Max частота процессора достигаемая при разгоне процессора max turbo
Имею Ryzen 2600, который гонится до 4200. Однако, turbo boost(знаю, что у красных название другое) в играх или приложениях выше 3800 или в крайних случаях 3900 его не разгоняет. Однако, в некоторых играх (особенно в играх от Юбиков) 3900 уже буд-то не хватает. На 4100 как-то стабильнее. Есть ли способ сделать так, чтобы проц сам бусстился до более высоких значений? Или не стоит заморачиваться и просто зафиксировать частоту на 4100 и оставить как есть. Мать от Asus x370-a.
У меня 5600х. Просто залочил напряжение на 1.17, частоту не лочил. В играх сам бустится до 4650. Ну и холоднее проц стал, нежели из коробки
Ну и вот пару тестов для наглядности. На первом андервольт, второй - сток
На 10 градусов холоднее, меньше жрет, на 200 МГц частоты держит лучше
Вот спасибо тебе, дружище. Я всё радикально пытался как-то снизить температуры. Либо фиксировать частоту ниже, либо уже охладждение взять пободрее.
Честно, было лень проверять и тестить, но я не думал, что авторазгон настолько поднимает напряжение с запасом.
Установил то же напряжение, что и у тебя. Ну просто услада.
Купил вот 3600, как раз играюсь с этим авто бустом, вольтаж скачет от 1,1 до 1,4 частоты 3,6 до 4,2 в простое. Я вообще в ахуе. Включил АМD Кул энд Квает, что то так себе помогает. Думаю фиксировать 1,2 и 4,0 гц. Иначе хз.
Температуры в простое от 45-55, в нагрузке тестил до 75 доходит.
Встретил такой коммент, хз сколько там правды.
Скачки напряжения на Зен 2 это нормально, таков принцип работы этой архитектуры и процессор гораздо лучше пользователя знает какое напряжение ему нужно. Такие напряжения не опасны так как подаются на проц только при очень низкой силе тока. А вот фиксированное напряжение как раз может быть опасным и в некоторых редких случаях даже когда оно всего 1.2в. У Зен 2 есть система FIT отвечающая за безопасность камня и опеределяющая какую напругу и силу тока можно подавать на ядра. В зависимости от нагрузки напряжение будет меняться, например в играх напряжение может быть 1.4в но при этом сила тока будет достаточно низкой и общее потребления процессора будет в пределах 65ВТ, в каком нибудь прайм95 с авх инструкциями напряжение будет значительно ниже, при гораздо большей силе тока, а потребление может превышать 100ВТ. Таким образом получается, что фиксированное напряжение может быть и безопасным в играх, но при этом при серьезных нагрузках процессор может начать очень быстро деградировать если фиксированное напряжение будет превышать значения FIT для конкретно этого процессора. Как узнать FIT напряжение для своего камня: включить в биосе PBO, выставить все лимиты на максимум(PPT, TDC, EDC), запусить Prime95 в режиме Small FFT и после того как камень проегреется смотреть какое на него подается напряжение - это и будет безопасным напряжением для конкретного экземпляра процессора(как правло оно колеблится в пределах от 1.2 до 1.3 в зависимости от камня). Еще добавлю, что HWMonitor давно устарел и на райзене показывает чушь и надо смотреть в HWiNFO64. Так же Core VID не является напряжением процессора, это напряжение которое запрашивают ядра, а что получает процессор по факту показывает сенсор CPU Core Voltage (SVI2 TFN)
Выбор системы охлаждения
Немаловажным фактором успешного разгона является выбор системы охлаждения. Как я уже говорил, если вы будете разгонять на кулере который для этого не предназначен, у вас ничего хорошего не получится. Нам нужна либо качественная башня, способная реально отводить 220–250 TDP, либо жидкостная система охлаждения подобного уровня. Здесь все зависит только от бюджета.
Из воздушных систем охлаждения обратить внимание стоит на Noctua NH-D15 и be quiet! DARK ROCK PRO 4 .
Научные и инженерные расчёты
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
Maya ↑ | 9,49 | 10,17 | 7% | 9,82 | 3% | 10,24 | 8% |
SolidWorks ↓ | 38,55 | 35,56 | 8% | 40,96 | -6% | 35,78 | 8% |
Pro/ENGINEER ↓ | 1554 | 1445 | 8% | 1539 | 1% | 1491 | 4% |
UGS NX ↑ | 5,41 | 5,78 | 7% | 5,57 | 3% | 5,72 | 6% |
MAPLE ↑ | 0,2197 | 0,2279 | 4% | 0,2197 | 0% | 0,2227 | 1% |
Mathematica ↑ | 3,2357 | 3,371 | 4% | 3,0364 | -6% | 3,1403 | -3% |
MATLAB ↓ | 0,038867 | 0,036974 | 5% | 0,040566 | -4% | 0,03898 | 0% |
Group Score ↑ | 139 | 148 | 6% | 137 | -1% | 144 | 4% |
Turbo Boost
Эта технология позволяет переводить некоторые ядра на более высокую частоту работы (выше номинальной), если текущее энергопотребление процессора свидетельствует о том, что он «недогружен» работой. Таким образом, по идее, Turbo Boost должен оказывать положительное влияние на скорость работы в основном старого, однопоточного ПО: именно в этом случае велика вероятность простоя «лишних» ядер. Более подробно механизм функционирования Turbo Boost описан в статье «Процессоры Core i7 в конструктиве LGA1366».
Компиляция
3D-визуализация
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
3ds max ↑* | 15,42 | 16,87 | 9% | 16,43 | 7% | 18,01 | 17% |
Lightwave ↓ | 14,29 | 12,02 | 19% | 12,87 | 11% | 12,57 | 14% |
Maya ↑ | 3,85 | 4,44 | 15% | 4,22 | 10% | 4,58 | 19% |
SolidWorks ↓ | 55,33 | 48,04 | 15% | 57,8 | -4% | 50,74 | 9% |
Pro/ENGINEER ↓ | 1024 | 978 | 5% | 1023 | 0% | 1020 | 0% |
UGS NX ↑ | 3,06 | 3,07 | 0% | 3,23 | 6% | 3,05 | 0% |
Group Score ↑ | 134 | 148 | 10% | 140 | 4% | 147 | 10% |
* — здесь и далее в таблицах стрелочкой вверх (↑) помечены те тесты, где лучшим является больший результат, стрелочкой вниз (↓) — тесты, где лучшим является меньший результат.
Приступаем к разгону
Примером в процессе разгона будет выступать материнская плата ASUS ROG MAXIMUS XI HERO и процессор Intel Core i9-9900K . За охлаждение процессора отвечает топовый воздушный кулер Noctua NH-D15 .
Первым делом нам потребуется обновить BIOS материнской платы. Сделать это можно как напрямую, из специального раздела BIOS с подгрузкой из интернета, так и через USB-накопитель, предварительно скачав последнюю версию c сайта производителя. Это необходимо, потому как в новых версиях BIOS уменьшается количество багов. BIOS, что прошит в материнской плате при покупке, скорее всего, имеет одну из самых ранних версий.
Тактовая частота процессора формируется из частоты шины BCLK и коэффициента множителя Core Ratio.
Как уже было сказано, разгон будет осуществляться изменением множителя процессора.
Заходим в BIOS и выбираем вкладку Extreme Tweaker. Именно тут и будет происходить вся магия разгона.
Первым делом меняем значение параметра Ai Overclocker Tuner с Auto в Manual. У нас сразу становятся доступны вкладки, отвечающие за частоту шины BCLK Frequency и CPU Core Ratio, отвечающая за возможность настройки множителя процессора.
ASUS MultiCore Enhancement какой-либо роли, когда Ai Overclocker Tuner в режиме Manual, не играет, можно либо не трогать, либо выключить, чтобы глаза не мозолило. Одна из уникальных функций Asus, расширяет лимиты TDP от Intel.
SVID Behavior — обеспечивает взаимосвязь между процессором и контроллером напряжения материнской платы, данный параметр используется при выставлении адаптивного напряжения или при смещении напряжения (Offset voltages). Начать разгон в любом случае лучше с фиксированного напряжения, чтобы понять, что может конкретно ваш экземпляр процессора, ведь все они уникальны. Если используется фиксация напряжения, значение этого параметра просто игнорируется. Установить Best Case Scenario . Но к этому мы еще вернемся чуть позже.
AVX Instruction Core Ratio Negative Offset — устанавливает отрицательный коэффициент при выполнении AVX-инструкций. Программы, использующие AVX-инструкции, создают сильную нагрузку на процессор, и, чтобы не лишаться заветных мегагерц в более простых задачах, придумана эта настройка. Несмотря на все большее распространение AVX-инструкции, в программах и играх они встречаются все еще редко. Все сугубо индивидуально и зависит от задач пользователя. Я использую значение 1.
Наример, если нужно, чтобы частота процессора при исполнении AVX инструкций была не 5100 MHz, а 5000 MHz, нужно указать 1 (51-1=50).
Далее нас интересует пункт CPU Core Ratio . Для процессоров с индексом K/KF выбираем Sync All Cores (для всех ядер).
1-Core Ratio Limit — именно тут и задается множитель для ядер процессора. Начать лучше с 49–50 для 9 серии и 47–48 для 8 серии процессоров Intel соответственно, с учетом шины BCLK 100 мы как раз получаем 4900–5000 MHz и 4700–4800 MHz.
DRAM Frequency — отвечает за установку частоты оперативной памяти. Но это уже совсем другая история.
CPU SVID Support — данный параметр необходим процессору для взаимодействия с регулятором напряжения материнской платы. Блок управления питанием внутри процессора использует SVID для связи с ШИМ-контроллером, который управляет регулятором напряжения. Это позволяет процессору выбирать оптимальное напряжение в зависимости от текущих условий работы. В адаптивном режиме установить в Auto или Enabled. При отключении пропадет мониторинг значений VID и потребляемой мощности.
CPU Core/Cache Current Limit Max — лимит по току в амперах (A) для процессорных ядер и кэша. Выставляем 210–220 A. Этого должно хватить всем даже для 9900к на частоте 5100MHz. Максимальное значение 255.75.
Min/Max CPU Cache Ratio — множитель кольцевой шины или просто частота кэша. Для установки данного параметра есть неофициальное правило, множитель кольцевой шины примерно на два–три пункта меньше, чем множитель для ядер.
Например, если множитель для ядер 51, то искать стабильность кэша нужно от 47. Все очень индивидуально. Начать лучше с разгона только ядер. Если ядро стабильно, можно постепенно повышать частоту кэша на 1 пункт.
Разгон кольцевой шины в значении 1 к 1 с частотой ядер это идеальный вариант, но встречается такое очень редко на частоте 5000 MHz.
Заходим в раздел Internal CPU Power Management для установки лимитов по энергопотреблению.
SpeedStep — во время разгона, выключаем. На мой взгляд, совершенно бесполезная функция в десктопных компьютерах.
Long Duration Packet Power Limit — задает максимальное энергопотребление процессора в ватах (W) во время долгосрочных нагрузок. Выставляем максимум — 4095/6 в зависимости от версии Bios и производителя.
Short Duration Package Power Limit — задает максимальное возможное энергопотребление процессором в ваттах (W) при очень кратковременных нагрузках. Устанавливаем максимум — 4095/6.
Package Power Time Window — максимальное время, в котором процессору разрешено выходить за установленные лимиты. Устанавливаем максимальное значение 127.
Установка максимальных значений у данных параметров отключает все лимиты.
IA AC Load Line/IA DC Load Line — данные параметры используются в адаптивном режиме установки напряжения, они задают точность работы по VID. Установка этих двух значений на 0,01 приведет ближе к тому напряжению, которое установил пользователь, при этом минимизируются пики. Если компьютер, после установки параметра IA DC Load line в значение 0,01, уходит в «синьку», рекомендуется повысить значение до 0,25. Фиксированное напряжение будет игнорировать значения VID процессора, так что установка IA AC Load Line/IA DC Load Line в значение 0,01 не будет иметь никакого влияния на установку ручного напряжения, только при работе с VID. На материских платах от Gigabyte эти параметры необходимо устанавливать в значение 1.
Возвращаемся в меню Extrime Tweaker для выставления напряжения.
BCLK Aware Adaptive Voltage — если разгоняете с изменением значения шины BCLK, — включить.
CPU Core/Cache Voltage (VCore) — отвечает за установку напряжения для ядер и кэша. В зависимости от того, какой режим установки напряжения вы выберете, дальнейшие настройки могут отличаться.
Существует три варианта установки напряжения: адаптивный, фиксированный и смещение . На эту тему много мнений, однако, в моем случае, адаптивный режим получается холоднее. Зачастую для 9 поколения процессоров Intel оптимальным напряжением для использования 24/7 является 1.350–1.375V. Подобное напряжение имеет место выставлять для 9900К при наличии эффективного охлаждения.
Поднимать напряжение выше 1.4V для 8–9 серии процессоров Intel совершенно нецелесообразно и опасно. Рост потребления и температуры не соразмерен с ростом производительности, которую вы получите в результате такого разгона.
- Для тех кто выбрал фиксированный режим — установить Manual Mode. Напряжение подбирается индивидуально.
- Для тех, кто выбрал адаптивный режим — установки напряжения Adaptive mode.
Offset mode Sign — устанавливает, в какую сторону будет происходить смещение напряжения, позволяет добавлять (+) или уменьшать (-) значения к выставленному вольтажу.
Additional Turbo Mode CPU Core Voltage — устанавливает максимальное напряжение для процессора в адаптивном режиме. Я использую 1.350V, данное напряжение является некой золотой серединой по соотношению температура/безопасность.
Offset Voltage — величина смещения напряжения. У меня используется 0.001V, все очень индивидуально и подбирается во время тестирования.
Для тех кто выбрал установку напряжения смещением , установить Offset Mode и выбрать сторону смещения -/+ и указать величину.
DRAM Voltage — устанавливает напряжение для оперативной памяти. Условно безопасное значение при наличии радиаторов на оперативной памяти составляет 1.4–1.45V, без радиаторов до 1.4V.
CPU VCCIO Voltage (VCCIO) — устанавливает напряжение на IMC и IO.
CPU System Agent Voltage (VCCSA) — напряжение кольцевой шины и контроллера кольцевой шины.
Таблица с соотношением частоты оперативной памяти и напряжениями VCCIO и VCCSA:
Однако, по личному опыту, даже для частоты 4000 MHz требуется напряжение примерно 1.15V для VCCIO и 1.2V для VCCSA. На мой взгляд, разумным пределом является для VCCIO 1.20V и VCCSA 1.25V. Все что выше, должно быть оправдано либо частотой разгона оперативной памяти за 4000MHz +, либо желанием получить максимум на свой страх и риск.
Часто при использовании XMP профиля оперативной памяти параметры VCCIO и VCCSA остаются в значении Auto, тем самым могут повыситься до критических показателей, это, в свою очередь, чревато деградацией контроллера памяти с последующим выхода процессора из строя.
Поднимать данные напряжения выше 1.35V не рекомендуется в связи с риском деградации контроллера памяти и полной возможностью убить процессор. Оба эти параметра отвечают за разгон оперативной памяти.
Turbo Boost Max 3.0
Расширение технологии версии 2.0, доступное для процессоров экстремальной серии последних поколений. Учитывая, что экстремальная серия всегда могла похвастаться куда большим количеством ядер, чем настольная, но при этом не могла продемонстрировать высокие частоты, Intel решила компенсировать зазор в однопоточной производительности между сегментами своих процессоров.
При отсутствии серьезной нагрузки на все ядра процессора, он сможет использовать два ядра на частоте большей, чем заявлена спецификацией 2.0 даже при условии, что какие-то ядра уже работают с применением Turbo Boost. При этом два быстрых ядра выбираются не просто так, а на основе анализа работы всех ядер. Да, звучит сложно. В целом, это значит, что два ядра смогут в куда большем количестве сценариев выходить на повышенные частоты. Технология требует наличия установленного драйвера, так как операционная система не обладает возможностью узнать, какие ядра процессора работают на большей частоте, а значит, и эффективно пользоваться повышенной частотой двух избранных ядер не сможет.
Разгон процессоров от компании Intel в первую очередь связан с выбором процессора с индексом K или KF (К — означает разблокированный множитель) и материнской платы на Z-чипсете (Z490–170). А также от выбора системы охлаждения.
Чтобы понять весь смыл разгона, нужно определиться, что вы хотите получить от разгона. Стабильной работы и быть уверенным, что не вылезет синий экран смерти? Или же вам нужно перед друзьями пощеголять заветной частотой 5000–5500 MHz?
Сегодня будет рассмотрен именно первый вариант. Стабильный разгон на все случаи жизни, однако и тем, кто выбрал второй вариант, будет полезно к прочтению.
Установка LLC
LLC (Load-Line Calibration) В зависимости от степени нагрузки на процессор, напряжение проседает, это называется Vdroop . LLC компенсирует просадку напряжения (vCore) при высокой нагрузке. Но есть определенные особенности работы с LLC.
Например, мы установили фиксированное напряжение в BIOS для ядер 1.35V. После старта компьютера на рабочем столе мы видим уже не 1.35V, а 1.32V. Но, если запустим более требовательное к ресурсам процессора приложение, например Linx, напряжение может провалиться до 1.15V, и мы получим синий экран или «невязки», ошибки или выпадение ядер.
Чтобы напряжение проседало не так сильно и придумана функция LLC c разным уровнем компенсации просадки. Не стоит сразу гнаться за установкой самого высокого/сильного уровня компенсации. В этом нет никакого смысла. Это может быть даже опасно ввиду чрезвычайно завышенного напряжения (overshoot) в момент запуска и прекращения ресурсоемкой нагрузки перед и после Vdroop. Нужно оптимально подобрать выставленное напряжение с уровнем LLC. Напряжение под нагрузкой и должно проседать, но должна оставаться стабильность. Конкретно у меня в BIOS материнской платы стоит 1.35V c LLC 5. Под нагрузкой напряжение опускается до 1.19–1.21V, при этом процессор остается абсолютно стабильным под длительной и серьезной нагрузкой. Завышенное напряжение выливается в большем потреблении и, как следствие, более высоких температурах.
Чтобы наглядно изучить процесс работы LLC и то, какое влияние оказывает завышенный LLC на Overshoot'ы, предлагаю ознакомиться с работами elmora, более подробно здесь.
Идеальным вариантом, с точки зрения Overshoot'ов, является использование LLC в значении 1 (самое слабое на платах Asus), однако добиться стабильности с таким режимом работы LLC во время серьезной нагрузки будет сложно, как выход, существенное завышенное напряжение в BIOS. Что тоже не очень хорошо.
Другими словами: при максимальных нагрузках автоматически (при возможности) повышается частота нескольких или одного ядра.
Intel Turbo Boost Max Technology — простыми словами
Давайте очень просто опишу принцип работы технологии:
- Представим что процессор загружен на 100%. Полностью. Итог — все ядра работают примерно с одинаковой частотой, некоторые имеют повышенную из-за работы турбо-режима. Вполне нормальное явление.
- Представим другую ситуацию — нагружена только половина всех ядер, другая половина простаивает. Тепловыделение, потребление тока, температура — также далеко от пиковых значений. Или просто не очень близко. Половина ядер работает на повышенной частоте. Однако остальные — могли работать на стандартной, однако они простаивают (или минимально загружены). Именно этот простой потери вычислительных ресурсов пытается компенсировать версия 3.0 технологии Intel Turbo Boost Max Technology путем повышения частоты нескольких задействованных ядер еще выше или только одного, частота которого будет выше всех остальных. Это правильный и логичный ход, особенно актуально для программ, которые не оптимизированы для работы на многоядерных процессорах.
Кодирование аудио
Параллельно запускаемые по числу процессорных ядер аудиокодеки должны были являться идеальной средой для проявления всех положительных черт Hyper-Threading: как мы уже выяснили по косвенным признакам, их вычислительное ядро, скорее всего, помещается в кэш, а используемые алгоритмы должны очень хорошо ложиться на концепцию HT. Резльтаты тестирования подтверждают наши предположения: прирост от включения HT составляет 28%. Turbo Boost даёт несколько меньший прирост, но тоже неплохой. Но, конечно, особенно удачным у этих технологий получился результат совместной деятельности: 45% прироста производительности! Рекорд данного тестирования, между прочим…
Выбор материнской платы
К разгону нужно подходить очень ответственно и не пытаться разогнать Core i9-9900K на материнских платах, которые не рассчитаны на данный процессор (это, к примеру, ASRock Z390 Phantom Gaming 4 , Gigabyte Z390 UD , Asus Prime Z390-P , MSI Z390-A Pro и так далее), так как удел этих материнских плат — процессоры Core i5 и, возможно, Core i7 в умеренном разгоне. Intel Core i9-9900K в результате разгона и при серьезной постоянной нагрузке потребляет от 220 до 300 Ватт, что неминуемо вызовет перегрев цепей питания материнских плат начального уровня и, как следствие, выключение компьютера, либо сброс частоты процессора. И хорошо, если просто к перегреву, а не прогару элементов цепей питания.
Выбор материнской платы для разгона — это одно из самых важных занятий. Ведь именно функционал платы ее настройки и качество элементной базы и отвечают за стабильность и успех в разгоне. Ознакомиться со списком пригодных материнских плат можно по ссылке .
Все материнские платы разделены на 4 группы: от начального уровня до продукта для энтузиастов. По большому счету, материнские платы второй и, с большой натяжкой, третьей группы хорошо справятся с разгоном процессора i9-9900K.
Turbo Boost
Эта технология позволяет переводить некоторые ядра на более высокую частоту работы (выше номинальной), если текущее энергопотребление процессора свидетельствует о том, что он «недогружен» работой. Таким образом, по идее, Turbo Boost должен оказывать положительное влияние на скорость работы в основном старого, однопоточного ПО: именно в этом случае велика вероятность простоя «лишних» ядер. Более подробно механизм функционирования Turbo Boost описан в статье «Процессоры Core i7 в конструктиве LGA1366».
Трёхмерный рендеринг
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
3ds max ↑ | 15,6 | 16,18 | 4% | 17,6 | 13% | 18,69 | 20% |
Lightwave ↓ | 94,48 | 90,87 | 4% | 74,41 | 27% | 71,5 | 32% |
Maya ↑ | 02:44 | 02:35 | 6% | 02:13 | 23% | 02:09 | 27% |
Group Score ↑ | 143 | 150 | 5% | 173 | 21% | 181 | 27% |
Как и следовало ожидать, такой образцово параллелящийся процесс, как рендеринг, с наибольшим энтузиазмом встретил технологию Hyper-Threading. С другой стороны: именно хорошей распараллеленностью наверняка объясняются не очень впечатляющие результаты от включения Turbo Boost: когда все 4 ядра загружены работой, тепловыделение близко к максимальному, и повышать частоту нецелесообразно. Чемпионом по выжимке всех соков из процессора, является пакет для работы с трёхмерной графикой Lightwave. Не знаем, читают ли нас программисты, работающие над этим пакетом, но хочется искренне их поблагодарить: ну просто-таки образцово оптимизированное ПО, можно в пример приводить.
Сжатие данных без потерь
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
7-Zip ↓ | 03:45 | 03:37 | 4% | 03:46 | 0% | 03:37 | 4% |
WinRAR ↓ | 01:19 | 01:09 | 14% | 01:15 | 5% | 01:07 | 18% |
Group Score ↑ | 138 | 151 | 9% | 142 | 3% | 153 | 11% |
Картина вполне логичная: больше двух потоков ни один архиватор при сжатии в собственный формат использовать не умеет, поэтому пользы от Turbo Boost намного больше, чем от Hyper-Threading. Правда, последняя опять приподнесла нам сюрприз: совершенно необъяснимо выглядит прирост от включения HT у WinRAR — хотя мы точно знаем, что этот архиватор и четыре-то ядра использовать не умеет, не то что 8.
Вообще, вы, наверное, уже заметили, что изучение особенностей взаимодействия HT и TB с реальным ПО чем-то напоминает езду на норовистой лошади: что у неё в мозгах, и куда она поскачет в следующую секунду — никому не ведомо, поэтому иногда остаётся лишь расслабиться и осматривать окрестности, пытаясь при этом остаться в седле. :)
Разбираемся
На данный момент актуальная версия технологии — 3.0. Отличие от версии 2.0 — теперь технология может одному ядру выставить частоту выше всех остальных для достижения максимальной производительности однопоточных задач.
Моменты, влияющие на работу технологии:
- Тип нагрузки.
- Количество активных ядер. Чем больше количество загружено, тем меньше может быть увеличена частота.
- Оценка энергопотребления. Повышение частоты также зависит от использования тока процессора.
- Оценка потребляемой мощности. По факту — схоже с предыдущим пунктом.
- Температура процессора. Повышение частоты недопустимо при пиковых значениях температуры.
Hyper-Threading
Эта технология нам известна ещё со времён Pentium 4. Правда, в вышедших позднее Core 2 Duo/Quad и Pentium Dual Core, о ней благополучно «забыли» — ну а вот в Core i7 снова вернули в строй. Hyper-Threading (далее просто HT) позволяет эмулировать два логических (видимых операционной системой) ядра на базе одного физического за счёт отправки на исполнение физическому ядру команд из двух параллельно исполняемых потоков. Основная идея состоит в том, что некоторое количество исполнительных устройств в ядре почти всегда простаивает т.к. для них «не находится» нужных команд. Если же мы будем на одном ядре исполнять сразу два потока — шансы на то, что все исполнительные устройства будут загружены работой, увеличатся, и общая производительность системы возрастёт. Вот только есть одно маленькое «но»: при практической реализации этой весьма гладко выглядящей на бумаге идеи, Intel пришлось кое-чем пожертвовать — не все блоки удалось сделать распределяемыми между двумя виртуальными ядрами динамически. В частности, load/store/reorder буферы при включении HT просто делятся между двумя виртуальными ядрами пополам. Таким образом, технические характеристики виртуального ядра, даже при полностью простаивающем «соседе» — всё-таки хуже, чем у одиночного физического ядра при выключенной HT, и производительность его по совершенно объективным причинам в некоторых случаях может быть меньше. Intel оптимистично утверждает, что таких случаев достаточно мало. Что ж, у нас есть прекрасный шанс убедиться в этом на практике!Тестирование
Имеет смысл напомнить нашим читателям, что аналогичное по смыслу тестирование нами уже проводилось, только там использовались процессор Intel Core i7 920 и предыдущая версия методики тестирования процессоров (образца 2008 года). Скажем сразу: решение провести тесты ещё раз на базе обновлённой методики оказалось по факту очень правильным: результаты получились совершенно непохожие на предыдущие.
Turbo Boost 2.0
Начнем наш разговор с того, что технология фактически не является разгоном, потому что не позволит процессору превысить параметры, заданные Intel. Другое дело, что предлагаемые характеристики будут превышать номинальную частоту рассматриваемого процессора. Номинальная частота - частота процессора, которую он может удерживать по всем ядрам длительное время и на которой он гарантированно будет работать.
Технология Turbo Boost предлагает расширение этой частоты при соблюдении ряда условий. Сама Intel заявляет, что автоматическое повышение частоты возможно при условии, если "мощность, потребляемый ток и температура не превышают максимальных значений".
Зачастую в контексте процессоров Intel реальным ограничением может стать только температура, потому что, как уже было сказано выше, Turbo Boost - не разгон и повышает частоту лишь до определенных значений, а значит, при изначально заданных характеристиках мощность процессора и потребляемый им ток не смогут превысить заданные характеристики, если, конечно,мы исходим из того, что материнская плата не завышает базовые значения. Температура же тот аспект, который куда сложнее предсказать, так как она зависит от множества факторов, начиная от типа охлаждения процессора и заканчивая температурой окружающего воздуха.
Вопреки расхожему заблуждению, частота Turbo Boost, указанная в характеристиках, не является частотой всех ядер процессора. В связи с тем, что повышение частоты по всем ядрам относительно номинальной значительно увеличит энергопотребление и тепловыделение, а также, что невозможно гарантировать, что абсолютно все кристаллы, изготовленные под определенный процессор, смогут работать на такой частоте, максимальное значение указывается всего лишь для одного ядра. Кроме того, многие приложения, написанные с учетом многопоточности, получат куда больший прирост производительности от большего количество ядер с меньшей частотой, нежели от одного ядра, но с большей частотой. В обратную сторону это тоже работает: некоторые приложения и игры, написанные под одноядерные процессоры смогут быстрее работать при условии наличия одного быстрого ядра. В качестве примера можно привести первый Crysis, который до сих пор может подтормаживать даже на самых современных системах, потому что Crytek сделали ставку на то, что процессоры будут наращивать частоту, а не количество ядер, и поэтому игра загружает в основном одно ядро, от которого требует как можно большей частоты.
У каждого процессора есть своя таблица зависимости количества нагруженных ядер от их частоты. Зачастую ее можно описать следующим образом: увеличение количества нагруженных ядер на 1 приводит к уменьшению частоты на 100 Мгц относительно предыдущего значения. Т.е. если одно ядро работало на частоте 4.7 Ггц, то два будут работать на частоте 4.6 и так далее. К сожалению, это правило можно использовать лишь для общего понимания работы Turbo Boost, и в нем множество исключений. Например, в 9900K два ядра работают на максимальных 5 Ггц, а 3 и 4 ядра работают уже на 4.8, в то время как со всеми остальными наборами ядер частота сохраняется на уровне 4.7.
Согласно другому расхожему заблуждению, Turbo Boost можно активировать или установить. Технология реализована на уровне кристалла, поэтому если каким-то странным образом у вас в руках оказался процессор, который технологию не поддерживает, то с этим ничего не поделаешь.
Дополнительная информация
Технология 3.0 позволяет управлять частотой отдельных ядер за счет улучшенного менеджера питания (например содержат процессоры Broadwell-E).
Технология в процессорах сокета LGA2011-v3 Broadwell-E позволяет не просто повышать частоту ядер, но и повышать частоту одного ядра больше всех остальных. То есть при определенных ситуациях одно ядро процессора может стать очень быстрым.
При использовании процессора с поддержкой данной технологии желательно установить драйвер Turbo Boost Max Driver, который поможет операционной системе нагружать именно самое быстрое ядро, которое способно выполнять задачи быстрее остальных. Также BIOS материнской платы должен поддерживать технологию на аппаратном уровне. Пример такой платы — ASUS X99-Deluxe (раздел Ai Tweaker):
Что еще интересно — ядро, которое может иметь самую высокую частоту среди всех остальных — помечается специальной звездочкой.
Кодирование видео
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
Canopus ProCoder ↓ | 03:09 | 02:59 | 6% | 03:18 | -5% | 03:02 | 4% |
DivX ↓ | 03:37 | 03:30 | 3% | 03:53 | -7% | 03:40 | -1% |
Mainconcept ↓ | 05:49 | 05:37 | 4% | 05:26 | 7% | 05:08 | 13% |
x264 ↓ | 07:43 | 07:25 | 4% | 06:10 | 25% | 05:57 | 30% |
XviD ↓ | 02:37 | 02:33 | 3% | 02:22 | 11% | 02:17 | 15% |
Group Score ↑ | 146 | 152 | 4% | 154 | 5% | 163 | 12% |
Скромные результаты TB объяснимы, т.к. в данной группе собралось в основном довольно неплохо многопоточно опимизированное ПО. Вот только реакция на HT оказалась очень разной, и если достаточно старенькому Canopus ProCoder его негатив ещё можно простить (в те времена, когда разрабатывалась эта версия, про HT на Pentium 4 уже успели забыть, а про HT на Core i7 ещё не начали говорить), то реакция вполне современного кодека DivX по меньшей мере странная. За честь группы пришлось воевать x264: этот прекрасно многопоточно оптимизированный кодек и от Hyper-Threading умудрился получить довольно весомую прибавку к производительности. Приятно порадовал и XviD — а ведь в тестировании с изменением количества физических ядер он, скажем прямо, не блистал.
В данном тесте всё очевидно и лежит на поверхности: SPECjvm очень хорошо относится к наращиванию количества физических ядер, это мы знаем по прошлым тестам — как видите, ядра виртуальные ему тоже вполне по вкусу. Малый эффект от TB, по сути, именно вышенаписанным и объясняется (мы уже говорили об этом, когда обсуждали результаты в группе рендеринга и кодирования аудио).
Трёхмерные игры
TB & HT Disabled | TB Enabled | HT Enabled | TB & HT Enabled | ||||
STALKER: Clear Sky ↑ | 60 | 61 | 2% | 60 | 0% | 61 | 2% |
Devil May Cry 4 ↑ | 198 | 201 | 1% | 202 | 2% | 196 | -1% |
Far Cry 2 ↑ | 64 | 65 | 2% | 65 | 2% | 67 | 5% |
Grand Theft Auto 4 ↑ | 66 | 66 | 0% | 66 | 0% | 66 | 0% |
Lost Planet ↑ | 43 | 43 | 0% | 43 | 0% | 43 | 0% |
Unreal Tournament 3 ↑ | 161 | 163 | 1% | 165 | 2% | 166 | 3% |
Crysis: Warhead ↑ | 54 | 57 | 6% | 56 | 4% | 56 | 4% |
World in Conflict ↑ | 55 | 55 | 0% | 50 | -9% | 53 | -4% |
Group Score ↑ | 118 | 120 | 2% | 118 | 0% | 120 | 2% |
При взгляде что на диаграмму, что на табличку, в голове возникает одно довольно-таки простонародное, но зато очень меткое определение: «облом по всем позициям». Ни чудесно многопоточно оптимизированная World in Conflict, ни спорная, но всё же реагирующая на увеличенние количества ядер Grand Theft Auto 4 — никакого оптимизма по поводу HT не обнаруживают. Более того: Turbo Boost, зачастую оказывающаяся весьма эффективной там, где пасует Hyper-Threading — в данном случае тоже совершенно не впечатляет. Пожалуй, если назначать места, то игровая подгруппа может быть названа «самой индифферентной» по отношению к обеим технологиям повышения производительности. Так сказать, «первое место снизу». :)Заключение
Итак, в среднем всё ровно, как по линеечке: Turbo Boost даёт в 7% прироста производительности, Hyper-Threading — 10%, а обе технологии вместе — 18%. То есть в целом получается, что технологии полезные: согласитесь, при взгляде на финальную диаграмму, достаточно трудно было бы убедить кого-либо считать «вредными» технологии, которые в сумме способны увеличить среднее быстродействие процессора на 18%.
Однако ознакомление с нюансами (тем, кто сразу пролистал статью до заключения, мы всё же настоятельно рекомендуем это сделать) создаёт несколько иное впечатление: даже в неплохо многопоточно оптимизированных приложениях, на физических ядрах ведущих себя вполне прилично, технология Hyper-Threading иногда вызывает достаточно сильные «взбрыки», и в этих случаях возникает впечатление, что основная задача работающей по соседству Turbo Boost состоит уже не столько в ускорении системы, сколько в компенсации, по возможности, этих самых взбрыков, чтобы производительность хотя бы в минус не ушла (кстати — иногда всё равно уходит, и не так уж редко). Конечно, очень трогательно, что Intel подобрала для HT «стабилизирующую компаньонку», однако, помнится, в презентациях Core i7 нам роль Turbo Boost объясняли несколько иначе. ;)
Впрочем, практические рекомендации от этого не изменятся: совместное применение HT и TB следует считать вполне оправданным, т.к. мы не раз имели возможность убедиться, что Turbo Boost оказывается весьма кстати именно тогда, когда Hyper-Threading ничего не даёт или начинает «шалить». Можно, конечно, помечтать о некой интеллектуальной схеме, которая бы переключалась между TB и HT «на лету», в зависимости от того, какая технология в данный момент приносит больший эффект, однако на сегодняшний день это скорее из области фантастики (например, вполне логично предположить, что от частого включения/выключения HT может «сойти с ума» планировщик операционной системы). Поэтому в целом разумным решением Intel является держать обе технологии включёнными — авось какая-то из двух да пригодится.
С точки зрения количества создаваемых проблем — чемпионом, безусловно, является технология Hyper-Threading. Она получила намного больше «красных карточек», свидетельствующих о падении производительности при её включении, чем Turbo Boost (собственно, у TB красная карточка всего одна, да и то на 1%, что вполне может быть объяснено погрешностью измерений). С другой стороны — от HT и пользы намного больше (когда она есть). Вот такое вот единство и борьба противоположностей: в среднем более полезная HT, в то же время чаще оказывается вредной. Впрочем, мы уже объяснили, почему: при включении HT ресурсы одного физического ядра начинают разделяться между двумя виртуальными (иногда ещё и не динамически, а строго пополам) — в результате чего производительность одного «виртуального» ядра в некоторых случаях оказывается объективно меньше, чем если бы это ядро было физическим.
Однако даже с учётом всех вышеприведенных «рассуждалок», всё равно следует констатировать тот факт, что некоторые результаты нашего сегодняшнего эксперимента никаким логическим объяснениям не поддаются в принципе. Это, разумеется, не означает, что внутрь Core i7 встроен генератор случайных чисел, управляющий производительностью*. :) Просто современный процессор — и так довольно сложная штука. А когда ему на каждое физическое ядро вешают по два виртуальных, доведя общее количество до восьми, да ещё при этом динамически управляют частотой каждой пары по отдельности — даже вообразить трудно, сколько «презабавнейших» ситуаций может возникать. Вычислить их, конечно же, можно — но времени на вычисление всех понадобится столько, что успеем как раз к снятию процессорной линейки с производства. Так что, по всей видимости, и к такому понятию как «плавающая производительность», нам тоже придётся постепенно привыкать.
* — На самом деле, есть сведения из секретных источников, что имеет место хитрый биодатчик, который подстраивает частоту шины в зависимости от пульса ближайшего человека. Но это Страшная Тайна, и рассказывать её никому нельзя, иначе Core i7 тут же превратится в тыкву.
В целом же, у Intel всё-таки скорее «получилось», чем нет. Обе технологии пусть и сыроваты местами, но причин забросить их в дальний угол не наблюдается — наоборот, нужно совершенствовать и устранять выявленные недостатки. Несомненно и то, что избавиться от них совсем, видимо, не удастся — реализация HT совсем без потерь, по сложности вплотную приблизится к обычным двум физическим ядрам. Однако если рассматривать ситуацию с высоты птичьего полёта, не особенно отвлекаясь на досадные мелочи, то можно констатировать, что, как говорил герой одного старого преферансного анекдота: «…И так неплохо вышло». :)
Следующая серия будет посвящена ещё одному, более подробному исследованию особенностей функционирования технологии Hyper-Threading, в котором мы постараемся смоделировать максимально прозрачную по условиям ситуацию, и посмотрим, как она себя в ней поведёт.
Модули памяти для тестовых стендов предоставлены Corsair Memory
Процессор Intel Core i7 950 и плата ASUS P6T SE предоставлены компанией Ulmart
Всем мур! Решил попробовать написать несколько статей на тему современных технологий, которые используются с различными комплектующими, чтобы всякие непонятные названия стали менее непонятными.
Сегодня начнем говорить о технологии динамического изменения частоты, которую Intel использует для автоматического разгона своих процессоров. Речь пойдет о второй и третьей версии технологии, так как первая давно не используется.
Силиконовая лотерея
И третий элемент, который участвует в разгоне — это сам процессор. Разгон является лотереей, и нельзя со 100% уверенностью сказать, что любой процессор с индексом К получится разогнать до частоты 5000 MHz, не говоря уже о 5300–5500 MHz (имеется в виду именно стабильный разгон). Оценить шансы на выигрыш в лотерее можно, пройдя по ссылке , где собрана статистика по разгону различных процессоров.
Растровая графика
По поводу драйвера
Драйвер представляет из себя фирменную утилиту:
Правая сторона приложения содержит список ядер, начинается с самого быстрого (которому технология может выставить максимально высокую частоту). Левая часть позволяет указать какие приложения должны работать на быстрых ядрах. Также программа позволяет указать интервал проверки состояния нагрузки процессора:
Значение предположительно задается в секундах. Поле Utilization Threshold позволяет указать процент определения высокой нагрузки.
Конфигурация тестового стенда
- Процессор: Intel Core i7 950;
- Кулер: ASUS Triton 81;
- Системная плата: ASUS P6T SE (чипсет Intel X58);
- Память: 3 модуля по 2 ГБ Corsair DDR3-1800 в режиме DDR3-1600;
- Видеокарта: Palit GeForce GTX 275
- БП: Cooler Master Real Power M1000.
Все тесты проводились на одном тестовом стенде, изменению подвергались только установки BIOS системной платы: сначала мы отключили и Turbo Boost, и Hyper-Threading, потом включили Turbo Boost, потом отключили Turbo Boost и включили Hyper-Threading, и, наконец-таки, включили поддержку обеих технологий. Как и в прошлых сериях, в данном материале мы используем одновременно диаграммы со средним баллом по подгруппе и таблицы с результатами конкретных приложений. Такая тяга к подробностям вполне объяснима: мы исследуем технологии, которые могут очень по-разному отражаться на скорости работы реального ПО, и, собственно, именно ради выяснения этих подробностей и затевался весь «сериал».
Также, традиционно, мы даём любознательным читателям ссылку на таблицу в формате Microsoft Excel, в которой приведены все результаты тестов в самом подробном виде, а также, для удобства их анализа, присутствует дополнительная закладка — «Compare». На ней, как и в таблицах, присутствующих в статье, произведено сравнение четырёх рассматриваемых ситуация в процентном отношении. В таблицах все системы сравниваются с одной и той же конфигурацией — с выключенными Turbo Boost и Hyper-Threading (крайний левый столбец). Раскраска таблиц в статье традиционна: ярко-голубой цвет фона означает некое выдающееся положительное достижение (в данном случае мы считали таким достижением прирост производительности в 10 и более процентов), красный цвет фона сигнализирует о недостатках: там, где должен был быть прирост (ну или хотя бы ничего) — наблюдается падение производительности.
Читайте также: