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Supercool Computers Direct-Die waterblock and delid tool for Intel Alder Lake Review| Intel Core i9-12900K in Pain

Temperature savings in P95 and y-cruncher

First of all, the CPU survived, otherwise I probably wouldn’t be writing this article right now. 😀 But now we still have to test how much better the temperatures really are. For this, I use Prime95 with AVX2 and the Small FFT preset, with the P cores running at 5.2 GHz and the cache at 4.9 GHz. This is effectively the highest overclocking my CPU could run stably at before the delid. The MSI MEG Z690 Unify-X serves as the base unit, whereby it runs the CPU with 1.35 V core voltage at LLC7.  As always, the complete list of hardware used can be found here:

Test systems

Hardware:
  • CPU: Intel Core i9-12900K (5.2 GHz P-Core, E-Cores disabled, 4.9 GHz cache)
  • Mainboard: MSI MEG Z690 Unify-X (BIOS A22)
  • RAM kit: Teamgroup T-Force Delta RGB DDR5-6400 CL40 2x 16 GB kit
  • Power supply: Superflower Leadex Gold 1600 W
  • SSD: Crucial MX500 2 TB (SATA 3, OS)
  • Graphics card: Asus GTX750-DCSL-2GD5 (Game Ready Driver 496.94)
  • Operating system: Windows 11 Pro 64-bit (up-to-date)
Cooling:
  • CPU block (reference): Corsair XC7 RGB Pro
  • CPU TIM: Alphacool Subzero
  • Radiators: Alphacool NexXxoS ST30 480mm + HardwareLabs Black Ice GTX 240mm + Watercool MO-RA3 360 PRO
  • Fans: 4x Phobya NB-eLoop 120mm 1600rpm + 2x Noiseblocker NB eLoop B12-4 120mm + 9x XPG Vento Pro 120 PWM
  • Pump: XSPC D5 PWM
Housing:
  • Open Benchtable
Periphery:
  • Monitor: Benq XL2720
  • Keyboard: KBC Poker 2 (Cherry MX Brown)
  • Mouse Zowie FK1
Measuring devices:
  • Thermometer: Elmorlabs KTH (calibrated)
  • Power meter: Elmorlabs PMD
  • USB-to-I2C Adapter: Elmorlabs EVC2
  • Flow meter / thermometer: Aqua Computer high flow NEXT
  • Software: HWInfo v7.17-4680

The temperatures of the P cores are read out via software with HWInfo. Together with the Aqua Computer high flow Next, the delta between core and water temperature can be calculated. The values are recorded twice per second and the maximum delta temperature of each P-core is then determined. Furthermore, 3 test runs were performed with both configurations and the best result was used in each case.

The result is really something to behold:

Config P0 max Δ P1 max Δ P2 max Δ P3 max Δ P4 max Δ P5 max Δ P6 max Δ P7 max Δ Ø relative
Stick + XC7 + AC SZ 64.9 75 66.1 77.9 69.1 73.8 66.2 68.1 70.14
Supercool DD + CLLU 48.7 57.1 51.7 59.7 54.6 56.5 52.7 53.3 54.29 -15.85

The CPU now runs around 16 °C cooler in Prime95 with the same clock rates and voltages. The RAM overclock to 6800 CL30, which was previously set on the motherboard, also still works smoothly and stably. It should also be mentioned that the conversion to the direct-die block and the two additional quick-connect couplings have throttled the flow in my water-cooling loop from 165 to about 100 lph. Thus, the calculated temperature savings are on the conservative side and could certainly be improved with a pump upgrade.

Benchmarking on the hunt for records

What do you do now with a colder CPU? That’s right, you overclock it higher! Already a few days ago and before the delidding, I had tried y-cruncher 2.5b benchmark with the CPU to have a before/after comparison here as well. This benchmark generates a lot of heat in the CPU with its AVX-2 or -512 instructions, and at the same time places heavy loads on the cache and RAM. So a perfect test to evaluate the gain in compute performance of direct-die cooling.

You might have already seen the baseline score at the colleagues of videocardz, who promptly made a news story out of my tweet about the AVX-512 reactivation on the Z690 Unify-X motherboard. However, this was actually only a side issue for me and a reference value for what should be possible with the delidded CPU afterwards.

With the Direct-Die cooling, the clock rate of the P-cores can be increased by about 275 MHz again and with a few more small refinements of the RAM timings, the 53 second mark can finally be cracked. Before and after, the CPU core temperatures are just under 100 °C, except that the CPU now allows itself a much higher voltage of 1.42 V under load than 1.3 V before and can thus maintain a much higher clock rate. By the way, this result also makes my CPU the fastest “8-core” CPU in this benchmark at the moment, even ahead of some extreme overclockers with liquid nitrogen. 🙂

Summary and conclusion

Considering how few owners of a K-CPU ever touch the clock setting, and then again how similarly small the percentage of them are who push their CPU to the absolute limit with water cooling, the kit tested today is undoubtedly an absolute niche product and not intended for the broad market. However, if you really want to achieve more cooling performance for the daily operation of your Alder Lake CPU and are willing to accept the voided warranty and risk of damage associated with the delidding, Supercool Computers will at least be on your short list.

The manufacturing of the tool is not perfect and the ordering process via conventional chat platforms definitely does not inspire confidence. A simple online store with Paypal integration could really be expected in 2022. You have to be a special kind of person or enthusiast to embark on such an adventure with possible financial consequences. But if everything goes smoothly, the CPU is delidded and the block is put into operation, the result of more than 15 °C lower core temperatures and a thus gained OC potential of almost another 300 MHz is more than rewarding.  

Finally, I have a few pictures of the RGB lighting for you, which I also didn’t want to leave out completely. Even though this feature is completely unimportant for the product in my opinion – if you bought the feature with it, you might want to use it. Here, the quick-release couplings come in handy again, so that the black LED frame can simply be plugged onto the block and the color play can begin.

 

 

Kommentar

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b
b_fiek

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Bald sind wir wieder auf Pentium 4-Niveau.. die waren doch damals Grund für BTX-Formfaktor..

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RedF

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4,601 Kommentare 2,521 Likes

Inbus nicht Imbus :geek:

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k
krelog

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170 Kommentare 44 Likes

Danke für die Test.

Wie verhält es sich hier mit durchbiegung der "Wasserblocks"

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Igor Wallossek

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10,107 Kommentare 18,597 Likes

Bitte einigen wir uns auf Innensechskant, das wäre dann wirklich korrekt :D

Weil, im Bus tragen wir Masken... *duckundweg*

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RedF

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4,601 Kommentare 2,521 Likes

Aber danke für den Artikel.
Meine letzte geköpfte CPU war glaube ein Core2Duo, die war noch nicht verlötet.

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Denn1s

Veteran

118 Kommentare 35 Likes

Wenn schon gendern dann richtig! Sechskant:innen!

🤡

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Triton

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35 Kommentare 20 Likes

Ja, darf dabei nicht fehlen, ansonsten fühlt sich 50% der Menschheit nicht angesprochen. 😁

@Igor: Wieviel Kilo hast Du bei der Aktion abgenommen? 😅

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Llares

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70 Kommentare 34 Likes

Bei so einer Aktion zuzuschauen, erzeugt bei mir die gleichen Gefühle, wie z.B. bei einer Zahnbehandlung zugegen zu sein: es stellen sich mir sämtliche Nackenhaare auf.

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Igor Wallossek

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10,107 Kommentare 18,597 Likes

Der Test ist von Xaver. Da ich nicht selber ran musste, habe ich zugenommen ;)

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skullbringer

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296 Kommentare 297 Likes

Da wir effektiv den IHS komplett direkt mit dem Wasserblock austauschen, gibt es das Problem der nicht zueinander passenden Flächen nicht mehr. Die Bodenplatte würde ja im selben Verhältnis verbogen wie Die und Package.

Davon abgesehen habe ich die Montage des Direct-Die Blocks mit und ohne "Washermod" getestet und die Ergebnisse waren praktisch identisch. ;)

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Alexander Brose

Moderator

815 Kommentare 565 Likes

Schöner Artikel und klasse Ergebnis, Xaver (y)

Schon irgendwie ein Bisschen bitter, dass man so einen Aufwand betreiben muss, um die CPUs optimal zu kühlen. Aber für uns "Nerds" ist das ja schon auch eine kleine Herausforderung und Teil der Faszination. Ich habe zu Sockel A Zeiten in einem Computerladen gearbeitet und gehöre somit noch zu der Generation, die ausschließlich Direct-Die Kühlung betrieben hat. Da hat man abgebrochene Ecken oder am Kühlerboden klebendes Silizium öfter mal zu sehen bekommen... gab ja auch damals schon minderwertige Wärmeleitpasten/-pads und Kevins 😁.

Grüße!

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RedF

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4,601 Kommentare 2,521 Likes

Mein erster Athlon 1200 hatte auch etwas Karies an der kante, ist aber gut gelaufen. 😅

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jo-82

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54 Kommentare 21 Likes

Als jemand der seinen 7820X auch geköpft hat um die miese Wärmeisolationspaste die Intel da reinspritzte gegen was vernünftiges zu tauschen (hab Kryonaut genommen) begrüße ich solche Artikel. Auch wenns mit den aktuell wieder verlöteten Heatspreader eigentlich nur noch was für die OC Nerds ist.:cool:
Was mich allerdings abschreckte war der Preis den der Bauer damals für das Tool aufgerufen hat, satte 80€ sollte das Kosten... Habs dann ein Jahr später für nen 10er aus China bekommen.
@skullbringer: Darf man fragen was das Tool in dem Fall einzeln kostet?

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T
Tombal

Veteran

106 Kommentare 24 Likes

Ich frage mich gerade, ob es nicht schonender für die CPU wäre, den IHS auf 150°C zu erhitzen, bis das Indium-Lot schmilzt, und einfach auszulöten. Der Kleber am Rand dürfte bei diesen Temperaturen auch schon etwas weicher werden und schnell nachgeben. Das halte ich für besser, als mit brachialer Gewalt den IHS abzuscheren. Und warum lötet man den neuen Kühlblock nicht einfach wieder drauf, das wäre doch besser als eine Wärmeleitpaste. 150°C sind für Halbleiter eigentlich kein Problem, besonders dann nicht, wenn sie stromlos sind.

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ArcusX

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862 Kommentare 500 Likes

War auch meine erste Idee. Backofen z.B. Das Silikon ist wahrscheinlich sogar bis mehr als 150° Hitzefest und dürfte nicht verbrennen.

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geist4711

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274 Kommentare 127 Likes

eigentlich eine gute idee, ABER:
überlege dir mal wie du den wasserkühlblock auf die 150°C bringen willst,
damit der sauber angelötet wird ;-)
und, der hat ja kunststoff mit dran, bis wieviel grad hält das aus?

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RedF

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4,601 Kommentare 2,521 Likes

Heißluft Föhn, kunststoff musst natürlich vorher abmachen.

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Martin Gut

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7,724 Kommentare 3,538 Likes

Leider nein. Bei der aktuellen Generation ist es soweit mir bekannt nicht schlecht gelöst. Als Intel bei der 9. Generation mit den verlöten wieder angefangen hat, war es aber auch nicht so toll wie angepriesen. Weil der Chip grösser war, hat man die Dicke des Silizium verdoppelt und dann 0.3 mm Lot darauf gebracht. Durch so dicke Schichten war der 9900K teilweise schlechter als die Generation davor mit Wärmeleitpaste. Dazu waren manche Prozessoren über 20 Grad wärmer als andere gleiche Prozessoren. Wenn man Pech hatte, war ein 9900K somit nicht vernünftig kühlbar. Schlecht verlötet ist auch nicht besser als die miserable Paste. Paste kann man wenigstens problemlos dünn auftragen. Naja, Intel schafft nicht mal das. Bei den neueren Generationen hat man aber glücklicherweise die Schichten dünner gemacht.

Man könnte die CPU auch im Backofen auf etwa 120 Grad aufwärmen und dann mit den Delide-Tool köpfen. Wenn Silikon und Lot warm sind, geht es schon leichter.

Verlöten einer so grossen Fläche ist sehr schwierig. Die Prozessorhersteller tragen auf den Heatspreader meist mehrere Schichten auf und vergolden die Fläche. Ohne das würde man das Lot nicht zum halten bringen. Mit einem Heissluftföhn kann man die Temperatur nicht so genau kontrollieren, dass das Lot auf der ganzen Fläche flüssig ist aber sonst nichts so heiss wird, dass es Schaden nehmen kann. Man weiss ja auch nicht, mit welcher Temperatur die CPU und die anderen Bauteile auf die Platine gelötet wurden. Man müsste ja unter dieser Temperatur, die man nicht kennt, bleiben. Am ehesten müsste man Niedrigtemperatur-Lotpaste dünn auftragen und dann im Backofen so weit erhitzen bis der Kühler verlötet ist.

Vor den Auftragen von Flüssigmetall hätte ich die Bauteile rund herum mit irgend einem Lack abgedeckt.

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RedF

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4,601 Kommentare 2,521 Likes

Damit müsste das doch gehen

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Xaver Amberger (skullbringer)

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