【FANLESS】重振FANLESS雄风!利民Le Grand Macho X NUC8i7BEH装机

2月前 1 954 0

作者:   UNDOYA

利民Le Grand Macho X Intel NUC8I7BEH

 

前言:
同英特尔第八代桌面处理器一道,第八代移动处理器同样迈进了巨大一步,正式开启了使用低压CPU的笔记本和微型电脑的四核心时代,首发的部分15W TDP的型号受限于TDP上限和供电设计方案无法完全发挥其强大的性能,终于在2018年二季度,Intel NUC 8系列产品终于迎来了28W TDP的两颗重量级选手——i5 8259U和i7 8559U。本次装机的NUC8i7BEH正是搭载了i7 8559U的型号,默认主频2.7GHz,最高睿频可达4.5GHz,全核心理论最高睿频可达4.1GHz,解放功耗上限的两位选手第一次在低压便携平台上拥有了与桌面i7 7700K一战的实力。

除超强的CPU核心性能外,英特尔Iris锐炬核显同样未缺席,i7 8559U搭载Iris Plus 655锐炬核显,并有128M L4 Cache专供核显使用,其单精度浮点理论性能可达806GFlops,是常见的UHD630核显性能的两倍左右,这一性能虽不及目前现役的低端独立显卡,但应付手游模拟器之流却是绰绰有余。随着技术的迭代,最新一代i7 1165G7搭载的G7系列核显更能达到Iris Plus 655核显性能的两倍,接近1.5TFlops左右的单精度浮点性能已经比较可观了。

分析与装机
闲话少说,下面直接开始主板分析与装机环节。

主板正面视图

NUC8i7BEH主板,已经从原装机箱中拆出并在供电MOS和主要芯片上贴上了散热片。
1,最中央三个明亮的晶片,居中最大的一片是CPU晶片,上方较小的晶片是主板PCH,下方较大的晶片是128M eDRAM L4 Cache。
2,核心晶片右侧三个较小的散热片下是CPU供电,本代NUC采用3+2+1共6相供电,主板正面的3相为CPU供电,背面为2相集显供电和1相外围供电。
3,三相MOS供电右上角散热片下是供电控制芯片,型号为MP2429A
供电这一侧主板散热压力较大,建议为MOS和相关芯片贴上散热片,以缓解散热压力。

主板背面视图

主板背面有两个DDR4内存插槽,一个M.2 SSD插槽,可支持NVMe&SATA,该M.2插槽由PCH引出,而非CPU直连。同样基于英特尔设计规范,雷电3芯片也由PCH引出,而非CPU直连。这一情况有望在11代NUC上得以解决,据消息称11代移动CPU已集成雷电控制器,可直接由CPU引出两路雷电信号,可谓外接显卡玩家的福音。
我们来看背面:
1,背面靠近M.2左侧三个较小的散热片是2相集显供电和1相外围供电,一般散热压力不大。
2,主板左侧内存部分是发热大户,建议做好散热工作

本次装机采用西部数据SN750作为主硬盘并安装散热片,确保其工作时温度处于合理区间。

内存采用两根玖合32G DDR4 2666CL19内存条,实际运行在DDR4 2400CL17

虽然Intel ark明确指出i7 8559U仅支持最大32G内存,但实际上双面64G内存依然可以点亮并正常使用。

下面是本次装机的主体——利民Le Grand Macho石墨烯喷涂版本,毕竟NUC本身比散热器小多了,所以散热器是主体。

利民LGM采用7热管设计,设计风格与利民老大哥HR22和HR02一脉相承,可以安装15cm风扇,亦可Fanless使用。本次装机将不安装散热器风扇,以完全被动方式为CPU散热。
Fanless理念曾经红极一时,利用冷空气下沉热空气上升的自然对流原理,冷空气经过高温的散热器被加热为热空气上升离开散热器,散热器下方的冷空气自然补充形成对流。较大型的被动散热器上方的热空气流动速度可达2m/s,散热效率不容小觑。当时CPU功率大部分处于60-100W区间内,经过合理的测算和散热设计,该发热量可以完全由散热器被动解热,在2008至2013年间涌现了大量优秀的被动散热器设计,例如利民HR02/HR22、银欣HE02、九州风神路西法/德古拉、扎曼FX100以及知名的NoFan系列散热器。

于我个人而言,被动散热器基于热力学原理,拥有无可比拟的静音和防尘效果,在较低发热功率的场景下完全可以取代主动散热,成为散热方案的优选。个人目前使用有利民LGM——本次装机;九州风神路西法在NAS上镇压一颗E3 1275v2;九州风神德古拉在NAS上镇压一块Quadro P2200;银欣HE02曾作为本次装机的第一选择,奈何HE02安装后鳍片水平,不能形成高效率的冷热空气“烟道效应”,实际测试效果也比较令人失望;然而整体旋转90度使鳍片沿重力方向后,银欣HE02巨大散热面积的优越性使得散热器上方的热风可以吹动整张A4纸。本次装机的利民LGM拥有水平鳍片上的开孔,可以形成小孔洞对流,而扎曼FX100主要散热鳍片在安装后均沿重力方向,其散热效能应当非常可观!

一般散热方式有热传导,热对流,热辐射三种模式,黑色磨砂铝合金外壳和石墨烯喷涂的LGM散热器均是提升了表面辐射率,有利于提升整体的热辐射效率。

利民的散热器扣具非常有利于在PC散热版机箱上安装,简直就是为利民扣具量身打造的一般稳健,不需要任何打孔和改装即可直接安装。
背面装机!

出于减少热阻尽可能增大散热面积的考虑,我在CPU晶片上使用了液态金属,在PCH和L4 Cache上采用了信越7921硅脂;除此之外,在安装铜块前也对铜块进行了基本的打磨

 

CPU散热器那一面的效果比较一般,接触晶片的那一面已经有了少许镜面效果,实际非常好看。

在安装铜块时发现铜块与机箱上半部分紧密接触,那么为什么不在机箱上半部分和铜块间涂上硅脂,增大总散热表面积呢?说干就干,搞起来

压紧后的接触效果非常好,实际在后面热成像效果图中也有体现——机箱本体、散热器之间的热阻非常小

扣具装好后,把机箱装到散热器上

正视图

侧视图

后视图

如此看来,机箱确实装在了散热器上
最后称赞一下利民扣具的精巧——

安装完毕,可以点亮。

散热分析
大家最关心的当然是Fanless效能究竟如何,在BIOS内解放功率到60W后,单烤fpu功率已可达52W左右,我在英特尔官方超频工具Intel XTU中降低了CPU电压约0.07V,全核心烤鸡功率降低至48W左右,当主板温度达到65度后,CPU功率将触发比较明显的功率限制,随着主板温度上升而不断降低。那么当CPU核心的散热不构成压力后,主板温度便成了制约CPU长时功率的最后一道屏障。下面使用福禄克Ti32热成像仪对烤鸡温度和散热情况进行分析——

先上结论——利民LGM散热器完全可以支撑CPU功率50W条件下任意时长的散热而不触发CPU核心过热告警;但由于主板温度较高(65度)触发功率限制从而影响了CPU性能表现。

经过约30分钟fpu烤鸡,CPU温度已稳定在70度左右,核心温度远未触及过热降频温度线,CPU散热已完全达到设计目标。

正侧面热成像——可以看到散热器本体与机箱上半部分温度较为接近,温度波动在2度范围内,热传导效率高,传热良好

俯视图热成像——在热管周边鳍片温度较高,远离热管的部分鳍片温度低

底座热成像——由于铜块与机箱上半部分涂硅脂,机箱上下两部分温差较大,上半部分机箱承担了部分散热器的作用;铜底与散热器热管温差小,说明接触良好热传导良好

侧视图热成像——可以明显看到机箱上半部分与散热器之间温差小,与机箱下半部分温差大。由于机箱存在进气格栅且拥有两个涡轮风扇,可考虑封死部分进气格栅,设计并形成进气风道,改善主板正面的散热效果

30分钟烤鸡结束后,我在1分钟内迅速拆下了NUC主板并用热成像拍摄,得到了主板温度分布图,为Fanless及小散热器用户提供散热贴片参考。
主板正面——

可以看到P0处为主板19V DC input,温度较高
上方三个冷点P1为MOS散热片,散热效果显著
三个MOS散热片右上方58度的高温点是一处电感,猜测为19V DC input转12V或5V甚至2V的降压电路的一部分,温度极高,必须贴散热片
核心27度冷点由于液态金属的高反射率,温度应比图中所示27度高

主板背面——

主板背面温度非常爆炸!
内存插槽甚至测到了84度的高温,内存本身也有近70度的高温,如此看来若期望长时间满功率烤鸡,内存也需要加装内存散热片搭配扩展盒的内存风扇了
SN750的散热片温度42度,尚可接受
主板背面2相核显供电和1相外围供电温度低
主板背面整体50度左右的温度提示正面巨大的发热量需要更高效的方式解热

总结
通过30分钟烤鸡测试与热成像仪温度分析,第八代移动处理器不仅带来了全新的四核心八线程设计,也带来了远超以往移动处理器的发热和温度表现。原装机箱用户由于较小的散热规模和较差的原厂硅脂性能日常体验并不好,更换性能较好的硅脂如信越7921可以得到部分体验改善,而完全的静音体验则可以通过桌面级巨大的fanless散热器和蛋总的PC散热版机箱得以实现,这里感谢蛋总的优秀设计,可以使4C8T的高性能处理器无视turbo boost和重负载的温度压力达成绝对静音体验。
被动散热模式下的NUC8完全可以成为卧室居家家用电脑的有力竞争者,它不仅传承了NUC家族在方寸之间释放澎湃性能的设计理念,又有128M L4 Cache加成,其总体性能完全可以达到甚至超越同时代的主流桌面平台,高性能的锐炬核显拥有的编解码性能也让它在HTPC中拥有一席之地,可谓三头六臂无所不能。

这台利民Le Grand Macho x NUC8i7BEH将成为相当长一段时间里我的卧室主力机,坐拥绝对静音与绝对性能,必将也在你的卧室拥有一席之地。

后记
经过本次装机与fanless实践所发现的主板热点,有利于后续改进PC散热版机箱的设计,例如在拥有扩展盒涡轮风扇的前提下对机箱进气格栅进行设计,使冷空气从左到右流经主板之后从涡轮排出机箱外,可以极大改善主板的散热压力;
若采用无扩展盒的完全fanless设计,则可考虑不影响机箱顶部力学性能的前提下沿两侧开散热孔,使得主板上方空气被加热后由散热孔排出,形成主板被动散热的热力学循环。

 

 

 

 

 

 

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