Nuo 110 °C iki 75 °C: kaip RX 7900 XT pavertėme vandeniu aušinama vaizdo plokšte
Kartais kompiuterio projektas prasideda nuo labai paprastos minties: norisi šiek tiek daugiau našumo.
Mano atveju taip prasidėjo ir RX 7900 XT istorija. Vaizdo plokštė buvo pakankamai galinga žaisti 4K raiška, tačiau norėjosi iš jos išspausti dar šiek tiek daugiau. Buvo visiškai natūralu pradėti žaisti su dažniais, įtampa ir „Power Limit“.
Tačiau labai greitai paaiškėjo viena problema – aušinimas neleido normaliai išnaudoti GPU potencialo.
RX 7900 XT GPU temperatūra pati savaime dar neatrodė katastrofiška. Problema buvo „Hotspot“. Tam tikromis sąlygomis jis galėjo pasiekti maždaug 110 °C, kai pati GPU temperatūra buvo apie 66 °C.
Tai reiškė net apie 44 °C skirtumą tarp GPU temperatūros ir karščiausio taško.
Ir tada paaiškėjo labai paprastas dalykas: galima kelti GPU dažnį kiek nori, tačiau jeigu aušinimas neleidžia išlaikyti temperatūros, toks spartinimas tampa praktiškai bevertis.
Norėjosi aukštesnių dažnių, tačiau pirmiausia reikėjo išspręsti aušinimą.
Pirmiausia reikėjo ne didesnio dažnio, o geresnio aušinimo
Pirmoji mintis buvo visiškai logiška – reikia GPU AIO.
Jeigu procesoriams pilna 240, 280 ar 360 mm AIO sistemų, kodėl gi nepadarius kažko panašaus su vaizdo plokšte?
Problema buvo ta, kad mano RX 7900 XT nėra bet kokia RX 7900 XT.
Tai yra AMD Reference konstrukcija, todėl vandens blokas turi tiksliai atitikti būtent tos PCB komponentų išdėstymą.
Čia neužtenka parduotuvėje pamatyti užrašą „RX 7900 XT“.
Skirtingi gamintojai gali naudoti skirtingą PCB, kitokį VRM išdėstymą, skirtingose vietose esančius atminties lustus ir kitus komponentus. Vandens blokas turi būti pritaikytas konkrečiai konstrukcijai.
Todėl pradėjome ieškoti ne tiesiog „RX 7900 XT water block“, o būtent Reference PCB tinkamo varianto.
Tikrinome gamintojų suderinamumo sąrašus, konkrečius blokų modelius, PCB konstrukciją ir kitų žmonių naudojamus sprendimus. Reikėjo įsitikinti, kad pasirinktas blokas fiziškai sutaps su mūsų kortos PCB ir tinkamai dengs reikalingas zonas.
Tikslas buvo paprastas:
ne nusipirkti bet kokį gražų vandens bloką, o rasti tokį, kuris iš tikrųjų tiks mūsų kortai.
Tinkamas vandens blokas
Po paieškų pasirinkome Alphacool Eisblock Aurora Acryl RX 7900 XT Reference vandens bloką su „backplate“, modelį 8320981.
Už jį sumokėjome 104,96 €.
Šis pasirinkimas nebuvo atsitiktinis. Svarbiausia buvo ne RGB, ne išvaizda ir ne pats užrašas „RX 7900 XT“.
Svarbiausia buvo suderinamumas su RX 7900 XT Reference PCB.
Tai buvo pirmoji dėlionės dalis.
Tačiau labai greitai paaiškėjo, kad vien tinkamo vandens bloko neužtenka.
Turėjome bloką, kurį galima uždėti ant vaizdo plokštės, bet neturėjome visos sistemos, kuri jį aušintų.
Reikėjo radiatoriaus, pompos, žarnų, ventiliatorių ir visos vandens cirkuliacijos.
Ir čia projektas tapo daug įdomesnis.
Reikėjo donoro
Užuot ieškoję brangaus naujo pilno GPU AIO, pradėjome galvoti, ar galima panaudoti jau egzistuojančios sistemos dalis.
Taip radome Alphacool Eiswolf 2 360 mm, modelį 14423.
Iš pirmo žvilgsnio tai atrodė gana keistas pasirinkimas. Šis konkretus Eiswolf 2 buvo skirtas AMD Radeon RX 6800, RX 6800 XT ir RX 6900 Reference vaizdo plokštėms. Kitaip tariant, jo originalus GPU blokas mūsų RX 7900 XT netiko.
Tačiau būtent to mums ir nereikėjo.
Mes pirkome jį kaip donorą.
Mums reikėjo jo radiatoriaus, pompos, žarnų ir kitų AIO sistemos dalių. O GPU bloką jau turėjome kitą – specialiai mūsų RX 7900 XT Reference skirtą Eisblock Aurora.
Taigi iš esmės pradėjome kurti vieną AIO iš dviejų skirtingų Alphacool produktų.
Ir būtent tada paaiškėjo vienas labai įdomus dalykas.
Alphacool konstrukcija pasirodė esanti daug patogesnė modifikacijoms, nei atrodė
Ieškodami informacijos apie Eiswolf 2 ir galimybę pakeisti jo GPU bloką, aptikome diskusiją pačiame Alphacool forume.
Ten Alphacool atstovas neoficialiai patvirtino labai svarbų dalyką – Eiswolf 2 naudojamas pompos/terminalo sprendimas yra suderinamas su kitais „Eisblock Aurora“ blokais.
Tai iš esmės reiškė, kad pati Alphacool konstrukcija leido mums padaryti būtent tai, ką planavome.
Žinoma, toks modifikavimas nėra standartinis gamintojo numatytas naudojimo būdas ir garantijos klausimas tampa mūsų atsakomybe. Tačiau techniškai tai buvo įmanoma.
Ir kai pagaliau pradėjome ardyti, paaiškėjo, kad konstrukcija iš tiesų labai paprasta.
Eiswolf 2 ardymas
Iš pirmo žvilgsnio AIO atrodo kaip vienas vientisas produktas. Tačiau iš tikrųjų GPU bloko ir pompos sujungimas yra gana paprastas.
Pirmiausia reikėjo nuimti juodą dangtelį nuo pompos dalies.
Jis nėra prisuktas – dangtelis priklijuotas dvipuse juostele. Po juo slepiasi tvirtinimo varžtai.
Atsukus juos, paaiškėjo pagrindinė konstrukcijos paslaptis: pompa prie vandens bloko pritvirtinta trimis varžtais.
Ir viskas.
Jokių sudėtingų mechanizmų, jokių specialių laikiklių, kuriuos reikėtų gaminti patiems.
Pompa tiesiog atsiskiria nuo GPU bloko.
Sandarumą užtikrina guminiai sandarinimo žiedai. Tai buvo labai svarbu, nes mums nereikėjo jokio hermetiko ar kitų improvizuotų sprendimų.
Nuėmus pompos dalį nuo seno bloko, jau turėjome tai, ko mums reikėjo.
Dabar reikėjo taip pat paruošti ir naująjį Eisblock Aurora.
Naujojo bloko paruošimas
Naujasis Eisblock Aurora RX 7900 XT Reference taip pat turėjo būti pritaikytas priimti Eiswolf 2 pompą.
Tam reikėjo nuimti jo vandens prijungimo adapterį.
Ir čia vėl pasikartojo panaši konstrukcija.
Ant bloko yra juodas dangtelis, kuris taip pat priklijuotas. Po juo slepiasi tvirtinimo varžtai.
Dar įdomiau tai, kad šie varžtai yra matomi per skaidrų akrilą.
Atsukus juos, galima nuimti prijungimo dalį ir paruošti bloką naujam pompos sujungimui.
Viskas buvo suprojektuota taip, kad komponentai mechaniškai sutaptų.
Nereikėjo nieko gręžti.
Nereikėjo gaminti papildomo adapterio.
Nereikėjo spausdinti jokios detalės 3D spausdintuvu.
Reikėjo tik suprasti, kaip Alphacool konstrukcija iš tikrųjų išardyta.
Pompa persikėlė ant naujo GPU bloko
Kai abu komponentai buvo paruošti, prasidėjo tikrasis mūsų AIO surinkimas.
Eiswolf 2 pompa buvo uždėta ant naujojo Eisblock Aurora.
Tvirtinimo skylės sutapo.
Guminiai sandarinimo žiedai buvo savo vietose.
Pompa buvo pritvirtinta tais pačiais trimis varžtais.
Čia reikėjo vieno svarbaus dalyko – nepersistengti veržiant.
Kadangi sandarumą užtikrina guminiai žiedai, nereikia varžtų sukti visa jėga. Reikia tiesiog tolygiai priveržti tiek, kad pompa tinkamai prisėstų ir žiedai būtų suspausti.
Per didelė jėga tokioje konstrukcijoje nieko gero neduoda.
Ir taip iš dviejų skirtingų produktų turėjome vieną naują sistemą:
Eiswolf 2 pompa + Eiswolf 2 radiatorius + Eisblock Aurora RX 7900 XT.
Tai jau buvo mūsų pačių surinktas GPU AIO.
Užpildymas pasirodė esąs ne mažiau svarbus už patį surinkimą
Mechaninė dalis buvo baigta, tačiau dabar laukė dar vienas etapas – aušinimo sistemos užpildymas.
Į sistemą pripylėme aušinimo skysčio ir įjungėme pompą.
Ir, žinoma, sistemoje buvo oro.
Daugiau, nei norėtųsi.
Todėl prasidėjo nuorinimas.
Pompa buvo laikoma veikti, o vandens bloką įvairiais kampais vartėme rankomis, kad oras galėtų pasišalinti iš bloko ir keliauti į radiatorių.
Čia buvo labai svarbi viena detalė: pompa buvo laikoma žemiau radiatoriaus.
Tokioje padėtyje aukščiausia sistemos vieta buvo radiatorius, todėl oras galėjo keliauti būtent ten.
Vandens bloką teko kelti, leisti, vartyti į skirtingas puses ir stebėti, kaip iš kontūro išeina oro burbuliukai.
Tai nebuvo penkių minučių darbas.
Su tuo žaidėme maždaug valandą.
Tačiau galiausiai viskas pavyko.
Oras iš sistemos buvo pašalintas, kontūras pradėjo veikti normaliai, o svarbiausia – nebuvo nė vieno pratekėjimo.
Visos jungtys liko sausos.
Pompa veikė.
Vanduo cirkuliavo.
Beliko tik pažiūrėti, ką visa ši konstrukcija duos realiomis sąlygomis.
Pirmasis testas
Pirmasis rezultatas buvo būtent tai, dėl ko visa ši istorija ir prasidėjo.
GPU temperatūra nukrito iki maždaug 57 °C, o Hotspot laikėsi apie 77–79 °C.
Tuo metu GPU apkrova buvo didelė, o plokštės suvartojama galia siekė maždaug 354 W.
Tai reiškė, kad nebuvome pasiekę gražių temperatūrų tiesiog dėl to, kad GPU nieko nedarė.
Kortą realiai apkrovėme.
Ir skirtumas nuo pradinės situacijos buvo milžiniškas.
Anksčiau turėjome maždaug:
66 °C GPU / 110 °C Hotspot.
Dabar:
57 °C GPU / 77–79 °C Hotspot.
Hotspot ir GPU temperatūrų skirtumas sumažėjo nuo maždaug 44 °C iki vos 20–22 °C.
Pagaliau aušinimas nebuvo tas dalykas, kuris mus stabdė.
Atrodė, kad problema išspręsta.
Tačiau po maždaug savaitės paaiškėjo, kad istorija dar nesibaigė.
Po savaitės temperatūros pradėjo keistis
Po kelių dienų naudojimo temperatūros pradėjo atrodyti kitaip.
GPU temperatūra buvo apie 60 °C, tačiau Hotspot jau buvo pakilęs iki maždaug 89 °C.
Tai dar buvo daug geriau nei pradiniai 110 °C, bet pokytis buvo per didelis, kad galėtume jį ignoruoti.
Ypač todėl, kad GPU temperatūra pakilo tik keliais laipsniais, o Hotspot – gerokai daugiau.
Tai iš karto privertė galvoti apie kontaktą tarp GPU ir vandens bloko.
Jeigu problema būtų vien radiatoriaus pajėgumas, tikėtumėmės, kad bendra sistemos temperatūra kils tolygiau. Tačiau šiuo atveju labiausiai keitėsi būtent Hotspot.
Todėl pradėjome ieškoti priežasties ne radiatoriaus dydyje, o šilumos perdavime nuo GPU die į vandens bloką.
Ir tada atėjo eilė šiluminei pastai.
Nauja pasta
Originaliai naudota pasta neatrodė kaip vienintelė galima problemos priežastis, tačiau šioje situacijoje jau buvo aišku, kad kontaktą reikia patikrinti.
Turėjome ARCTIC MX-7, todėl nusprendėme ją panaudoti.
Pasta buvo pakeista, blokas vėl tinkamai sumontuotas ir prasidėjo naujas testavimo etapas.
Rezultatas buvo labai įdomus.
Po maždaug pusės dienos žaidimų GPU temperatūra laikėsi apie 59 °C, o Hotspot nebekilo aukščiau maždaug 75 °C.
Tai reiškė maždaug:
59 °C GPU / ≤75 °C Hotspot.
Temperatūrų skirtumas dabar buvo tik apie 16 °C.
Palyginus su ankstesniais maždaug 89 °C Hotspot, pokytis buvo labai ryškus.
Svarbu paminėti, kad tuo pačiu laikotarpiu atlikome ir kitus sistemos pakeitimus, todėl negalime sąžiningai sakyti, kad visus tuos 14 °C Hotspot skirtumo sukūrė vien tik nauja pasta. Tačiau faktas išlieka: GPU temperatūra pasikeitė labai nedaug – nuo maždaug 60 iki 59 °C, o Hotspot sumažėjo nuo maždaug 89 iki 75 °C.
Tai labai stipriai rodė, kad kontaktas tarp GPU ir vandens bloko buvo viena iš pagrindinių ankstesnės problemos dalių.
Dar vienas pakeitimas – ventiliatorių valdymas
Tuo pačiu metu pakeitėme ir radiatoriaus ventiliatorių prijungimą.
Iš pradžių GPU radiatoriaus ventiliatoriai buvo valdomi per pagrindinę plokštę. Tačiau vėliau panaudojome adapterį ir radiatoriaus ventiliatorius prijungėme tiesiai prie GPU.
Tai turėjo vieną labai aiškų privalumą – ventiliatoriai dabar gali reaguoti tiesiai į tai, kas vyksta su pačiu GPU.
Kai vaizdo plokštė apkraunama, ventiliatorių valdymas yra susietas su tuo pačiu šilumos šaltiniu, kurį jie ir turi aušinti.
Be to, pasikeitė ir radiatoriaus oro srauto kryptis.
Dabar apatinis GPU radiatorius išpučia orą iš korpuso.
Tai buvo sąmoningas pasirinkimas. Nors teoriškai galima diskutuoti apie skirtingas oro srauto schemas, mūsų konkrečioje sistemoje norėjome, kad GPU išskiriama šiluma nebūtų iš naujo pumpuojama į korpuso vidų.
Korpuse jau turėjome kitus oro srautus, todėl pasirinkome būtent tokią konfigūraciją.
Iš kur atsirado noras GPU montuoti vertikaliai?
Kai aušinimas pagaliau pradėjo veikti taip, kaip norėjome, atsirado dar viena problema.
Ne temperatūros.
Mechaninė.
RX 7900 XT su vandens bloku tapo gerokai sunkesnė konstrukcija.
Pats GPU blokas su „backplate“, pompa, žarnomis ir viskuo, kas prie jo prijungta, sudaro nemažą svorį. Horizontaliai sumontuota tokia korta ilgą laiką kabėjo PCIe lizde ir buvo paremta tik tuo, kaip ji pritvirtinta korpuse.
Man tai pradėjo nepatikti.
Jeigu jau tiek darbo įdėta į aušinimą, nesinorėjo, kad visa ši konstrukcija fiziškai kabėtų ant pagrindinės plokštės PCIe lizdo ir pačios vaizdo plokštės PCB.
Todėl atsirado kita projekto mintis:
GPU montuoti vertikaliai.
Vertikalus montavimas čia buvo ne vien dėl išvaizdos.
Pagrindinė priežastis buvo mechaninė – sumažinti apkrovą, kurią sunki vandeniu aušinama vaizdo plokštė sukuria būdama horizontaliai įstatyta į PCIe lizdą.
Tiesa, vertikaliam montavimui mūsų Montech KING 95 PRO reikėjo tinkamo laikiklio ir reikėjo atsižvelgti į apačioje esantį radiatorių.
Tai dar kartą pavertė projektą ne tiesiog „susidėjau kompiuterį“, o tikru konstravimu.
Reikėjo, kad vertikalus laikiklis fiziškai tilptų, kad korta nekliudytų radiatoriui ir ventiliatoriams, kad PCIe „riser“ būtų tinkamas ir kad visa konstrukcija išliktų stabili.
Tačiau galiausiai GPU atsidūrė vertikalioje padėtyje.
Ir tai buvo paskutinis didesnis šio projekto etapas.
Nuo 110 °C iki 75 °C
Pažvelgus atgal, visas projektas prasidėjo nuo labai paprastos problemos.
Norėjosi daugiau išspausti iš RX 7900 XT, tačiau originalus aušinimas neleido to daryti taip, kaip norėjome.
Turėjome maždaug 66 °C GPU ir 110 °C Hotspot.
Tada prasidėjo paieškos.
Ieškojome vandens bloko, kuris tiktų mūsų Reference PCB.
Radome Alphacool Eisblock Aurora Acryl RX 7900 XT Reference 8320981 už 104,96 €.
Tačiau vien jo neužteko.
Todėl ieškojome donorinio AIO ir pasirinkome Alphacool Eiswolf 2 360 mm, modelį 14423.
Jo originalus GPU blokas mums netiko, tačiau mums jo ir nereikėjo. Pasinaudojome tuo, kas buvo svarbiausia – AIO radiatoriumi, pompa ir kita aušinimo sistemos dalimi.
Tada prasidėjo įdomiausia dalis.
Išardėme Eiswolf 2.
Nuėmėme priklijuotą juodą dangtelį.
Atsukome tris varžtus.
Atskyrėme pompą nuo seno GPU bloko.
Paruošėme naują Eisblock Aurora.
Nuėmėme jo prijungimo adapterį ir po kitu priklijuotu dangteliu paslėptus varžtus.
Perkėlėme pompą.
Naudojome guminius sandarinimo žiedus.
Viską surinkome ir atsargiai priveržėme.
Tada pripylėme aušinimo skysčio ir beveik valandą kovojome su oru, vartydami vandens bloką įvairiais kampais, kol oras pasišalino į radiatorių.
Patikrinome sandarumą.
Nieko nepratekėjo.
Pirmasis rezultatas buvo apie 57 °C GPU ir 77–79 °C Hotspot.
Po savaitės Hotspot vėl pakilo iki maždaug 89 °C, todėl teko ieškoti kitos problemos.
Pakeitėme šiluminę pastą į ARCTIC MX-7.
Pakeitėme ir radiatoriaus ventiliatorių prijungimą, galiausiai valdydami juos tiesiai nuo GPU.
Ir dabar, po visų šių pakeitimų, turime maždaug 59 °C GPU ir ne daugiau kaip 75 °C Hotspot ilgiau žaidžiant.
Tai nėra tiesiog istorija apie tai, kaip vieną aušintuvą pakeitėme kitu.
Tai buvo visas eksperimentas.
Pradėjome nuo vaizdo plokštės, kuri su maždaug 110 °C Hotspot praktiškai diktavo savo ribas. Tada teko išsiaiškinti, kokia PCB naudojama, surasti tinkamą vandens bloką, rasti donorinę AIO sistemą, išsiaiškinti, kaip ją išardyti, fiziškai sujungti du skirtingus Alphacool komponentus, užpildyti ir nuorinti sistemą, vėliau ieškoti priežasties, kodėl po savaitės temperatūros vėl pasikeitė, ir galiausiai sutvarkyti šiluminį kontaktą.
O pabaigoje dar paaiškėjo, kad sunki vandeniu aušinama korta pati savaime reikalauja kitokio mechaninio sprendimo – todėl GPU persikėlė į vertikalią padėtį.
Ir turbūt įdomiausia viso šio projekto dalis yra tai, kad nereikėjo pirkti vieno brangaus, idealaus, jau paruošto sprendimo.
Mes jį pasidarėme patys.
Vienas AIO tapo donoru.
Kitas vandens blokas tapo nauju GPU kontaktiniu paviršiumi.
O iš šių komponentų gavome sistemą, kurios gamyklinėje komplektacijoje apskritai nebuvo.
Ir šiandien, pažvelgus į tą pačią RX 7900 XT, kuri anksčiau rodydavo maždaug 110 °C Hotspot, skirtumas atrodo labai konkretus:
buvo apie 66 / 110 °C.
Dabar – apie 59 / 75 °C.
Skaičiai patys už save pasako, ar visas tas ardymas, ieškojimas, modifikavimas, nuorinimas ir nesibaigiantis testavimas buvo vertas pastangų.
