Noctua NH-D15 SE-AM4, NH-U12 SE-AM4 и AMD 125W: охлаждаем AMD Ryzen 7

Ни для кого уже не секрет, что процессоры AMD Ryzen, выпускаемые по 14-нм технологическому процессу, могут похвастать сравнительно высокой энергоэффективностью и умеренным (по современным меркам) уровнем тепловыделения. Однако всё это справедливо лишь до тех пор, пока дело не дойдёт до разгона. Если до частот 3,7 ГГц новые AMD Ryzen вполне могут обойтись системой охлаждения начального уровня, то уже на следующей ступеньке — в 3,8 ГГц — едва хватает добротного воздушного кулера среднего уровня, а частоты 3,9 ГГц и выше являются уделом суперкулеров или систем жидкостного охлаждения. Наглядно продемонстрировать это положение дел нам сегодня помогут процессор AMD Ryzen 7 1700 и три воздушных системы охлаждения, относящихся к совершенно разным ценовым классам.

⇡#Обзор трёх кулеров для процессора AMD Ryzen 7

⇡#Noctua NH-D15 SE-AM4

Краткий обзор участников тестирования мы начнём с флагманского Noctua NH-D15 SE-AM4, который, как и остальные системы охлаждения, участвующие в этом обзоре, не является новинкой и отличается от базовой модели только креплением под новый разъём AM4.

Кулер запечатан в огромную картонную коробку, оформленную в обычном для австрийской компании стиле.

Подробная информация о системе охлаждения и её технические характеристики приведены на боковых сторонах упаковки.

Внутри всё традиционно надёжно и аккуратно. Например, радиатор запечатан в дополнительную картонную оболочку, а аксессуары уложены в ещё одну коробочку.

Вместе с кулером поставляется крепление для установки на материнские платы с Socket AM4, кабели для вентиляторов, краткая инструкция, термопаста NT-H1 и Г-образная отвёртка.

Noctua NH-D15 SE-AM4 выпускается на Тайване. В нашей стране его уже можно купить по цене от 5,5 тысяч рублей. Фирменная гарантия производителя – 6 лет, но российские реалии, как вы понимаете, могут внести в неё определённые коррективы.

Напомним, что система охлаждения состоит из двухсекционного радиатора башенного типа на тепловых трубках и двух вентиляторов, установленных на секции. Габариты кулера составляют 165 × 161 × 150 мм, а весит он 1 320 граммов.

Каждая из секций радиатора состоит из 45 алюминиевых пластин толщиной 0,45 мм, расставленных на тепловых трубках с межрёберным расстоянием 1,9 мм.

a

В нижней части каждой секции радиатора пластины уже, чтобы обеспечить кулеру совместимость с высокими модулями оперативной памяти. Тем не менее площадь радиатора Noctua NH-D15 SE-AM4 одна из самых впечатляющих в воздушных системах охлаждения и составляет примерно 11 850 см².

Шесть тепловых трубок диаметром 6 мм пронизывают каждую секцию радиатора точно посередине.

Пластины припаяны к трубкам, а трубки припаяны к желобкам в основании.

Качество обработки контактной поверхности основания радиатора размерами 40 × 39 мм близкое к идеальному.

То же самое можно сказать и про ровность основания, хотя на нём и есть небольшая выпуклость, заметная по отпечатку на процессоре.

В комплект кулера входят два вентилятора NF-A15 PWM, один из которых сразу установлен между секциями, а второй запечатан в картонную оболочку.

Размеры вентиляторов составляют 151 × 140 × 26,5 мм, а весит каждый из них по 160 граммов. Об этой модели я подробно рассказывал ещё в 2013 году, и с тех пор она не претерпела никаких изменений.

Вентиляторы могут вращаться в скоростных диапазонах от 300 до 1500 об/мин или от 300 до 1200 об/мин. Для второго случая необходимо будет использовать кабели-переходники с резистором, входящие в комплект. При этом максимальный воздушный поток каждого вентилятора может достигать 82,5 CFM, а уровень шума не должен превышать 24,6 дБА.

Под стальной шайбой на статоре скрыт фирменный подшипник SSO2 с нормативным сроком службы не менее 150 тысяч часов, или более 17 лет непрерывной работы.

Электрические характеристики NF-A15 PWM также впечатляют. На максимальной скорости каждый вентилятор фактически потреблял не более 1 Вт и мог стартовать при напряжении 4,6 В.

Закрепляются «вертушки» на радиаторе с помощью проволочных скоб, а роль виброгасителей играют мягкие силиконовые уголки.

Noctua NH-D15 SE-AM4 устанавливается только на платформы с Socket AM4, но крепления для других процессоров можно приобрести отдельно. Процедура установки элементарна, не придётся даже обращаться к инструкции, кстати весьма качественно выполненной.

Сначала к материнской плате и штатной усилительной пластине крепятся две стальные направляющие. Затем на процессор устанавливается радиатор и равномерно притягивается к процессору двумя винтами с пружинами.

После этого остаётся только повесить на секции радиатора вентиляторы и подключить их к материнской плате или реобасу.

Если центральный вентилятор не помешает на плате ничему, то вот внешний может стать помехой модулям памяти с высокими радиаторами. В нашем случае даже со сравнительно скромными по высоте модулями GeIL Evo X внешний вентилятор оказался сразу на 20 мм выше радиатора, что может стать проблемой для многих корпусов системных блоков, поскольку общая высота кулера превысила 180 мм.

Теперь от флагманской модели перейдём к кулеру среднего класса.

⇡#Noctua NH-U12 SE-AM4

Второй кулер также выпущен австрийской компанией, но относится к среднему классу. Речь пойдёт про Noctua NH-U12 SE-AM4. Данная модель не является новой и выпущена в 2013 году, а предшествовавший ей NH-U12 и вовсе вышел в 2006 году. Правда, с тех пор однобашенный кулер Noctua претерпел немало изменений.

Система охлаждения поставляется в легко узнаваемой картонной коробке.

Практически всю информацию о кулере изготовитель указал на боковых сторонах упаковки.

Внутри всё запечатано так же основательно, как и у флагмана, а аксессуарам вновь досталась отдельная упаковка.

Вместе с кулером поставляются крепления для AM4, инструкция, фирменная термопаста, отвёртка, наклейка с изображением совы – символом Noctua, кабель с резистором и дополнительные крепления для второго вентилятора.

Сопровождаемый шестилетней гарантией производителя, Noctua NH-U12 SE-AM4 выпускается на Тайване и в российских магазинах стоит от 3 800 рублей.

Система охлаждения имеет классическую башенную конструкцию и состоит из алюминиевого радиатора на тепловых трубках и 120-мм вентилятора, установленного с одной из его сторон. Никелировка радиатора не только придаёт устройству благородный внешний вид, но и надолго сохраняет его эстетичность.

Высота кулера составляет 158 мм, а ширина и толщина равны 125 и 71 мм соответственно. Весит система охлаждения скромные 755 граммов из которых 580 приходятся на радиатор.

Конструкция радиатора столь же проста, сколь и эффективна. Приличная для этого класса площадь 5 470 см² набрана 50 алюминиевыми пластинами толщиной 0,45 мм, припаянными к тепловым трубкам с межрёберным расстоянием 2 мм.

Торцы пластин имеют треугольные зазубрины и выемки в центральной части. Тепловых трубок в радиаторе пять, их диаметр равен 6 мм.

Инженеры развели их таким образом, чтобы обеспечить максимально равномерное распределение теплового потока по рёбрам радиатора. При этом, ввиду серьёзных изгибов трубок, две из пяти не контактируют с пятью нижними пластинами радиатора.

Основание у радиатора Noctua NH-U12 SE-AM4 точно такое же, как и у Noctua NH-D15 SE-AM4.

Однако у нашего экземпляра кулера оно оказалось выпуклым по поперечной оси, что не преминуло сказаться на пятне контакта с теплораспределителем процессора.

На радиаторе установлен один вентилятор модели NF-F12 PWM с семилопастной крыльчаткой. Давно выпускаемая модель хорошо известна нашим постоянным читателям и имеет целый пакет фирменных оптимизаций, направленных на увеличение воздушного потока при одновременном снижении уровня шума, в числе которых Focused Flow frame, Stepped Inlet Design и Inner Surface Microstructures.

Поддержка ШИМ-управления обеспечивает скорости в диапазоне от 300 до 1500 об/мин, при максимальном воздушном потоке 55 CFM и уровне шума 22,4 дБА. Входящий в комплект кабель с резистором снизит верхнюю границу скорости до 1200 об/мин с соответственным снижением воздушного потока до 43,7 CFM и уровня шума до 18,6 дБА.

В основе вентилятора также лежит долговечный подшипник SSO2, который защищает металлическая шайба, а его нормативный срок службы соответствует продолжительности человеческой жизни от рождения и практически до совершеннолетия.

Вентилятор очень экономичный, на максимальной скорости потребляет всего 0,67 Вт, и при этом способен стартовать при 5,3 В.

Силиконовые уголки по углам рамки вентилятора должны минимизировать передачу вибраций на радиатор и снизить уровень шума.

Для закрепления вентилятора используются удобные и надёжные проволочные скобы.

Для установки второго вентилятора на радиатор в Noctua предусмотрели в комплекте ещё одну пару скоб и четыре силиконовых уголка.

Как вы понимаете, Noctua NH-U12 SE-AM4 предназначен для установки только на материнские платы с разъёмом Socket AM4, однако здесь используется иное крепление, нежели у Noctua NH-D15 SE-AM4. Принцип установки радиатора на процессор такой же, но сами направляющие имеют иную форму, что хорошо видно на следующем фото.

После закрепления направляющих на плате радиатор притягивается прижимной пластиной с подпружиненными винтами.

Расстояние от нижней пластины радиатора кулера до материнской платы составляет 45 мм. И хотя при правильном размещении вентилятор располагается на 10 мм ниже радиатора, помешать высоким модулям оперативной памяти он не может, поскольку в целом кулер получился узкий.

Высота установленного на плату кулера составляет 163 мм.

⇡#AMD 125W Thermal Solution (AMD Wraith)

Третий участник сегодняшнего тестирования является штатным кулером для процессоров AMD, такие в обиходе часто называют «боксовыми». Подобных моделей в актуальном ассортименте процессоров компании AMD не менее семи, и отдельно они, насколько нам известно, не продаются, а входят в комплект поставки разных коробочных процессоров.

Это довольно простая модель так называемой топ-конструкции: воздушный поток вентилятора направляется сквозь радиатор к материнской плате. Кулер состоит из медного основания, четырёх тепловых трубок, алюминиевого радиатора и 92-мм вентилятора.

Высота кулера всего 80 мм, то есть он может быть совместим с некоторыми корпусами системных блоков формата HTPC. Длина равна 120 мм, а ширина – 100 мм. Весит система охлаждения всего 426 граммов.

Из основания кулера в разные стороны выходят по паре тепловых трубок, которые затем пронизывают алюминиевые пластины радиатора.

Кроме этого, пластины контактируют с основанием в нижней части, но способ контакта нам установить не удалось (вероятнее всего, термоклей).

Общее количество пластин в радиаторе равно 44, их толщина составляет 0,3 мм, а межрёберное расстояние – 1,7 мм. Расчётная площадь радиатора – всего 3 430 см².

Тепловые трубки в основании лежат в желобках, но полностью контактируют с ними только в центральной части основания.

На основании, в зоне контакта с процессором, нанесён термоинтерфейс серого цвета и довольно густой консистенции.

Слой термопасты толстый, его можно было бы уменьшить как минимум вдвое. Контактная поверхность ровная, отпечатки мы получили по всей площади теплораспределителя процессора, а неравномерность отпечатка обусловлена тем фактом, что кулер приходится снимать с одного края.

В противном случае есть риск выдернуть процессор из сокета или даже повредить его иглы (кстати, в этом кроется одна из основных причин того, почему мы не тестируем системы охлаждения на платформе AMD).

На радиаторе установлен вентилятор Delta Electronics QFR0912H размером 92 × 92 × 25 мм.

Это высокопроизводительная модель с ШИМ-регулировкой и максимальной скоростью вращения 3200 об/мин. Воздушный поток может достигать 60,5 CFM, уровень шума – 37 дБА, а статическое давление – 5,34 мм H₂O.

Срок службы подшипника качения, скрытого вместе с электродвигателем под плёночной наклейкой, не разглашается, но, как правило, такие подшипники служат долго.

Из электрических характеристик вентилятора отметим измеренный уровень энергопотребления 2,82 Вт и стартовое напряжение 3,3 В.

Поскольку кулер крепится к стандартной пластиковой рамке материнской платы, то он совместим со всеми современными платформами AMD Socket AM4/AM3(+)/AM2(+)FM1/FM2(+). Чтобы установить его на плату, достаточно зацепить прижимную скобу одним краем за выступ на плате и прижать её на другой стороне кулера специальным флажком.

Внутри корпуса системного блока кулер действительно выглядит очень компактно и аккуратно.

Модулям оперативной памяти он, разумеется, не мешает.

⇡#Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Оценка эффективности систем охлаждения была проведена в закрытом корпусе системного блока следующей конфигурации:

• системная плата: ASRock X370 Taichi (AMD X370, Socket AM4, BIOS 2.30 от 10.05.2017, AGESA 1.0.0.4a);
• процессор: AMD Ryzen 7 1700 3,0-3,7 ГГц (Summit Ridge, 14 нм, B1, 4 × 512 Kбайт L2, 2 × 8 Мбайт L3, YD1700BBM88AE, 65 Вт);
• термоинтерфейс: ARCTIC MX-4;
• видеокарта: Gigabyte GeForce GTX 1080 G1 Gaming (GV-N1080G1 GAMING-8GD) 8 Гбайт, разогнанная до 1786-1925(2050)/11008 МГц;
• оперативная память: DDR4 2 × 8 Гбайт GeIL Evo X GEX416GB3000C15ADC (XMP 3000 МГц, 15-17-17-35_2T, 1,35 В);
• системный диск: Intel SSD 730 480 Гбайт (SATA III, BIOS vL2010400);
• диск для программ и игр: Western Digital VelociRaptor 300 Гбайт (SATA II, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ);
• архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI 2 Тбайт (SATA II, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
• звуковая карта: Auzen X-Fi HomeTheater HD;
• корпус: Thermaltake Core X71 (пять be quiet! Silent Wings 2 (BL063) на 900 об/мин);
• панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC3;
• блок питания: Corsair AX1500i Digital ATX (1500 Вт, 80 Plus Titanium), 140-мм вентилятор.

Для проведения базовой оценки эффективности систем охлаждения процессор при фиксированном в значении 37 множителе и установленной на третьем уровне стабилизации Load-Line Calibration был разогнан до частоты 3,7 ГГц с повышением напряжения в BIOS материнской платы до 1,15 В.

Напряжение модулей оперативной памяти было зафиксировано на отметке 1,35 В, а её частота составляла 2,933 ГГц с таймингами 16-17-17-35 CR1.

Тестирование было проведено в операционной системе Microsoft Windows 10 Professional. Программное обеспечение, использованное для теста:

• Prime95 29.1 build 16 – для создания нагрузки на процессор (два последовательных цикла теста по ~30 минут);
• HWiNFO64 5.51-3150 – для мониторинга и визуального контроля всех параметров системы при разгоне.

Полный снимок экрана во время проведения одного из циклов тестирования выглядит примерно так.

Комнатная температура контролировалась установленным рядом с системным блоком электронным термометром с точностью измерений 0,1 °C и с возможностью почасового мониторинга изменения температуры в помещении за последние 6 часов. Во время данного тестирования температура окружения колебалась в диапазоне 24,2–24,5 °C.

Измерение уровня шума систем охлаждения проводилось электронным шумомером «ОКТАВА-110А» в период от ноля до трёх часов ночи в полностью закрытой комнате площадью около 20 м² со стеклопакетами. Уровень шума измерялся вне корпуса системного блока, когда источником шума в комнате являлся только сам кулер и его вентилятор. Шумомер, зафиксированный на штативе, всегда располагался строго в одной точке на расстоянии ровно 150 мм от ротора вентилятора. Системы охлаждения размещались на самом углу стола на пенополиуретановой подложке. Нижняя граница измерений шумомера составляет 22,0 дБА, а субъективно комфортный (просьба не путать с низким!) уровень шума кулеров при измерениях с такого расстояния находится около отметки 36 дБА. За условно тихий уровень шума мы принимаем значение 33 дБА.

Кулер Noctua NH-D15 SE-AM4 мы тестировали с одним и с двумя штатными вентиляторами, Noctua NH-U12 SE-AM4 – с одним штатным и с двумя альтернативными be quiet! SilentWings 3 120 мм, установленными на вдув и выдув, а кулер AMD только со стандартным вентилятором. Добавим, что регулировка скорости вращения вентиляторов систем охлаждения производилась с помощью специального контроллера с точностью ±10 об/мин в диапазоне от 700 или 800 об/мин до их максимума с шагом 200 об/мин.

⇡#Результаты тестирования эффективности охлаждения и их анализ

Результаты тестирования эффективности систем охлаждения представлены на диаграмме.

При таком, прямо скажем, скромном разгоне процессора результаты получились довольно плотными, особенно до температуры 60 градусов Цельсия. Но даже с таким невысоким уровнем тепловыделения штатный кулер AMD едва справился с температурой процессора при скорости вентилятора 2000 об/мин, оставаясь при этом довольно шумным. При максимальной скорости он охлаждает процессор на 9 градусов Цельсия эффективнее, но шумит уже очень сильно. Наименее эффективный из Noctua охлаждает процессор столь же эффективно при 800 об/мин, но его практически не слышно. То есть в этом случае разница в эффективности в совокупности с уровнем шума очевидна. А вот между башенными кулерами Noctua разница по температуре процессора не столь заметна, поэтому далее мы разогнали процессор сильнее – до 3,8 ГГц с повышением напряжения до 1,2 В и LLC 2.

Из теста сразу же выбыл кулер AMD как неспособный справиться с охлаждением разогнанного процессора, а также Noctua NH-U12 SE-AM4 при скорости одного штатного вентилятора 800 об/мин.

Лидирующие позиции по-прежнему остались за флагманским Noctua NH-D15 SE-AM4 в режиме с двумя вентиляторами, и теперь он выигрывает у Noctua NH-U12 SE-AM4 от пяти до девяти градусов Цельсия в пике нагрузки, а если брать минимальные скорости одного штатного вентилятора для каждого из кулеров, то NH-D15 разительно эффективнее NH-U12. Отметим, что добавление второго вентилятора на Noctua NH-D15 SE-AM4 приводит к снижению температуры процессора на три, пять, восемь и даже десять градусов Цельсия при 1490, 1100, 900 и 700 об/мин соответственно. А вот у Noctua NH-U12 SE-AM4 эффект второго вентилятора менее заметен и выражается в снижении температуры на 3-6 градусов Цельсия.

Завершающим этапом тестов эффективности кулеров стала проверка их возможностей при частоте процессора 3,9 ГГц и напряжении 1,2925 В.

Оба кулера Noctua справились с поставленной задачей, правда каждый по-своему. Если Noctua NH-D15 SE-AM4 обеспечил процессору стабильность как с двумя, так и с одним вентилятором на скоростях от 900 об/мин и выше, то Noctua NH-U12 SE-AM4 смог это сделать только в одном случае – при максимальной скорости штатного вентилятора. Результаты – на снимках с экрана ниже.

Noctua NH-D15 SE-AM4 (1470 об/мин)		Noctua NH-U12 SE-AM4 (1510 об/мин)

Более того, преимущество в эффективности суперкулера перед родственным ему кулером среднего класса составило более десяти градусов Цельсия! Жаль, что из нашего экземпляра процессора AMD Ryzen 7 1700 не удавалось выжать ещё хотя бы 100 МГц, но с другими процессорами при такой разнице в эффективности суперкулер вполне сможет обеспечить более впечатляющий разгон, чем просто хорошая система охлаждения.

Добавим, что четвёртым уровнем охлаждения AMD Ryzen (да и вообще процессоров) являются системы жидкостного охлаждения, и в одной из следующих статей мы обязательно оценим эффект от их использования в сравнении с воздушным кулером. Ну а пока перейдём к сравнению уровня шума.

⇡#Уровень шума

Самую тихую работу продемонстрировал сегодня Noctua NH-U12 SE-AM4 с одним вентилятором be quiet! SilentWings 3 120 мм, а с двумя такими вентиляторами при одинаковых оборотах кулер мог бы поспорить с самим с собой, но только с одним штатным Noctua NF-F12 PWM. Так что этот раунд немцы у австрийцев выиграли. Флагманский Noctua NH-D15 SE-AM4 шумит сильнее, но до 900 об/мин его один вентилятор остаётся вполне комфортным, а до 800 об/мин – и два вентилятора не мешают спокойной работе. «Боксовый» кулер AMD не только посредственно охлаждает процессор, но и весьма шумный, как видно по диаграмме.

⇡#Заключение

Проведённое тестирование воздушных систем охлаждения разных классов на процессоре AMD Ryzen подтвердило высказанную нами во введении статьи мысль о том, что разгон такого процессора и обеспечение его стабильности при работе напрямую зависят от используемого кулера. Так, стандартный охладитель AMD с заявленной верхней границей тепловыделения процессора 125 Вт смог справится лишь с частотой 3,7 ГГц при очень высоком уровне шума.

Кулер среднего класса Noctua NH-U12 SE-AM4 вполне уверенно себя чувствует на частоте процессора 3,8 ГГц, но со следующей ступенькой разгона — до частоты 3,9 ГГц — справляется едва и лишь при максимальной скорости вентилятора. Наконец, флагманский суперкулер Noctua NH-D15 SE-AM4 проявил себя во всей красе при любых возможных для нашего экземпляра Ryzen 7 1700 частотах и продемонстрировал заметное повышение эффективности при установке второго вентилятора (в особенности при низких скоростях). Иначе говоря, если вы решили разгонять новые процессоры AMD, то не стоит экономить на охлаждении и надеяться на высокую энергоэффективность Ryzen, которая моментально улетучивается при повышении частот и напряжений.

Благодарим компании Noctua и AMD за предоставленные на тестирование системы охлаждения.