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Test du Noctua NH-P1 : ainsi fonctionne le refroidissement passif

3/9/2021

Le refroidissement passif d’un PC demande un grand savoir-faire technologique. Avec le NH-P1, Noctua emprunte un chemin sinueux. Comme le montre le test, le refroidisseur réussit haut la main dans certains domaines d’application et obtient aussi de bons résultats en dehors de sa zone de confort.

Quelle émotion j’ai ressentie au Computex 2019 lorsque j’ai vu les prototypes de refroidisseurs passifs de Noctua. Cette pièce a en fait permis au fleuron d’Intel de l’époque, le i9-9900K, de rester relativement froid.

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Computex : comment refroidir passivement un i9-9900K
par Kevin Hofer

En 2021, l’heure est enfin venue et le Noctua NH-P1 est officiellement disponible. Le dissipateur thermique a subi quelques modifications depuis sa présentation lors du Computex, dont le plus visible est le passage de 12 à 13 ailettes de refroidissement.

Refroidissement passif

Pourquoi devriez-vous refroidir votre système passivement ? Le refroidissement passif ne convient pas à tout le monde. Si vous voulez beaucoup de puissance, le NH-P1 n’est pas fait pour vous. Il ne peut pas dissiper suffisamment de chaleur pour les processeurs de plus de 100 watts. Il ne doit pas non plus le faire. Ce refroidisseur se destine aux processeurs dont la consommation ne dépasse pas 100 watts et qui doivent être silencieux, utilisés en continu ou dans les environnements poussiéreux ou tout ces éléments ensemble.

À l’inverse des dissipateurs de chaleur à refroidissement actif, les dissipateurs de chaleur passifs doivent bénéficier d’ailettes de refroidissement plus espacées. L’air circule toujours d’une manière ou d’une autre, même sans ventilateur, et avec le refroidissement passif, il a besoin de plus d’espace, car il se dissipe moins efficacement. En outre, la chaleur doit pouvoir être libérée passivement dans l’environnement et non vers l’ailette de refroidissement la plus proche.

La plaque froide avec les six tuyaux de chaleur menant aux ailettes de refroidissement.

Dans le NH-P1, six caloducs de 6 millimètres d’épaisseur dissipent la chaleur du processeur via la plaque froide vers les ailettes de refroidissement. Globalement, la P1 mesure environ 15 centimètres de haut et 16 centimètres de large, de la plaque froide aux ailettes de refroidissement. La hauteur rend le refroidisseur inutilisable pour certains boîtiers. Cependant, Noctua liste les boîtiers compatibles sur son site web.

Les 13 ailettes de refroidissement comportent des ouvertures pour dissiper la chaleur de manière plus efficace.

Chacune des 13 plaques de refroidissement du NH-P1 a une épaisseur de 1,5 millimètre. En plus des 33 ouvertures rectangulaires, qui servent aussi à dissiper la chaleur, il y a six trous dans les panneaux les plus à l’extérieur. Un ventilateur peut potentiellement y être attaché. Noctua recommande le NF-A12x25 LS-PWM. Il s’agit d’une version spéciale du NF-A12x25 qui tourne moins vite et s’avère donc à peine audible, même à vitesse maximale. Le ventilateur peut être monté soit sur le dessus, de sorte qu’il souffle de l’air contre l’unité centrale, soit sur le côté. Cependant, il ne s’agit ici pas d’une situation habituelle : en temps normal, les ventilateurs de l’unité centrale sont montés de manière à souffle l’air de l’avant du boîtier vers l’arrière en passant par le dissipateur thermique. Sur le P1, ils se trouvent sur ou sous le dissipateur thermique, vu de face.

Vu de face, le ventilateur placé en haut se situe à l’avant.

Vu de face, le ventilateur placé latéralement se situe en haut.

Selon le boîtier et les composants, le ventilateur ne peut être monté que dans une seule position, à savoir sur le côté, vu de face. Mais ce positionnement peut aussi être problématique, comme dans mon test de boîtier.

L’installation

Je teste le P1 sur mon système de test AMD. On y trouve en général les composants suivants :

Carte mère

ASUS ROG Crosshair VIII Formula

AM4, AMD X570, ATX

Corsair Dominateur Platine RGB (2 x 8GB, 3200 MHz, RAM DDR4, DIMM)

Mémoire vive

CHF95.90

Corsair Dominateur Platine RGB

2 x 8GB, 3200 MHz, RAM DDR4, DIMM

SSD

Corsair MP600

1000 Go, M.2 2280

AMD Ryzen 9 3900X (AM4, 3.80 GHz, 12 -Core)

Processeur

−50%

Utilisé

CHF140.– neuf CHF279.–

AMD Ryzen 9 3900X

AM4, 3.80 GHz, 12 -Core

Carte graphique

KFA2 GeForce RTX 2080 Super EX OC

8 Go

Mais comme le NH-P1 n’est pas fait pour des processeurs centraux comme le Ryzen 3900X avec son TDP (NDT : enveloppe thermique d’un semi-conducteur) de 105 W, je monte le Ryzen 5600G avec un TDP de 65 W sur la carte mère pour le test. Je laisse le contrôle du ventilateur réglé sur standard dans le BIOS. Tout le reste est également standard, sauf pour l’activation du profil XMP. Bien entendu, je ne manquerai pas l’occasion d’effectuer un test avec le 3900X.

AMD Ryzen 5 5600G (AM4, 3.90 GHz, 6 -Core)

Processeur

CHF126.–

AMD Ryzen 5 5600G

AM4, 3.90 GHz, 6 -Core

J’installe le système dans le Torrent de Fractal. L’examen du boîtier suivra bientôt. Vu qu’il est pour le moment impossible de le commander en raison d’un fan hub défectueux, j’ai mis l’article en attente pour le moment. Mais juste ce qu’il faut : je trouve le boîtier génial.

Fractal Torrent RGB Noir TG Light (ATX, E-ATX, mATX, ITX, SSI EEB, SSI CEB)

Boîtier PC

CHF194.–

Fractal Torrent RGB Noir TG Light

ATX, E-ATX, mATX, ITX, SSI EEB, SSI CEB

Le montage du NH-P1 fonctionne de la même manière que celui des autres ventilateurs Noctua. Sur mon système AMD, j’utilise la plaque arrière standard et je monte le support dessus. Noctua fournit tout le nécessaire pour les systèmes Intel. Après cette étape, je n’ai plus qu’à visser le P1 au support et le dissipateur est prêt à être utilisé.

Le P1 peut être monté dans deux directions : les caloducs sont dirigés soit vers la RAM, soit vers le couvercle des entrées/sorties. Dans mon cas, seul le montage dans la direction du couvercle des E/S est possible. Ma RAM s’avère trop haute pour que les ailettes de refroidissement puissent s’y adapter. Vous avez environ 4 centimètres d’espace sous les ailettes.

Après avoir installé le système de test, je peux voir où je pourrais monter le ventilateur optionnel. Comme nous l’avons mentionné, je peux faire en sorte qu’il souffle vers le bas de l’unité centrale ou sur les côtés. Si je me décide pour la première variante, le refroidisseur sera plus élevé. J’ai donc besoin de plus d’espace contre le panneau latéral. Dans le torrent, ce dernier suffit à peine. Néanmoins, lorsque je fixe le panneau latéral, il n’y a que quelques millimètres d’espace entre le ventilateur et le panneau. Le ventilateur se retrouve donc quelque peu couvert par le panneau et ne peut pas aspirer l’air avec une efficacité maximale.

Avec le placement du ventilateur sur le dessus, c’est très serré contre le panneau latéral.

Si je veux monter le ventilateur sur le côté, il ne peut être monté que sur le dessus lorsqu’il est vu de l’avant. En bas, la carte graphique gêne. Avec le Torrent, j’ai cependant le cas particulier du bloc d’alimentation monté sur le dessus. Le ventilateur du bloc d’alimentation est aussi situé au-dessus du ventilateur. Les deux ventilateurs se disputent donc l’air, l’un le tire vers le haut, l’autre le bas. Aucun des deux emplacements potentiels pour le ventilateur dans le Torrent n’est donc optimal. Cependant, je teste les deux en plus du fonctionnement passif.

En plaçant le ventilateur sur le côté, le ventilateur du CPU se bat avec celui de l’alimentation pour recevoir de l’air.

Les tests

Pour le test, je lance le test de résistance AIDA64 pour le processeur central, la RAM et le SSD ainsi que le benchmark GPU FurMark en même temps pendant vingt minutes. Je surveille les températures avec HWiNFO64.

J’ai testé la performance globale de refroidissement du NH-P1 dans six configurations :

entièrement passif, sans ventilateur de processeur et de boîtier ;
passif, sans ventilateur de processeur et de boîtier ;
actif, avec le ventilateur de processeur et de boîtier en haut ;
actif, avec le ventilateur de processeur et de boîtier sur le côté ;
actif, avec le ventilateur de processeur en haut, sans ventilateur de boîtier ;
actif, avec le ventilateur de processeur sur le côté, sans ventilateur de boîtier.

Voici les résultats de mes mesures, les chiffres correspondent aux configurations énumérées ci-dessus :

Vous trouverez ici le graphique en grand.

Si vous voulez voir les chiffres exacts, vous pouvez les trouver dans ce tableau :

Temps	1	2	3	4	5	6
00:00:00	66,9	52,6	53,3	43,4	61,2	60
00:02:00	81,6	72,4	72,5	65,1	78,3	77,5
00:04:00	86,1	73	74,1	67,5	80,6	79,9
00:06:00	89,1	73,8	74,9	68,9	83,7	81,9
00:08:00	90,5	73,9	74,8	68,8	84,3	83,4
00:10:00	93,1	74,5	75,6	70	84,8	85,3
00:12:00	94,9	74,5	75,1	70	85,1	84,5
00:14:00	95	74,1	75,3	71,1	85,6	84
00:16:00	95,1	73,9	74,6	69,6	85,9	84
00:18:00	95,6	74,1	75	70,1	86,1	83,5
00:20:00	95,9	74	75,1	70,4	86,4	84,1

Comme prévu, le processeur atteint la température plus élevée avec la configuration complètement passive. Après vingt minutes, elle atteint ses limites thermiques. Néanmoins, il est étonnant que le processeur tourne à une moyenne de 4,1 GHz pendant la période de test. Dans le meilleur des cas, la configuration avec les ventilateurs du boîtier et celui du processeur sur le côté, le processeur ne tourne que 200 Mhz plus vite en moyenne. La réduction du Ryzen 5600G se maintient donc dans les limites. Résultat brillant lorsque je considère que le CPU n’atteint sa limite thermique qu’après douze minutes. Quoi qu’il en soit, le résultat est bon : le processeur a atteint un maximum d’un point moins de 80 degrés Celsius dans mon test, dans lequel il était activement refroidi dans un boîtier mini-ITX. Mais le test n’a duré que dix minutes. Et après dix minutes de refroidissement passif avec le P1, je n’avais que 13 degrés Celsius de plus.

J’ai également été surpris par la faible utilité du ventilateur du processeur. Dans la configuration de test dans le Torrent, je place le ventilateur le mieux sur le côté, c’est-à-dire en haut vu de l’avant. Ainsi, par rapport au positionnement en haut, c’est-à-dire vu de face à l’avant, accrochez-vous, il apporte quatre degrés Celsius de moins sur le processeur. Cette baisse s’explique probablement par le fait que le ventilateur du Torrent est trop proche du panneau latéral et ne peut donc pas aspirer l’air assez efficacement. Dans cette configuration, le refroidissement du processeur s’avère encore plus inefficace qu’avec les seuls ventilateurs du boîtier.

Avec un ventilateur de processeur, sans ventilateur de boîtier, je ramène la température à environ 10 degrés Celsius en dessous de la température complètement passive. Les ventilateurs du boîtier seuls, sans ceux du processeur, apportent beaucoup plus avec 20 degrés Celsius de moins que le passif. Le Torrent en possède certes aussi beaucoup : deux ventilateurs de 180 millimètres et trois de 140 millimètres sont installés dans le boîtier. Ce dernier me semble constituer le partenaire idéal pour le P1 s’il ne doit pas être complètement sans ventilateur. Normalement, le processeur n’est jamais aussi occupé que lors de mon test. Je réglerais donc les ventilateurs de l’enceinte à une vitesse très basse et je travaillerais avec eux de cette façon. De cette façon, je pourrai maintenir le niveau de bruit dans les limites. À la vitesse la plus basse, je mesure 29 dB sur le Torrent à une distance de 30 centimètres, soit une valeur très basse. Cette combinaison me semble plus logique que de mettre un ventilateur sur un refroidisseur passif. De cette façon, les autres composants tels que la carte graphique, la mémoire vive, le disque dur SSD et autres bénéficient aussi du courant d’air.

Le ventilateur du processeur peut être justifié dans un PC serveur dans le processeur n’est qu’exceptionnellement soumis à une forte pression. Il joue pour ainsi dire le rôle de palliatif : vous le réglez pour qu’il ne s’allumer qu’à une certaine température.

Et avec 105 W ?

Comme j’aime tester les limites de la technologie, j’ai également placé le Ryzen 9 3900X avec un TDP de 105 watts sous le P1. J’ai effectué les deux tests extrêmes, avec la passivité au maximum avec les ventilateurs du boîtier et du processeur sur le côté, avec ce processeur. Le P1 n’a aucune chance dans la configuration passive, mais fait son travail étonnamment bien avec des ventilateurs.

Vous trouverez ici le graphique en grand.

Dans la configuration passive, le Ryzen 9 3900X atteint déjà sa limite thermique de 95 degrés Celsius après peu de temps. Le processeur ne tourne donc qu’à une fréquence moyenne de 3,5 GHz. Bien que la température soit élevée dans la configuration active, elle reste dans la limite thermique avec un maximum d’un peu moins de 89 degrés Celsius. Le processeur tourne à une fréquence moyenne de 4,0 GHz. Les ventilateurs rugissent eux à plus de 48 dB. On l’entend et c’est exactement le type d’opération pour lequel le P1 n’est pas conçu. Néanmoins, il est étonnant de voir l’étendue des capacités du refroidisseur.

Bilan : le refroidisseur pour un système passif

Avec le NH-P1, vous devez revoir à la baise vos attentes au niveau des performances de refroidissement. Un ventilateur passif est conçu pour le refroidissement passif d’un processeur. Il ne faut donc pas s’attendre à des miracles, car la pièce se soumet aux lois de la thermodynamique. Le refroidissement passif s’avère tout simplement inefficace. Et le refroidissement d’un processeur de plus de 100 watts reste une douce illusion.

Cependant, le NH-P1 se révèle des plus efficaces dans cette inefficacité. Dans le test, il prouve qu’il peut maintenir un Ryzen 5 5600G complètement passif dans la limite thermique pendant 12 minutes, un résultat brillant à mes yeux.

Le P1 n’est pas fait pour tout le monde : il ne convient par exemple pas pour le gamin à hautes performances. Il est probable qu’il soit utilisé dans les cas où le silence s’avère nécessaire, où un système doit être conçu pour une utilisation continue ou dans les cas où il est très poussiéreux. En outre, le refroidisseur passif a un prix élevé de 116 CHF (à partir du 2 septembre 2021). Dans son créneau, le NH-P1 a cependant le droit d’exister et fait son travail avec brillance.

Ventirad processeur

CHF94.90

Noctua NH-P1

158 mm

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Kevin Hofer

Senior Editor

kevin.hofer@digitecgalaxus.ch

La technologie et la société me fascinent. Combiner les deux et les regarder sous différents angles est ma passion.

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