Noctua вводит унифицированный рейтинг производительности кулеров – NSPR (Noctua’s Standardised Performance Rating) – и классы совместимости кулеров с различными CPU

Содержание

1. Проблемы, связанные со спецификациями TDP
2. Унифицированный рейтинг производительности кулеров NSPR
3. Классификационная схема уровней совместимости кулера и процессора
4. Комплексное использование NSPR и классификации уровней
   совместимости кулера и процессора

Измерение, оценка и сравнение производительности процессорных кулеров при выборе наилучшего решения под конкретный процессор представляет собой намного более сложную задачу, чем может показаться на первый взгляд. Ввиду того, что в спецификациях TDP (Thermal Design Power, расчетная тепловая мощность), заявляемых производителями процессоров и – часто – производителями кулеров, становится все меньше единообразия, компания Noctua, с целью помочь покупателям принять объективно обоснованное решение при выборе кулера, предлагает использовать унифицированный рейтинговый показатель производительности (Noctua’s Standardised Performance Rating, NSPR), который может быть рассчитан для любого кулера, а также классификацию уровней совместимости кулера и процессора, которая позволит пользователям определить, насколько большой запас мощности охлаждения сможет обеспечить данный кулер на конкретной модели процессора в режиме оверклокинга или turbo.

Проблемы, связанные со спецификациями TDP

Характеристика TDP (Thermal Design Power) была введена производителями процессоров с целью указать мощность тепловыделения конкретной модели процессора, чтобы пользователь мог подобрать соответствующий кулер. Производители кулеров со своей стороны тоже стали указывать, какую тепловую мощность (TDP) могут рассеивать их кулеры. Но, как ни странно, существует ряд серьезных проблем, которые делают, казалось бы, простую задачу – выбрать кулер с таким же показателем TDP, как у вашего процессора, – крайне запутанной.

Во-первых, показатели TDP, заявляемые в спецификациях Intel и AMD, фактически вводят в заблуждение, особенно в последние годы. Сегодня никого не удивляет, что так называемые “95-ваттные” или “105-ваттные” процессоры генерируют тепловую мощность 150 Вт и более. Ранее для вывода процессора на тепловую мощность, превышающую указанное в спецификациях значение TDP, как правило, требовалась дополнительная ручная настройка (разгон, или оверклокинг), но теперь многие процессоры выходят за рамки своего номинального TDP автоматически – в режиме turbo. Производители материнских плат для энтузиастов часто еще больше повышают эти turbo-настройки – сверх рекомендованных по умолчанию лимитов мощности Intel и AMD – но с возможностью уменьшения их вручную. С учетом всего этого, выбирать кулер в расчете на номинальный показатель TDP процессора – чаще всего нецелесообразно, поскольку в результате производительность системы окажется меньше ожидаемой. Таким образом, значение TDP из спецификаций процессора уже не является простым и надежным ориентиром при выборе кулера.

И это только верхушка айсберга. Вторая важная проблема – в том, что количество тепла, которое может рассеивать кулер, существенно зависит еще и от конструктивных особенностей процессора. Например, один и тот же кулер может рассеивать 250 Вт на процессоре “A”, но только 150 Вт на процессоре “B”. В частности, процессоры с меньшей площадью чипа (DIE) и интегрированного термоинтерфейса (IHS) охлаждаются намного труднее, чем процессоры большего размера при одинаковом тепловыделении, что обусловлено различной плотностью теплового потока. Другие аспекты, как то – внутренняя конфигурация микросхемы, компоновка чипа и сокета, максимально допустимая температура процессора – также влияют на потенциальную интенсивность охлаждения той или иной модели. То есть с этой точки зрения номинальное значение TDP тоже не может служить четким критерием оптимальной производительности кулера в паре с конкретной моделью процессора.

В-третьих, максимальная теплорассевающая способность кулера – не единственный и даже не самый важный аспект его производительности: зависимость производительности процессорных кулеров на базе радиатора и тепловых трубок от тепловыделения процессора носит нелинейный характер, так что, даже если кулер “A” рассчитан на 350 Вт, а кулер “B” – только на 300 Вт, вполне возможно, что при меньшей тепловой нагрузке, например, 150 Вт, они будут одинаково эффективны, и именно эта ситуация может быть наиболее актуальной для пользователя. Максимальный показатель TDP не является исчерпывающей характеристикой производительности кулера. Это особенно важно в случае использования процессора с высокой плотностью теплового потока или какими-либо другими ограничениями, не позволяющими ему выходить за пределы сравнительно невысокой мощности тепловыделения – независимо от того, какую тепловую мощность способен рассеивать кулер. Например, если процессор в силу своих конструктивных особенностей не может выходить за пределы 120 Вт, производительность кулера на уровне этих 120 Вт имеет для пользователя намного большее значение, даже если этот кулер в принципе способен рассеивать 300 или 350 Вт.

Наконец, еще один важный момент – часто неизвестно, каким способом и при каких условиях был определен заявленный в спецификациях кулера показатель TDP. Это довольно сложная задача, поскольку максимальное количество тепла, которое может рассеивать кулер, очень сильно зависит от условий тестирования и параметров окружающей среды. Результаты зависят, во-первых, от особенностей модели процессора или специально изготовленного нагревательного элемента, используемого в качестве тепловой модели процессора, и во-вторых – от температуры окружающей среды и максимальной допустимой температуры, до которой может нагреваться процессор или нагревательный элемент. Например, максимальное рассеиваемое кулером количество тепла, полученное при температуре окружающей среды 15°C и максимально допустимой температуре нагревательного элемента 90°C, будет существенно отличаться от максимального количества тепла, рассеиваемого тем же кулером при температуре окружающей среды 25°C и предельной температуре нагревательного элемента 50°C. Поскольку большинство производителей кулеров не указывают в спецификациях, при каких условиях было получено номинальное значение TDP, сравнение этих показателей у кулеров от разных производителей, по сути, малоинформативно. Некоторые бренды, не указывая значения сопутствующих параметров, заявляют номинальные значения TDP, которые выглядят просто неадекватно применительно к условиям работы с реальными приложениями. Мы не собираемся играть в игры с завышенными спецификациями, и это еще одна причина, почему Noctua не указывает для своих продуктов значение TDP. Вместо этого, во избежание различных недоразумений, которые могут быть связаны с широко используемым показателем TDP, мы предлагаем альтернативный рейтинг кулеров по унифицированному показателю производительности (Noctua Standardised Performance Rating, NSPR) и классификацию уровней совместимости кулеров и процессоров.

Унифицированный рейтинг производительности кулеров NSPR (Noctua’s Standardised Performance Rating)

Унифицированный рейтинг производительности кулеров NSPR, предлагаемый Noctua, представляет собой платформонезависимый классификатор, который позволяет пользователю с первого взгляда оценить производительность кулера Noctua в сравнении с другими моделями: чем выше показатель NSPR, тем лучше производительность кулера. Например, высококлассные кулеры уровня NH-D15 имеют показатель NSPR более 150, тогда как компактные низкопрофильные кулеры могут иметь NSPR менее 50. Модели средней категории, такие как NH-U12S, находятся где-то в середине этого диапазона.

Для расчета этого единичного количественного показателя, который является одновременно простым и информативным применительно к реальным приложениям, используется простая формула, куда входят слагаемые, полученные с помощью тщательно производимых измерений и характеризующие базовую термическую эффективность и теплорассевающую способность кулера.

Все измерения, результаты которых используются для расчета NSRP, проводятся в термоизолированной камере, где поддерживается постоянная температура 22°C и другие стандартные условия окружающей среды. В качестве тепловой модели процессора используется специально изготовленный нагревательный элемент, подключенный к лабораторному источнику питания с возможностью точной регулировки входной тепловой нагрузки кулера. Все измерения производятся с помощью высококачественных термопар и повторяются не менее чем троекратно, что позволяет контролировать разброс результатов. Погрешность измерений при каждом снятии показаний составляет менее 0.05°C.

Первый компонент формулы NSPR служит мерой термической эффективности кулера при постоянной типовой тепловой нагрузке (heat-load 1), соответствующей классу производительности данного кулера: например, компактные низкопрофильные или пассивные кулеры тестируются с типовой нагрузкой 120 Вт, а мощные башенные кулеры – с типовой нагрузкой 250 Вт. Температура нагревательного элемента (t-case) измеряется по достижении термического равновесия, критерием которого считается стабилизация температуры нагревательного элемента, когда она остается на постоянном уровне в течение 15 минут. Для обеспечения сравнимости результатов кулеров разных классов производительности, тестируемых с разной типовой нагрузкой, типовая тепловая нагрузка heat-load 1 в ваттах делится на разность температур нагревательного элемента t-case и окружающей среды t-ambient.

Второй компонент формулы NSPR учитывает теплорассеивающую способность кулера, которая отвечает за эффективность охлаждения при повышенной тепловой нагрузке. За контрольное значение повышенной тепловой нагрузки heat-load 2 берется значение входной нагрузки кулера, соответствующее равновесному состоянию с температурой нагревательного элемента 60°C, то есть нагрузку на входе повышают до тех пор, пока элемент не нагреется до 60°C, и, если его температура остается на этом уровне в течение 15 минут, снимают показания.

Результаты обоих тестов суммируются, при этом для обеспечения равенства порядков складываемых величин первый результат умножается, а второй делится на десять:

Полученный таким образом показатель NSPR, учитывающий как эффективность кулера под типовой тепловой нагрузкой, так и его максимальную теплорассеивающую способность, является более сбалансированным по сравнению с обычным показателем TDP, поскольку характеризует производительность кулера как в стандартных условиях эксплуатации, так и в условиях усиленной нагрузки. Кроме того, поскольку в формулу NSPR входят реалистичные, практически значимые параметры – типовая тепловая нагрузка и нагрузка, соответствующая температуре процессора 60°C, измеренные при стандартной температуре окружающей среды 22°C, этот показатель не имеет ничего общего с тестовыми сценариями, далекими от условий работы с реальными приложениями. В то же время NSPR, как и любой другой единичный числовой показатель, не учитывает всех аспектов производительности кулера. В частности, он не учитывает тот факт, что производительность кулера может зависеть от платформы, серии CPU и даже от особенностей модели процессора внутри серии. Но все это учитывает классификация кулеров по уровню совместимости с конкретным CPU.

Классификационная схема уровней совместимости кулера и процессора

Принимая во внимание тот факт, что производительность одного и того же кулера на разных процессорах может существенно различаться, Noctua вводит – в дополнение к NSPR – систему рекомендаций по использованию конкретного кулера с конкретным CPU, основанные на величине запаса производительности данного кулера в расчете на режим turbo или оверклокинг данного процессора. Таким образом, пользователь получает всё и сразу, а именно – максимально полную информацию о производительности кулера в виде простого числового показателя, характеризующего общую производительность данного кулера, и носящей рекомендательный характер оценки уровня совместимости этого кулера с тем или иным процессором. Это позволяет пользователю принять максимально взвешенное решение при покупке кулера для конкретной модели процессора.

В базе данных Noctua (ncc.noctua.at/cpus) вы можете выбрать нужную модель CPU и получить информацию об уровне совместимости этого процессора с каждым из кулеров Noctua в соответствии со следующей классификацией:

	наивысший запас производительности для режима turbo/оверклокинга
	средний запас производительности для режима turbo/оверклокинга
	низкий запас производительности для режима turbo/оверклокинга
	совместимость без запаса производительности для режима turbo/оверклокинга
	граниченная совместимость (см. дополнительные комментарии)
	несовместимость (см. дополнительные комментарии)

Эта простая и понятная классификация дает пользователям представление о том, на какой запас производительности по оверклокингу и turbo-режиму они могут рассчитывать, установив на свой процессор тот или иной кулер. Таким образом можно получить простой ответ на вопрос – достаточно ли производительности компактного кулера для охлаждения этого процессора в режиме базовой частоты или стоит рассмотреть модель кулера более высокого класса с большим показателем NSPR для более надежного использования этого процессора в режиме turbo. На конкретной модели CPU более продвинутый кулер может обеспечить или не обеспечить дополнительный запас производительности на оверклокинг – в зависимости от того, имеются ли у этого процессора «узкие места» в части теплоотдачи, обусловленные другими факторами, не связанными с теплорассеивающей способностью кулера.

Наша (Noctua) классификация уровней совместимости кулера и процессора основана на результатах точных измерений, производимых в строгом соответствии с методикой тестирования производительности кулеров в условиях термоизолированной камеры со стабильной температурой 22°C (стандартная температура окружающей среды). Каждый тест с 30-минутной нагрузкой определенной интенсивности проводился по три раза для обеспечения максимально достоверных результатов. Для тестирования использовались башенные корпуса с хорошей вентиляцией, чтобы можно было получить наилучшие результаты, которые способен обеспечить каждый конкретный кулер. Так как наша классификация базируется на результатах измерений, которые производились в наиболее благоприятных условиях работы кулера при температуре окружающего воздуха 22°C, фактические результаты могут быть хуже заявленных в наших рекомендациях, если система эксплуатируется при более высокой температуре и/или в менее просторном корпусе с менее интенсивной вентиляцией. Например, если мы указываем для конкретного процессора, что низкопрофильный кулер может обеспечить адекватное охлаждение на базовой частоте без запаса на turbo-режим, фактическая тактовая частота процессора может упасть чуть ниже базовой при продолжительной работе с нагрузкой в условиях маленького корпуса ITX со слабой вентиляцией. Аналогично, если мы указываем, что на конкретном процессоре кулер обеспечивает небольшой запас на turbo-режим или оверклокинг, возможно, что в корпусе с посредственной вентиляцией при температуре окружающего воздуха 30°C процессор с этим кулером сможет работать только на базовой частоте.

Комплексное использование NSPR и классификации уровней совместимости кулера и процессора

Только комплексное использование NSPR и классификации уровней совместимости кулера и процессора позволяет уйти от недостатков традиционных спецификаций TDP. Если NSPR может служить простым (хотя и более сбалансированным) критерием быстрой оценки общей производительности кулера в сравнении с другими моделями, то классификация уровней совместимости кулера и процессора, основанная на величине запаса производительности по оверклокингу и turbo-режиму, которую обеспечивает данный кулер на конкретном процессоре (согласно данным базы процессоров Noctua), дополнительно учитывает тот факт, что производительность кулера может существенно зависеть от особенностей модели процессора. Сочетание этих двух рейтингов дает пользователю максимально полную информацию о потенциальных возможностях кулера применительно к конкретной ситуации (при установке его на конкретный процессор) и помогает принять взвешенное решение при покупке кулера.