REFRIGERACIÓN LÍQUIDA PARA TARJETAS GRÁFICAS

La refrigeración líquida es muy popular en la actualidad debido, probablemente, a la aparición en el mercado de modelos “todo en uno” (AIO en inglés) de menor coste, con mayor facilidad de instalación y mantenimiento que los kits de montaje, válidos para todo tipo de usuarios y bolsillos.

Aunque lo habitual es aplicarlos a las CPU, no debemos olvidar que se trata de un sistema de refrigeración válido para usar en diversos componentes. Los usuarios más avanzados, que montan sistemas a medida más costosos y elaborados, suelen refrigerar también otros como el chipset de la placa base, las memorias, discos duros e incluso tarjetas gráficas. Estas últimas es dónde se realiza habitualmente un mayor desembolso económico, debido principalmente a los elevados precios de los bloques personalizados para GPU (salvo algunos genéricos de menores prestaciones).

Por eso en este artículo voy a tratar de poner a prueba dos cosas temidas por la mayoría de usuarios: Que implementar un sistema de refrigeración líquida en una GPU es "relativamente fácil y barato”; la otra cuestión es verificar si realmente merece la pena probando su rendimiento, sobre todo en modelos de gráficas de alto consumo y generación de calor.

EL HARDWARE

Para realizar esta singular prueba he adquirido una refrigeración líquida acorde a las necesidades; antes de explicar el porqué de esto veamos sus características principales.

Se puede utilizar cualquier otro modelo de Thermaltake u otra marca cualquiera. Lo único que hay que tener en cuenta es que haya sido fabricada por Asetek, algo que se puede verificar si el bloque es circular similar a este de Thermaltake. Es posible que otros modelos con bloques circulares, de otros fabricantes diferentes a este, puedan adaptarse de una manera similar; todo es realizar las mediciones correspondientes para determinar la posibilidad de la implementación.

En el mercado existen tarjetas gráficas de alto rendimiento que incluyen de fábrica un sistema de RL para la disipación del calor, modelos personalizados generalmente similares a este de Thermaltake, con un radiador de 12 cm; es por eso que he decidido implementar este y no otro de mayor potencia que pudieran llevar radiadores más grandes. Si en tarjetas de altas prestaciones con alto consumo, que generen un gran calor, se comercializan junto a modelos como este, entonces debe ser válido para casi cualquier modelo de gráfica.

Ahora solo queda presentar la GPU que va a recibir esta RL. En este caso se trata de mi antigua AMD Radeon HD 6950, que sigo utilizando, con un consumo de entre 200W y 250W, aunque esta ha recibido una “actualización” para activar los recursos internos que la convierte en una HD 6970, lo que a su vez generará un mayor consumo y calor. Veamos si es posible refrigerar este antiguo monstruo como es debido con este sistema.

ADAPTACIÓN

Debido a que se trata de una RL AIO para CPU esta contiene los accesorios necesarios para la instalación de placas base, por lo que hay que hacerse con todo lo necesario para ello. Tranquilos, esto no es demasiado complicado ni caro.

En el mercado existen modelos de RL AIO específicos para tarjetas gráficas, pero son más caros que los típicos para CPU, a pesar de ser prácticamente idénticos (por no decir que lo son). Los modelos construidos por piezas son aún más caros, de echo un simple bloque personalizado de alto rendimiento para una gráfica puede sobrepasar por mucho un presupuesto ajustado, incluso superar el precio de este modelo AIO que voy a utilizar de Thermaltake. Por ello he decidido adaptar esta ya que en esencia es igual a las diseñadas específicamente para una GPU y su precio no puede ser mejor.

El problema principal que surge de todo esto es que no todos los modelos del mercado son válidos, pues algunos de los bloques que integran son demasiado grandes como para montarlos en los espacios tan reducidos que disponen las placas gráficas. Por ello se hace necesario el uso de una RL que disponga de un bloque de las dimensiones correctas, como es esta de Thermaltake.

En las placas gráficas los componentes están tan juntos que resulta difícil diseñar simples disipadores por aire, sobre todo aquellos para los modelos de alto rendimiento que terminan siendo muy grandes y pesados. Con esta solución se evitará el excesivo peso de la tarjeta, evitando daños tanto en esta como en la placa base.

Por eso he escogido un modelo como este, con un bloque de forma circular que permite librar a su alrededor los agujeros de anclaje de la placa, consiguiendo así sujetarlo con un método similar al de una CPU sin muchas complicaciones. En tarjetas más modernas parece que estos agujeros se realizan más separados, pudiendo usar algún que otro modelo diferente de mayor tamaño pues así se dispone de más espacio para ello; por desgracia no es este el caso (los agujeros de la placa están muy juntos), aunque el bloque en esta ocasión cabe pero algo justo.

Lo primero que debemos tener en cuenta a la hora de adaptar una RL en un caso como este es conseguir el soporte o anclaje adecuado para sujetar el bloque (conocido como bracket en inglés). Como ya he contado,en estos modelos diseñados para CPU se incluyen los bracket necesarios para una placa base para procesadores de Intel y de AMD, totalmente inútiles en una tarjeta gráfica dónde no coinciden las medidas. En el mercado se puede encontrar un bracket adecuado que se adapta a varias tarjetas gráficas; este es el más popular y está comercializado por NZXT, acompañado de un ventilador que servirá para eliminar el calor producido por el resto de circuitería de la tarjeta gráfica. El modelo es el G10 y su coste es de alrededor de unos 30€, pero ya no se comercializa debido a que ha sido sustituido por el G12, que se ha adaptado para aceptar también las tarjetas más modernas. Existen bracket de otros fabricantes, pero parece que hoy en día tampoco se comercializan. Así que la alternativa pasa por utilizar el modelo de NZXT o la construcción de alguno a medida con una impresora 3D (o por otro procedimiento), con algunos diseños disponibles en la red.

Para quien se lo plantee, el ventilador es más que necesario. Los incluidos junto al radiador de origen liberan el calor de las aletas de este al aire pero también refrigeran el resto de componentes de la placa. En este caso debe realizar esa misma tarea, sabiendo que es recomendable añadir disipadores a las memorias para aumentar la expulsión del calor de estas y así evitar averías. También hay que tener especial cuidado con los reguladores de voltaje, que en algún que otro caso habrá que cambiar el disipador de origen por otro u otros de mejores prestaciones; por ejemplo pueden ser más grandes si es posible, incluso mejor si son de cobre.

No todas las tarjetas disponen de agujeros para sujetar disipadores de memorias. En esos casos, como en esta tarjeta, hay que pegarlos; existen adhesivos específicos para estas tareas, aunque una fina capa de epoxy será suficiente para unirlos definitivamente; el que he utilizado es epoxy de alta conductividad, especial para metales de fontanería, que puede encontrarse fácilmente en ferreterías y otros comercios.

En el caso de esta tarjeta en particular los reguladores de voltaje están cerca del borde de los conectores de salida de imagen que quedan por el exterior (disipador negro en la imagen); por este motivo he añadido un segundo ventilador en esta zona, sujeto igualmente al bracket del bloque de la RL. Y tras realizar los últimos ajustes (no olvidar silicona termoconductora entre el bloque y la GPU), montamos el bloque a la tarjeta por medio del bracket hecho a medida, que será anclado a la placa con tornillos y tuercas M3 (rosca métrica 3); las tuercas deben ser auto-blocantes (mi caso) o usar contra-tuercas y/o masilla fija-tuercas para evitar que se aflojen por vibraciones. El aspecto final es bastante decente, sin florituras.

Ahora que está terminado todo el trabajo de adaptación y montaje de la RL veamos que tal se comporta.

CONFIGURACIÓN

1- Preparar el circuito.

Antes de utilizar una RL es recomendable purgar el aire del circuito. En un sistema construido por piezas sueltas será el depósito de llenado el que acumule las burbujas que van llegando hasta este, formando una cámara de aire en su interior. En el caso de una AIO será el radiador el que realice esta tarea, por lo que se colocará en una posición más elevada que el bloque (las burbujas van siempre a la zona más alta, a la superficie, principio de Arquimedes y esas cosas).

Para purgar adecuadamente en este caso hay que dejar un tiempo prudencial el sistema en funcionamiento (sin conectar la gráfica a la placa base), durante el cual se enviará y acumulará en el radiador el aire del circuito, manteniendo este último algo elevado. Una vez pasado este tiempo, que pueden ser válidos unos 15 min, se podrá conectar la tarjeta y encender el equipo. Lo primero que hay que hacer ahora es visualizar la actividad de la GPU y observar que todo va bien, sin sospechosos aumentos de temperatura. Para ello existen diversos programas, desde los proporcionados por el fabricante hasta los creados por otros independientes.

Es recomendable dejar pasar más tiempo en observación, para asegurar que todo funciona como es debido antes de forzar la GPU. Básicamente se puede utilizar el equipo con normalidad, evitando aplicaciones que demanden proceso gráfico en exceso como juegos u otras. Transcurrido este tiempo, si todo está en su sitio, estaremos en disposición de pasar a las pruebas. Algunos recomiendan dejar pasar unas 2 horas, aunque pienso que con 30 min será suficiente.

2- Conexiones.

En un sistema de RL como esta hay dos componentes que necesitan ser conectados a corriente. Por un lado la bomba, que está en el bloque, y por otro los ventiladores, tanto los de la placa como el del radiador.

• La bomba: debe ser configurada a las máximas revoluciones (rpm) posibles para asegurar el correcto flujo del líquido del circuito (es como se consigue el mejor rendimiento); para ello podemos hacerlo a un conector tipo Molex típico de unidades de CD o discos duros antiguos, de los anteriores a la tecnología SATA, con el adaptador adecuado. Algunos fabricantes dotan a la bomba directamente con un conector de estos o uno para corriente tipo SATA, aunque en este caso Thermaltake añadió a su RL un conector de 3 pines típico para ventiladores; así existe la opción de conectarlo a la placa base a una toma que siempre suministre el máximo potencial (ya sea de fábrica o configurada por BIOS), aunque en mi caso como la adecuada está ocupada me obligará a usar un adaptador; este tiene un "cable extra" que permite derivar la señal del tacómetro a la placa base para verificar el correcto funcionamiento de la bomba y así recibir un aviso si se produjese un fallo en algún momento.
• Los ventiladores del radiador y placa: lo adecuado es dejar que sean gestionados de forma automática conectando estos a la toma correspondiente de la tarjeta gráfica, que regulará la velocidad automáticamente cuando sea necesario por medio de la tecnología PWM (cuarto pin del conector); el problema es que hay que utilizar un adaptador un tanto complicado de conseguir, por lo que en mi caso he creado uno triple.

Con este esquema, el mismo que he utilizado, podemos conectar varios ventiladores a la misma toma, en este caso hasta tres. El cable negro será la masa (GND), el amarillo 12 voltios, el verde el tacómetro que indica la velocidad del ventilador y el azul el regulador de velocidad por tecnología PWM. El cable verde debe llegar solamente a uno de los conectores, ya que si la placa recibe más de una señal de velocidad no funcionará, lo que significa que solamente se puede monitorear un único ventilador; personalmente he decidido hacerlo con el del radiador, pero se puede elegir cualquiera de ellos.

Ahora que ya se ha completado el montaje y configuración, pasemos a realizar las pruebas pertinentes.

PRUEBAS

Para realizar las pruebas utilizaré el software gratuito Furmark. La resolución escogida será de 1024x768 durante un total de 5 minutos. Tendrá dos fases, una con el disipador de origen y la otra con la RL, pudiendo comparar al final los resultados de ambos sistemas.

En la tarjeta gráfica los ventiladores de origen eran muy malos, por desgracia algo habitual en muchas marcas; eran muy lentos y movían muy poco caudal de aire con muy poca presión, por lo que se conseguía una refrigeración muy justa. Debido a que uno de los dos dejó de funcionar, me vi obligado a cambiar ambos por otros algo más grandes (9cm) y potentes; tras probar varios modelos decidí implementar unos de muy buena calidad de alta potencia, de los utilizados en servidores. Por tanto la refrigeración desde entonces mejoró notablemente (mayor caudal y presión), a costa de un gran ruido generado (motivo principal para todo este rollo). La prueba por aire la realizaré con estos conectados a la placa de la gráfica y la velocidad será fijada a algo más de 2000 rpm, seleccionando un 65% a través del sofware de AMD; el motivo de esto es que aumentar más las rpm no supone una gran mejora en el rendimiento, consiguiendo únicamente que aumente el ruido.

En el caso de la RL la bomba estará fijada a máximas revoluciones, conectando esta a una toma de 12v con un conector tipo Molex por medio de un adaptador. Los ventiladores, tanto los de la gpu como el del radiador, en modo automático conectados a la placa de la gráfica.

La temperatura de ambiente de la habitación fue en todo momento de 22º.

Los resultados son los siguientes:

• Con disipador/radiador de origen: Al iniciar la prueba la ocupación del proceso gráfico se mantiene en todo momento al 99%. Esto provoca un aumento progresivo de la temperatura de la GPU desde unos 30º en reposo hasta alcanzar poco a poco un máximo de 72º, que se mantiene fija desde ese momento más o menos así.
• Con RL: En las mismas condiciones para el software utilizado, parte desde unos 25º en reposo hasta un máximo de 39º que se mantiene fijo sin más cambios.

Creo que está bastante claro. La refrigeración líquida gana por goleada. No solamente es capaz de controlar con total eficacia la temperatura de la GPU en todo momento, sino que además el ruido generado apenas es apreciable.

CONCLUSIONES

No creo que haya que realizar más pruebas para entender que la refrigeración líquida en este caso es la ganadora indiscutible. La capacidad que tiene la RL para refrigerar el calor que producen los más de 200W de consumo de esta GPU es sorprendente. No cabe la menor duda que es el sistema de refrigeración ideal para estos menesteres.

Durante la prueba la RL mantuvo los ventiladores a una velocidad baja con una sonoridad prácticamente inapreciable, que es lo que más buscaba con el cambio; podemos afirmar entonces que un sistema así es capaz de mantener bajo control la temperatura de la GPU con una gran facilidad.

Por tanto creo que queda convenientemente contestada la cuestión planteada al principio: La RL es muy válida como sistema de refrigeración para una GPU. Con esto conseguiremos elevar considerablemente su vida útil.

Además hay que tener en cuenta que aunque el coste no es muy barato, lo es en comparación con refrigeraciones por aire de alta calidad que conseguirán menores prestaciones y siempre con ventiladores a máxima velocidad y ruido. Incluso es mucho más barato que implementar un kit de RL con un bloque de GPU personalizado. A parte podrá ser reutilizada en el futuro siempre que sea necesario en otras tarjetas gráficas, con lo que el precio pagado se amortizará con creces..

Nota: Al realizar la prueba con la RL por primera vez dejé la pasta térmica aplicada de fábrica en el bloque, consiguiendo los resultados de 25º en idle y 39º al 99% de uso. Al desmontar todo el sistema para ponerlo a punto para el montaje definitivo cambié la pasta por otra genérica, pues esta se había machacado. Los resultados obtenidos con la nueva son de unos 28º en idle y 45º tras la misma prueba durante 5 minutos. Por tanto, aunque los valores obtenidos son más que buenos, la elección de una pasta de calidad es bastante importante en este aspecto para conseguir así apurar los mejores resultados.