Skylake-X: Sorunlarının Mevcut Durumu
Skylake-X’in tanıtılmasının ve hız aşırtma denemelerimizin hayal kırıklığı yaratan sonuçlarının ardından, Intel’in en üst düzey masaüstü CPU’larını rahatsız eden güç ve termal sorunları çok düşündük. Bu barikatlar, mümkün olduğunca derinlemesine araştırmak istediğimiz birkaç göze çarpan noktaya kadar özetlenebilir:
(1) Skylake-X, stok ayarlarında normal çalışma sırasında zar zor soğutulabilir. Bunun nedeni güç tüketiminin bazı durumlarda aşırı derecede yüksek olması ve termal macununun atık ısının etkin bir şekilde dağılmasını engellemesidir.(2) Hız aşırtmaya meraklılar için neredeyse hiç yer yok. Ayrıca birçok anakart, yetersiz VRM soğutması gibi kötü tasarım seçenekleri nedeniyle Skylake-X CPU’ları daha da sınırlandırır. Yüksek hız aşırtma arayanların başvurmasına gerek yok.
Test Ekipmanı ve Kurulum
Her iki noktayı da incelemek amacıyla, piyasada bulunan daha basit LGA 2066 anakartlarından birini almaya, dikey çalışmayı destekleyebilen bir masa üstü masa oluşturmaya ve Core i9-7900X’i daha fazla testle çalıştırmaya karar verdik.
Deneylerimiz iki yöne gitti. İlk olarak, termal sensör okumalarını ve ısıyı nereye bildirdiklerini inceledik. İkinci olarak, sensörlerin akla yatkınlığını iki kez kontrol etmek için anakartın LGA arayüzü ve VRM’leri etrafındaki kızılötesi termal ölçümlerimizi karşılaştırdık. Bu aynı zamanda ısınma aşamasını ve ısının hızlandırılmış videolar aracılığıyla nasıl yayıldığını belgelememizi de sağladı.
Son olarak, diğer yerleşik bileşenlerin işlemci tarafından uygulanan etkin noktalardan etkilenip etkilenmediğini ve nasıl etkilendiğini bilmek istiyoruz.
Kararlı çalışma ile birlikte güvenilir sensör okumalarını garanti etmek için anakartımızın BIOS’unun en güncel sürümünü kullanıyoruz. HWiNFO’nun yeni beta sürümü (v5.53-3190) aynı nedenlerle seçildi.
Anakartın CPU güç kaynağı, Uluslararası Doğrultucu IR35201 çift döngülü kontrolör tarafından gerçekleştirilen toplam 5+1 faz kullanır. Resmi olarak Intel’in VR12.5 Rev 1.5’i ve ayrıca görünüşe göre VR13’ü destekliyor. Daha fazla regülatör devresi saydıysanız Kudos; beş fazın ikiye katlanması, faz başına iki devreye izin vererek her VRM’nin yükünü azaltır ve sıcak noktaları daha eşit şekilde dağıtır.
Her devrenin kendi 60A IR3555 PowIRstage’i vardır. Bu yüksek düzeyde entegre yongalar, gerekli kapı sürücülerini, yüksek ve düşük taraf MOSFET’leri ve Schottky diyotu tek bir pakette birleştirir. Çoğu MOSFET’in aksine, IR3555 yerleşik sıcaklık sensörü için analog değerleri okuyabilir. Peki, kullanışlı bir IR kamera olmadan PCB üzerindeki sıcak noktaların sıcaklığını da belirlemek nasıl mümkün olabilir?
MSI, Nuvoton’un çok çeşitli sensör okumalarını toplayıp raporlayabilen NCT6795D Süper I/O çipini kullanır. Bu okumalardan biri, PowIRstage yongaları arasına yerleştirilmiş bir termistörden (aşağıdaki resme bakın) gelir. Bu nedenle, video tabanlı ölçümlerimiz için bu termistörün hemen altındaki, anakartın arka tarafındaki noktayı seçtik.
Ek olarak, regülatör devrelerinin bobinleri ve kapasitörlerindeki sıcaklıkların yanı sıra CPU’ya kadar olan kart sıcaklıklarını da kontrol edeceğiz.
Frekans Kısıtlama ve Acil Kapatma
Anakart üreticilerinin tasarımlarına kasıtlı olarak belirli güvenlik mekanizmaları eklediklerini anlamak önemlidir. Test platformumuzdan bir örnek, bir Skylake-X işlemcinin saat hızının, termistör 105 °C veya daha fazla bir sıcaklık bildirdiğinde tam olarak 1,2 GHz’e düşmesidir (aşağıdaki resimdeki MOS satırına bakın). Bu frekans, sıcaklık 90°C’nin altına düşene kadar korunur. Ancak o zaman işlemcinin tam hızını geri yükler.
Levha malzemesinin parlama noktası (FR4) 105 °C’den önemli ölçüde yüksek olmasına rağmen, sürekli çalışma için önerilen maksimum sıcaklıklar 95 ile 105°C arasındadır. Aksi takdirde anakartta kuruma, bükülme veya iletken yollarında ince çizgi kırılmaları meydana gelebilir. Bu güvenlik bilinci, kuşkusuz hoş bir trend.
Intel’in Extreme Tuning Utility’yi (XTU) kullanan meraklılar, bu ayarı Termal Kısma altında bulabilir: Evet, sarı renkte. Peki ya Anakart VR Kısma gibi diğer ayarlar?
İlk olarak, bir miktar arkaplan. Sıcaklık sensörü çıkışlı (çoğunlukla voltaj olarak) ilgili MOSFET’ler olmadan IR35201 buck denetleyici kendi sıcaklık okumalarını sağlar. Uzun zaman önce, belirli PWM denetleyicilerine sahip grafik kartları için voltaj dönüştürücü sıcaklıklarını VRM1 ve VRM2 olarak okumak mümkündü. Ancak, sıcaklık değerleri sıcaklık sensörleri tarafından değil, kullanılan MOSFET’lerin içinde sensörler olmadığı için çipin kendisini ölçtüğü için belirlendi.
Bizim durumumuzda, rapor edilen değerleri PowIRstage içinden alıyoruz. Sonuçta, VR T1 ve VR T2 altındaki değerler beklediğimizden çok daha yüksek.
PWM denetleyicisi, yalnızca tüm bileşenler teknik özellikleri içinde kaldığı takdirde istikrarlı ve güvenli bir güç kaynağını garanti edebilir. Bu, maksimum sıcaklık ayarının gerekli olduğu anlamına gelir. Burada, bu 125 °C. 125 °C ve üzerinde, XTU’nun Anakart VR Kısıtlaması: Evet ayarı sarıya döner ve CPU’nun frekansı 1,2 GHz’e kısılır. 135 °C’de anakart, donanım hasarını önlemek için basitçe kapanır.
CPU da kendini korur. Çekirdeklerinin ve paketinin sıcaklıklarını, farklı entegre dijital sıcaklık sensörlerinden (DTS) gelen okumalara dayanarak tahmin eder. Sensörler ısındıkça bu tahminlerin kesinliği artar. 40°C’nin altında ölçümleri anlamsızdır. Bununla birlikte, önemli olan 80°C’nin üzerinde çok hassastırlar. Çekirdek veya paket sıcaklığı çok ısınırsa, kısma meydana gelir.
Paket sıcaklığı, entegre voltaj regülatörünün kaçak akımlarını içerir. IVR, CPU içindeki alt sistemlere farklı voltajlar sağlamaktan sorumludur. Yüksek hız aşırtmalar ve manuel voltaj artışları, sıcaklık sınırının beklenmedik bir şekilde aşılmasına neden olabilir. Araçlar bu etkiyi güvenilir bir şekilde yakalayamayabilir, bu da CPU’nun kullanıcı tarafından görülebilecek herhangi bir neden olmaksızın kısılabileceği anlamına gelir.
Gözlem 1: Çok yüksek çekirdek veya paket sıcaklıkları nedeniyle CPU’nun saat hızını düşürebileceği iyi bilinmektedir. Bununla birlikte, Süper G/Ç yongası, VRM sıcaklıklarının çok yüksek olması nedeniyle onu kısabilir. Son olarak, PWM denetleyicisi, aşırı ısınması durumunda da kısmaya neden olabilir, çünkü bu, tehlikeli derecede kararsız bir güç kaynağına neden olabilir. Ayrıca, PWM kontrolörünün VRM sıcaklıklarını bildirebilmesi bir şehir efsanesidir.
Test Sistemi
Test Ekipmanları ve Çevre
sistem
Intel Core i9-7900XMSI X299 Gaming Pro Carbon AC4x 4GB G.Skill Ripjaws IV DDR4-2600Nvidia Quadro P6000 (İş istasyonu)1x 1TB Toshiba OCZ RD400 (M.2, Sistem)2x 960GB Toshiba OCZ TR150 (Depolama, Görüntüler)Sessiz Olun Karanlık Güç Pro 11, 850W Güç Kaynağı Birimi (PSU)Windows 10 Pro (Creators Update)
Soğutma
Alphacool Eiszeit 2000 Chiller + Alphacool Eisblock XPXAlphacool Eisbär 240 (Hepsi Bir Arada Su Soğutucu)Noctua NH-D15 (Hava Soğutucu)Termal Grizzly Kryonaut (Soğutucuları Değiştirirken Kullanılır)
monitör
Eizo EV3237-BK
Güç Tüketimi Ölçümü
Şöntlerde Doğru Akım Ölçümü (Gerilim Düşüşü)Ölçüm Noktalarında Doğru Akım Ölçümü Harici Yardımcı Güç Kaynağı Kablosunda Temassız DC Ölçümü 2x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500MHz Depolama Fonksiyonlu Dijital Çok Kanallı Osiloskop 4x Rohde & Schwarz HZO50 Akım Probu (1mA – 30A, 100kHz, DC) 4x Rohde & Schwarz HZ355 (10:1 Prob, 500MHz) 1x Rohde & Schwarz HMC 8012 Depolama Fonksiyonlu Dijital Multimetre
Termal Ölçüm
1x Optris PI640 80Hz Kızılötesi Kamera + PI Connect Gerçek Zamanlı Kızılötesi İzleme ve KayıtResimler ve Emisyon Videoları
