Geo-PC z VapoChill na 4.2 GHz

Zamierzchłe początki

Siedem lat temu, czyli w roku 1997, pewien praktykant w Duńskiej firmie Danfoss, zajmującej się produkcja chłodziarek, wpadł na bardzo innowacyjny pomysł. Jego marzeniem było stworzenie super wydajnego chłodzenia procesorów, dzięki któremu można było by je taktować częstotliwościami dalece wykraczającymi poza ich oryginalne specyfikacje.

Ów Pan, Andre Sloth Eriksen, wraz z kilkoma zapalonymi specjalistami od chłodzenia, założył w Danii firmę Astek, po czym zaczął projektować główną linię swoich produktów, o nazwie VapoChill. W przeciwieństwie do konkurencyjnych rozwiązań ze Stanów Zjednoczonych, pochodzących z firmy KryoTech, produkty Asteka miały być maksymalnie uniwersalne. A więc małe, ciche, łatwe w instalacji, a przede wszystkim tanie. Redakcja benchmark.pl otrzymała do testów komputer Geo-PC oparty o najsilniejszy model VapoChill, ochrzczony przydomkiem LightSpeed.

Zasada działania

Dla wszystkich niecierpliwych mamy bardzo szybkie wyjaśnienie. VapoChill działa dokładnie tak samo jak lodówka. Dla dociekliwych przygotowaliśmy odrobinę dokładniejszy opis, niestety siłą rzeczy będziemy musieli zahaczyć o zagadnienia z termodynamiki, czyli tego bardzo ciekawego działu fizyki, którego nikt nie lubi.
Aby odprowadzić ciepło z procesora potrzebujemy nośnika. W klasycznych rozwiązaniach jest nim oczywiście powietrze. Jednak do osiągnięcia temperatur poniżej zera bez wycieczki na Biegun Północny, potrzebujemy czegoś innego. Nośnika o bardzo specyficznych właściwościach - freonu. W systemie zamkniętym, jakim niewątpliwie jest nasz VapoChill, nieustannie zmienia on swój stan skupienia. Podczas parowania, a więc zmiany z cieczy w gaz, pochłania on energię, aby następnie oddać ją w procesie odwrotnym - skraplaniu. Każda ciecz podczas parowania pochłania ciepło. Jedne robią to lepiej, inne gorzej. Kluczem jest czas. Im szybciej następuje parowanie, tym szybciej pochłaniana jest energia. Freon w temperaturze pokojowej jest gazem, dlatego aby wykorzystać go do czegokolwiek, najpierw musimy go zamienić w ciecz. Tutaj z pomocą przychodzi kompresor - spręża on freon pod wysokim ciśnieniem. Po takim sprężeniu freon nadal jest gazem, na dodatek dość gorącym, więc niekoniecznie nadaje się do chłodzenia. Potrzebujemy kolejnego urządzenia, skraplacza. Jest to sprzęt wyglądem przypominający nieco chłodnicę samochodową.

Często towarzyszy mu duży wentylator wymuszający przepływ powietrza między gęstymi żeberkami chłodnicy. To właśnie tutaj, po oddaniu nadmiaru energii, gaz zamienia się ostatecznie w ciecz pod wysokim ciśnieniem. Teraz będziemy mogli wykorzystać jej właściwości do chłodzenia. Do tego celu potrzebujemy kolejnego urządzenia, zwanego parownikiem. Tam ostatecznie zachodzi cały "magiczny" proces chłodzenia przy pomocy zmiany stanu skupienia. Jedyne co musimy zapewnić, to możliwość szybkiego odparowania cieczy. Do tego przydaje się różnica ciśnień panująca miedzy dwoma urządzeniami. Płynny freon ze skraplacza do parownika transportowany jest przy pomocy bardzo długiej rurki, zwanej kapilarą - dzięki temu rozpręża się on gwałtownie dopiero gdy osiągnie cel podróży. Podczas błyskawicznego procesu parowania sprężonego freonu, pobiera on z otoczenia bardzo duże ilości energii w postaci ciepła. Tej energii dostarcza mu nasz procesor, ponieważ parownik instalowany jest bezpośrednio na nim, oraz izolowany od reszty otoczenia.

Ta ostatnia część mogła być nieco trudna do zrozumienia. Jednak każdy z Was może w bardzo prosty sposób przeprowadzić eksperyment udowadniający to, co tutaj napisałem. Do tego celu będziemy potrzebowali dowolnego dezodorantu w sprayu. Wypuście go trochę z bliska na palec. Zobaczycie jak błyskawicznie stanie się on lodowaty. Tylko nie przesadzajcie, może zaboleć. Sprężona ciecz paruje błyskawicznie podczas zmiany ciśnienia, a ten proces pochłania energię, w tym przypadku z Waszego palca. Prawda, że to proste? Po odparowaniu cieczy, gaz wraca powrotem do kompresora i cykl zostaje powtórzony.

Budowa VapoChill

Aby wszystko działało, potrzebne są cztery elementy: kompresor do sprężania gazu, skraplacz do zmiany jego stanu skupienia z gazowego w ciekły, kapilara transportująca ciecz do parownika oraz sam parownik, w którym, jak sama nazwa wskazuje, następuje proces parowania cieczy. Oczywiście tak zbudowane są zwykłe lodówki, a VapoChill to znacznie bardziej zaawansowane urządzenie. Integralnym elementem zestawu jest również tzw. Chill Control; jest to nic innego jak mikroprocesorowy kontroler. To on zawiaduje pracą całego VapoChilla.

Samo urządzenie poza autonomicznymi funkcjami, gdy pracuje bez komputera - tak jak to się dzieje podczas włączania zestawu. Podłączone jest również do komputera głównego za pomocą jednego z wewnętrznych portów USB. Dzięki temu możemy sterować jego pracą z poziomu Windows. A jest czym sterować. Poniżej możecie obejrzeć zrzuty ekranu z panelu sterowania.

Pierwsza zakładka ma funkcję czysto informacyjną. Możemy tutaj odczytać prędkości obrotowe wentylatorów chłodzących kompresor i skraplacz, do naszej dyspozycji pozostawiono dwa dodatkowe złącza dla opcjonalnych wentylatorów.

ChillControl na bieżąco podaje temperaturę parownika, a także temperaturę notowaną przez 4 opcjonalne czujniki które możemy umieścić w dowolnym miejscu. Poza tym widzimy napięcie pracy grzałek wbudowanych wewnątrz czapy zakładanej na procesor. Mają one na celu wyrównanie różnic temperatur panujących w obudowie skraplacza, a otoczeniem - bez tego okolice procesora szybko pokryły by się rosą, a następnie lodem. Dzieje się tak za sprawą kondensacji, zjawiska skraplania cieczy występującej w otaczającym powietrzu.

Druga zakładka służy do właściwej konfiguracji urządzenia. Tutaj ustawimy temperaturę załączenia komputera, temperaturę alarmową i krytyczną, przy której Chill Control wyłączny komputer. Z tego miejsca będziemy mogli właściwie płynnie regulować prędkością obrotową wentylatorów, grzałek wewnątrz parownika, a także kontrolować jasność i kontrast zintegrowanego wyświetlacza LCD.

Trzecia zakładka, podobnie jak pierwsza, pełni rolę czysto informacyjną. Tutaj możemy odczytać podstawowe informacje o naszym komputerze. A więc: typ zainstalowanego procesora, jego aktualne taktowanie, informacje o wersji systemu operacyjnego, informacje o rodzaju płyty głównej oraz jej biosie, a nawet model karty graficznej.

Zakładka czwarta służy do konfiguracji samego panelu sterowania. Możemy przypisać własne nazwy poszczególnym czujnikom, a także skonfigurować pracę wyświetlacza LCD. Jeśli chcemy, możemy wyświetlić na nim dowolny tekst, np. taki:

Ostatnia przedstawia nam bardzo ładnie, w postaci wykresu, historię temperatur z poszczególnych czujników. Na zrzucie ekranu widać tylko temperaturę parownika, ponieważ reszta czujników nie była podłączona. Trzeba przyznać, ze Chill Control oraz jego panel sterowania są strzałem w dziesiątkę. Sam pomysł oraz prostota użytkowania są po prostu rewelacyjne.

Potencjał urządzenia

VapoChill LightSpeed to najsilniejszy model z linii. Mało tego, jest to najsilniejsze produkowane seryjnie rozwiązanie do chłodzenia komputerów, jakie można dostać na rynku. Producent podaje, ze przy 240W dostarczonych do parownika, urządzenie jest wstanie utrzymać jego temperaturę na poziomie -25.5 stopni Celsjusza. Bez obciążenia termicznego temperatura parownika bez problemów spada do -50 stopni. Niezły wyczyn.

Oczywiście przeznaczeniem tej zabawki nie jest chłodzenie procesora pracującego ze standardowa częstotliwością, w takiej konfiguracji jej potencjał po prostu by się marnował. VapoChill został zaprojektowany właściwie w jednym celu, do ekstremalnego przetaktowywania procesorów. Aby tego dokonać potrzebujemy ekstremalnego komputera do testów.

Konfiguracja testowego komputera Geo-PC:

• Procesor: Intel Pentium 4 3.20E GHz, Prescott
• Płyta główna: Abit IC7-G oparta na chipsecie i875
• Pamięć RAM: 2x512MB Geil PC-550 CL3
• Karta Graficzna: GeForce FX 5950 Ultra

Komputer Geo-PC został wyposażony w topowy model procesora Pentium 4 "Prescott". Dlaczego nie Pentium 4 Extreme Edition? Przy standardowych częstotliwościach taktowania oferuje on wyższą wydajność, jednak jego możliwości overclockingu są ograniczone za sprawą dodatkowej pamięci L3 cache.

Płyta główna oparta na chipsecie i875 oferuje maksymalną wydajność, a na rynku w chwili obecnej nie znajdziemy niczego szybszego. Pamięci Geil PC-550 zapewniły podkręcanie do częstotliwości 275MHz, a więc maksymalna częstotliwość FSB jaką można było osiągnąć to 1100 MHz QDR. Ostatecznie w takiej konfiguracji procesor z mnożnikiem x16 mógłby być taktowany częstotliwością do 4.4GHz. Karta graficzna w tym środowisku jest niejako dodatkiem, nie badamy bezpośrednio jej możliwości. Czy to wystarczająco dużo aby przetestować możliwości VapoChill, zaraz się przekonacie. Komputer testowy nawet bez tak ekstremalnego chłodzenia budzi respekt, jest to na dobrą sprawę maszyna marzeń niejednego gracza. Dzięki VapoChill zrobiono z niej rakietę, a my będziemy mogli oszacować, jak szybkie będą komputery za mniej-więcej rok, gdy procesory o zegarze 4 i więcej GHz trafią na rynek.

Testy

Instalacja VapoChill zmieniła sposób w jaki startuje komputer. Naciśniecie guzika Power budzi do życia Chill Control, który od tego momentu przejmuje kontrole nad procedura startu komputera. W pierwszej kolejności uruchamiany jest sam VapoChill, który chłodzi parownik, a więc i sam procesor do pewnej temperatury. Standardowo jest do -10 stopni Celsjusza. Tą temperature można skonfigurować przy pomocy Chill Control. Dopiero gdy układ chłodzący osiągnie zadaną temperaturę, automatycznie włączany jest komputer. Cały proces trwa około minuty, a o poszczególnych jego fazach jesteśmy informowani za sprawą wbudowanego wyświetlacza LCD.

Procesor taktowany jest zegarem o ponad 1GHz wyższym od nominalnego. Jest to o około 31% mocy więcej. W tym stanie podczas pełnego obciążenie parownik ma temperaturę -32 stopni Celsjusza, a w trybie bezczynności około -42 stopnie. Przy tej częstotliwości dokonaliśmy wszelkich testów wydajności, była to bowiem najwyższa częstotliwość taktowania, przy której procesor pracował stabilnie.

Cyferki są na tyle imponujące ze mówią właściwie same za siebie. Jednak nie o te cyferki tutaj chodzi. Praca na tak podkręconym komputerze nie różniła się zbytnio od pracy na tym samym komputerze, ale pracującym przy standardowych częstotliwościach taktowania. Aplikacje uruchamiały się równie szybko, Windows startował w podobnym czasie. Czas chyba zastanowić się, czy podążamy w dobrym kierunku. Póki co do typowych zastosowań nie potrzebujemy aż tak wydajnych maszyn. Wysoka wydajność w obecnym wykonaniu niesie ze sobą szereg problemów. Jednym z nich jest głośność pracy komputerów. Wszelkie topowe rozwiązania są po prostu niezwykle głośne. VapoChill nie jest tutaj wyjątkiem. Co prawda nikt nie mówił, że będzie cicho, ale praca przy tak głośnym komputerze nie należy do przyjemnych. I nie pomaga tutaj świadomość, że siedzimy przy najszybszym dostępnym obecnie komputerze PC. Po kilku godzinach pracy trzeba po prostu zrobić sobie przerwę.

Przez ostatnie lata podkręcanie stało się czymś więcej niż tylko chęcią ożywienia swojej maszyny. Teraz jest to już niemal sport, a młodzi ludzie popędzają swoje maszyny tylko po to, aby pochwalić się wśród rywali, który ma "szybszego". Koszty tego typu działań przestały się właściwie liczyć, za cenę testowanego przez nas VapoChill'a można nabyć cały komputer o całkiem niezłych parametrach. "Komputerową lodówkę" warto więc potraktować jako ciekawostkę.