Высокое тепловыделение приводит к троттлингу P4
Трудно поверить, но high-end процессор Pentium 4 560 на 3,6 ГГц, действительно, работает вплотную к своим тепловым пределам, что приводит к троттлингу при высокой нагрузке. То же самое верно и сегодня, после того как процессор находится на рынке уже несколько месяцев. Кроме того, в следующий понедельник Intel планирует выпустить скоростной и, вероятно, более горячий 3,8-ГГц процессор Pentium 4 570.
Несколько недель мы наблюдали этот феномен. Всё началось с того, что результаты тестов Pentium 4 560 становились всё хуже и хуже при каждом повторении. Мы подозревали, что в этом повинен инженерный образец, и связались с Intel. Германский PR-менеджер Кристиан Андерка (Christian Anderka) и инженер Intel Бенсон Инкли (Benson D. Inkley) провели целый день в нашей лаборатории, пытаясь разобраться с этой проблемой.
В целом, мы перепробовали три инженерных образца Pentium 4 560. Только один из них смог сохранить тактовую частоту даже при высокой нагрузке, поэтому именно его мы и использовали для тестирования. Однако мы были ещё более удивлены, когда тот же самый феномен возник и с этим процессором, когда мы перешли на другую тестовую платформу. Опять же, результаты тестов оказывались хуже при каждом повторном прогоне.
После этого мы отослали процессор обратно Intel для дальнейшего исследования. Поскольку Intel не смогла обнаружить проблему, нам пришлось разбираться самостоятельно.
Как оказалось, решение проблемы заключалось в использовании более эффективной термопасты (с оксидом серебра). Возникает большой вопрос: если система с идеальной вентиляцией начинает включать троттлинг при стандартной термопасте, то как поведёт себя обычный ПК, купленный в магазине и основанный на спецификациях Intel? Мы решили проверить.
Первый шаг: покупаем процессор
Купив «коробочную» версию 3,6-ГГц процессора Pentium 4 560, мы решили не использовать инженерные образцы, поскольку они могут отличаться от розничных процессоров.
Сегодня купить Pentium 4 560 можно без всяких проблем. Так было не всегда, поскольку у Intel после анонса ушло целых два месяца на то, чтобы процессор добрался до потребителей.
Эталонный кулер Intel, поставляющийся со всеми процессорами Pentium 4 для Socket 775.
Спецификации Intel: максимальная температура в корпусе 38°
В коробке мы обнаружили любопытный листок. По информации, которая была на нём приведена, температура воздуха в корпусе не должна превышать 38°C.
Суть понятна. Внутри корпуса температура не должна превышать 38°C.
Категории Pentium 4 PRB
Зависимость температуры процессора TCase от тепловыделения позволяет найти значение TDP (Thermal Design Power, тепловой пакет).
Спецификация PRB1 (включение Performance Requirement Bit) поддерживается для P4 550 и P4 560 на Socket 775, при этом тепловой пакет TDP составляет 115 Вт.
Intel разбила процессоры на две категории по их тепловыделению.
Второй шаг: собираем систему
Мы проводили измерения температуры, используя корпус Chieftec DX-01W (из линейки Dragon), который доступен в продаже и имеет хорошую вентиляцию.
Чтобы измерить температуру внутри корпуса, мы разместили термодиод в центре системы. Использовалась плата Intel D925XECV2. Также мы прошили последнюю версию BIOS (CV92510A.86A.0338, 15 октября 2004).
Мы установили графическую карту GeForce 6800GT, поскольку вряд ли пользователь с high-end материнской платой и процессором будет довольствоваться «бюджетным» решением.
Мы использовали цифровой мультиметр для измерения температуры внутри корпуса.
Intel определяет температурные зоны 1 и 2. Кроме того, мы использовали и наш сенсор.
Версия BIOS, которую мы прошили.
Программное обеспечение
Мы хотели максимально нагрузить процессор, поэтому в качестве основного инструмента тестирования выбрали Prime95.
Prime95 версия 23.8.1 под Windows XP Professional с Service Pack 2.
Эта опция нам прекрасно подходит.
Для измерения температур в зонах 1 и 2 мы использовали Chipzilla Active Monitor, версия 2.0.11.46.
Максимум для каждого значения температуры был взят на сайте Intel в разделе Thermal Zone Information. Ниже мы приводим эти значения.
Затем мы желали отслеживать работу процессора. Для этого мы использовали закрытую утилиту, которая отображает тактовую частоту и показывает, включает ли процессор троттлинг.
Первое измерение: «коробочный» кулер Intel и термопаста в комплекте поставки
«Коробочный» кулер Intel уже оснащён слоем термопасты.
Сначала мы провели стрессовое тестирование с помощью термопасты, которая уже нанесена на радиатор. Конечно же, перед запуском Prime95 мы закрыли корпус.
Температура внутри корпуса поднялась до 36°C и оставалась на этом уровне.
По информации Intel, температура для зоны 2 отображается неверно. Поскольку сей факт может сбить с толку пользователя, Intel должна исправить эту ошибку как можно быстрее.
Однако эта «ошибка» наблюдается в нескольких версиях Intel Active Monitor. Возникает законный вопрос: а что если температура отображается правильно, но превышает порог Intel?
Кроме того, процессор поддерживал тактовую частоту 3600 МГц и не включал троттлинг. Похоже, «коробочный» кулер прекрасно работает с нанесённой на него термопастой.
Утилита мониторинга сразу же выдала предупреждение.
Второе измерение: «коробочный» кулер Intel и обычная термопаста
Мы решили использовать обычную термопасту.
Вряд ли пользователь-энтузиаст будет долго оставлять систему нетронутой. Пару раз за год он может поменять материнскую плату, процессор или кулер. Поэтому мы повторили наше измерение, использовав обычную термопасту, — такой сценарий вполне вероятен.
Результаты оказались шокирующими, так как температура в обеих зонах Intel превысила пороговое значение. Кроме того, и температура процессора перешла допустимое значение, в результате чего Prescott включал троттлинг. Производительность при этом падает, а время жизни процессора уменьшается.
Температура в BIOS подтвердила информацию Intel Active Monitor: порог для обеих зон превышен.
14-й Видеоролик THG: Prescott на предельном значении температуры
Для наглядной демонстрации наших тестов мы сняли новый видеоролик. Для воспроизведения вам потребуется скачать последний кодек DivX на сайте DivX.com.
Заключение
Хорошим дополнением к Pentium 4 560 станет термопаста с оксидом серебра.
Наш опыт с системой P4 во время тестирования можно назвать разочаровывающим, поскольку мы чётко следовали спецификациям Intel. Другими словами: любой обычный пользователь столкнётся с тем же.
В любом случае, пороги температур для зон, близких к процессору на материнской плате, были превышены при высокой загрузке процессора. Intel приложила к процессору небольшой листок, где указана максимальная температура внутри корпуса. Но в реальности это требование выполнить сложно, поскольку графическая карта, несколько приводов и других компонентов вносят свой вклад в нагрев системы.
Если использовать «девственный» кулер Intel, только что извлечённый из коробки, то процессор будет работать с должными параметрами даже при высокой нагрузке. Однако демонтаж кулера заставляет пользователя очищать поверхность кулера и процессора и наносить свежую термопасту, после чего и возникают проблемы.
Если вы решите использовать обычную термопасту, её теплопроводность будет недостаточно хороша, чтобы справиться с тепловыделением топовых моделей Pentium 4 550 и 560. Обладатели 3,6-ГГц процессора получат, в результате, троттлинг из-за высокой температуры.
Единственным разумным решением является использование термопасты с оксидом серебра, которая имеет лучшую теплопроводность. Но будем говорить честно: многие ли пользователи, не считая оверклокеров и любителей моддинга, заботятся о термопасте, которую они покупают?
Может ли производитель выпускать продукт, который работает с максимальной производительностью только при особых условиях? Быстрые процессоры — устройства эксклюзивные, но они не должны становиться предметом разочарования. Потребителю нужен продукт, который будет просто работать! Подумайте об этом, прежде чем выпускать быстрые процессоры, Intel.
