स्काईलेक-एक्स मेस एक्सप्लोर किया गया: थर्मल पेस्ट और रनवे पावर

स्काईलेक-एक्स: इसकी समस्याओं की वर्तमान स्थिति

स्काईलेक-एक्स के परिचय और हमारे ओवरक्लॉकिंग प्रयासों के निराशाजनक परिणामों के मद्देनजर, हमने इंटेल के उच्चतम-अंत डेस्कटॉप सीपीयू को प्रभावित करने वाले बिजली और थर्मल मुद्दों पर बहुत विचार किया। ये बाधाएं कुछ मुख्य बिंदुओं तक उबालती हैं जिन्हें हम यथासंभव गहराई से तलाशना चाहते हैं:

(1) स्काईलेक-एक्स अपनी स्टॉक सेटिंग्स में सामान्य ऑपरेशन के दौरान मुश्किल से ठंडा किया जा सकता है। यह कुछ स्थितियों में इसकी बिजली की खपत बहुत अधिक होने के कारण है, और इसके थर्मल पेस्ट अपशिष्ट गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट होने से बचाते हैं। (2) उत्साही लोगों के लिए ओवरक्लॉक करने के लिए मुश्किल से कोई जगह है। इसके अलावा, अपर्याप्त वीआरएम कूलिंग जैसे खराब डिजाइन विकल्पों के कारण कई मदरबोर्ड स्काईलेक-एक्स सीपीयू को और सीमित कर देते हैं। उच्च ओवरक्लॉक की तलाश करने वालों को आवेदन करने की आवश्यकता नहीं है।

परीक्षण उपकरण और सेटअप

दोनों बिंदुओं को समझने के प्रयास में, हमने वहां से सरल LGA 2066 मदरबोर्ड में से एक को हथियाने का फैसला किया, ऊर्ध्वाधर संचालन का समर्थन करने में सक्षम बेंच टेबल का निर्माण किया, और अधिक परीक्षणों के माध्यम से कोर i9-7900X चलाना शुरू किया।

हमारे प्रयोग दो दिशाओं में गए। सबसे पहले, हमने थर्मल सेंसर रीडिंग की जांच की और जहां वे गर्मी की रिपोर्ट कर रहे थे। दूसरा, हमने अपने इन्फ्रारेड थर्मल माप की तुलना मदरबोर्ड के एलजीए इंटरफेस और वीआरएम के आसपास सेंसर की व्यवहार्यता को दोबारा जांचने के लिए की। इसने हमें वार्म-अप चरण और समय-व्यतीत वीडियो के माध्यम से गर्मी कैसे फैलती है, का दस्तावेजीकरण करने की अनुमति दी।

अंत में, हम यह जानने में रुचि रखते हैं कि प्रोसेसर द्वारा लगाए गए हॉट-स्पॉट से अन्य ऑन-बोर्ड घटक प्रभावित होते हैं या नहीं।

हम स्थिर संचालन के साथ-साथ विश्वसनीय सेंसर रीडिंग की गारंटी के लिए अपने मदरबोर्ड के BIOS के सबसे वर्तमान संस्करण का उपयोग कर रहे हैं। HWiNFO (v5.53-3190) के नए बीटा संस्करण को उन्हीं कारणों से चुना गया था।

मदरबोर्ड की सीपीयू बिजली आपूर्ति कुल 5+1 चरणों को नियोजित करती है, जिसे एक अंतर्राष्ट्रीय रेक्टिफायर IR35201 डुअल-लूप हिरन नियंत्रक द्वारा महसूस किया जाता है। यह आधिकारिक तौर पर इंटेल के VR12.5 Rev 1.5 और जाहिर तौर पर VR13 को भी सपोर्ट करता है। यश यदि आपने अधिक नियामक सर्किटों की गणना की है; पांच चरणों का दोहरीकरण प्रति चरण दो सर्किट की अनुमति देता है, प्रत्येक वीआरएम के भार को कम करता है और हॉट-स्पॉट को अधिक समान रूप से फैलाता है।

प्रत्येक सर्किट का अपना 60A IR3555 PowIRstage होता है। ये अत्यधिक एकीकृत चिप्स एक पैकेज में आवश्यक गेट ड्राइवर, उच्च और निम्न-पक्ष MOSFETs, और Schottky डायोड को जोड़ते हैं। अधिकांश MOSFETs के विपरीत, IR3555 अंतर्निहित तापमान सेंसर के लिए एनालॉग मान पढ़ने में सक्षम है। तो, बिना IR कैमरे के पीसीबी पर हॉट-स्पॉट का तापमान कैसे निर्धारित करना संभव है?

MSI Nuvoton की NCT6795D सुपर I/O चिप का उपयोग करता है, जो सेंसर रीडिंग की एक विस्तृत विविधता को एकत्रित करने और रिपोर्ट करने में सक्षम है। इनमें से एक रीडिंग पॉइरस्टेज चिप्स के बीच रखे थर्मिस्टर (नीचे चित्र देखें) से आती है। यही कारण है कि हमने इस थर्मिस्टर के ठीक नीचे, मदरबोर्ड के पिछले हिस्से पर, हमारे वीडियो-आधारित माप के लिए स्थान के रूप में चुना।

इसके अतिरिक्त, हम रेगुलेटर सर्किट के चोक और कैपेसिटर पर तापमान की जांच करेंगे, साथ ही सीपीयू के लिए बोर्ड के तापमान की भी जांच करेंगे।

फ़्रिक्वेंसी थ्रॉटलिंग और आपातकालीन शटडाउन

यह समझना महत्वपूर्ण है कि मदरबोर्ड निर्माता जानबूझकर अपने डिजाइन में कुछ सुरक्षा तंत्र जोड़ते हैं। हमारे परीक्षण मंच से एक उदाहरण यह है कि एक स्काईलेक-एक्स प्रोसेसर की घड़ी की दर ठीक 1.2 गीगाहर्ट्ज़ तक पहुंच जाती है यदि थर्मिस्टर 105 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक के तापमान की रिपोर्ट करता है (नीचे की छवि में एमओएस लाइन देखें)। यह आवृत्ति तब तक बनी रहती है जब तक कि तापमान 90 डिग्री सेल्सियस से कम न हो जाए। तभी यह प्रोसेसर की पूरी स्पीड को रिस्टोर करता है।

भले ही बोर्ड सामग्री का फ्लैशपॉइंट (एफआर 4) 105 डिग्री सेल्सियस से काफी अधिक है, निरंतर संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम तापमान 95 और 105 डिग्री सेल्सियस के बीच है। अन्यथा, मदरबोर्ड कंडक्टर पथ में ड्राई-आउट, झुकने, या हेयरलाइन फ्रैक्चर से पीड़ित हो सकता है। यह सुरक्षा-चेतना सुनिश्चित करने के लिए एक स्वागत योग्य प्रवृत्ति है।

इंटेल की एक्सट्रीम ट्यूनिंग यूटिलिटी (एक्सटीयू) का उपयोग करने वाले उत्साही इस सेटिंग को थर्मल थ्रॉटलिंग के तहत पा सकते हैं: हां, पीले रंग में। लेकिन अन्य सेटिंग्स के बारे में क्या, जैसे कि मदरबोर्ड वीआर थ्रॉटलिंग?

पहले, थोड़ी सी पृष्ठभूमि। तापमान सेंसर आउटपुट (ज्यादातर वोल्टेज के रूप में) के साथ संबंधित एमओएसएफईटी के बिना आईआर 35201 हिरन नियंत्रक अपना तापमान रीडिंग प्रदान करता है। बहुत पहले, कुछ पीडब्लूएम नियंत्रकों के साथ ग्राफिक्स कार्ड के लिए वोल्टेज कनवर्टर तापमान को वीआरएम 1 और वीआरएम 2 के रूप में पढ़ना संभव था। हालाँकि, तापमान मान तापमान सेंसर द्वारा निर्धारित नहीं किए गए थे, लेकिन चिप द्वारा स्वयं को मापने के द्वारा, क्योंकि उपयोग किए जा रहे MOSFETs में सेंसर नहीं थे।

हमारे मामले में, हमें रिपोर्ट किए गए मान पॉवरस्टेज के भीतर से प्राप्त होते हैं। आखिरकार, VR T1 और VR T2 के तहत मान हमारी अपेक्षा से काफी अधिक हैं।

PWM नियंत्रक केवल एक स्थिर और सुरक्षित बिजली आपूर्ति की गारंटी दे सकता है यदि सभी घटक इसके तकनीकी विनिर्देशों के भीतर रहते हैं। इसका मतलब है कि अधिकतम तापमान सेटिंग आवश्यक है। यहाँ, वह 125°C है। 125 डिग्री सेल्सियस पर और ऊपर, एक्सटीयू का मदरबोर्ड वीआर थ्रॉटलिंग: हां सेटिंग पीली हो जाती है और सीपीयू की आवृत्ति 1.2 गीगाहर्ट्ज तक थ्रॉटल हो जाती है। 135 डिग्री सेल्सियस पर, हार्डवेयर क्षति से बचने के लिए मदरबोर्ड बस बंद हो जाता है।

सीपीयू खुद को भी सुरक्षित रखता है। यह विभिन्न एकीकृत डिजिटल तापमान सेंसर (डीटीएस) से रीडिंग के आधार पर इसके कोर और पैकेज के तापमान का अनुमान लगाता है। उन अनुमानों की सटीकता बढ़ जाती है क्योंकि सेंसर गर्म हो जाते हैं। 40 डिग्री सेल्सियस के नीचे, उनके माप व्यर्थ हैं। हालांकि, वे 80 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बहुत सटीक हैं, जहां यह मायने रखता है। यदि कोर या पैकेज का तापमान बहुत अधिक गर्म हो जाता है, तो थ्रॉटलिंग हो जाती है।

पैकेज तापमान में एकीकृत वोल्टेज नियामक की रिसाव धाराएं शामिल हैं। आईवीआर सीपीयू के भीतर सबसिस्टम को विभिन्न वोल्टेज प्रदान करने के लिए जिम्मेदार है। उच्च ओवरक्लॉक और मैन्युअल वोल्टेज बढ़ने से तापमान सीमा अप्रत्याशित रूप से पार हो सकती है। उपकरण इस प्रभाव को मज़बूती से पकड़ने में सक्षम नहीं हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि सीपीयू बिना किसी कारण के थ्रॉटल हो सकता है जो उपयोगकर्ता को दिखाई देगा।

अवलोकन # 1: यह सर्वविदित है कि सीपीयू अपने कोर या पैकेज तापमान के बहुत अधिक होने के कारण अपनी घड़ी की दर को कम कर सकता है। हालाँकि, VRM तापमान बहुत अधिक होने के कारण सुपर I/O चिप भी इसे थ्रॉटल कर सकता है। अंत में, पीडब्लूएम नियंत्रक बहुत गर्म होने पर भी थ्रॉटलिंग का कारण बन सकता है, क्योंकि इससे खतरनाक रूप से अस्थिर बिजली आपूर्ति हो सकती है। इसके अलावा, यह एक शहरी किंवदंती है कि पीडब्लूएम नियंत्रक वीआरएम तापमान की रिपोर्ट कर सकता है।

परीक्षण प्रणाली

परीक्षण उपकरण और पर्यावरण

प्रणाली
Intel Core i9-7900XMSI ​​X299 गेमिंग प्रो कार्बन AC4x 4GB G.Skill Ripjaws IV DDR4-2600Nvidia Quadro P6000 (वर्कस्टेशन) 1x 1TB तोशिबा OCZ RD400 (M.2, सिस्टम) 2x 960GB तोशिबा OCZ TR150 (स्टोरेज, इमेज) शांत डार्क पावर बनें प्रो 11, 850W पावर सप्लाई यूनिट (PSU)Windows 10 Pro (क्रिएटर्स अपडेट)

शीतलक
अल्फ़ाकूल इस्ज़िट 2000 चिलर + अल्फ़ाकूल इस्ब्लॉक XPXअल्फ़ाकूल इस्बार 240 (ऑल-इन-वन वाटर कूलर) नोक्टुआ एनएच-डी15 (एयर कूलर)थर्मल ग्रिज़ली क्रायोनॉट (कूलर स्विच करते समय प्रयुक्त)

निगरानी करना
ईज़ो EV3237-बीके

बिजली की खपत माप
शंट पर प्रत्यक्ष वर्तमान मापन (वोल्टेज ड्रॉप) मापन बिंदुओं पर प्रत्यक्ष वर्तमान मापन बाहरी सहायक बिजली आपूर्ति केबल पर संपर्क-मुक्त डीसी मापन केबल2x रोहडे और श्वार्ज़ एचएमओ 3054, 500 मेगाहर्ट्ज डिजिटल मल्टी-चैनल ऑसिलोस्कोप स्टोरेज फंक्शन के साथ 4x रोहडे और श्वार्ज़ एचजेडओ 50 करंट प्रोब (1mA – 30A, 100kHz, DC) 4x रोहडे और श्वार्ज़ HZ355 (10:1 जांच, 500MHz) 1x रोहडे और श्वार्ज़ HMC 8012 स्टोरेज फंक्शन के साथ डिजिटल मल्टीमीटर

थर्मल मापन
1x Optris PI640 80Hz इन्फ्रारेड कैमरा + PI कनेक्ट रीयल-टाइम इन्फ्रारेड मॉनिटरिंग और रिकॉर्डिंग चित्र और उत्सर्जन वीडियो