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Köpfen, Kühlen, Klotzen – Supercool Computers Direct-Die Wasserblock und Delid-Tool für Intel Alder Lake | Praxistest mit dem Intel Core i9-12900K

Temperatur-Ersparnisse in P95 und y-cruncher

Vorab sei gesagt, die CPU hat es überlebt, sonst würde ich wahrscheinlich auch nicht gerade diesen Artikel schreiben. 😀 Nun gilt es aber noch zu testen, wie viel besser die Temperaturen denn nun wirklich sind. Hierfür verwende ich Prime95 mit AVX2 und dem Small FFT Preset, wobei die P-Kerne bei 5.2 GHz und der Cache bei 4.9 GHz betrieben werden. Dies ist effektiv die höchste Übertaktung, mit der meine CPU vor dem Umbau stabil laufen konnte. Als Unterbau dient das MSI MEG Z690 Unify-X, wobei es die CPU mit 1,35 V Kernspannung bei LLC7 befeuert.  Die vollständige Liste der verwendeten Hardware gibt’s hier wie immer nochmal zum nachlesen:

Testsysteme

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
  • Netzteil: Superflower Leadex Gold 1600 W
  • SSD: Crucial MX500 2 TB (SATA 3, OS)
  • Grafikkarte: Asus GTX750-DCSL-2GD5 (Game Ready Driver 496.94)
  • Betriebssystem: Windows 11 Pro 64-bit (up-to-date)
Kühlung:
  • CPU-Block (Referenz): Corsair XC7 RGB Pro
  • CPU-TIM: Alphacool Subzero
  • Radiatoren: Alphacool NexXxoS ST30 480mm + HardwareLabs Black Ice GTX 240mm + Watercool MO-RA3 360 PRO
  • Lüfter: 4x Phobya NB-eLoop 120mm 1600rpm + 2x Noiseblocker NB eLoop B12-4 120mm + 9x XPG Vento Pro 120 PWM
  • Pumpe: XSPC D5 PWM
Gehäuse:
  • Open Benchtable
Peripherie:
  • Monitor: Benq XL2720
  • Tastatur: KBC Poker 2 (Cherry MX Brown)
  • Maus: Zowie FK1
Messgeräte:
  • Thermometer: Elmorlabs KTH (kalibriert)
  • Leistungsmessgerät: Elmorlabs PMD 
  • USB-to-I2C Adapter: Elmorlabs EVC2
  • Durchfluss-Messgerät / Thermometer: Aqua Computer high flow NEXT
  • Software: HWInfo v7.17-4680

Die Temperaturen der P-Kerne werden per Software mit HWInfo ausgelesen. Zusammen mit dem Aqua Computer high flow Next kann so das Delta zwischen Kern- und Wasser-Temperatur berechnet werden. Zwei mal pro Sekunde werden hierfür die Werte erfasst und anschließend die Maximale Delta Temperatur eines jeden P-Kernes ermittelt. Des weiteren wurden mit beiden Konfigurationen jeweils 3 Testläufe durchgeführt und jeweils das beste Ergebnis verwendet.

Das Ergebnis kann sich wirklich sehen lassen:

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
Stock + 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

Rund 16 °C läuft die CPU im Prime95 nun kühler, mit selben Taktraten und Spannungen. Auch die auf dem Mainboard vorher eingestellte RAM-Übertaktung auf 6800 CL30 funktioniert nach wie vor problemlos und stabil. Es sollte auch noch erwähnt sein, dass die Umrüstung auf den Direct-Die Block und die beiden zusätzlichen Schnellverbindungs-Kupplungen den Durchfluss in meinem Wasserkühlungs-Loop von 165 auf ca. 100 l/h gedrosselt haben. Somit ist die ermittelte Temperatur-Ersparnis auf der konservativen Seite und könnte mit einem Pumpen-Upgrade mit Sicherheit noch einmal verbessert werden.

Benchmarking auf Rekordjagt

Was tut man nun mit einer kälteren CPU? Richtig, man übertaktet sie höher! Bereits vor einigen Tagen und vor dem Delidden hatte ich mich mit der CPU mal in y-cruncher 2.5b Benchmark versucht, um auch hier einen Vorher/Nachher-Vergleich zu haben. Dieser Benchmark erzeugt mit seinen AVX-2 bzw. -512 Instruktionen sehr viel Hitze in der CPU und beansprucht zugleich Cache und Arbeitsspeicher stark. Ein perfekter Test also, um den Zugewinn an Compute-Performance von Direct-Die Kühlung auszuloten.

Den Baseline-Score habt ihr vielleicht bereits bei den Kollegen von videocardz gesehen, die aus meinem Tweet zur AVX-512 Reaktivierung beim Z690 Unify-X Mainboard prompt eine News-Story gestrickt hatten. Eigentlich war das aber für mich nur ein Nebenschauplatz und Referenzwert für das, was dann hinterher mit der geköpften CPU möglich sein soll.

Mit der Direct-Die Kühlung lässt sich der Takt der P-Kerne nochmal um ca. 275 MHz steigern und mit ein paar kleinen weiteren Verfeinerungen der RAM-Timings letztendlich auch die 53 Sekunden-Marke knacken. Vorher und nachher liegen die CPU-Kerntemperaturen dabei bei knapp 100 °C, nur dass sich die CPU jetzt mit 1,42 V unter Last deutlich mehr Spannung genehmigen als 1,3 V vorher und damit einen weitaus höheren Takt halten kann. Mit diesem Ergebnis ist meine CPU übrigens auch momentan die schnellste „8-Kern“ CPU in diesem Benchmark überhaupt, noch vor einigen Extreme-Overclockern mit flüssigem Stickstoff. 🙂

Zusammenfassung und Fazit

Wenn man bedenkt, wie wenige Besitzer einer K-CPU jemals an der Taktschraube drehen, und dann wiederum, wie ähnlich klein der Prozentsatz davon ist, die ihre CPU mit Wasserkühlung ans absolute Limit bringen, ist das heute getestete Kit zweifelsohne ein absolutes Nischenprodukt und nicht für den breiten Markt gedacht. Wer nun aber wirklich mehr Kühlleistung für den täglichen Betrieb seiner Alder Lake CPU erreichen möchte und bereit ist, das mit dem Köpfen verbundene Erlöschen der Garantie und Risiko der Beschädigung in Kauf zu nehmen, für den wird Supercool Computers mindestens in die engere Wahl fallen.

Die Verarbeitung des Tools ist nicht perfekt und wirklich vertrauenserweckend ist der Bestellprozess über herkömmlich Chatplattformen definitiv auch nicht. Einen simplen Online-Shop mit Paypal-Integration könnte man im Jahre 2022 schon erwarten. Man muss schon ein besonderer Schlag Mensch bzw. Enthusiast sein, um sich auf so sein Abenteuer mit möglichen finanziellen Konsequenzen einzulassen. Wenn aber alles glatt geht, die CPU geköpft und der Block in Betrieb genommen ist, entlohnt das Ergebnis von mehr als 15 °C niedrigeren Kerntemperaturen und ein damit gewonnenes OC-Potential von knappen weiteren 300 MHz mehr als genug.  

Abschließend habe ich noch ein paar Bilder der RGB-Beleuchtung für euch, die ich auch nicht ganz unter den Tisch lassen fallen wollte. Auch wenn dieses Feature meiner Meinung nach für das Produkt komplett unwichtig ist – wenn man das Feature mit gekauft hat, möchte man es vielleicht auch nutzen. Hier sind die Schnellverschluss-Kupplungen wieder praktisch, sodass sich der schwarze LED-Rahmen einfach auf den Block stecken lässt und das Farbenspiel beginnen kann.

 

 

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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4,651 Kommentare 2,549 Likes

Inbus nicht Imbus :geek:

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k
krelog

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173 Kommentare 53 Likes

Danke für die Test.

Wie verhält es sich hier mit durchbiegung der "Wasserblocks"

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Igor Wallossek

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10,174 Kommentare 18,759 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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4,651 Kommentare 2,549 Likes

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

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Denn1s

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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 35 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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10,174 Kommentare 18,759 Likes

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

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skullbringer

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306 Kommentare 328 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

818 Kommentare 572 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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4,651 Kommentare 2,549 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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866 Kommentare 501 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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4,651 Kommentare 2,549 Likes

Heißluft Föhn, kunststoff musst natürlich vorher abmachen.

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Martin Gut

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7,755 Kommentare 3,560 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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Klicke zum Ausklappem
RedF

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4,651 Kommentare 2,549 Likes

Damit müsste das doch gehen

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Xaver Amberger (skullbringer)

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