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[CPU] 通过偏移冷头位置改善ZEN3处理器“积热”问题及相关测试

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发表于 2022-2-11 03:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 落寞之心 于 2022-2-11 03:50 编辑

太长不看,先放结论:
        使用针对单CCD(如5800x)设计的偏移扣具,将水冷头向CCD1位置进行偏移,可以些许降低5900x的温度并些许提高两个CCD的频率,但实际性能提升很小。(提升了但没完全提升)
前言
        ZEN3发布一年多来,在广大玩家圈中一直存在“积热”这一说法。这次研究(折腾)的起因是由于微星林大的一则B站动态:
lin.JPG

其中指出:12代酷睿处理器发热中心并非位于处理器正中,这就导致将冷头上移5mm可以极大改善处理器的运行温度。
动态下一位网友(B站ID:遇事不决老干妈)提出了AMD的ZEN3处理器也存在类似情况,两个发热量最大的CCD位于处理器正下方,呈左右分布,而正上方是发热量相对较小的IO die。绝大部分水冷头换热能力最强的微水道位于铜底正中,安装好以后正对处理器中心位置。实际上并没有将水冷头微水道铜底的性能发挥到最大。并且他设计了一款偏移水冷头位置的扣具,以改善这种情况。经过他的测试,单CCD的5800x能够在烤鸡时降低7度之多
        以下为其原贴,感谢他提出的独道思路以及设计的偏移扣具:https://www.bilibili.com/read/cv13192887?spm_id_from=333.999.0.0
5900x.JPG

UP主翼王开盖后的5900x,上机后可见位于正上方的IO die和正下方两个CCD的分布情况

于是我就咸鱼上向这位网友购买了他所设计的这款偏移扣具。
捕获1.JPG

        但他表示双CCD的U发热分散,使用偏移扣具也无法得到明显效果。这一点也在B站UP主翼王(B站ID:翼王)的测试中有所体现(5800x降低4度,而开盖后的5900x只能降低2度)视频链接:BV1pm4y1f77A
本着闲来无事折腾一下的想法,我还是向这位网友购买了他所设计的偏移扣具,并进行了相关测试。


偏移扣具原理:
       
IMG_20220211_0156411.jpg

        左边为水冷原装AM4扣具,右边为偏移扣具。螺丝开孔为3个,图中分别标注为1、2、3.
        3号孔位与原装AM4孔位相对应,水冷头位于处理器顶盖正中;2号孔位将水冷头向下偏移5mm(据卖家叙述),针对双CCD优化;1号孔位在2号孔位基础上,再将水冷头向右偏移5mm,针对单CCD优化。
        水冷头虽然铜底较大,尤其本人使用的欧酷北极熊360的水冷头,喷射结构与XPX水冷头几乎一样,但是拆开后可以看到水流喷射位置位于铜底正中,铜底虽大但四周位置并没有完全被微水道覆盖。
IMG_20211105_135242.jpg

IMG_20211105_135316(1).jpg

并且,本人猜测,由于这个一体水的冷头是欧酷分体水产品(微水道较市面上asetek一体水的微水道宽 且密度小),并且采用了性能较弱的LT水泵,因此无法满足其高水流流速的热交换需求。所以本人猜测,本论坛的神月妍妍大佬测试下来这款一体水实际性能不佳的原因也就在于此。
        测试中我串联了D5泵箱,关掉了冷头上自带的性能孱弱的LT水泵。

测试环境:
        室温:14摄氏度±2摄氏度
        主板:B550 unify
        cpu:5900x
        散热器:欧酷北极熊360,串联D5水泵;风扇3X温柔台风1850
        硅脂:利民TF8
        内存:TFORCE 梦境4000 8G X4
        电源:振华LEADEX G750
        操作系统:win10专业版21H1
        主板bios设置:内存3666 ,fclk1833;防掉压4级,PBO开启,其余设置均默认
        数据监测:HWiNFO v6.42
        跑分测试:CINEBENCH R23
因为卖家表示以及UP主翼王视频中使用针对双CCD优化的偏移扣具效果一般,因此本人采用针对单CCD优化的偏移方案进行测试,旨在提升体质较好的CCD1性能以及单核性能

        本人进行了以下几次测试:
                1.使用水冷自带扣具, PBO开启“自动”模式,PBO内设置均为主板默。
                2.使用水冷自带扣具,手动设置PBO,+25mhz,全核心neg10,PPT260,EDC170,TDC190。
                3.使用偏移扣具,水冷头偏移向CCD1位置,手动设置PBO,+25mhz,全核心neg10,PPT260,EDC170,TDC190。
                4.使用偏移扣具,水冷头偏移向CCD1位置,使用HYDRA1.0E PRO软件进行测试。测试完成后使用HYDRA软件控制,进行跑分测试(主板
        BIOS为pbo自动,HYDRA        中设置PPT260,EDC170,TDC190)。

测试结果:
        由于单核测试中,R23进程会在多个核心间切换,此处记录使用最多,频率最高,温度最高的核心数据。
IMG_20220209_191656(1).jpg

测试结果表格.JPG

温度条形图.JPG

频率测试条形图.JPG

跑分成绩条形图.JPG



结果:
        1.由于主板自动PBO未解锁105W功耗墙,因此多核心频率较低。
        2.使用偏移扣具后可见,刚开机无负载时,CCD2的温度会高于CCD1;多核测试时也是如此。说明偏移冷头对温度有影响。
        3.比较手动PBO改用偏移扣具前后的测试温度,可见不论单核测试还是多核测试,ccd温度均有一定程度下降,且频率有所提升。偏移扣具确实能够提高CCD1的实际性能与温度。
        4.改用偏移扣具后,R23单核成绩有提升(0.9%),多核成绩有提升(0.1%)。个人认为可以视为误差。
        5.对比使用偏移扣具前后HYDRA的测试结果,可见到散热性能的提升。当然此项可能存在室温影响(偏移前的测试时去年11月做的,室温23度。偏移后的测试是室温15度,hydra为同一版本)
HYDRA.JPG

偏移.JPG

        6.在HYDRA和偏移扣具的双重加持下,单核性能提升(2.1%),多核性能提升(3.2%)
       
结论:
        将冷头换热性能最强的中心位置对准CPU实际的CCD位置确实可以提升换热性能,并且这一操作的成本并不高,难度也并不大,相较将5900x开盖获得的温度提升表现而言,性价比可以说是很高了。但是实际CPU跑分的提升并不大,虽然确实有提升,但是计算提升比例,可谓微乎其微。有兴趣的玩家可以尝试。
        本次测试的想法是:1.因为已经有玩家测试将冷头下移5mm对于双CCD处理器的提升不明显,本人考虑双CCD处理器存在体质较好与较差的两个CCD,通过移动冷头,加强体质较好的CCD1散热,同时兼顾CCD2。温度较低的IO die由于水冷头面积较大,依旧可以覆盖到,影响不大。结果可见,确实CCD1有更好的提升,CCD2提升幅度较小。
        将冷头换热性能最强的中心位置对准实际处理器发热量最大的CCD位置,值得散热器厂商学习。(似乎在12代酷睿上,散热器厂商已作出类似优化?)

评分

参与人数 3邪恶指数 +35 收起 理由
gaojian520 + 10 我做过风冷3700X的测试
醉酒棕熊 + 20
Wolverine + 5

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发表于 2022-2-11 04:17 来自手机 | 显示全部楼层
沙发,厉害了
发表于 2022-2-11 04:18 | 显示全部楼层
有想过买淘宝上的「手机维修0.4mm热管」,并排竖放在cpu上
不知道这样是否能改善积热问题?
发表于 2022-2-11 04:30 来自手机 | 显示全部楼层
ljy1414 发表于 2022-2-11 04:18
有想过买淘宝上的「手机维修0.4mm热管」,并排竖放在cpu上
不知道这样是否能改善积热问题? ...

试试均热板
发表于 2022-2-11 04:52 | 显示全部楼层

均热板肯定不行啦,均热板是平面大核心散热。。。这个需要解决小核心的垂直散热。
发表于 2022-2-11 06:07 | 显示全部楼层

寨普雷的v587试过了,没啥用
发表于 2022-2-11 08:27 | 显示全部楼层
希望以后cpu顶盖直接内置均热板,这样应该是基本最好的方案,但是我觉得应该也不会做就是了
发表于 2022-2-11 08:35 | 显示全部楼层
ljy1414 发表于 2022-2-11 06:07
寨普雷的v587试过了,没啥用

咦...你啥时候开始打简体了..海峡那边买的到V587么
发表于 2022-2-11 08:35 | 显示全部楼层
感谢分享~~
发表于 2022-2-11 08:37 | 显示全部楼层
是不是说,其实AMD在设计U的时候存在不合理或者考虑欠佳的情况
还有改进的空间?
发表于 2022-2-11 08:42 | 显示全部楼层
我是FC140+5800,看了原帖好像这个方法对风冷没啥效果,感觉还是要AMD改进下工艺或者设计。
发表于 2022-2-11 08:49 | 显示全部楼层
Wolverine 发表于 2022-2-11 08:35
咦...你啥时候开始打简体了..海峡那边买的到V587么

首富家买的,我买的是最一开始的版本 (纯白光风扇版)
货到手的时候不知道是否物流用力过猛,整个散热器都歪斜,中间的12风扇根本塞不进去
大力出奇迹掰正后用TT钢影高速版*2,根本压不住HYDRA跑测试的5950X,5分钟就重启
我PPT、EDC、TDC都是HYDRA默认预设,开启重负载模式
最后看不顺眼直接拉基桶了,当作钱扔水沟
发表于 2022-2-11 08:51 | 显示全部楼层

感谢分享~~
发表于 2022-2-11 09:09 | 显示全部楼层
艺王,有人炒你
发表于 2022-2-11 09:21 | 显示全部楼层
翼王不是干爆了一个5900x...开盖加液晶直触订制冷头王道。。。。
发表于 2022-2-11 09:26 来自手机 | 显示全部楼层
我已经在闲鱼入手了同款xpx偏移扣具,改天试试
发表于 2022-2-11 09:30 | 显示全部楼层
很好的散热思路。
发表于 2022-2-11 09:58 | 显示全部楼层
mark一下,这个思路真不错
发表于 2022-2-11 10:10 | 显示全部楼层
ljy1414 发表于 2022-2-11 08:49
首富家买的,我买的是最一开始的版本 (纯白光风扇版)
货到手的时候不知道是否物流用力过猛,整个散热器都 ...

记得有阵子咱们技术区有个坛友猛推,我差点也买了
发表于 2022-2-11 10:23 | 显示全部楼层
zhao1999250 发表于 2022-2-11 08:27
希望以后cpu顶盖直接内置均热板,这样应该是基本最好的方案,但是我觉得应该也不会做就是了 ...

翼王做过测试,效果不太理想
发表于 2022-2-11 10:28 | 显示全部楼层
看了看日期,貌似类似的信息出了很久了,最早是看德国小哥的视频
效果有一些的,实测结果也相对好看
但是更多时候不如冷头转个方向方便
发表于 2022-2-11 10:34 | 显示全部楼层
这个便宜差不多两年多了吧,Debauer出了扣具,EK和AQ冷头都是偏移设计
发表于 2022-2-11 10:49 | 显示全部楼层
真正有质变效果的貌似只有开盖冷头直触。其它的方案对单ccd的来说也只能算聊胜于无,59这种就更不用说了
发表于 2022-2-11 12:00 | 显示全部楼层
怪不得呢,以前玩3900x时候,有时候拆装散热器以后,之前1.3v 4.5g能烤鸡,后来几次出现不能烤鸡过热。。。原来是冷头移动原因。
 楼主| 发表于 2022-2-11 14:32 | 显示全部楼层
ljy1414 发表于 2022-2-11 04:18
有想过买淘宝上的「手机维修0.4mm热管」,并排竖放在cpu上
不知道这样是否能改善积热问题? ...

如果是CPU-热管-散热器这样的结构的话可能意义不大,毕竟是在cpu和散热器之间又加了一层介质。并且,如果使用的是风冷的话,本身就有热管直触的产品了
 楼主| 发表于 2022-2-11 14:34 | 显示全部楼层
zhao1999250 发表于 2022-2-11 08:27
希望以后cpu顶盖直接内置均热板,这样应该是基本最好的方案,但是我觉得应该也不会做就是了 ...

均热板是水平方向的“均热”能力较强,凉的核心会被热的核心加热。但是垂直方向(CPU往散热器方向)传导热量能力并不强。我帖子里翼王做的测试视频已经有结果了。
 楼主| 发表于 2022-2-11 14:37 | 显示全部楼层
hu2851 发表于 2022-2-11 08:37
是不是说,其实AMD在设计U的时候存在不合理或者考虑欠佳的情况
还有改进的空间?
...

也不能这么说,像12代酷睿也有发热中心不在处理器顶盖正中的问题。后续也是散热器厂商调整扣具解决的。
你非要说AMD的问题。。翼王开盖以后发现zen3三个die的高度不一样,和顶盖之间的高度差距是直接用钎焊材料填平的,这倒可能是不合理的点。当然也可能跟晶片设计或生产工艺有关吧。
 楼主| 发表于 2022-2-11 14:39 | 显示全部楼层
heqi770880 发表于 2022-2-11 08:42
我是FC140+5800,看了原帖好像这个方法对风冷没啥效果,感觉还是要AMD改进下工艺或者设计。 ...

风冷底座并不像水冷头有“喷射中心”这种热交换能力最强的位置吧。风冷的每根热管热交换能力应该都差不多。我猜测是这个原因导致对风冷影响不大。
 楼主| 发表于 2022-2-11 14:40 | 显示全部楼层
shadoweyre 发表于 2022-2-11 09:21
翼王不是干爆了一个5900x...开盖加液晶直触订制冷头王道。。。。

对,我帖子也是参考了他的那个视频。泰国人定制的那个冷头水道就是为了zen3的die布局而重新设计的。
发表于 2022-2-11 14:47 | 显示全部楼层
落寞之心 发表于 2022-2-11 14:39
风冷底座并不像水冷头有“喷射中心”这种热交换能力最强的位置吧。风冷的每根热管热交换能力应该都差不多 ...

是的,水冷好像也是适用于部分冷头内部水道面积比较小而密集的型号,效果比较显著
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