Разгон кэша процессора intel
Intel Core i7-4770K. Изучение зависимости производительности от частот процессора и CPU_Cache, сравнение CPU Strap 100 МГц и 125 МГц, а также оценка влияния HT на производительность и сравнение нескольких режимов работы памяти.
Вступление, тестовый стенд, ПО и методика, тестирование производительности: LinX 0.6.5, wPrime v.1.55
Видео
Разгон процессора — это кропотливое занятие, требующее времени и терпения. Ознакомившись с материалом и алгоритмом действий, проблем с увеличением мощностей процессора у вас не возникнет. Не бойтесь и пробуйте. Опыт приходит с практикой.
Last Updated on 09.10.2019 by artikus256
Техник по компьютерным системам, специалист среднего звена. С 2017 года основатель данного блога, в 2018 году окончил обучение.
Требования для разгона
У Intel поддаются разгону частот ЦП с индексом «K» или «X» в конце названии модели. Например:
Остальные материнские платы этого делать не могут. Иногда, бывают исключения, но нужно смотреть спецификации к платам индивидуально.
Советы по разгону Rocket Lake
- 1,5–1,55 В — достаточное напряжение кольцевой шины и контроллера кольцевой шины. Причин превышать этот показатель нет ни для работы с обычным кулером, ни для охлаждения жидким азотом.
- Не превышайте стандартное напряжение VCCIO. Теперь есть M_VCCIO Voltage или VCCIO 2, которые помогут с разгоном памяти. 1,55–1,65 В — вполне достаточно, и проблем с Ln2 не возникло.
- B-Die для этого поколения — все еще «царь горы». tCL 15 и 1t с использованием Gear 2 от 4800 МГц + для большинства тестов должна свести на нет потерю задержки из-за Gear 1.
- У некоторых процессоров есть слабые ядра, которые являются «бутылочным горлышком» для многопоточных тестов. В этом случае попробуйте одноядерные тесты, в них чип может показать себя с лучшей стороны.
- Вы можете проверить максимальное количество ядер, при помощи стандартных инструментов. Например, можно использовать Cinebench R20 с открытым HWMonitor для определения ядер с максимальной частотой 5,3 ГГц.
- Используйте качественную термопасту. Вам нужна максимальная степень охлаждения, которую только можно получить.
Воздушное охлаждение
Мы уже выяснили, чем греть процессор (в тесте далее использовался LinX 0.6.5 в режиме 8192 Мбайта), чем «ловить» нестабильность – тоже (в тесте далее – Prime 95 Blend + LinX 0.6.5 в режиме 8192 Мбайта), пришло время непосредственно для самого процесса разгона. В данном подразделе статьи изучим зависимость результатов разгона от установленного напряжения питания, а также сравним разгон на воздушном и жидкостном охлаждении, что после сопоставления результатов позволит выявить зависимость разгона от температурного режима CPU.
Как и ранее при тестировании моделей AMD, помимо изучения возможностей увеличения штатной частоты, проверена и работа режимов с заниженным напряжением питания ЦП. Точкой отсчета выбрано минимальное напряжение, требуемое для стабильной работы процессора на частоте 3 ГГц, для стендового экземпляра Intel Core i7-5930K такой отметкой стал уровень 0.835 В.
Результаты Core i7-5930K с воздушной системой охлаждения:
Для шестиядерного процессора (и с учетом использования FMA3/AVX2 тестов стабильности) результаты разгона можно признать неплохими. Он неплохо откликается на увеличение напряжения питания, а ограничителем разгона выступает температурный режим/уровень энергопотребления.
Если судить по графику, оптимальными напряжениями для умеренного разгона можно назвать значения в диапазоне ~1.10-1.15 В. Отмечу, что последняя точка графика ограничивалась уже стабильностью в LinX, а не стабильностью в Prime95, ибо Prime95 в последней точке графика сохранял стабильность на чуть более высоких частотах.
График температурного режима:
Каких-либо резких скачков температур не зафиксировано. Из непонятных моментов можно отметить разве что «кривизну» графика в области низких напряжений, в этом плане поведение системы было странным. В процессе разгона процессора с низкими напряжениями было замечено, что мониторинг CPU-Z показывал рост напряжения под нагрузкой, возможно, срабатывала какая-либо из защит, и установленное напряжение питания не совпадало с фактическим. При этом, начиная с 1.035-1.050 В, такое поведение уже не наблюдалось.
График энергопотребления процессора:
Подтвердилась картина температурного графика с немного неадекватным поведением ЦП при низких напряжениях. Видимо, напряжение питания Intel Core i7-5930K под нагрузкой действительно менялось. Хотя с учетом «правильности» графика разгона можно предположить, что такое поведение было только в LinX-тесте, но не распространялось на Prime95. Кроме того, по графику потребления можно отметить в целом горячий нрав испытуемого CPU, особенно с учетом низких установленных напряжений.
На этом с воздушным охлаждением разобрались, пора приступить к тестам с жидкостным охлаждением.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Процессоры семейства Rocket Lake уже доступны, а значит, пришло время для Xtreme OverClocker (XOCer). Я получил ранний доступ к процессорам и занимаюсь их разгоном уже несколько месяцев.
В этом месяце я узнал немало важных моментов о разгоне Rocket Lake, также мне удалось разогнать Intel Rocket Lake Core i9-11900K до 7,14 ГГц на всех ядрах. Еще я установил мировой рекорд на G.Skill Tweakers Contest Extreme. В статье я поделюсь несколькими советами.
Чипсет Z590, похоже, последняя разработка Intel с поддержкой DDR4. Компания уже подтвердила появление процессоров Alder Lake с новой контактной площадкой LGA 1700.
Тем не менее, у материнской платы Intel много возможностей. Например, в два раза больше VRM фаз, чем может потребоваться обычному пользователю, а также два слота DIMM со сверхвысокой пропускной способностью и сверхнизкой задержкой. Также есть RGB-подсветка, 12 слоев в PCB и целый набор подписанных свитчей, которые дают огромное количество возможностей.
В общем-то, я здесь не для того, чтобы убеждать в том, что Rocket Lake стоит того, чтобы ее купили. Стоимость — несколько не то, что волнует компьютерного энтузиаста. Оправдана ли цена RTX 3090 в $2800? Это то, что ты просто хочешь, верно?
Для меня разгон Rocket Lake — развлечение. Контроллеры памяти в этих чипах просто безумны, а новая настройка Intel «Gears» дает возможность без проблем увеличить частоту памяти до 5000 МГц. Все это имеет особенную ценность, значение для меня.
Наблюдаю ли я разницу в производительности XMP с 3800 МГц до разгона и 5000 МГц после разгона? Нет, но дело не в этом. Производительность, эффективность — одно из моих пристрастий, а разгон — как раз та сфера, где можно развернуться вовсю, удовлетворяя это пристрастие.
Необходимый софт
Сперва нужно определить, на что способна система охлаждения. Она – основной параметр в поддержании температуры процессора. Чем больше теплоты она способна отвести от нагреваемого ЦП, тем лучше. Для этого потребуется две программы:
- Стресс тест AIDA64.
- ПО мониторинга HWINFO 64.
Конечно, можно использовать и другие стресс-тесты для ЦП, но они задают слишком сильную нагрузку на него, которой не бывает в реальных условиях эксплуатации.
Для мониторинга напряжения можно использовать CPU-Z. Она более точно определяет этот показатель. Еще, CPU-Z при проведении стресс теста определит множитель в стоке и максимально возможную частоту в Turbo Bust.
Вступление
В данном материале в рамках лаборатории будет рассмотрен разгон процессора Intel Core i7-5930K. Конечно, для такого обзора хотелось бы привлечь i7-5960X, но что есть, то есть.
реклама
С другой стороны, глупо отрицать большую распространенность i7-5930К именно из-за стоимости ЦП, так что результаты должны быть интересны большей части аудитории.
Как и в случае с предыдущими исследованиями, которым подвергались AMD A10-7850K, AMD A10-6800K, Intel Core i7-4770K, AMD A10-5800K, AMD FX-8350, AMD FX-8120 и FX-8150, постараемся рассмотреть все нюансы разгона от и до.
Выполняем разгон
Будем проводить разгон на процессоре Intel Core i7 8700k. Но на самом деле, инструкция подойдет для каждого ЦП, который умеет разгоняться.
Сам разгон делается в разделах AI Tweaker или Extreame Tweaker в материнках ASUS.
У AsRock это OC Tweaker в разделе CPU Configuration.
В MSI – вкладка OC.
В Gigabite раздел «Advanced Frequency Settings» — « Advanced CPU Core Settings».
На некоторых платах нужно будет перевести регулировку частот (AIOverclocker Tunel) в ручной режим (Manual/Advanced/Expert).
Затем выставите значение CPU Core Ratio в положение «Sync All Cores» или «All Core». Это нужно, чтобы задать частоту на все ядра синхронизировано.
Далее, выставим значение множителя, которое указывалось CPU-Z для множителя в стресс-тесте AIDA64, начнем с него. Обычно, параметр выставляется в ячейке рядом, под названием 1-Core Ratio или All Core.
Следующий шаг, установка напряжения CPU Core Voltage или CPU Vcore Voltage Mode в режиме Manual (Override mode).
Начинайте с напряжений 1.15-1.2V.
После, жмите F10, затем Safe and Exit.
Что значит разгон
Если исключить влияние архитектуры и количества ядер потоков, то последним главным фактором, оказывающим влияние на производительность процессора, является его частота.
Частота – это произведение множителя ЦП, умноженное на частоту шины материнской платы. Частота шины равняется 100 МГц и остается неизменной. Разве что может незначительно колебаться. А вот множитель может изменяться. В простое множитель может уменьшаться для экономии электроэнергии, а под нагрузкой увеличиваться, повышая частоту по всем ядрам до максимально возможной базовой частоты.
- Простой 37 x 100 = 3700 МГц.
- Нагрузка 47 x 100 = 4700 МГц.
Важно! Технология Intel Turbo Bust 2.0 заложена производителем во все процессоры и работает со всеми материнками. Она позволяет увеличить частоты ядер ЦП, но это увеличение базовой частоты, а не разгон.
Разгон – это увеличение частоты вручную, призванное повысить производительность процессора. По факту, разгон предполагает рост частоты чуть выше уровня Turbo Bust.
Программное обеспечение
- Операционная система: Windows 7 Ultimate SP1, build 7601.17514 RTM, x64;
- Драйвер видеокарты: Catalyst 13.10 beta;
- Дополнительное ПО: FRAPS 3.5.99, build 15618; AutoHotkey 1.0.48.05.
Поиск ПО для выявления нестабильности
Для проверки были выбраны программы, специально создававшиеся как стресс-тесты, позволяющие выявлять нестабильность в работе системы.
Приведем список программного обеспечения, отобранного для выявления нестабильности:
- LinX 0.6.4 (тестирование проводилось в режиме с доступной памятью 1024 Мбайт, 4096 Мбайт и 8192 Мбайт для AVX1 версии Linpack);
- LinX 0.6.5 (тестирование проводилось в режиме с доступной памятью 1024 Мбайт, 4096 Мбайт и 8192 Мбайт для AVX2 версии Linpack);
- OCCT 4.4.1 (тест CPU: OCCT в режимах Large Data Set, Medium Data Set и Small Data Set);
- Prime95 v28.5 build2 (в режимах Small FFTs, In-place Large FFTs и Blend).
За стабильность принято состояние системы, при котором в течение 10-15 минут проведения теста не возникает каких-либо проблем в работе конфигурации.
Алгоритм действий после разгона
Запускаем компьютер с загрузкой операционной системы. Если компьютер не завис, и система запустилась:
- Включите стресс-тест AIDA64 и с помощью HWINFO 64 мониторьте параметры 15-20 минут.
- Если тест пройден, зависаний и тротлинга не было, температура в норме, то можно поднять частоту еще на 100 МГц при том же напряжении. То есть, если был множитель 47, поставьте значение 48.
Когда компьютер зависает во время теста или же зависает во время включения компьютера:
- Зайдите в BIOS и поднимите немного напряжение.
- Если в биос штатным способом попасть не удается и компьютер показывает только черный экран – сбросьте его настройки до заводских. Для этого выключите компьютер из розетки и вытащите батарейку BIOS на несколько секунд.
- После сброса, верните все настройки на прежнее место, так как они собьются и поднимите напряжение на 1 сотую вольта. Например, 1.21 V.
- После увеличения напряжения попробуйте запустить ПК. Если все ОК. Возвращаемся к началу со стресс-тестом.
Максимальное напряжение, которое допустимо для домашнего разгона 1.4-1.45V. На практике для Intel выше 1.35V использовать не приходится. Потому как при этом напряжении не справляется система охлаждения.
Если вы путем экспериментов достигли отметки в 1.45 V, а с разгоном ничего не получается и вам не удается добиться стабильности на выбранной частоте, то есть два возможных сценария:
- Либо попробовать напряжение еще выше на свой страх и риск.
- Либо завершить разгон, остановившись на последних удачных параметрах.
Вернемся к температуре. Если она в какой-либо момент выходит за рамки 85 градусов, на это в целом можно повлиять такими способами:
- Поменять термопасту.
- Почистить кулер.
- Включить максимальную скорость вентиляторов.
Если не поможет – нужен новый кулер. Если же нет на это средств, останавливайтесь на предыдущих определенных стабильных параметрах и завершайте разгон.
В завершении, устройте двухчасовой стресс-тест системе. При обнаружении проблем со стабильностью (зависания, синий экран) рекомендуется вернуться к настройкам и увеличить напряжение, или снизить частоту.
Подготовка к разгону
Выполнение разгона проводится в UEFI (BIOS) материнской платы:
- Включая компьютер, нажмите несколько раз клавишу Del для вызова меню UEFI.
- Перейдите в расширенный (классический) режим (англ. “Advanced Mode”).
- Отключите все параметры Intel, относящиеся к технологиям энергосбережения. В разгоне они будут мешать.
- Отключению подлежат:
— Intel Speed Shift Technology.
-CPU Enchanced Halt (C1E).
-C3 State Support.
-C6/C7 State Support.
-C8 State Support.
-C10 State Support. - Для выключение присвойте каждой статут Disabled.
- CPU Load-Line Calibration. Соответствие напряжения к увеличению нагрузки. Рекомендуется выбирать плоский уровень LLC. К сожалению, каждый производитель материнской платы называет уровни LLC как ему вздумается, и они могут не соответствовать представленному ниже графику.
- К счастью, большинство материнских плат рядом с этим параметром имеет график, показывающий направления и имя того или иного уровня. По нему можно сориентироваться, под каким именем указан плоский уровень LLC.
Оглавление
Тестовый стенд
Тестирование производилось в составе следующей конфигурации:
- Материнская плата: ASUS Maximus VI Formula;
- Процессор: Intel Core i7-4770K 3.5 ГГц (100х35);
- Система охлаждения: СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
- Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
- Оперативная память 1: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX;
- Оперативная память 2: Corsair Dominator Platinum CMD8GX3M2B2133C9;
- Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
- Видеокарта: ASUS ARES II, CrossFireX Disabled;
- Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Вт;
- Корпус: открытый стенд.
Сохранение параметров
Во многих платах есть профили, в которых можно хранить используемые настройки материнской платы.
Это поможет при сбросе BIOS. Чтобы не выставлять все руками, можно загрузить параметры из профиля. Или же использовать два профиля: с разгоном и без него.
Вступление
С возможностями разгона Core i7-4770K разобрались ранее, теперь, как и в случае с процессорами AMD Bulldozer, AMD Vishera и AMD Trinity, пришло время проверить, каким образом разгон сказывается на производительности, что и насколько разумно разгонять, а на что можно не обращать серьезного внимания. Не будем тратить время впустую, и приступим непосредственно к тестированию.
реклама
Нестабильность процессора
В данном подразделе статьи выберем ПО, при помощи которого легче выявить нестабильность именно процессора (при заведомо стабильных частотах памяти и CPU Cache).
Методика относительно проста: при фиксированном значении напряжения питания подобрать максимальный разгон для каждой из программ и вычислить тест, при котором будет достигнута минимальная частота стабильной работы. Ну а параллельно поиску стабильных частот можно и оценить поведение системы при переразгоне для того или иного теста. Дабы избежать нестабильности, вызванной перегревом ЦП, все тесты проводились при штатном напряжении питания CPU (1.05 В).
Частота работы процессора, при которой стартует Windows – 3940 МГц.
Как видно по результатам, разброс между частотой полной стабильности и частотой запуска системы не настолько уж и мал, да и стресс-тесты разделяет разница более сотни мегагерц (несмотря на то, что использовалось весьма низкое напряжение питания Intel Core i7-5930K). Лучше всего себя проявил тест Prime95 Blend, во второй группе оказался опять Prime95, но на этот раз в режимах Small FFTs и In-place Large FFTs.
Практически все программное обеспечение показало одинаковое поведение – компьютер либо зависал, либо уходил в BSOD 101, разве что иногда тест LinX в режиме 1024 Мбайт успевал выдать ошибку до зависания системы.
реклама
Нестабильность CPU Cache
В данном подразделе статьи выберем программное обеспечение, при помощи которого легче выявить нестабильность CPU Cache (при заведомо стабильных частотах процессора и памяти).
Методика та же, что и в случае с поиском ПО для тестирования ЦП: при фиксированном значении напряжения питания подобрать максимальный разгон для каждой из программ и вычислить тест, при котором будет достигнута минимальная частота стабильной работы. Проверка осуществлялась для штатного напряжения питания CPU Cache – 0.95 В.
Частота, при которой стартует Windows – 3480 МГц.
Как показало тестирование, лучше всего нестабильность CPU Cache выявляет LinX 0.6.5 при использовании больших объемов доступной оперативной памяти. Во вторую группу можно отнести Prime95 Blend, OCCT 4.4.1 в режиме Medium Data Set, а также LinX 0.6.5 в режимах с меньшим объемом задачи. Какой-либо разнообразности в поведении процессор не проявил – самые частые проявления нестабильности, как и в случае с разгоном CPU – полное зависание системы, иногда BSOD.
Последнее, что осталось сделать – проверить, какие программы лучше прогревают стендовый ЦП.
Определение предела
Следует понимать, что выкручивание частоты ЦП до заоблачных цифр невозможно, так как кроме прочих факторов, частота прямо зависит от подаваемого на ЦП напряжения. Чем больше будет разгон, тем больше напряжение нужно подать на него. Если подать больше напряжения, то процессор станет сильнее нагреваться. Предельная частота процессоров Intel равна 100 градусов Цельсия.
При достижении температуры свыше, или по-простому – перегрева, процессор может отключаться, либо пропускать такты. Это можно сравнить с отлыниванием от работы, чтобы отдохнуть.
Пропускание тактов ЦП называется тротлинг.
Поэтому, чтобы обеспечить стабильную работу ЦП, рекомендуется держать его температуру на уровне не более 85 градусов Цельсия.
Суть разгона сводится к тому, чтобы частота была максимальной, а напряжение и температура были минимально возможными. В теории это и есть определение предела.
Так как все процессоры разные (даже выпущенные в один день и в одной партии), то нужные параметры вам нужно подобрать самостоятельно.
Краткое знакомство с материнской платой
Перед тем, как приступать к разгону процессора, стоит кратко ознакомиться с системной платой ASUS Sabertooth X99.
В первую очередь интересовал доступный интервал изменения базовой частоты (дабы была возможность «подгонять» частоту ЦП в промежутках между шагом коэффициента умножения). При CPU Strap 100 материнская плата сохраняла стабильность при частотах вплоть до 105.5 МГц, чего для заданной цели вполне достаточно.
Второй аспект, который меня интересовал – работа Load-Line Calibration для CPU Input Voltage. Практика разгона LGA 1150 процессоров Haswell в свое время показала, что стабильность Input Voltage иногда бывает важна.
реклама
Работа Load-Line Calibration для CPU Input Voltage:
Как видно по результатам замеров, штатно ASUS Sabertooth X99 выставляет сравнительно «щадящий» режим работы – Level 2. Наименьшее расхождение результатов между нагрузкой и простоем наблюдается при установке Level 5 и Level 6, в дальнейшем при тестировании использовался режим Level 5. Замеры проводились при помощи мультиметра Mastech MY64.
Третий фактор, который было интересно проверить, «достался» от тестирования ASRock X99 Extreme6. Напомню, что она «обрадовала» сильным скачком энергопотребления процессора при увеличении коэффициента умножения ЦП на зафиксированном уровне напряжения питания. В случае с ASUS Sabertooth X99 такое поведение замечено не было, после чего проверка материнской платы закончилась, и пришло время приступить непосредственно к изучению возможностей CPU.
Тестовый стенд
Тестирование проводилось в составе следующей конфигурации:
- Материнская плата: ASUS Sabertooth X99;
- Процессор: Intel Core i7-5930K;
- Система охлаждения 1: Thermalright Silver Arrow SB-E Extreme;
- Система охлаждения 2: СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
- Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
- Оперативная память: G.Skill Ripjaws4 F4-3000C15Q-16GRR, 4x4 Гбайт, DDR4-3000 15-15-15-35 1.35 В;
- Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
- Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Ватт;
- Корпус: открытый стенд.
Разгон Rocket Lake с кулером AIO
Никаких сюрпризов, для разгона я использовал Z590 ASRock OC Formula. Дизайнер плат Ник Ши — мой большой друг, и он реализовал несколько функций, о которых я просил. Пасхальное яйцо для вас: кнопки профиля 1/2/3 в правом верхнем углу расположены достаточно далеко, чтобы мои «пальцы-сосиски» случайно не наткнулись на что-нибудь (не шучу).
Эти кнопки профилей присутствуют на плате только потому, что нам с друзьями нужна возможность на ходу менять настройки и частоту для выполнения тестов. Также в нашем распоряжении — IDE для SATA в сочетании с портами для мыши и клавиатуры PS2, специально для запуска Windows XP!
Плата — очень крутая. У VRM 16 фаз, сама плата — 12-слойная. DIMM-разъемы расположены очень близко к слоту. Настолько близко, что мне едва удается установить память с нестандартным радиатором рядом с блоком водяного охлаждения. Но все это — вынужденная «теснота», которая нужна для максимальной производительности.
Я использовал кулер Enermax LIQMAX III 360 ARGB AIO. Он оснащен отличной подсветкой, которая мне нравится. В качестве источника питания взял надежный MaxTytan 1250W. При пиковых нагрузках процессора потребляемая мощность в два раза меньше максимально возможной, что идеально подходит для меня.
Говоря о результатах обычных тестов, я могу без проблем достичь 5,2 ГГц с Cinebench R20 на пяти из семи чипов 11900K, которые я протестировал. И это без экстремальных условий вроде повышенных напряжения или температуры. Enermax LIQMAX III 360 достаточно силен для восьмиядерного Core i9-11900K. Даже когда вентиляторы работали в бесшумном режиме, температура процессора не достигала 80 ° C на протяжении всего теста.
Более того, Intel Core i9-11900K удается поддерживать аналогичные тактовые частоты на уровне 10900K, при этом основной компромисс заключается в снижении количества ядер до восьми вместо десяти. Более подробное техническое описание чипа можно найти в обзоре Intel Core i9-11900K Пола Алькорна.
Частота кэша
Есть еще один параметр, с которым нужно поработать после определения стабильного множителя, напряжения и температуры при разгоне. В процессорах Intel это частота кэша (CPU Cache). Она влияет на повышение взаимодействия внеядерных компонентов.
Здесь все также, как и в частоте процессора:
На практике частота кэша на 30% меньше частоты ядер. Например, если вы разогнали процессор до 5 ГГц, то частоту кэша ставьте в пределах 4.5-4.7 ГГц. Можно попробовать выше, но обычно частоту кэша до параметров разогнанных ядер поднять не удается.
Напряжение для него подбирайте по аналогичному алгоритму разгона ядер ЦП, но с той разницей, что начать следует с 1.1V и завершить пределом 1.3-1.35V.
Важно! Некоторые платы Gigabite не имеют такого параметра как «напряжение кэша». Вам будет доступна только регулировка множителя, а напряжение будет подстраиваться автоматически.
После определения и выставления приемлемых и стабильных значений разгона, проверьте показатели двухчасовым стресс-тестом.
Оглавление
Сравнение стресс-тестов для проверки температурного режима
Для начала приведем результаты с 1.05 В.
В целом, результаты ожидаемые. Максимальное энергопотребление достигается в AVX2 версии Linpack, а максимальная температура – в Linpack тесте с максимальным объемом задачи, ибо в нем процессор остается под нагрузкой дольше.
С учетом немалой разницы в потреблении ЦП и отличий в температурном режиме между Prime95 и LinX 0.6.5 при поиске разгона CPU было решено пользоваться двумя программами. При этом результат разгона считается стабильным только после прохождения обоих тестов.
Тестирование системы
- Запускайте все три программы.
- В AIDA64 нажмите «Сервис» — «Тест стабильности системы».
- Выберите тестирование только CPU и жмите «Старт».
- Спустя 10-15 минут можно делать выводы.
- В программе CPU-Z обратите внимание на показатели Core Speed и Multiplier.
- В программе HWINFO 64 смотрим что по температурам ядер. Если они выше 85 градусов, то предельный разгон без должного охлаждения невозможен и его придется поменять.
Разгон процессора
Для экспериментов с разгоном Intel Core i7-5930K было использовано напряжение питания CPU Cache 1.0 В, Input Voltage 1.9 В.
Видео на YouTube канале "Этот компьютер"
Изучение возможностей разгона Intel Core i7-5930K: поиск программного обеспечения, наиболее подходящего в качестве теста стабильности системы для разгона процессора и кэша, изучение зависимости разгона CPU от напряжения питания, замеры энергопотребления, а также сравнение разгона при воздушном и жидкостном охлаждении.
Вступление, тестовый стенд, краткое знакомство с материнской платой, поиск ПО для выявления нестабильности, разгон процессора: воздушное охлаждение
Методика тестирования
Для оценки чувствительности результатов от частот процессора и кэша было использовано несколько установок частот: протестирована производительность для трех режимов частоты работы ЦП (3500 МГц, 4000 МГц и 4500 МГц), а также для трех режимов частоты работы кэш-памяти (3500 МГц, 4000 МГц и 4500 МГц). Итого, общий список протестированных режимов выглядит так:
- CPU 3500 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
- CPU 3500 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
- CPU 3500 МГц, CPU Cache 4500 МГц;
- CPU 4000 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
- CPU 4000 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
- CPU 4000 МГц, CPU Cache 4500 МГц;
- CPU 4500 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
- CPU 4500 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
- CPU 4500 МГц, CPU Cache 4500 МГц.
Выбор минимального значения частоты обусловлен тем, что 3500 МГц это штатная частота работы процессора. А максимального значения частоты – при данной частоте можно сравнить работу системы с разными значениями CPU Strap, 100 МГц (100х45=4500 МГц) и 125 (125х36=4500) МГц. Ну а 4000 МГц – промежуточный режим.
Помимо разных режимов CPU Strap было проверено влияние на производительность включенного HT, что позволит приблизительно оценить разницу между процессорами Core i5 и Core i7.
Тесты на зависимость производительности от режимов работы памяти производились при частоте процессора и кэша 4500 МГц. Были протестированы следующие режимы:
Современный процессор является сложным устройством, которое выполняет множество действий для решения поставленной задачи. И делает это всё современный процессор очень быстро. Настолько, что даже несмотря на название «оперативная память», память эта недостаточно оперативная. Если бы процессор всегда ждал данных из оперативной памяти, то ему приходилось бы простаивать по несколько десятков, а временами, и сотен тактов не делая ничего. Подобное поведение сделало бы любые улучшения внутри ядер процессора полностью бесполезными. И, если посмотреть в историю развития процессоров, проблема эта с ростом производительности процессоров становилась всё более острой. Вначале появлялись опциональные чипы кэша процессора, то есть места на плате куда можно установить чип памяти кеша L2. С ростом производительности такая «опция» уже перестала появляться, так как потери производительности без него становились слишком большими. Та же судьба была и у L3, который так же был вначале прерогативой серверных решений и располагался вне процессора и только с развитием полупроводникового производства на общем кристалле с ядрами стало достаточно места чтобы разместить ещё и кэш L3.
Кэши L2 и L3 позволяют получать процессору данные максимально быстро. В современных моделях задержки достигают единиц наносекунд. Что, в прочим, тоже для процессора довольно долго. Но современные архитектуры процессоров на подобные задержки и рассчитаны. Естественно процессор не будет пропускать по несколько тактов работы ожидая данные из кеша L3. Для того чтобы такое не случалось внутри процессорного конвейера организовываются очереди микроопераций, в которых они и выдерживаются до тех пор пока необходимые данные не будут доступны для использования уже в регистровой памяти процессора.
Схема процессорного конвейера ядра intel архитектуры Skylake с выделенными регистрами
Но если так случилось, что микрооперация попала в конвейер, а данные для её выполнения расположены не в каком-то из кэшей, а в оперативной памяти (или вообще в постоянной памяти), то процессору ничего не остаётся как пропустить эту микрооперацию, оставив её в очереди, и выполнять следующие за ней мирооперации. И называется это «мероприятие» промах в кэш (Cache Miss).
Проблема тут в том, что для следующих микроопераций могут быть нужны данные которые должны были быть получены в той, что «застряла» в очереди… И всё это нарастает как снежный ком, который в конечном итоге приводит к тому, что часть времени процессор будет простаивать, не развивая свою максимальную теоретическую производительность.
И естественно, что чем больше объём кэш памяти, тем реже будут происходить промахи в кэш, а значит реже будут простои, что в свою очередь приведёт к росту производительности в реальных задачах.
Насколько большая разница от изменения объёма?
И встаёт закономерный вопрос: «На сколько же велико влияние?».
Ответ на него, к сожалению, однозначным быть не может, так как всё зависит от конкретного приложения. Если его данные и все создаваемые им результаты помещаются в кэш, то последующее увеличение размера кэша вообще не приведёт к росту производительности. А если приложение постоянно обращается к совершенно разным участкам памяти, плохо оптимизировано под использование только что созданных процессором результатов, которые только-только были записаны в кэш, то разница от увеличения объёма может быть несколько крат.
Производители процессоров подбирают объёмы регистов и кэша исходя из экономической целесообразности, тратя транзисторный бюджет на то, что будет давать большую производительность при равной цене.
Для некой усреднённой задачи может получится зависимость производительности от цены при изменения объёма кэша примерно такая:
Где рыжая линия показывает динамику изменения соотношений цены/производительности от увеличения объёма кэша. До определённого объёма — увеличение кэша приводит к значительному росту производительности так-как снижает частоту критичных состояний процессора когда он простаивает от промахов в кэш. Но при дальнейшем росте объёма всё меньше задач будут выполняться со значительными потерями в производительности, при дальнейшем росте стоимости процессора из-за увеличения кэш памяти.
Как измерить разницу от объёма?
И перейдём уже к практической области решения данного вопроса.
Для того чтобы понять разницу необходима некая конфигурация систем в которых отличия ограничиваются только объёмом кэш памяти.
В нашем случае это процессоры i7 7700k и i9 9900k. В последнем отключено 4 ядра из восьми (кэш память при этом не отключается).
В данном случае могла бы быть проблема связанная с программными исправлениями аппаратных уязвимостей более новых процессоров. Решена она запуском процессора i9 9900k на материнской плате ASUS Z170i Pro Gaming с BIOS версией 2002. К моменту выхода прошивки этой материнской платы об аппаратных уязвимостях сведений ещё не было и исправления их в тестовых системах — нет.
Про то как установить процессоры 8 и 9 поколений на платы для 6 и 7 поколений процессоров можете посмотреть тут.
Для игр так же стоит упомянуть о видеокарте: Gainward GeForce RTX 2070 Phoenix с небольшим заводским разгоном.
Обзор видеокарты можно посмотреть тут.
Важно чтобы в играх производительность ограничивалась именно процессором, а не видеокартой. Если у процессора будет возможность делать простои, то именно в них все проблемы по накапливанию невыполнимых операций и будут решаться без вреда для производительности игры. Так что в играх тесты сделаны на пресетах максимальных настроек, но без сглаживания и в сниженном разрешении (768р).
Результаты
Для начала проведём тест который покажет, что объём кэша действительно разный.
Тест задержек кэша и памяти позволяет увидеть переходы к разным уровням кэша и на оперативную память по увеличению задержек. График отлично показывает разницу в объёме кэша L3 по смещению долгих задержек от оперативной памяти (график логарифмический, поэтому двукратная разница в объёме выглядит не двукратной на глаз).
Теперь, убедившись в том, что всё идёт по плану можно перейти к бэнчмаркам, которые плохо реагируют на разгон памяти. Теоретически они должны слабо реагировать и на увеличение объёма кеша, так как отсутствие прироста от памяти говорит о малом числе промахов в кэш.
Все тесты проводились по 3 раза с усреднением результатов.
В однопоточном тесте CPU-z разницы от увеличения объёма кеша L3 — нет. В многопоточном разница — 3%
В Cinebench R15 разница 0,4% (незначительно превышает погрешности теста).
Тесты которые слабо реагируют на разгон памяти слабо реагируют и на увеличение объёма кэш памяти.
Далее рассмотрим блок тестов, в которых бенчмарки зависимые от частоты и задержек памяти.
Win-rar. Прирост производительности — 35%. Стоит отметить, что встроенный бенчмарк не отражает реальный прирост производительности архиватора.
7-Zip. Прирост 4,5%.
CPU тест 3D Mark Time Spy. Прирост 3,7%
Выводы по бэнчмаркам
В идеальных задачах максимально оптимизированных для процессора и работы с памятью прирост находится в пределах 0-2%.
Для задач имеющий меньшую оптимизацию или связанных с работой с данными прирост от увеличения объёма кэш памяти составил от 3,7 до 35%.
Оптимизировать игры так чтобы они выполнялись только в объёме кэш памяти без промахов — практически невозможно. Подготовка и отрисовка игровых кадров требуют от процессора постоянной смены выполняемых действий, что, неизбежно, приводит к нехватке объёма кэш памяти и учащению промахов в кэш.
Far Cry 5
На графиках выше можно увидеть разницу и без цифр. На графиках изображены все удачные прогоны бенчмарка. Все они нанесены для оценки отличий результатов от погрешностей проведения тестов.
Результаты в цифрах:
AVG | Low 0.1% | Low 1% | Low 5% | Медиана | |
FC5 8МБ 3600 | 107.8 | 57.2 | 68.0 | 80.9 | 106.0 |
FC5 16МБ 3600 | 123.0 | 73.2 | 82.1 | 92.7 | 118.0 |
Прирост, % | 14.1 | 28.0 | 20.8 | 14.5 | 11.3 |
Медианный прирост: 11,3%
Прирост по долгим кадрам: Меньшие 0,1% — 28%, Меньшие 1% — 20,8%.
WatchDogs 2
Время кадра
Плотность вероятности
Распределение вероятности
AVG | Low 0.1% | Low 1% | Low 5% | Медиана | |
FC5 8МБ 3600 | 51.2 | 28.5 | 31.9 | 37.2 | 50.6 |
FC5 16МБ 3600 | 58.7 | 34.7 | 39.1 | 44.3 | 58.0 |
Прирост, % | 14.6 | 21.8 | 22.4 | 19.1 | 14.5 |
Медианный прирост: 14.5%
Прирост по долгим кадрам: Меньшие 0,1% — 21,8%, Меньшие 1% — 22,4%.
Выводы по играм
Прирост в играх превышает общие значения полученные в бенчмарках (кроме Win-rar) и составляют значения выше 10%, что является довольно значительным показателем.
Видео версия
Общие выводы
В целом — реакция на рост объёма кэш памяти сопоставима с разгоном памяти, что и логично, ведь кэш память является частью подсистемы памяти процессора равно как и оперативная память. В данном видео было измерено влияние на производительность от промахов в кэш, в дальнейших тестах я планирую установить характер падения производительности при ухудшении памяти как по пропускной способности, так и по задержкам, что должно вызывать большие трудности по организации выполнения микроопераций процессором и изменению полученных падений производительности.
Разгоняем Rocket Lake с жидким азотом
Для экстремального разгона я установил Reaktor 2.2 CPU и объединил его с Thermal Grizzly Extreme для получения лучших результатов.
Intel дала возможность без проблем экстремально разгонять Rocket Lake. Главная проблема в случае жидкого азота — добиться того, чтобы уровень жидкости был всегда максимальным с его температурой в -196 ° C. Это поколение процессора требует лишь адекватного напряжения для CPU PLL. Поставьте 1,6 В+ и все — задача выполнена. Затем настраиваем напряжение ядра и все готово для экстремального разгона.
Это был интересный опыт. Я заметил несколько важных нюансов при работе с жидким азотом. Так, чипы могут «съедать» напряжение ядра. Intel Core i9-10900K перестанет масштабироваться при 1,72–1,74 М виртуального ядра в многопоточных тестах. С Core i9-11900K не будет никакой магии до превышения 1800 vCore. Для меня было странно, что температура системы охлаждения процессора не очень менялась под нагрузкой. В некоторых случаях этот показатель составлял всего 1-2 ° C при температуре системы в — 192 ° C.
Я начал подозревать проблемы с термопастой. Но нет. Вторая догадка — припой, что я посчитал маловероятным, но решил проверить. Для проверки воспользовался старым добрым Der8aur Delid Mate. Плата была достаточно толстой, так что я был уверен, что она не деформируется. Процесс прост — нужно затянуть винт, толкнуть его в сторону и затем применить тепловой пистолет — примерно в течение минуты, пока верхушка не отсоединится. Припой выглядел великолепно, его было много. Причем Intel решила использовать золото для всей внутренней части IHS, что мне показалось интересным. Правда, я не специалист в этой сфере, поэтому обсуждать этот нюанс не буду. Остатки припоя удалил бритвенным лезвием, а затем применил наждачную бумагу с зернистостью 2000 — для удаления остатков припоя.
Затем я убрал ставшее бесполезным крепление с материнской платы и установил процессор на место. LN2 и прокладки создают достаточное давление для удержания процессора на месте. Я установил чип без всяких проблем и работал он отлично, показывая те же частоты. Это стало доказательством того, что достигнут максимальный показатель, так что даже добавление жидкого гелия особо ничего не изменит.
Вывод — Intel удалось выжать все до последней капли из своего 14-нм техпроцесса. Я удивлен, что Rocket Lake способна на такое. Это отличная платформа для энтузиастов, и, возможно, она стимулирует AMD развиваться. В целом, это отличное завершение для 14-нм техпроцесса. Посмотрим, чего удастся достичь с Z690!
Нужно понимать, что разогнать можно не каждый процессор и не на каждой материнской плате. До шестого поколения процессоров Intel, был вариант разгона любого из них по шине. Но это тема другой статьи. В этой же статье вы узнаете, как сделать разгон процессора Intel Core i7.
Оглавление
Читайте также: