殻割りは簡単だが、その後の作業に手間取る いきなりツールの紹介から始まって、あっさりCPUを殻割りしてしまったのだが、その目的について説明していなかった。 すでに6月時点で明らかにされたとおり、これまでのBroadwell-Eでは、CPUのダイとヒートスプレッダの間は金属によるソルダリングで接合されていたのだが、Skylake-X/Kaby Lake-X世代でグリスに置き換えられた。 オーバークロック環境下では、このグリスがボトルネックになることが想像されるため、これをLiquid Proといった液体金属に置き換えボトルネックを解消するのが、Skylake-X/Kaby Lake-Xの殻割りの最大の目的となる。 今回筆者は、グリスの置き換えとなるLiquid Proを用意するとともに、マザーボードとしてGIGABYTEの「X299 AORUS GAMING 3」、CPUクーラーにCRYORIGの「A40 Ultimate」、を用意し、その効果のほどを検証することにした。そのほか、ビデオカードとしてPalit製の「GeForce GT 630」、メモリとしてCrucialの「Ballistix Sport DDR4-2400 16GB×2」、CPUとCPUクーラーの間のグリスにGELIDの「GC EXTREME」を採用した。 Liquid Proに置き換える作業は、これまでのCPUと大きくは変わらない。まずはシール材をきれいに除去してから、表面のコンデンサといった部品をテープや非伝導グリスで養生、ダイ表面にLiquid Proを塗布して、両面テープでヒートスプレッダを戻す、といった手順だ。 ただ、殻割りそのものははツールで簡単に行なえるのだが、そのほかの手順は一筋縄ではいかない。まずシール材の除去だが、Skylake-Xでは2層基板のパッケージとなっており、両方にシール材が入っている。下の層は比較的容易に除去できるが、上の層は非常に小さな部品がシール材のすぐ近くに実装されており、勢い余って突くと簡単に取れてしまうため、細心の注意を払う必要がある。とくに三角のマークを左上にしたときの上下の両辺の外周に、0.5mmにも満たない部品があるためより一層の注意が必要だ。ちなみにシール材の除去は、木製の割り箸などをカッターなどで鋭く削って使うと良いだろう。 シール材を除去してから、Liquid Proが基板上にこぼれても部品をショートさせないよう、テープで養生する。先述のとおり部品は大変にデリケートで小さいため、セロハンテープなどであれば縦半分に切って使うと良いだろう。テープが万が一剥がれてもLiquid Proによるショートを防止するため、非伝導のグリスを塗っておくと良い。 Liquid Proの塗布だが、8コアまでのCore i9であれば1滴で十分だ。Liquid Pro付属の綿棒でダイ全体に広げてやれば、あとはヒートスプレッダを戻すだけである。細心の注意を払っても、ここまで20分程度の作業で終わる。

定格電圧では効果が限定的だが、電圧を盛ると効果てきめん さていよいよ検証だが、今回は検証時間が限られていたため、おもにPrime95 Small FFTによる安定性テストを行なうことにした。Intel XTUによるオーバークロックを段階的にして、必要なコア電圧と温度経過を監視していく。 Prime95のSmall FFTは、AVX命令に対応しているため、CPUから最大限の熱を生み出すことができる。一般的な用途ではここまでの熱が発生することはまず考えられないため、このテストに24時間耐えられれば、安定性について問題になることはまずないだろうが、今回は1時間とした。室温は25℃で、PCはバラック状態にしてある。CPU温度の監視は、温度が安定するテスト開始15分後とした。 A40 UltimateはPWMによるファンの回転数制御に対応しているが、今回はマザーボードの標準設定の「Normal」のままにしてある。今回のテストでは負荷時概ね60℃を超えており、A40 Ultimateに付属するファンはほぼ全開に近い状態だった。 余談だが、A40 Ultimateに付属するファンはPWM 30%時で約1,080rpm、100%時で3,000rpmにも達する高性能なものだ。また、A40 Ultimateには水枕付近に70mm角のファンがあり、VRM部も冷やせる。X299環境ではVRM部もかなりの熱を発生するため、A40 UltimateのようにVRMも冷やせる簡易水冷CPUクーラーは重宝する。 【表】標準のCPUファン制御設定 20℃ 28.00% 30℃ 40.00% 40℃ 55.00% 50℃ 70.00% 65℃ 100.00% まずは殻割りしない状態から。今回お借りしたCore i7-7800Xは、デフォルト電圧のまま4.4GHzまでオーバークロックできた。CPU-Z読みでの電圧は1.046Vである。ここまでは電圧が上がっていないので温度上昇は緩やかで、4GHz時に61℃、4.4GHz時でも66℃だった。 しかし4.5GHzで動作させるためには、1.115Vの電圧が必要だった。わずか0.06V程度の上昇だが、負荷時の温度は一気に85℃に上がった。そして4.6GHzで動作させるためには、一段と高い1.165Vを必要としたのだが、温度はなんと98℃にも達した(テストは完走した)。ここから先は危険域なので、殻割りしない状態でのテストはここで打ち切った。 気になる殻割り後はどうかというと、デフォルトの電圧設定では4GHzで58℃、4.4GHzで63℃という結果。Skylake-Xは比較的ダイサイズが大きく、熱密度が低いため、定格電圧での運用なら、殻割りの効果ははっきり言って薄い。 しかし4.5GHzでは74℃と11℃の温度低下、4.6GHzでは80℃と18℃もの温度低下が見られ、殻割りの効果がはっきり表れた。3,000rpmファンが2基で冷却が優秀なA40 Ultimateを持ってしてもこの温度なので、「電圧を盛ってオーバークロック」するのであれば殻割りは必至だと言えるだろう。 しかしこの先はどうかというと、1.225Vの設定により、4.7GHzで動作した。しかし温度は98℃にも達し、4.8GHzの動作は難しいだろうということで、テストを打ち切った。 クロック 設定電圧 CPU-Z読み電圧 殻割り前(℃) 殻割り後(℃) 4GHz デフォルト 1.046V 61 58 4.1GHz デフォルト 1.046V 63 59 4.2GHz デフォルト 1.046V 64 59 4.3GHｚ デフォルト 1.046V 66 61 4.4GHz デフォルト 1.046V 66 63 4.5GHz 1.115V 1.112V 85 74 4.6GHz 1.165V 1.188V 98 80 4.7GHz 1.225V 1.233V 実施できず 98 つまり、1.優秀なCPUクーラーを使って、2.お金を払って殻割りツールを買い、3.リスクや保証が切れることを覚悟の上で殻割りをしても、空冷/水冷環境下では、100MHzのクロックアップしか見込めなかった、ということになる。 もっともこれは、Prime95が発熱を多く生み出すAVX命令を使用するためであり、たとえばAVX命令を使用しないCINEBENCH R15のベンチマークなどでは、4.8GHzでもしっかりスコアが残せる。また、Skylake-XにはAVX命令実行時にクロックを下げる「AVX Offset」設定もできるので、これらを駆使すれば、5GHz常用も可能だろう。 Intelは通常で5℃、空冷/水冷で最大100MHzのオーバークロックマージンと引き換えに、よりコストが安いグリスを選んだとも言える。確かに、通常使用で5℃程度ならば、十分に許容範囲だろう。オーバークロックはもともとCPUの保証外行為だが、Intelがグリスを採用する理由は“さらに上を目指したくは、殻割りをして、保証を切らしたということを身をもって証明しろ”というメッセージなのかもしれない。