IntelのAlder LakeはAMDからパフォーマンスの王座を奪還しましたが、チップの反りの問題により、冷却性能が標準以下になるケースもありました。私はマザーボードに金ノコギリを使ってこの問題を解決し、クロック速度を50MHzも向上させました。その結果、Core i9-12900KでCinebench R23の6.95GHzという世界記録を達成し、驚異的なパフォーマンスを発揮しました。
IntelのAlder Lakeチップの反り問題が初めて報じられてから数週間が経ちました。これは、IntelのZ690ソケットホールドダウン機構（ILM）に問題があり、チップが曲がってしまうことが原因です。ニュースサイクルの常として、この話題はようやく落ち着いたようで、YouTuberたちは既に次に遭遇する衝撃的な出来事（それが何なのかは想像するしかありません）に備えて、顔面を手で覆うような写真を撮っています。しかし、私の話はまだ終わっていません。有名なオーバークロッカーであり起業家でもあるDer8auerも、まだ終わっていません。
インテルのZ690がここに登場し、リフレッシュが行われる予定です（すでに
12900KS（近々登場します）、そしてZ790が登場し、同じような速度低下が見られることはほぼ間違いないでしょう。ですから、パフォーマンス向上のアドバンテージを求めるエクストリームオーバークロッカーとして、この件について調べてみるのは価値があります。また、皆さんがご存知の改造について私が推奨しない理由も説明しておきます。
Intelは、LGA主流のマザーボードに、独立ローディングメカニズム（ILM）と呼ばれるレバーアクション式のホールドダウン機構を長年採用してきました。片面2点接触のこの機構は、チップをソケットにしっかりと固定しますが、ソケットからCPUを取り外すためにILMを外すと、ヒートスプレッダーに傷が残ることがあります（これは、チップが使用されているかどうかを判断する良い方法です）。
IntelのILMはシンプルで、これまでもかなりうまく機能し、経年変化にも耐えうるようです。実際、6歳の子供にその仕組みを説明すれば、数秒で仕組みを理解するでしょう。私のLGA775マザーボードは、チップの抜き差しを1000回以上繰り返していますが、今でも新品同様です。では、なぜAlder Lakeの新しいLGA1700ソケットに問題があるのでしょうか？
まず最初に申し上げたいのは、この機構に技術的な問題はないということです。Intelが設計し、設計プロセスにおいて数多くの安全性と信頼性の評価を実施しています。ソケットの設計図を見て仕様書を読めば、その驚くべき内容に驚かれることでしょう。Intelは、必要なピン接触圧やネジのトルク仕様など、無数の要素を仕様規定しています。むしろ、Intelのソケット設計は過剰設計の傾向にあると言えるでしょう。
そのため、Core i9-12900Kをマザーボードに搭載すれば、定格性能を発揮しますが、オーバークロックは保証されません。車のエンジンチューニングのように、車のECUをフラッシュしてブースト圧を上げることで、50馬力も出力できます。では、メーカーが工場出荷時にその馬力を提供していないからといって、私のストックカーがダメなのでしょうか？いいえ、そうではありません。12900Kが定格周波数で動作するのと同じように、設計通りの馬力を持っています。しかし、人間の性として、もっと速く走りたいと思い、そしてそれは可能です。ですから、Alder Lake CPUの馬力をさらに高める方法を見つけましょう。
さて、改善点をいくつか提案したいと思います。このプロジェクトは、チップと液体窒素を注入したCPU容器の接触不良に不満を感じたことから始まりました。CPUヒートスプレッダーは既にラッピング（表面を研磨して完全に平らにする）して平坦化しており、CPU容器の底部も機械加工してラッピングしていたのですが、チップ中央の放熱グリスがなぜこんなに厚いのか不思議でした。
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間違いなく、放熱グリスは冷却システムの中で最も弱い部分になり得ます。放熱グリスは隙間を埋める役割があり、できるだけ薄く塗布する必要がありますが、同時にチップの上面全体に完全に密着させる必要もあります。ここに、私が分類した6種類のCore i9-12900KFチップを示し、チップごとのばらつきを示しています。これが、極端なオーバークロックをする人がCPUをラップで覆う理由です。非常に薄いペースト層で、可能な限り良好な接触を確保したいのです。
ここに見られる厚めのペーストは、極端なオーバークロック時に冷却能力を低下させ、貴重なCPU周波数を奪ってしまいます。しかし、CPUの統合ヒートスプレッダー（IHS）を詳しく調べてみると、ヒートスプレッダーの上下のエッジがクーラーを竹馬のように支えていることに気づきます。場合によっては、エッジが非常に高く、そこに放熱ペーストが塗布されていないため、IHSをひねって外すとクーラーに傷が付いてしまうことがあります。
いつものように一番良いCPU（下記参照）をラップしましたが、マウントの見栄えは良くなりませんでした。中央部分はペーストが厚く残っていて、上下の象限にはペーストが付いていませんでした。CPUとクーラーをキャリブレーション済みの平らなガラスの上でラップしたのに、どうしてこんなことが起こるのでしょうか？
CPUの中央のエッジにのみ接触するホールドダウン機構がチップの中央部分を下に曲げ、CPUの上下のエッジが上方に反り返っているのではないかと疑っていました。どうすればこれをテストできますか？
私は、ソケット内の CPU がホールドダウン機構によって張力を受けている状態をシミュレートし、チップがまだ曲がっている間に CPU をラッピングして再び平らにするというアイデアを思いつきました。
シミュレーションというのは、サンプルとして送られてきた 1,300 ドルの ASRock Z690 Aqua OC から金ノコでソケットを切り出すことを意味します。
作った治具をご覧ください。予想通り、ソケットのILM（インライン・リニア・マージ）がCPUを強く曲げます。削り取られている箇所はグリッド線で示しています。下の画像では、CPUの最上部と最下部の突起部分が確認できます。
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なぜこのような状態になっているのでしょうか？私の推測では、ピンの接触圧が必要で、Alder Lakeの長方形で長いデザインでは、このタイプの固定方法の限界に達しているのかもしれません。X299のような両面システムの方がパフォーマンスが良いかもしれません。しかし、それは確かにコストが高く、使い勝手も悪くなります。それに、現在の方法は実際に機能していることは言うまでもありません。
先ほど述べたように、この設計はIntelの仕様を満たしています。Intelの会議で、エンジニアとして、より複雑なホールドダウン機構を採用し、コストが50%増加する可能性があるというアイデアを提案したと想像してみてください。その理由は、標準設定でCPUの温度が5℃程度下がる可能性があるからです。これはおそらく受け入れられないでしょう。
ということで、この時点でかなり興奮しています。午前2時、地下室でニヤニヤしながら研磨作業に励み、この解決策を見つけることでクロック速度がどれだけ向上するかを夢想しています。そして、なんと！CPUをリラップした後、液体窒素下で最高速度が50MHz向上しました。これは、HWBotの8コアCinebench R20カテゴリで、6.95GHzで11,137ポイントという世界記録を樹立するのに十分なものでした。
私の記録破りのCore i9-12900Kセットアップ
- インテル 12900K
- ASRock Z690 Aqua OC マザーボード
- チームグループ Hynix DDR5 RAM
- サーマルグリズリー エクストリームペースト
極限オーバークロックセッションを終え、LN2ポットを外した時の仕上がりに興奮しきりでした。CPUクーラーを取り外すと、接点は完璧な状態でした。ペーストが薄く均一に広がり、チップ全体を完全に覆っていることに、これ以上ないほど満足しました。この改善によって得られた50MHzのクロックアップは、まさに最高のパフォーマンスを発揮するのに十分でした。アドレナリンが溢れ出しました。これが12900Kでこれまでで最高速度まで押し上げることができた瞬間でした！
この時点で、私は、マザーボードを金ノコギリで切ってプロセッサを研磨するという極端な手段を使わずに、自分自身と他の人がこの恩恵を受けられるようにするにはどうすればよいか考え始めました。
いいアイデアが浮かんだ時は、たいていDer8auerに電話してブレインストーミングをします。二人でアイデアを出し合うのですが、私のアイデアは大抵駄作で、彼のアイデアは当然ながら天才的です。嘘じゃないですよ、彼は翌日にはプロトタイプを作って、1週間以内に送ってくれたんです。彼は本当にすごい。現在特許申請中なので、まだデバイスの外観をお見せすることはできませんが、チップを研磨するという私の解決策に匹敵するほど優れていることは確かです。彼のYouTubeチャンネルで、いつ公開されるかチェックしてみてください！まさに画期的な製品です！
オンラインで見かけた、問題を完全に解決するわけではないものの、パフォーマンスの向上に役立つ改造をいくつか紹介したいと思います。ある改造では、ホールドダウン機構の下にワッシャーを取り付けることで下向きの圧力をいくらか緩和し、湾曲効果を軽減しています。私見ではこれは有効ですが、いくつかの理由から避けた方が良いでしょう。まず、ILMはチップがピンに適切に接触するために一定の圧力をかけるように作られています。この改造は湾曲をある程度解消しますが、ピンの接触圧力にも影響を与えます。これは安定性に悪影響を与える可能性があり、最悪の場合、メモリチャネルが失われる可能性があります。
似たような方法として、固定機構のネジを緩めるという方法があります。しかし、どの程度緩めるかは誰にも分かりません。まさにグレーゾーンです。ほとんどの人にとって、500ドル以上のマザーボードとチップでこれを行うのは、わずかなメリットしか得られないにもかかわらずリスクが高いでしょう。私が見た別の改造では、ILMの交換用トップを使用するというものです。これはオリジナルのIntel設計を模倣したもので、チップ側面の同じ2点のみに接触するため、そもそもこの2点がたわみの原因となっています。改造されたILMは緩みやすく、仕様よりも低いピン圧によって同様の潜在的な問題が発生する可能性があるとしか考えられません。
私が見た中で最後に見た改造は、ホールドダウン機構を完全に取り外すというものでした。実は私もこれを試したのですが、クーラーを取り外した際にマザーボードの片隅のピンを全て曲げてしまい、壊してしまいました。後になって、チップのメモリコントローラも損傷していたことが判明し、今ではデュアルチャネルメモリがチップ上で動作しなくなってしまいました。本当にイライラする一日でした。
パフォーマンス向上のアイデアを思いついた人を責めるつもりはありません。ただ、それに対する私の意見を述べているだけです。それ以外の方には、もう少し辛抱強く待つことをお勧めします。市販のソリューションもいくつか登場しています。もし待ちきれず、高価なマザーボードを壊す余裕があるなら、自分で金ノコギリを用意するという方法もありますが、ほとんどの人にとって、パフォーマンス向上はお金に見合うものではありません。
オーバークロッカーとして世界チャンピオンに輝き、速度記録を追跡するサイトHWBotで頻繁にトップに立つアレンは、CPUを限界まで追い込むためならどんなことでもする。彼は、ハードコアで限界まで追い込むオーバークロッカーの視点から、最新プロセッサに関する洞察をTom's Hardwareの読者に共有する。
