Какая система охлаждения подойдет процессорам Alder Lake

Подробнейшие обзоры 16-ядерного Core i9-12900K и 12-ядерного Core i7-12700K уже вышли на нашем сайте. Эти процессоры при заметно меньшей цене сумели навязать конкуренцию чипам AMD в ресурсоемких приложениях и заметно опередили своих соперников в играх. Так что старт платформы LGA1700 в целом можно назвать успешным. Но одновременно  нельзя обойти вниманием и главный недостаток новинки Intel — флагманские модели Alder Lake хоть и производятся по усовершенствованной технологии Intel 7 (10-нм техпроцесс Enhanced SuperFin), но все равно получили в наследство непомерный энергетический аппетит. И пока одни комментаторы упражняются в колкостях в адрес новинок, другие всерьез задаются практичным вопросом: какие системы охлаждения подойдут чипам Core 12-го поколения? Давайте ответим на него, протестировав все три выпущенных Alder Lake вместе с кулерами и СЖО разного класса и цены.

Процессоры Alder Lake и их энергопотребление

На момент написания статьи в продажу поступило шесть моделей Alder Lake: Core i9-12900K и Core i9-12900KF, Core i7-12700K и Core i7-12700KF, Core i5-12600K и Core i5-12600KF. Характеристики всех чипов приведены в таблице ниже.

Довольно давно настольные продукты Intel, относящиеся к одной серии, не отличались друг от друга так сильно. Известно, что в процессорах Alder Lake используются две разновидности полупроводниковых кристаллов. В основе поступивших в продажу «камней» лежит большой кристалл со степпингом C0 — он включает как крупные производительные P-ядра, так и небольшие эффективные E-ядра. Младшие чипы 12-го поколения получат кристалл степпинга H0, лишенный E-ядер, — они пополнят серии Core i5 и Core i3. Уже известно, что потенциально культовый 6-ядерник Core i5-12400F получит только P-ядра, а также более низкую, чем у Core i5-12600K, частоту в Boost-режиме.

Но вернемся к большим «камням». Кристалл со степпингом C0 имеет 16 ядер и встроенную графику UHD 770. В зависимости от модели Alder Lake блоки энергоэффективных и производительных ядер могут быть отключены. В KF-процессорах к тому же деактивировано интегрированное видеоядро. Естественно, модельный ряд процессоров Intel формируется в том числе и за счет отбраковки кристаллов — эту тему мы затронем далее. В любом случае площадь кристалла составляет всего 210 мм² — это почти на четверть меньше площади кристалла Core i7-11700K. С0-кристалл по площади сопоставим с кристаллом 10-ядерных Comet Lake, использующих более простые ядра Skylake, а также меньший объем кеш-памяти. При этом четыре E-ядра занимают в Alder Lake примерно на 25 % больше места, чем одно P-ядро, а «встройка» UHD Graphics 770 расходует лишь 16 % общей площади кремния.

Мы уже знаем, что процессоры Alder Lake серий Core i7 и Core i9 оказались очень прожорливыми. С выходом платформы LGA1700 в Intel наконец-то отказались от параметра типичного тепловыделения (TDP), так как даже младшие 6-ядерные Comet Lake при отключении энергосберегающих технологий потребляют заметно больше указанного значения. В случае с процессорами Intel последних поколений указание этого параметра потеряло какое-либо прикладное значение, ведь попытки удержания тепловыделения процессора в рамках заданной производителем величины TDP приводит к катастрофическому падению производительности. Этот вопрос довольно подробно разобран в статье «Почему Core i5-11400F — это лучший Rocket Lake и при чём тут Intel B560». В действительности, если отключить все лимиты мощности, младший 6-ядерник Intel способен потреблять и рассеивать до 150 Вт. Значение 65 Вт указано в характеристиках чипа для его базовой частоты — 2,6 ГГц. Без ограничений же младший Rocket Lake способен работать на частоте 4,2 ГГц при загрузке всех шести ядер.

Теперь в паспортных характеристиках процессоров Alder Lake значатся две различные величины, описывающие их тепловыделение и энергопотребление. Первая, Processor Base Power (PBP), указывает на максимальное тепловыделение чипа при работе на базовой тактовой частоте. Говоря проще, мы имеем дело с аналогом старого TDP. Вторая, Maximum Turbo Power (MTP), описывает максимальное тепловыделение, достижимое процессором в Boost-режиме.

На графиках выше мы видим, что существуют задачи, заставляющих все три Alder Lake превысить значение MTP. И только Core i5-12600K, судя по результатам, не слишком далеко ушел от паспортного значения в 150 Вт.

Важно оговориться, что в сегодняшнем тестировании приняли участие магазинные версии процессоров — чипы Alder Lake предоставила компьютерная сеть «Регард». Нужно понимать и то, что в природе не существует двух одинаковых процессоров. Даже кристаллы с одной кремниевой пластины различаются в плане энергопотребления и нагрева. Подтверждением этих слов может служить статья «Как разогнать Core i7-9700K или да ну его». Из нее вы узнаете, что максимальная разница в энергопотреблении пяти экземпляров 8-ядерников достигает заметных 26 Вт, а разница в нагреве доходит до 11 градусов Цельсия. Приличный разброс!

Поэтому нельзя исключать, что ко мне в руки попали довольно прожорливые и горячие модели Core 12 — сужу об этом по нашим обзорам Core i9-12900K и Core i7-12700K, в которых тоже использовались серийные версии Alder Lake, а не инженерные образцы. Наверняка кому-нибудь попадутся процессоры и с более удачными кристаллами, но возможна и обратная ситуация — это стоит учитывать во время анализа результатов тестирования, представленных в этой статье.

Уверен, уже в следующем году появится подробная статистика того, насколько удачными могут быть те или иные версии Core 12-го поколения. А пока констатирую: уже сейчас очевидно, что для Core i9-12900K и Core i7-12700K требуется серьезная система охлаждения — эффективно отвести 250+ Вт энергии под силу далеко не всем кулерам и СЖО. В то же время максимальное энергопотребление Core i5-12600K не очень-то пугает. Оно находится на уровне младшего 6-ядерного Rocket Lake.

Сокет LGA1700

Процессоры Alder Lake совместимы с новой платформой — LGA1700. Как утверждает Intel, применение DDR5, PCI Express 5.0 и шины DMI 4.0 потребовало увеличить количество контактов — c 1200 (у Comet Lake и Rocket Lake) до 1700. Чипмейкер использует проверенную временем компоновку LGA, а потому увеличенная матрица контактов привела к заметному разрастанию габаритов процессорного гнезда: слот для установки Core 12-го поколения получил прямоугольную форму со сторонами 37,5 и 45 мм.

Технология Intel 7 позволила заметно уменьшить площадь кристалла, но энергопотребление процессоров не снизилось  (из-за увеличения ядер). Это привело к увеличению плотности теплового потока, и для решения проблемы его отвода были приняты соответствующие меры. Intel в очередной раз оптимизировала термоинтерфейс между кремнием и процессорной крышкой. В Alder Lake снова применяется припой, но теперь его слой стал примерно на 15 % тоньше, чем раньше. Вместе с уменьшением толщины самого процессорного кристалла на 35 % это должно снизить рабочие температуры процессоров Alder Lake. Правда, уменьшение толщины кристалла пришлось компенсировать использованием более толстой медной теплораспределительной крышки. Такой ход необходим в том числе и для того, чтобы избежать деформации кремния при установке на процессор массивных кулеров.

Кроме того, не забываем, что равномерный отвод тепла от вытянутого многоядерного кристалла — будь то Comet Lake, Rocket Lake, Alder Lake или даже Coffee Lake Refresh — физически сложен. Поэтому, как мы выяснили, у многих процессоров с большим числом ядер (в нашем случае — у Core i7-12700K и Core i9-12900K) будет достаточно заметный разброс между температурой разных ядер, который может достигать 10-12 градусов.

О том, насколько хуже или лучше охлаждаются чипы Alder Lake, можно судить по результатам, приведенным на графике выше. Для их получения использовалась необслуживаемая СЖО, вентиляторы и помпа которой работали на фиксированной частоте. Лимиты мощности PL1 и PL2 для всех процессоров были установлены на одном уровне — 170 Вт. И действительно, по пиковым значениям Core Max видно, что самое горячее ядро Core i9-12900K греется меньше, чем самое горячее ядро Core i7-11700K, хотя у последнего меньше площадь кристалла. Ядра Core i9-10900K ожидаемо оказались самыми холодными — при почти такой же, как у больших чипов Alder Lake, площади кремния охлаждать более простые ядра оказывается легче.

Интересно и то, как распределяется нагрузка между P- и E-ядрами в задачах, которые выполняются в рамках MTP. Так, энергоэффективные ядра процессора Alder Lake заметно разгружают производительные ядра — и последние меньше греются.

На LGA1700-материнках отверстия для крепления кулеров расположены не так, как это было раньше. Расстояния между ними увеличились на 3 мм. Теперь, если соединить отверстия воображаемыми линиями, получится квадрат со стороной 78 мм. Отверстия на платах с сокетом LGA115X/1200 расположены друг от друга на расстоянии 75 мм, а у LGA1366-плат — 80 мм. Почему в Intel заново изобрели велосипед, мне решительно неясно, ведь в продаже до сих пор есть большое количество кулеров, поддерживающих платформу LGA1366.

Думаю, вы догадались: если кулер или «водянка» поддерживают установку на LGA1366-процессоры, то с большой долей вероятности эта система охлаждения будет совместима и с чипами Alder Lake. Изучите крепление, например, для кулера Deepcool GAMMAXX 400 EX. Процесс сборки таких СО очень прост и схож для многих моделей. Есть усилительная пластина, которая крепится на обратной стороне матплаты. Через проушины (для каждого сокета есть свой набор отверстий) к бекплейту присоединяются шпильки c резьбой. На эти шпильки устанавливаются шайбы и втулки, к которым крепятся металлические рамки. И уже к этим рамкам прикручивается радиатор кулера или водоблок СЖО. Так вот, на фотографиях видно, что при желании отверстия для шпилек можно немного сточить надфилем, а сами шпильки выставить на расстоянии 78 мм друг от друга.

А вот фото набора крепежа весьма популярного ID-Cooling SE-224-XT Basic. Этот кулер не совместим с LGA1366-платами. И даже если бы такая возможность была, надо очень постараться, чтобы нормально притянуть бекплейт к материнке, так как он совместим только с сокетами LGA115X/1200 меньшего размера. В случае с SE-224-XT Basic можно приобрести отдельный крепежный набор для LGA1700 — он стоит около 200-300 рублей в зависимости от торговой точки.

Конечно же, любой уважающий себя и своего покупателя производитель представил наборы креплений для LGA1700-плат. Некоторые компании готовы выслать их бесплатно, если вы предоставите чек за покупку кулера и материнской платы Z690 Express. Другие продают комплекты монтажа СО для LGA1700 за дополнительную плату. Приведенные далее гиперссылки ведут в соответствующие разделы каталогов компаний-производителей (надеюсь, они помогут вам обзавестись нужным набором креплений при необходимости): Arctic (6 евро без учета стоимости доставки), be quiet!, Cooler Master, Corsair, Deepcool, Noctua и Thermaltake.

Платы ASUS, кстати, оснащены дополнительными отверстиями для LGA115X/1200-кулеров. И это — отличный ход со стороны производителя, ведь многие желающие обновиться до Alder Lake смогут использовать имеющуюся систему охлаждения. Потому что хороший кулер и через N лет остается хорошим кулером.

Самое же главное во всей этой эпопее с совместимостью разных систем охлаждения заключается в качественном и безопасном для железа прижиме подошвы к центральному процессору. Здесь могут возникнуть некоторые сложности, ведь в результате изменения толщины припоя и теплораспределительной крышки высота установленного в разъем центрального процессора относительно поверхности платы стала примерно на 0,8 мм меньше, чем в случае с LGA115X/1200 и LGA1366.

Крепление LGA1200

Крепление LGA1700

При недостаточном прижиме основания кулера к крышке процессора можно укоротить элементы, отвечающие за высоту его установки, — если это вообще возможно, конечно же. Например, базовый крепеж SE-224-XT Basic включает в себя пластиковые шайбы. В комплекте для LGA1700-плат идут укороченные шайбы — разница в высоте составляет примерно 1 мм. При желании шайбу можно укоротить самостоятельно, воспользовавшись наждачной бумагой. Небольшое тестирование показало, что в случае с SE-224-XT Basic применение более коротких шайб действительно усилило прижим кулера к центральному процессору — нагрев самого горячего ядра Core i9-12900K уменьшился в среднем на 4 градуса Цельсия, частота ядер чипа стала снижаться заметно реже. Однако стоит иметь в виду, что наверняка есть СО, которые установить на LGA1700-плату своими силами можно, но нормально притянуть радиатор к крышке ЦП не получится даже после небольшой доработки крепежа напильником. А потому самым простым способом станет покупка нового кулера или системы жидкостного охлаждения, совместимых с LGA1700-платами, что называется, уже из коробки.

Кстати, в Сети появилась информация о том, что сокет LGA1700-плат деформируется. На этот счет у меня есть всего одно наблюдение: на момент написания статьи через мои руки прошло уже три Z690-материнки, и ни у одной из них не выявлено описанных в новости проблем. Для создания этой и других статей использовалась материнская плата ASUS PRIME Z690-P D4, и ничего с ней за все это время не произошло. Плата вытерпела несколько десятков циклов установки-демонтажа различных кулеров и СЖО. Полагаю, деформация сокета у LGA1700-материнок носит частный характер, и каждый случай необходимо рассматривать отдельно, выявляя конкретную причину поломки. Искренне надеюсь, что никто из читателей с этой проблемой не столкнется.