Extrémní přetaktování s tekutým dusíkem – AMD Ryzen Threadripper 7000 Series

V duchu zkoušení nových věcí v laboratoři v naší recenzi procesorů AMD Threadripper řady 7000 HEDT a Workstation jsme se rozhodli, že přetaktování s vodním chlazením není pro laboratoř StorageReview dostatečně extrémní, a tak jsme pozvali pár přátel a rozhodli se zchladit na -195 °C. Chtěli jsme zjistit, co dokáže pěkné přetaktování a pár lahví tekutého dusíku, aby se tyto čipy dostaly na hranici výkonu, aniž by se cestou zničily.

Přetaktování a řada AMD Ryzen Threadripper 7000

Přetaktování je již dlouho lákadlem počítačových nadšenců, kteří chtějí svůj hardware posunout nad rámec standardních specifikací. Řada AMD Ryzen Threadripper 7000, HEDT a Workstation, má působivý rozsah od 24 do 64 jader a 96 u modelů Pro a působivou energetickou účinnost, což představuje pro takové snahy úrodnou půdu. Tyto procesory, které v našich testech ve standardním provedení vykazovaly robustní výkon a teploty, jsou ideálními kandidáty pro přetaktování, zejména při použití pokročilých metod chlazení.

Přetaktování tekutým dusíkem

Přetaktování kapalným dusíkem (LN2) představuje extrémní oblast chlazení. LN2 se svými extrémně nízkými teplotami -195.8 °C (-320 °F, 77 K) umožňuje procesorům dosáhnout taktovacích frekvencí a napětí, kterých by jinak nebylo možné dosáhnout běžnými metodami chlazení v okolním prostředí. Tato technika je obzvláště oblíbená mezi těmi, kteří se snaží překonat nové výkonnostní rekordy.

Přetaktování s LN2 vyžaduje přísná bezpečnostní opatření. Extrémně nízká teplota kapalného dusíku (-196 °C) vyžaduje respekt a opatrné zacházení, včetně používání ochranných pomůcek a zajištění řádného větrání, aby se zabránilo udušení nebo popáleninám.

Příprava na dobrodružství s přetaktováním

S více než 250 litry tekutého dusíku dodaného do laboratoře nastal čas pustit se do práce. Připojil se k nám skvělý tým overclockerů BenchMarc, OneWolf a TechTested, kteří dohromady shromáždili téměř 5 desetiletí znalostí a praktických zkušeností s extrémním přetaktováním, a také nespočet nástrojů potřebných k uspořádání tak úspěšné akce.

Elmor Labs Volcano X LN2 Pot je specializovaný nástroj určený pro přetaktování LN2. Jeho konstrukce z měděných polotovarů a vrtané a drážkované prvky usnadňují efektivní přenos tepla a regulaci teploty, což je klíčové pro omezení odlévání LN2 a udržení stability během extrémních přetaktovacích sezení.

Volcano Extreme byl očividně klenotem projektu, ale klíčovou roli v celém procesu hrály i drobnosti jako ohřívače desek, náhradní napájecí zdroje, ručníky, hořáky, termočlánky a šrouby.

ASUS Pro WS TRX50-SAGE WIFI, páteř výkonu

Základní deska ASUS Pro WS TRX50-SAGE WIFI AMD TR5 se vyznačuje robustní konstrukcí s 36 napájecími stupni. To je zásadní, protože při přetaktování, zejména s tekutým dusíkem, procesor vyžaduje enormní množství energie. Standardní základní deska by se pod tímto tlakem prohnula. 36 napájecích stupňů zajišťuje plynulé a konzistentní napájení a zabraňuje výkyvům, které by mohly při teplotách pod bodem mrazu znamenat katastrofu.

Tyto napájecí stupně jsou napájeny dvěma 8pinovými napájecími konektory, což je ekvivalent proudu odpovídajícího třem autobateriím pro procesor. Tato konstrukce je zásadní pro stabilitu při vysokém přetaktování a zajišťuje, že každé z až 96 jader procesorů Threadripper dostává dostatečný výkon bez sebemenšího náznaku nestability nebo nedostatku energie.

Tři sloty PCIe 5.0 x16, 10Gb a 2.5Gb LAN porty a tři sloty M.2 nabízejí ultrarychlé připojení, které zajišťuje, že žádné úzké hrdlo neomezí výkon Threadripperu. Vzdálená správa IPMI na serverové úrovni je výhodou pro monitorování a ladění v reálném čase, což je funkce stejně důležitá jako samotné přetaktování.

Proces přetaktování

Přetaktování s LN2 je delikátní záležitost. Zahrnuje postupné snižování teploty CPU pomocí LN2 a zároveň sledování výkonu a stability systému. S klesající teplotou mohou uživatelé opatrně zvyšovat taktovací frekvenci CPU a neustále sledovat systémové metriky, aby předešli poškození.

Jedním z kritických aspektů, které je třeba zvážit při přetaktování LN2, je „chladný jev“, což je jev, kdy se procesor stává nestabilním nebo se může zcela zablokovat a přestat fungovat při extrémně nízkých teplotách. Každý model procesoru, a dokonce i různé procesory ve stejné várce, mohou mít jinou prahovou hodnotu studeného jev, při jejímž překročení nebude procesor fungovat správně.

To je obzvláště důležité u řady AMD Ryzen Threadripper 7000, protože v našich testech může snížení teploty procesorů pod -100 °C pomocí tekutého dusíku tuto chybu spustit. Museli jsme pečlivě sledovat teploty, abychom se vyhnuli dosažení tohoto kritického bodu a zajistit, aby maximalizovaly výkon, aniž by přešly do zóny výskytu chladného procesu.

Abychom zmírnili riziko námrazy a kondenzace, které mohou způsobit zkrat základní desky, používáme kombinaci ventilátorů, ručníků a topení. Tyto prvky společně udržují prostředí kolem základní desky, které zabraňuje hromadění kondenzace. Toto ochranné opatření je zásadní, protože extrémní chlad způsobený LN2 může rychle vést k hromadění vlhkosti a ohrozit celou sestavu.

Úspěch benchmarkingu LN2

Testování stability a benchmarking jsou klíčové pro kvantifikaci vylepšení výkonu a zajištění stability systému. K testování naší úspěšnosti jsme použili standardní sadu nástrojů Benchmate.

Víme, že se nemůžete dočkat výsledků, takže zde je tabulka s nezpracovanými daty z laboratoře, kde jsme s Marcem Portisem (Forks) testovali LN2 laboratoře.

měřítko	7960x	Přetaktování GHz	7970x	Přetaktování GHz	7995wx	Přetaktování GHz
Jádro / vlákno	24/48		32/64		96/192
Základna	4.2GHz		4.0GHz		2.5GHz
zesílení	5.3GHz		5.3GHz		5.1GHz
7zip	413,263	6.20	494,367	5.70	620,109	5.60
CINEBENCH
R11.5	121.91	6.10	Netestováno		124.84	5.60
R15	10,802	6.10	13,267	5.80	26,127	5.60
R20	25,634	6.10	31,513	5.80	68,208	5.50
R23 Multi	65,803	6.10	Netestováno		183,391	5.50
R24	Netestováno				8,641	5.50
GeekBench
3 svobodný	190,812	6.10	Netestováno		Netestováno
3 Vícenásobné	9,736	6.10
4 svobodný	9,710	6.10
4 Vícenásobné	119,702	6.10
5 svobodný	2,403	6.10
5 Vícenásobné	41,913	6.10
GPuPi 3.2 100M	0.85	6.10	Netestováno		0.35	5.70
GPuPi 3.2 1B	13.82	6.10	11.57	5.80	4.46	5.70
GPuPi 3.3 100M	0.83	6.10	Netestováno		Netestováno
GPuPi 3.3 1B	13.99	6.10
265x 1080p	385.70	6.10	Netestováno		Netestováno
x265 4k	90.73	6.10
Superpi 1M	5.44	6.10	Netestováno		Netestováno
pifast	12.75	6.10	Netestováno		Netestováno
wPrime 32m	1.72	6.10			12.39	5.50
wPrime 1024m	14.60	6.10			2.29	5.50
y-cruncher 1B	7.70	6.10	6.99		Netestováno
y-cruncher 25b	Netestováno		263.66	4.80

Rekordní snahy

Řada Threadripper 7000, známá svým vysokým počtem jader, dosáhla v našem přetaktování LN2 pozoruhodných výsledků. Tyto procesory překonaly předchozí rekordy a ukázaly neuvěřitelný potenciál architektury AMD v kombinaci s extrémními chladicími řešeními.

Mezery v tabulce s údaji o výkonu jsou způsobeny několika omezeními, se kterými jsme se setkali během testovací fáze. Zaprvé, blížící se datum embarga si vyžádalo přísný časový harmonogram, který výrazně omezil dostupné okno pro komplexní testování každého procesoru. Taková časová omezení často vedou k užšímu rozsahu sběru dat.

Za druhé, mít pouze jeden vzorek od každého modelu CPU vyžadovalo opatrný přístup. Museli jsme pečlivě řídit úrovně napětí a dobu expozice LN2, abychom se vyhnuli riziku ohrožení integrity těchto cenných vzorků. Příliš agresivní testování by mohlo vést k nevratnému poškození, proto byla přijata konzervativní strategie.

A konečně, problém s námrazou nebo kondenzací na základní desce představoval značné riziko. Dlouhodobé vystavení extrémnímu chladu LN2 zvyšuje pravděpodobnost hromadění vlhkosti, což může vést ke zkratům nebo jiným formám poškození základní desky. Tento jev si vyžádal kratší testovací období a delší intervaly mezi jednotlivými testy, aby se hardware mohl aklimatizovat a snížilo se riziko vlhkosti.

Tyto faktory společně přispěly k omezením našeho testovacího procesu, což vedlo k určitým mezerám v prezentovaných konečných údajích o výkonu. Navzdory těmto výzvám provedené testy poskytují cenné poznatky, i když s uznáním, že rozsah byl omezen těmito praktickými aspekty.

Uvolnění plného potenciálu řady AMD Ryzen Threadripper 7000

Jádrem našeho experimentu s extrémním přetaktováním jsou výsledky, kterých se nám podařilo dosáhnout s řadou AMD Ryzen Threadripper 7000. Pomocí tekutého dusíku (LN2) k dosažení limitů těchto čipů jsme pozorovali výrazné skoky ve výkonu, které zdůrazňují skutečný potenciál tohoto hardwaru v kombinaci s extrémními chladicími technikami.

• Cinebench R23: S působivým 80% zlepšením výkonu byl jedním z nejpozoruhodnějších úspěchů 96jádrový model Threadripper v Cinebench R23, což je ohromující nárůst výkonu ve srovnání se základním skóre.
• Cinebench R24: V tomto testu jsme dosáhli 50% zlepšení výkonu oproti standardnímu režimu.
• y-cruncher: O 30 % rychlejší výpočty. V benchmarku, který je náročným testem pro celý systém, nejen pro CPU, se zaměřením na výpočty s pí podařilo zrychlit proces přibližně o 30 %.

Tato vylepšení výkonu nejsou jen čísla v grafu. Představují významný krok vpřed v tom, čeho lze dosáhnout správnou kombinací špičkového hardwaru a extrémních chladicích technik.

Je zásadní si uvědomit, že těchto výsledků nebylo dosaženo pouhým nalitím LN2 na CPU, ale pečlivě kalibrovaným procesem regulace teploty, nastavení napětí a monitorování v reálném čase. Tento proces zajistil, že jsme z těchto CPU dosáhli hranice výkonu, aniž bychom je dostali do nebezpečné zóny trvalého poškození (čti: útěku slepice).

Závěr

Tím, že jsme toto mrazivé fiasko zakončili s řadou AMD Ryzen Threadripper 7000, jsme opět dokázali, že pokud jde o benchmarking, jsme ve vlastní lize. Tím, že jsme tyto bestie posouvali tekutým dusíkem, jsme nejen posouvali limity – ale vyhodili jsme je do stratosféry (a naštěstí jsme udrželi VRM připojený k desce).

Nejde jen o surový výkon; jde o jeho využití s ​​jemností, kterou dokáží poskytnout jen desítky let zkušeností a špetka geniality. Výsledky? Ohromující, mírně řečeno. Jistě, museli jsme se obejít s několika logistickými zádrhely a neustálou hrozbou, že se z našich drahocenných procesorů stanou drahé těžítka. Nakonec jsme ale ukázali, co je možné, když se špičkový hardware setká s extrémními a buďme upřímní, trochu šílenými metodami chlazení. Není to jen přetaktování; je to umění a tým, který jsme pro toto testování sestavili, jsou mistři tohoto řemesla.