Testikokoonpano ja -metodit, Tuulettimien kierrosnopeusalue, Melumittaukset & Lämpötilamittaukset

Testikokoonpano ja -metodit

Koska ID-Coolingin mukana ei toimiteta kiinnitystarvikkeita LGA 1366 -suoritinkannalle, emme voineet käyttää tässä artikkelissa Intel Core i7-950 -prosessoriin pohjautuvaa luotettavaa sotaratsuamme. Sen tilalle kasasimme viime joulukuisesta nestecoolerivertailusta tutun Asuksen Z97-A -emolevyyn ja Intelin Core i7-4790 -prosessoriin pohjautuvan testikokoonpanon. Suoritin ylikellotettiin toimimaan kaikkien ytimien osalta maltillisella 3,8 GHz kellotaajuudella (38 x 100 MHz) ja 1,20 voltin käyttöjännitteellä. Lisäksi kokoonpanossa oli asennettuna kaksi Kingstonin kahden gigatavun DDR3-muistikampaa sekä GeForce GTX 580 -näytönohjain, joka puhaltaa jäähdytysilmansa suoraan ulos kotelosta korttipaikkojen kautta.

Cooleritesteissä testikokoonpanon yksi tärkeimmistä komponenteista on kotelo, joka toimii testiympäristönä. Kotelona käytettiin tälläkin kertaa luotetuksi ”sotaratsuksi” muodostunutta ja aikoinaan Muropaketin toimituksen kehut saanutta Cooler Master HAF X:ää. Pelaajille ja tietokoneharrastajille suunnatun HAF X:n etuja prosessorin jäähdytyksen kannalta ovat hyvät avarat tilat ja tehokas jäähdytys. Sen ulkomitat ovat 230 x 550 x 590 mm ja paino 14,35 kg. Kotelosta löytyy vakiona kaikkiaan neljä tuuletinta – 230 mm:n etupaneelista, 200 mm:n katosta ja kyljestä sekä 140 mm:n puhallin takapaneelista. Tuulettimet eivät ole äänettömiä, mutta muodostavat yhdessäkin melutasoltaan kohtalaisen maltillisen kokonaisuuden. Tuulettimen lisäksi kotelon jokaiselta sivulta löytyy ilmanotto ja -poistoaukkoja, joten lämmin ilma ei jää helposti pyörimään kotelon sisään.

HAF X:ssä jäähdytysilmaa puhalletaan kotelon sisään etupaneelin alaosasta sekä kotelon kyljestä. Takapaneelissa ja kotelon katossa sijaitsevat tuulettimet puolestaan siirtävät lämmintä ilmaa ulos kotelosta. Corsairin HX1000i 1000W -virtalähde asennettiin vakiopaikalle kotelon pohjalle, jossa se ei vaikuta kotelon ilmankiertoon ottaessaan jäähdytysilman kotelon pohjan kautta ja puhaltaessaan sen ulos takapaneelista. Kotelotuulettimista etu-, katto- ja takatuuletin olivat testien aikana käytössä ja kylkituuletin oli pois käytöstä. Testicoolerit asennettiin niin, että ne liikuttivat ilmaa vaakatasossa kotelon pituussuuntaisesti.

Verrokiksi testicoolereille valittiin Phanteks PH-TC14PE, joka on ollut viimeiset vuodet Muropaketin testien mukaan markkinoiden tehokkain ilmajäähdytysratkaisu ja samalla myös sopiva verrokki monissa coolerivertailuissa.

Vaikka PH-TC14PE ei kilpailekaan samassa joukossa tämän vertailun coolereiden kanssa, se sopii hyvin vertailukohdaksi aiempiin Muropaketissa testattuihin coolereihin nähden. Phanteksin ulkomitat ovat 159 x 140 x 171 mm ja paino 1250 grammaa. Coolerin kahden 140 mm tuulettimen speksit ovat 1300 RPM, 88,6 CFM ja 19,6 dBA. PH-TC14PE maksaa Suomessa edullisimmillaan noin 60 euroa, joten se on yksi markkinoiden edullisimmista high-end-coolereista.

Lämpötahnana käytettiin Noctua NT-H1:tä. Coolereita ajettiin PWM-ohjattuna tuulettimien maksimi- ja miniminopeuksilla, tai lähimmillä mahdollisilla asetuksilla. Tuulettimien nopeussäätö toteutettiin ohjelmallisesti PWM-ominaisuutta hyödyntäen SpeedFan-sovelluksen avulla.

• Intel Core i7-4790, kaikki ytimet 3,8 GHz (38 x 100 MHz) 1,20 V
• Asus Z97-A (Intel Z97 -piirisarja)
• 2 x Kingston HyperX KHX1600C8D3K3/6GX 2 Gt
• Samsung 840 EVO 750 Gt SSD
• Corsair HX1000i -virtalähde
• NVIDIA GeForce GTX 580
• Cooler Master HAF X -kotelo
• Cooler Master Hyper T4, ID-Cooling SE-214X, SilentiumPC Fera 3, Thermalright True Spirit 120M BW Rev.A, Phanteks PH-TC14PE (verrokki)

• Windows 7 Professional
• Prime95 28.9 (Small FFTs, 8 worker threads)
• CPUID HWMonitor 1.28
• Intel Extreme Tuning Utility 6.0.2.8
• SpeedFan 4.51

Prosessorin neljää hyper threadingia hyödyntävää ydintä kuormitettiin Prime 95 -rasitusohjelmalla kahdeksan työsäikeen avulla 30 minuutin ajan (tai kunnes lämpötilat lopettivat nousemisen) ja lämpötilat mitattiin ohjelmallisesti suorittimen ytimien DTS-sensoreista (Digital Temperature Sensor) CPUID HWmonitor- sekä Intel Extreme Tuning Utility -ohjelmilla. Kuvaajaan suorittimen lämpötilaksi on merkitty neljän ytimen keskiarvo. Prosessoria lähimmän muistikamman pinnan sekä emolevyn virransyötön jäähdytysprofiilin lämpötilaa mitattiin ulkoisen Meterman TMD90 -lämpömittarin ja K-tyypin termoelementtien avulla. Lämpötilat on pyöristetty lähimpään puoleen asteeseen. Huoneenlämpö liikkui mittausten aikana noin 23 asteessa. Melumittaukset toteutettiin tuttuun tapaan Velleman DVM805 -desibelimittarilla 30 cm päästä hiljaisessa tilassa.

Tuulettimien kierrosnopeusalue

Ennen melu- ja lämpötilamittausten aloittamista mittasimme coolerien mukana toimitettavien tuulettimien todelliset kierrosnopeudet eri PWM-asetuksilla. Ohjasimme tuulettimia SpeedFan-sovelluksen avulla säätämällä PWM-ohjausarvoa 10 prosenttiyksikön portain.

Mittaamamme kierrosnopeudet noudattelivat pääpiirteissään valmistajien ilmoittamia lukemia, mutta seasta löytyi myös muutama mielenkiintoinen huomio. Kaikkia neljää cooleria yhdisti se, ettei kierrosnopeus laskenut enää 20-30 % PWM-asetuksen alapuolella. Coolereista ID-Coolingin mitattu kierrosalue noudatti täysin valmistajan ilmoittamia lukemia. Cooler Masterissa alin saavutettu nopeus oli noin 100 RPM ilmoitettua korkeampi, kun taasen yläpää osui hyvin ilmoitettuun arvoon.

SilentiumPC:n tuuletin rajautui alapäästä ilmoitettuun 500 RPM arvoon, mutta pyöri maksimikierroksilla hieman ilmoitettua kovempaa. Thermalrightin tuuletin oli puolestaan sekä säätöasteikon ala- että yläpäässä hieman ilmoitettua nopeampi.

ID-Coolingin tuuletin oli testijoukon ainoa, jonka säätöalue osoittautui varsin kapeaksi ja epäkäytännölliseksi. Käytännössä koko 800 – 1800 RPM kierrosalue oli käyty läpi PWM-asetusten 40 – 80 % välillä, eli säätöalueen molemmissa päissä oli huomattavasti nopeuteen vaikuttamatonta aluetta ja kierrosnopeuden muutokset tapahtuivat varsin jyrkästi kapealla säätöalueella.

Melumittausten tulokset ja subjektiivinen meluarviointi

Melumittaukset toteutettiin tutun kaavan mukaisesti Velleman DVM805 -desibelimittarilla yöaikaan hiljaisessa testihuoneessa, hieman yläviistosta 30 cm:n etäisyydeltä pöydälle pehmusteen päälle asetetusta coolerista. Tuulettimille virtaa antamassa käytettiin Silverstonen täyspassiivijäähdytteistä NightJar 520W -virtalähdettä, joka oli asetettu ATX-liittimeen kytketyllä diagnostiikkayksiköllä toimimaan itsenäisesti ilman tietokonekokoonpanoa. Kierrosnopeutta säädettiin Zalmanin ZM-MFC3-tuuletinsäätimen PWM-ohjauksen avulla koko tarjolla olevalla säätöalueella ja melutaso mitattiin tuulettimen maksimi- ja miniminopeudella. Taustamelun tasoksi mitattiin 34 desibeliä.

Cooler Master Hyper T4:n tuulettimen kierrosalueeksi ilmoitetaan laaja 600-1800 RPM, mutta emme päässeet käytännössä aivan yhtä alas. Noin 700 RPM:n miniminopeudella tuuletin on erittäin hiljainen ja siitä on havaittavissa aivan läheltä kuunneltaessa lähinä vaimeaa rahinaa ja pientä ilman väreilyä. 1800 RPM maksiminopeudella tuulettimen ääni nousee erittäin voimakkaaksi ja se pitää kovaa huminaa, repivää ääntä sekä hieman vaimeampana taustalla kuuluvaa hurinaa. Positiivisena seikkana ääni on kautta kierrosalueen laadultaan varsin tasaista.

ID-Coolingin tuuletin toimii 800 – 1800 RPM kierrosalueella ja sen alapäässä se on hiljainen, pitäen lähinnä lähietäisyydeltä havaittavissa olevaa pientä rahinaa sekä pientä ilmavirran väreilyä. 1800 RPM maksiminopeudella tuulettimelta mitattiin testiryhmän toiseksi suurin melutaso (44,5 dBA). Tuuletin pitääkin voimakasta huminaa sekä pientä taustahurinaa, joka on kuitenkin laadultaan melutasoon nähden miellyttävän tasaista.

SilentiumPC:n Sigma Pro -tuulettimen valmistajan ilmoittama nopeusalue on 500 – 1600 RPM, mutta emme päässeet sillä melumittauksissa aivan ilmoitettuun miniminopeuteen asti. Mittasimme melutason 700 RPM miniminopeudella, jolla silläkin cooleri oli lähes äänetön. Havaittavissa oli lähinnä hyvin läheltä kuunneltaessa pientä rahinaa ja väreilyä. Noin 1650 RPM:n maksiminopeudella tuuletin pitää sen sijaan selvästi kuultavaa repivää surinaa sekä taustalla kuuluvaa pientä huminaa. Yleisesti ottaen alle 1000 RPM:n SilentiumPC:n tuulettimen melutaso muuttuu varsin miellyttäväksi.

Thermalrightin tuulettimen valmistajan ilmoittama kierrosalue (600 – 1300 RPM) on joukon kapein ja maksimikierrokset matalimmat. Tuuletin ei säätynyt aivan valmistajan ilmoittamiin minimikierroksiin, mutta 700 RPM nopeudella se on joka tapauksessa hiljainen ja kuultavissa on lähinnä läheltä havaittavaa pientä rahinaa sekä ilmavirran väreilyä. 1380 RPM maksiminopeudella melutaso on mittarin mukaan joukon matalin, eikä ihme, sillä myös maksimikierrosnopeus on selvästi alhaisin. Tuuletin pitää tällöin miellyttävän tasaista selvästi kuultavaa huminaa sekä pientä hurinaa ja lapojen ilmaa repivää ääntä.

Tiivistelmänä kaikkien neljän coolerin tuulettimet ovat säädettävissä PWM:n avulla melko laajalla nopeusalueella. Nopeusalueen alapäässä kaikki coolerit ovat hiljaisia, mutta myös tuulettimien ilmavirta (ja sitä kautta jäähdytysteho) jää pieneksi. Maksiminopeudella kaikki coolerit pitävät selvästi havaittavaa ääntä, joista erityisesti Thermalright muita siedettävämmällä tasolla. Ne ovat myös kokonaisuutena melultaan joukon miellyttävimmät tuulettimet. Positiivisena seikkana yhdenkään coolerin tuulettimista ei havaittu pahoja sivuääniä, joka ei ole itsestäänselvyys tämän hintaluokan tuotteissa.

Lämpötilamittausten tulokset

Ensimmäiseksi testasimme coolereiden suorituskykyä niiden mukana toimitettujen tuulettimien kanssa. Tuulettimet testattiin säätöalueen maksimi- ja minimikierroksilla. Minimikierrokset asetimme käytännössä coolerista riippuen 700-800 RPM haarukkaan. SpeedFan-sovelluksen ilmoittamat kierrosnopeudet ovat merkittynä kuvaajaan. Mittasimme prosessorin lämpötilat Muropaketin vakiintuneen testaustavan mukaisesti ainoastaan rasituksessa.

Kokonaiskuvassa kaikkien neljän testicoolerin tulokset noudattelivat samaa kaavaa melko pienillä eroavaisuuksilla. Eniten massasta edukseen erottui lopulta Thermalright, joka kykeni maksiminopeudella kilpailijoitaan 300-450 RPM matalammalla tuuletinnopeudella 2-3 astetta alhaisempaan lämpötilalukemaan. Muu kolmikko mahtui maksiminopeudella yhden celsiusasteen sisään noin 90 asteen tuntumaan.

Pienellä tuuletinnopeudella erot muodostuivat hieman suuremmiksi – ja jälleen erityisesti Thermalrightin eduksi. Se oli selvästi paras viiden asteen erolla kakkosena tulleeseen SilentiumPC:hen. Testicoolereista Cooler Master aiheutti prosessorin throttlaamista 720 RPM:n kierrosnopeudella, kun lämpötila rikkoi 100 asteen rajan. Nostamalla kierrosnopeutta noin 1000 RPM:ään lämmöt tippuivat viitisen astetta ja throttlaaminen saatiin vältettyä.

Verrokkina käytetty Phanteksin tornicooleri osoittautui odotusten mukaisesti huomattavasti vertailukolmikkoa suorituskykyisemmäksi. Phanteks oli miniminopeudella viitisen astetta tehokkaampi, kuin testiryhmän tehokkain (Thermalright) maksiminopeudella. Tuplasti kalliimpi high-end-cooleri pystyy siis tarjoamaan vähemmän yllättäen selvästi enemmän jäähdytystehoa.

Mittasimme edellä nähtyjen testitulosten aikana myös prosessorikantaa lähimpänä sijainneen muistikamman sekä prosessorikannan vastakkaisella puolella sijaitsevan virransyötön jäähdytyssiilin lämpötilaa. Kaikissa mittaustilanteissa virransyötön lämpötila osoittautui muisteja korkeammaksi, mikä on tyypillistä.

Muistien lämpötiloissa testicoolereiden välillä ei havaittu merkittäviä eroja, sillä ne kaikki osuivat noin 2-3 asteen haarukkaan tuuletinnopeudesta riippumatta. Virransyötön lämpötilan suhteen erot olivat sen sijaan hieman suurempia. Viileimpänä virransyöttö pysyi SilentiumPC:llä ja Thermalrightilla, kun taasen takajoukon muodostivat Cooler Master ja ID-Cooling. Mitattuja coolereiden välisiä eroja ei voi kuitenkaan pitää koneen toiminnan kannalta erityisen merkittävinä.

Testasimme kaikki coolerit Thermalrightia lukuun ottamatta myös tehostetulla kahden tuulettimen jäähdytyksellä. Thermalrightissa se ei onnistunut, sillä coolerin mukana ei toimiteta kiinnitystarvikkeita toiselle tuulettimelle. Käytimme testeissä lisätuulettimena ”puolueetonta” -mallia, joka pyörii maksiminopeudella 1500 RPM ja tuottaa 93,4 m3/h ilmavirran sekä 22,4 dBA melutason. Ajoimme lisätuuletinta täydellä nopeudellaan. SilentiumPC toimitti coolerinsa mukana myös toisen Sigma Pro -vakiotuulettimen, joten ajoimme testit myös sen kanssa.

Rivaston toiselle puolelle kiinnitetyllä lisätuulettimella saavutettiin testitulosten mukaan maksiminopeudella vain 1-2 asteen lasku prosessorin lämpötilaan. SilentiumPC:n tapauksessa ei lisätuulettimen merkillä tuntunut olevan vaikutusta, sillä lämpötila oli sekä Noctuan että yrityksen omalla tuulettimella täysin sama.

Yhteenvetona nelikon tehokkaimmaksi cooleriksi osoittautui Thermalright. Erityisesti alhaisemmilla tuuletinnopeuksilla ero kilpailijoihin on selvä. Syytä eroon voisi hakea ainakin coolerin pohjaratkaisusta, joka nelikon ainoana ei perustu suorakontaktitekniikkaan. Jäljelle jäävästä kolmikosta parasta jälkeä tekee SilentiumPC, joka pärjää joka osa-alueella Cooler Masteria ja ID-Coolingia paremmin. Cooler Master oli ryhmän ainoa cooleri, joka päästi prosessorin lämpötilan nousemaan throttlausrajan yli.

Yleisesti ottaen testien myötä selvisi, että edullisen hintaluokan tornicoolerit eivät sovellu erityisen hyvin ylikellotetun tehosuorittimen hiljaiseen jäähdyttämiseen, sillä high-end-cooleriin verrattuna lämpötilat nousevat jopa 15-20 astetta korkeammaksi ja ero vain korostuu lämpökuorman kasvaessa.