I4P3T0S
Ensign
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Mit dem Ziel, bessere Temperaturen, stabilere Boost-Taktraten, mehr Spielraum beim Curve Optimizer zu erreichen und einfach aus Interesse habe ich den Heatspreader meines 7800X3D entfernt. Nachdem der8auer bis zu 15 °C bessere Temperaturen bei einem Ryzen 7900X erreicht hat, wollte ich wissen was bei meinem 7800X3D möglich ist.
Rückwirkend betrachtet ist der Titel dieses Beitrages eher ungünstig gewählt. Ich habe diesen laufend ausgearbeitet und durch weitere Tests, Settings und Hardware ergänzt. Der Name ist hier also nicht (mehr) Programm.
Als Werkzeug zum entfernen des Heatspreader diente der Thermal Grizzly Ryzen 7000 Delid-Die-Mate. Das Prozedere gestaltete sich als relativ unspektakulär, nach wenigen Minuten war der Kopf entfernt und die Dies lagen frei. Auch das entfernen der Lotreste war schnell erledigt. Die groben Lotreste ließen sich einfach mit einer alten Plastikkarte im Kreditkartenformat abschaben, anschließend habe ich die Dies mit Wattestäbchen und gewöhnlicher Wärmeleitpaste als poliermittel poliert. Auf dem cIOD Chiplet blieben einige Verfärbungen zurück, welche ich nicht entfernt bekam. Einen Niveauunterschied konnte ich unter Zuhilfenahme eines Haarlineals jedoch nicht feststellen.
Um die jetzt nackte CPU mit dem im ersten Versuchsaufbau verwendeten Direct-Die Frame, und Später mit dem mit Thermal Grizzly MYCRO DIRECT-DIE Wasserblock zu verschrauben, musste der AM5 Socket Frame entfernt werden.
Zu diesem Zeitpunkt war mir nicht bekannt, dass der Thermal Grizzly Direct-Die Frame offiziell aufgrund einer erweiterten Kleberschicht nicht mit X3D CPUs kompatibel ist. Zum Kaufzeitpunkt im Januar 2024 warb der Händler (ein bekannter Onlinehändler im DACH-Raum) noch mit einer Kompatibilität für alle Ryzen 7000 Modele. Glücklicherweise hat meine CPU trotz mehrmaligem ein- und ausbauen keinen Schaden davongetragen.
Zum Einsatz kommt eine Custom-Loop Wasserkühlung welche etwa 1,5 Liter Kühlflüssigkeit enthält und die Wärme durch einen Alphacool NexXxoS XT45 Nova 1080 Radiator abtransportiert. Die Pumpe (Aquastream XT Ultimate) läuft in allen Testszenarien auf 3400rpm und fördert rund 120L pro Stunde.
Als Stresstest kommt bei allen versuchen der Cinebench R23 zum Einsatz. Die Messwerte wurden mit HWiNFO geloggt und anschließend mit Numbers grafisch aufgearbeitet.
Da die Kühlmitteltemperatur sehr stark mit den Messwerten und auch der Stabilität skaliert, habe ich mich für ein passives Kühlverfahren entschieden um ein breites Spektrum an Szenarien abzudecken. Aufgrund der Dimensionierung meines Custom-Loop und der geringen Package Power von rund 96 Watt ist ausreichend Potential zur Wärmepufferung vorhanden.
Zum Start der Messung beträgt die Wassertemperatur 28°C, zum Ende 38°C. Nach einer Testzeit von 23 Minuten im Cinebench R23 wird das Temperaturdelta von 10 °C erreicht.
Nach Dutzenden Messungen kann ich ganz klar sagen, es macht keinerlei unterschied ob nun 1 Minute oder 30 Minuten eine Temperatur X am Kühlmittel anliegt. Die anderen Messparameter werden dadurch immer gleich beeinflusst. Auch wenn einige Communitymitglieder anderer Ansicht sind, zahlen lügen nicht.
Als Kühlkörper wurde ein EKWB Supremacy EVO Wasserblock verwendet, welchen ich bereits seit Jahren auf meiner AM4 platform im Einsatz hatte. Der Kühlkörper wurde zuvor zerlegt, gründlich im Ultraschallbad gereinigt und anschließend um 90 Grad verdreht im Rahmen montiert.
Durch die verdrehte Montage im Rahmen und durch Verwendung des Thermal Grizzly Offset Mounting Kits war es möglich das Inlet des Wasserkühlers direkt über dem CCD zu positionieren.
Der Curve Optimizer war von Start weg auf -30 eingestellt, da dieses Setting meiner Research nach bei der überwiegenden Mehrheit der 7800X3D Anwender stabil läuft. Alle anderen BIOS Settings welche die CPU beeinflussen befinden sich in der Auto Einstellung.
3 Szenarien wurden getestet:
Im ersten Durchlauf habe ich als Referenz die CPU im Stock Zustand getestet, als Wärmeleitpaste kam die Arctic MX5 zum Einsatz und der Wasserkühler sitzt auf dem originalen Ryzen Heatspreader (Blaue Kurve).
Im zweiten durchlauf der erste Direct-Die Kühlversuch, da zu diesem Zeitpunkt das Thermal Grizzly Conductonaut extreme Flüssigmetall (LM) noch auf dem Versandweg war und ich einfach nicht länger warten wollte, kam hier das Thermal Hero Metalliq LM zum Einsatz (grüne Kurve).
Im dritten durchlauf einige Tage später mit dem Thermal Grizzly Conductonaut extreme LM (graue Kurve).
Die Verbesserung der Tctl/Tdie Temperatur fällt mit 3 °C zum Start der Messung eher marginal aus und gleicht sich bei steigender Kühlmitteltemperatur sogar an.
Durch den besseren Wärmeabtransport erreichen wir etwa 25 MHz höhere Taktraten. Da dieser Wert alleine jedoch wenig aussagekräftig ist müssen wir auch die effektiven Kerntakte betrachten, da Ryzen Prozessoren zum Clock-Stretching neigen. Am übersichtlichsten lässt sich dies durch die Kern-Effizienz darstellen
Hier sehen die Ergebnisse schon etwas besser aus, sind insgesamt aber immer noch recht enttäuschend.
Durch die bessere Kühlung genehmigt sich die CPU auch mehr Spannung, wie dieses Diagram zeigt.
In einer weiteren 30 Minuten Messung drehten die Lüfter mit 550 rpm im Testzeitraum, dies entspricht in meinem Setup der Minimaldrehzahl.
Der CPU-Takt bleibt in diesem Fall konstant, das theoretische Maximum von 5050 MHz wird aber auch dann nicht erreicht. Sobald die Last vom Prozessor genommen wird, fällt die Tctl/Tdie Temperatur erwartungsgemäß schnell ab.
Nach weiteren Optimierungen im BIOS habe ich das Maximum mit dieser Kühllösung ausgelotet. Da abseits des Curve Optimizers sämtliche Einstellungen zur Spannung im BIOS bei den X3D Prozessoren geblockt sind, war es nur über die Load Line Calibration (LLC) möglich weitere Anpassungen vorzunehmen. Nach unzähligen Tests konnte ich ermitteln, dass bei meinem Mainboard die Auto Einstellung der LLC mit LLC 8 gleichzusetzen ist.
Also die LLC auf 5 reduziert, somit war es auch möglich das CO Offset Stabil auf -35 abzusenken.
Dank der angepassten LLC konnte eine deutliche Verbesserung der Temperatur erzielt werden.
Auch Taktraten und Effizienz haben sich gebessert, da nun ein niedrigeres CO Offset Stabil läuft.
Der mit diesem Setting höchste erzielte CBR23 Wert aus Dutzenden durchläufen.
Wieder einige Wochen später, der Thermal Grizzly MYCRO DIRECT-DIE Wasserblock ist bereits Montiert und wirkt insgesamt hochwertig verarbeitet. Verschraubt wird der Block auf die Montagegewinde des AM5 Socket Frame. Die Gewinde, an welchen üblicherweise die Aufnahme für den Kühlkörper fixiert sind bleiben frei.
Die Auflagefläche mit bereits aufgetragenem Flüssigmetall.
Nun zum direkten vergleich mit der Kühllösung im ersten Versuch. Alle einstellungen um BIOS blieben unverändert.
Der Boost-Takt hat sich geringfügig gebessert.
Der Effektive-Takt hingegen sieht deutlich besser aus. Mit der Kern-Effizienz lässt sich dies gut darstellen.
Die Temperaturen fallen ebenfalls geringfügig niedriger aus. Dennoch führt der kleine Temperaturunterschied zu einer größeren Effizienz.
Auch hier wieder der 30 Minuten Test mit Lüftern auf konstanter Drehzahl, die Temperatur pendelt sich hier ebenfalls auf ca 29°C ein.
Natürlich konnte ich es nicht lassen mit dieser Kühlung das letzte MHz aus dem kleinen Die raus zu pressen und konnte auf HWbot einen CBR23 Score von 19.827 Punkten mit einem Effektiven Takt von 5186 MHz validieren. Dies entspricht aktuell Platz 7 in der HWbot Weltrangliste für den 7800X3D
Rückwirkend betrachtet ist der Titel dieses Beitrages eher ungünstig gewählt. Ich habe diesen laufend ausgearbeitet und durch weitere Tests, Settings und Hardware ergänzt. Der Name ist hier also nicht (mehr) Programm.
Entfernen des Heatspreader
Als Werkzeug zum entfernen des Heatspreader diente der Thermal Grizzly Ryzen 7000 Delid-Die-Mate. Das Prozedere gestaltete sich als relativ unspektakulär, nach wenigen Minuten war der Kopf entfernt und die Dies lagen frei. Auch das entfernen der Lotreste war schnell erledigt. Die groben Lotreste ließen sich einfach mit einer alten Plastikkarte im Kreditkartenformat abschaben, anschließend habe ich die Dies mit Wattestäbchen und gewöhnlicher Wärmeleitpaste als poliermittel poliert. Auf dem cIOD Chiplet blieben einige Verfärbungen zurück, welche ich nicht entfernt bekam. Einen Niveauunterschied konnte ich unter Zuhilfenahme eines Haarlineals jedoch nicht feststellen.Mainboard
Um die jetzt nackte CPU mit dem im ersten Versuchsaufbau verwendeten Direct-Die Frame, und Später mit dem mit Thermal Grizzly MYCRO DIRECT-DIE Wasserblock zu verschrauben, musste der AM5 Socket Frame entfernt werden.Zu diesem Zeitpunkt war mir nicht bekannt, dass der Thermal Grizzly Direct-Die Frame offiziell aufgrund einer erweiterten Kleberschicht nicht mit X3D CPUs kompatibel ist. Zum Kaufzeitpunkt im Januar 2024 warb der Händler (ein bekannter Onlinehändler im DACH-Raum) noch mit einer Kompatibilität für alle Ryzen 7000 Modele. Glücklicherweise hat meine CPU trotz mehrmaligem ein- und ausbauen keinen Schaden davongetragen.
Kühlung
Zum Einsatz kommt eine Custom-Loop Wasserkühlung welche etwa 1,5 Liter Kühlflüssigkeit enthält und die Wärme durch einen Alphacool NexXxoS XT45 Nova 1080 Radiator abtransportiert. Die Pumpe (Aquastream XT Ultimate) läuft in allen Testszenarien auf 3400rpm und fördert rund 120L pro Stunde.Software
Als Stresstest kommt bei allen versuchen der Cinebench R23 zum Einsatz. Die Messwerte wurden mit HWiNFO geloggt und anschließend mit Numbers grafisch aufgearbeitet.Vorwort zu den Messergebnissen
Da die Kühlmitteltemperatur sehr stark mit den Messwerten und auch der Stabilität skaliert, habe ich mich für ein passives Kühlverfahren entschieden um ein breites Spektrum an Szenarien abzudecken. Aufgrund der Dimensionierung meines Custom-Loop und der geringen Package Power von rund 96 Watt ist ausreichend Potential zur Wärmepufferung vorhanden.Zum Start der Messung beträgt die Wassertemperatur 28°C, zum Ende 38°C. Nach einer Testzeit von 23 Minuten im Cinebench R23 wird das Temperaturdelta von 10 °C erreicht.
Nach Dutzenden Messungen kann ich ganz klar sagen, es macht keinerlei unterschied ob nun 1 Minute oder 30 Minuten eine Temperatur X am Kühlmittel anliegt. Die anderen Messparameter werden dadurch immer gleich beeinflusst. Auch wenn einige Communitymitglieder anderer Ansicht sind, zahlen lügen nicht.
Erster Versuchsaufbau (EK Supremacy EVO Direct-Die)
Als Kühlkörper wurde ein EKWB Supremacy EVO Wasserblock verwendet, welchen ich bereits seit Jahren auf meiner AM4 platform im Einsatz hatte. Der Kühlkörper wurde zuvor zerlegt, gründlich im Ultraschallbad gereinigt und anschließend um 90 Grad verdreht im Rahmen montiert.Durch die verdrehte Montage im Rahmen und durch Verwendung des Thermal Grizzly Offset Mounting Kits war es möglich das Inlet des Wasserkühlers direkt über dem CCD zu positionieren.
Messergebnisse des ersten Versuchsaufbaues
Der Curve Optimizer war von Start weg auf -30 eingestellt, da dieses Setting meiner Research nach bei der überwiegenden Mehrheit der 7800X3D Anwender stabil läuft. Alle anderen BIOS Settings welche die CPU beeinflussen befinden sich in der Auto Einstellung.3 Szenarien wurden getestet:
Im ersten Durchlauf habe ich als Referenz die CPU im Stock Zustand getestet, als Wärmeleitpaste kam die Arctic MX5 zum Einsatz und der Wasserkühler sitzt auf dem originalen Ryzen Heatspreader (Blaue Kurve).
Im zweiten durchlauf der erste Direct-Die Kühlversuch, da zu diesem Zeitpunkt das Thermal Grizzly Conductonaut extreme Flüssigmetall (LM) noch auf dem Versandweg war und ich einfach nicht länger warten wollte, kam hier das Thermal Hero Metalliq LM zum Einsatz (grüne Kurve).
Im dritten durchlauf einige Tage später mit dem Thermal Grizzly Conductonaut extreme LM (graue Kurve).
Die Verbesserung der Tctl/Tdie Temperatur fällt mit 3 °C zum Start der Messung eher marginal aus und gleicht sich bei steigender Kühlmitteltemperatur sogar an.
Durch den besseren Wärmeabtransport erreichen wir etwa 25 MHz höhere Taktraten. Da dieser Wert alleine jedoch wenig aussagekräftig ist müssen wir auch die effektiven Kerntakte betrachten, da Ryzen Prozessoren zum Clock-Stretching neigen. Am übersichtlichsten lässt sich dies durch die Kern-Effizienz darstellen
Hier sehen die Ergebnisse schon etwas besser aus, sind insgesamt aber immer noch recht enttäuschend.
Durch die bessere Kühlung genehmigt sich die CPU auch mehr Spannung, wie dieses Diagram zeigt.
In einer weiteren 30 Minuten Messung drehten die Lüfter mit 550 rpm im Testzeitraum, dies entspricht in meinem Setup der Minimaldrehzahl.
Der CPU-Takt bleibt in diesem Fall konstant, das theoretische Maximum von 5050 MHz wird aber auch dann nicht erreicht. Sobald die Last vom Prozessor genommen wird, fällt die Tctl/Tdie Temperatur erwartungsgemäß schnell ab.
Niedriegere Temperaturen durch absenken der LLC
Nach weiteren Optimierungen im BIOS habe ich das Maximum mit dieser Kühllösung ausgelotet. Da abseits des Curve Optimizers sämtliche Einstellungen zur Spannung im BIOS bei den X3D Prozessoren geblockt sind, war es nur über die Load Line Calibration (LLC) möglich weitere Anpassungen vorzunehmen. Nach unzähligen Tests konnte ich ermitteln, dass bei meinem Mainboard die Auto Einstellung der LLC mit LLC 8 gleichzusetzen ist.Also die LLC auf 5 reduziert, somit war es auch möglich das CO Offset Stabil auf -35 abzusenken.
Dank der angepassten LLC konnte eine deutliche Verbesserung der Temperatur erzielt werden.
Auch Taktraten und Effizienz haben sich gebessert, da nun ein niedrigeres CO Offset Stabil läuft.
Der mit diesem Setting höchste erzielte CBR23 Wert aus Dutzenden durchläufen.
Zweiter Versuchsaufbau (Thermal Grizzly MYCRO DIRECT-DIE Wasserblock)
Wieder einige Wochen später, der Thermal Grizzly MYCRO DIRECT-DIE Wasserblock ist bereits Montiert und wirkt insgesamt hochwertig verarbeitet. Verschraubt wird der Block auf die Montagegewinde des AM5 Socket Frame. Die Gewinde, an welchen üblicherweise die Aufnahme für den Kühlkörper fixiert sind bleiben frei.Die Auflagefläche mit bereits aufgetragenem Flüssigmetall.
Nun zum direkten vergleich mit der Kühllösung im ersten Versuch. Alle einstellungen um BIOS blieben unverändert.
Der Boost-Takt hat sich geringfügig gebessert.
Der Effektive-Takt hingegen sieht deutlich besser aus. Mit der Kern-Effizienz lässt sich dies gut darstellen.
Die Temperaturen fallen ebenfalls geringfügig niedriger aus. Dennoch führt der kleine Temperaturunterschied zu einer größeren Effizienz.
Auch hier wieder der 30 Minuten Test mit Lüftern auf konstanter Drehzahl, die Temperatur pendelt sich hier ebenfalls auf ca 29°C ein.
Mit eCLK OC bis ans Limit
Natürlich konnte ich es nicht lassen mit dieser Kühlung das letzte MHz aus dem kleinen Die raus zu pressen und konnte auf HWbot einen CBR23 Score von 19.827 Punkten mit einem Effektiven Takt von 5186 MHz validieren. Dies entspricht aktuell Platz 7 in der HWbot Weltrangliste für den 7800X3D
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