Cedar Mill… А как иначе? Ведь Team MXS ModLabs.net срочно нуждается в новых достижениях ее членов!




Ваши пожелания и замечания по данному материалу принимаются в соответствующей ветке форума ModLabs.net.