Эволюция водоблоков EKWB и оптимальный их выбор для процессоров AMD на микроархитектуре Zen 2. Обзор EK-Quantum Magnitude

Тестовый стенд

  • процессор: AMD Ryzen 9 3900X;
  • материнская плата: ASUS ROG CROSSHAIR HERO Wi-Fi (UEFI v1302);
  • память: Corsair Vengeance LPX 4133C19;
  • видеокарта: SAPPHIRE RX VEGA64 NITRO+;
  • накопитель: Gigabyte Aorus NVMe Gen4 SSD 2TB;
  • накопитель: Samsung 960 PRO 512 MB;
  • блок питания: Corsair HX750i;
  • охлаждение ЦП: EKWB Supremacy EVO;
  • охлаждение ЦП: EKWB Quantum Velocity;
  • охлаждение ЦП: EKWB Quantum Magnitude;
  • помпа: EKWB Quantum Kinetic;
  • радиаторы: 2x EKWB CoolStream 360 PE;
  • вентиляторы: EKWB Vardar F3 120;
  • датчики потока и температуры от BARROW;
  • термопаста ARCTIC MX-4;
  • корпус Fractal Design Meshify S2 TG White;
  • операционная система: Windows 10 x64 1909;
  • драйвер для чипсета: AMD 2.01.15.2138;
  • драйвер для видеокарты: Radeon Software Adrenalin 2020 Edition 20.6.1.

Методика тестирования

EKWB EK-Quantum Magnitude

Тестирование водоблоков всегда было рутинным занятием, поскольку на счету важен не только каждый градус, а каждая десятая градуса иначе разницу мы можем не увидеть. Огромное количество времени для подготовки и для прогонов вносят свою лепту. Еще одной причиной «нелюбви» к тестам водоблоков у рецензентов — это невозможно дать точный результат, который хочет получить пользователь. А все почему? Длина трубок, количество и угол изгибов, материалы контура, толщина радиатора, плотность ребер и размер радиатора, индивидуальный контакт процессор-водоблок, количество выделяемой тепловой энергии и прочие факторы делают невозможным дать точный ответ, ведь каждая пользовательская система это частный случай. Единственный способ оценки производительности водоблока — это оценка переданного количества тепла водоблоком в воду, и чем больше было отдано в охлаждающую жидкость — тем лучше. Вода при этом выступает в роли аккумулятора.

Существует довольно много методик тестирования, которые всегда вызывают огромное количество разногласий. Не изменяя этой традиции, я хочу предложить свою методику. Суть ее проста: мы вычитаем среднюю температуру воды в прогретом контуре из средней температуры процессора за определённый промежуток времени после того как контур был прогрет. Так как вода в жидком состоянии не изменяет своих свойств теплопередачи и теплоемкости (если быть точным изменения очень маленькие дабы включать их в расчет) я могу не переживать о том что вода в контуре спустя 19 минут теста изменится на 1 градус. Как писал ранее, вода — это аккумулятор тепловой энергии и итоговый результат производительности водоблока останется неизменным, поскольку 1 градус температуры воды будет равен 1 градусу процессора, которые в итоге будут взаимовычтены. В большинстве прогонов стартовой точкой была температура воды в контуре, равная 29 градусам. При этом более производительному водоблоку все такие удавалось прогревать ее до 32 градусов, хоть и использовалось аж два радиатора EKWB CoolStream 360 PE.

Многие из вас уже сталкивались (или еще все впереди) с феноменом, когда процессоры Ryzen выдают странные температурные пики, которые хоть и длятся доли секунды, но на субмаксимальных температурах способны отправить систему на перезагрузку. Поэтому первое самое главное условие к мониторингу — это низкое время отклика, чтобы понять какой водоблок блок способен забирать эти пики, а какой нет. Поэтому было выбрано время опроса датчиков на уровне 1000 мс. Время замера 20 минут, что равняется 1200 показаниям для каждого из датчиков (температуры воды, скорости потока и температуры процессора). Количество прогонов равняется трем для каждого водоблока и для каждого значения скорости потока воды. Итоговое значение — среднее арифметическое.

Второе условие тестирования — это постоянный ламинарный поток, для этого обороты помпы подбирались индивидуально для каждого водоблока, чтобы достичь заветных 4,3 литра в минуту. Число 4,3 л/мин взялось не просто так, существует довольно много исследований, которые демонстрируют что 1GPM (gallon per minute) будет достаточно эффективной величиной для теплообмена в цепочке процессор->водоблок->вода->радиатор->воздух. Так же в качестве бонуса я протестировал блоки и в режимах 1,65GPM (6,2 л/мин) и 2,15GPM (8,2 л/мин).

Третье условие — вентиляторы всегда 1285 об/мин. Оптимальная производительность для создания достаточного статического давления для «продувки» радиаторов EKWB CoolStream 360 PE, но при адекватных шумовых характеристиках.

Четвертое условие — комнатная температура равная 25 градусам, которая поддерживалась климатической системой с дистанционным датчиком, который позволял очень точно контролировать температуру воздушной массы возле тестового стенда.

Оценивать каждый водоблок будем с помощью самого жесткого стресс теста AIDA FPU с использованием самых горячих инструкций AVX2. Приглянулся мне он не просто так — помимо AVX2 данный стресс-тест периодически вызывал спонтанные температурные пики, что автоматически добавляло ему ценности в тестировании. Было так же желание взять на вооружение известный Prime95, но этот стресс-тест оказался замечательной находкой для подтасовки результатов. Запуск от запуска он по-разному нагружал ядра процессора, тем самым разница температур могла составить 5 градусов. Пакет TDP был выбран на уровне 165 Вт. Возможно, вас смутит это значение, ведь оно довольно маленькое по меркам современных процессоров, но тут есть свой нюанс. Система защиты у моего экземпляра Ryzen 9 3900X срабатывала уже при 88–89 градусах (при заявленных 95), потому нужна была оптимальная величина, чтобы температурные пики во время стресс-теста не отправили систему на перезагрузку.

Если наблюдался аномальный результат, водоблок пересобирался и соответственно производились новые монтажные условия с последующей развоздушкой контура.

Результаты тестирования

3,8–4,3 литров в минуту это базовое и достаточное значение, при котором водоблок может продемонстрировать свой потенциал. Мы можем наблюдать, что EK-Quantum Magnitude имеет превосходство более чем 1–2 градуса над предшественниками. При этом EK-Quantum Magnitude со стандартным Jet Plate 0.5P оказался неоптимальным вариантом в моем случае, так как в соответствии с инструкцией, эта пластина устанавливается гладкой поверхностью к микроканалам, что существенно уменьшает турбулентность в них. Более глубокая фактура поперечной «шероховатости» у Jet Plate 0.6P увеличивает турбулентность в микроканалах, благодаря чему водоблок может отвести больше тепла.

EKWB EK-Quantum Magnitude

Заявление компании EKWB относительно уменьшенного ГДС (гидродинамического сопротивления) подтвердились на практике. Для достижения потока в 4,3 л/мин потребовалось на 10% меньшее количество оборотов двигателя помпы.

EKWB EK-Quantum Magnitude

Увеличение скорости потока до 6,2 л/мин положительно сказалось на производительности всех обозреваемых решений. EK-Quantum Magnitude все так же остается фаворитом, хотя отрыв от EK-Quantum Velocity серьезно уменьшился.

EKWB EK-Quantum Magnitude

ГДС у EK-Quantum Magnitude при увеличенной скорости потока на 50% так же демонстрирует лучшие результаты, при чем Jet Plate 0.6P оказывается более эффективной, нежели стандартная Jet Plate 0.5P. Возможно странный результат, но позиция шлангов от смены Jet Plate не изменилась, условия для скорости потока остались прежними.

EKWB EK-Quantum Magnitude

Заключительный тест — это максимально оптимальная скорость потока равная 8,2 л/мин, при этом производительность EK-Quantum Kinetic не является ограничивающим фактором. Дальнейшее увеличение скорости потока просто не дает никаких преимуществ в отводе тепла. EK-Quantum Magnitude сравнялся с EK-Quantum Velocity. Удивительно, при трехкратной разнице в цене мы имеем идентичную производительность. Единственным весомым плюсом, который остался за плечами EK-Quantum Magnitude, оказались низкие требования к производительности помпы:

EKWB EK-Quantum Magnitude

EKWB EK-Quantum Magnitude

Выводы

Вопреки бытующему мнению, что с водоблоков все давно «выжали», компания EKWB смогла доказать обратное на примере EK-Quantum Magnitude, но начну пожалуй с замечаний.

EKWB EK-Quantum Magnitude

При желании можно найти много минусов в абсолютно любом продукте. В случае водоблоков это вечная погоня за глубиной микроканала, площадью ребер или оптимальным использованием потока холодной воды. Лично мне не понравилось, что в 2020 году ширина микроканала осталась довольно большой при том, что высота ребра увеличилась незначительно. В данном нюансе мне симпатизируют водоблоки компании Optimus, у которых в несколько раз количество микроканалов больше, как и рабочая площадь. Безусловно, подобные продукты обладают более высокими гидродинамическим сопротивлением, что не является однозначной величиной, которая определяет производительность и потенциал водоблока (хотя многие рецензенты считают, что меньшее ГДС соответствует лучшей производительности). Увеличенная площадь с микроканалами у EK-Quantum Magnitude в некоторой степени позволяет больше снимать тепла с IHS, но. Но заключается в том, что верхняя часть процессора с архитектурой Zen 2 не имеет источников тепла и не имеет под IHS припоя для участия в теплораспределении. Поток холодной воды, который через нее проходит в большей степени вообще ничего не делает.

Многие из вас наверно слышали, что металлические версии водоблока работают куда лучше своих акриловых собратьев, поскольку кожух так же принимает участие в теплообмене. Латунная камера EK-Quantum Magnitude довольно сложная деталь, на которую было потрачено изрядное количество ресурсов, но, тем не менее, она не принимает участия в отводе тепла.

Не могу не сказать о цене — диапазон 210–270 долларов удовольствие не для всех. Даже для западного рынка это очень дорого, при том, что разница в производительности от мейнстрим-решений довольно мала. Материалы, которые используются в производстве, не имеют весомых отличий от продукции конкурентов аналогичного премиального сегмента. Удивительно, но с такой ценой пользователь не получает, к примеру, сверхчистую медь 999 или камеру, которая будет принимать участие в теплообмене. С другой стороны, водоблок выполнен на достойном уровне и в этом плане придраться к нему невозможно. Да и большое количество ручной работы, безусловно, внесли лепту в стоимость продукта.

Говоря о плюсах, то их много. Внутренняя конструкция водоблока заслуживает особого внимания, ассиметричный дизайн позволил сделать смещение для входного потока воды, который сконцентрирован на самой горячей точке IHS. Площадь с микроканалами увеличилась на 50%, а дополнительная Jet Plate 0.6P (которую можно найти в комплекте) продемонстрировала серьезные отличия в производительности водоблока относительно стандартной разгонной пластины. Гидродинамическое сопротивление не выросло, а даже уменьшилось на 10–13% относительно предшественников. Очень приятным моментом является малые требования к скорости потока, теперь не обязательно «выкручивать» обороты помпы до 50%, чтобы получить максимальную производительность. Индивидуальный подход, тот самый тезис, который смогли удовлетворить инженеры EKWB при проектировании данного продукта.

Водоблок демонстрирует не только рекордную производительность, но и обладает впечатляющими инерционными характеристиками, тем самым позволяя гасить температурные пики, которые я искусственно вызывал с помощью стресс-теста. Отдельного внимания заслуживает полностью никелированная версия, которая за счет металлической крышки способна демонстрировать чуть большую производительность, нежели версии с ацеталем и акрилом.

Модульная конструкция еще одно новшество, позволяющее пользователю создать стенд свой мечты, в том виде, который видит он сам, а не то, что навязывают производители. Не могу не отметить престижную премию iF Design 2020 за инновационный подход к механизму крепления водоблока. Теперь не только быстро и просто, а еще и красиво, без грубых прижимных болтов или гаек. Что касается подсветки — D-RGB выглядит великолепно даже в глазах скептика, вроде меня.

EKWB EK-Quantum Magnitude

Наша работа возникла из-за любви к железу!