Van luchtkoeling tot LN2: hoe ver kom je met welke koelmethode?

50 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Luchtkoeling
  3. 3. Waterkoeling
  4. 4. Phase-change
  5. 5. Vloeibaar stikstof
  6. 6. Test
  7. 7. Conclusie
  8. 50 reacties

Test

Om te bekijken wat je van de verschillende koelmethodes mag verwachten, gingen wij aan de slag met een Intel Core i7 5960X (retail), geplaatst op een ASUS Rampage V Extreme moederbord, 16GB G.Skill Ripjaws 4 DDR4-3000 geheugen (ingesteld op 2400 MHz CL15) en een Corsair AX1200i voeding.

Allereerst voorzagen we de CPU van een Noctua NH-D15, één van de best presterende luchtkoelers die je kunt kopen. Vervolgens plaatsten we een custom waterkoelset bestaande uit onder meer een EK Supremacy waterblok. Koelmethode drie was een dual-stage phase-change, waarbij we wel direct moeten aangeven dat het model dat wij gebruikten niet helemaal lekker werkte waardoor de CPU onder load niet kouder werd dan zo’n -55 °C, waar dat eigenlijk -80 °C zou moeten zijn. Het geeft desalniettemin een goed beeld van de mogelijkheden. Ten slotte gingen we aan de slag met vloeibaar stikstof, gebruikmakend van een Kingpin F1 EE pot.

De Core i7 5960X werkt standaard op een klokfrequentie van 3,0 GHz met een 3,5 GHz turbo-modus. De chip werkt op stock settings bij maximale belasting op circa 1,05V.

Vast voltage en vaste frequentie

Lagere temperaturen zorgen niet alleen voor een beter overklokpotentieel in absolute zin, ofwel hogere te behalen klokfrequenties. Op lagere temperatuur werken transistors en dus CPU’s simpelweg beter en efficiënter. Voor een gelijk blijvende klokfrequentie heb je een lager voltage nodig en hetzelfde voltage kun je juist een hogere klokfrequentie behalen. Het stroomverbruik en dus ook de warmteproductie stijgen kwadratisch met het voltage, dus het zo laag mogelijk houden van de spanning is cruciaal.

Allereerst hebben we bij de vier koelmethodes bekeken met welk voltage we een klokfrequentie van 4,6 GHz (50+ % bovenop de standaard CPU-klokfrequentie) stabiel konden houden in alle benchmarks. Bij luchtkoeling was dat bij onze CPU een Vcore van 1,3V, bij waterkoeling een fractie minder, 1,28V. Bij de cascade en met LN2 kon 4,6 GHz stabiel gebruikt worden met 1,24V en zelfs slechts 1,175V.

Om aan te tonen dat lagere temperaturen ook bij hetzelfde voltage voor hogere klokfrequenties kunnen zorgen, zetten we de Vcore bij alle koelmethodes ook eens vast op 1,3V. Met lucht- en waterkoeling had de CPU dan zijn limiet op 4,6 GHz. Met de cascade kwamen we 200 MHz hoger uit, op 4,8 GHz; met vloeibare stikstof op 5 GHz.

All out!

Met alle vier de koelmethodes hebben we het maximale uit onze Core i7 5960X proberen te halen. Met luchtkoeling bleek de limiet de al eerder genoemde 4,6 GHz, waar 1,3V voor nodig was. De CPU-temperatuur zit dan op zo’n 90 °C.

Met de custom waterkoelset was er voldoende koelcapaciteit om het voltage nog iets hoger in te stellen, op 1,35V. Daardoor kon de klokfrequentie ook net wat hoger uitkomen, op 4,7 GHz. Ook in dit geval heeft de CPU dan een temperatuur van rond de 90 °C.

Met onze dual-stage phase-change kwamen we een heel stuk verder. Na veel uitproberen bleek de maximale stabiele instelling 5,1 GHz met een Vcore van 1,45V. De CPU-temperatuur was daarbij zo’n -55 °C.

Met vloeibare stikstofkoeling konden we de ware max van de CPU bereiken: bij een core voltage van 1,65V kwamen we tot 5418 MHz, een stijging van ruim 80% ten opzichte van de standaard klokfrequentie. Hierbij hielden we de CPU op z’n -100 °C, net boven de cold bug dus.

Waar de CPU standaard in Cinebench 11.5 een score laat noteren van 14,34 punten, kwamen we met de vier koelmethodes op maximale scores van 20,08 (lucht), 20,39 (water), 21,77 (phase-change) en 23,65 punten (LN2).

KoelingLuchtWaterCascadeLN2
Voltage 1.3V, Max. CPU snelheid 4600MHz 4600MHz 4800MHz 5000MHz
4,6 GHz, minimale voltage 1.3V 1.28V 1.24V 1.175V
Maximale overklok, alle benchmarks stabiel    
Klokfrequentie 4600MHz 4700MHz 5100MHz 5418MHz
Gebruikt voltage 1.3V 1.35V 1.45V 1.65V
CPU temperatuur onder load ~ 90 °C ~ 90 °C ~ -55 °C ~ -100 °C
Cinebench 11.5 20,08 20,39 21,77 23,65
Cinebench 15 1847 1883 2076 2186
WPrime 32M 2,808 2,76 2,53 2,401
3DMark 11 Physics 22175 22464 24351 26769
3DMark Fire Strike Physics 22182 22787 24681 26849
Advertentie
0

Hardware Info maakt gebruik van cookies

Hardware Info plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Hardware Info relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie.

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Hardware Info contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht.

    janee

    Hardware Info genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Hardware Info gevolgd worden. Deze data wordt maximaal 2 weken bewaard. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden.

    janee