Теория и практика разгона процессоров Intel Skylake по шине BCLK
Прошлогоднее обновление процессорной микроархитектуры в лице Intel Skylake не принесло никаких сюрпризов в плане роста производительности десктопных решений, и мы получили уже привычные 5-10% превосходства над прошлым поколением. Но при анонсе оверклокерских моделей был замечен очень любопытный момент: Intel Core i5-6600K и Intel Core i7-6700K получили не только разблокированный множитель, но и возможность изменять частоту базового тактового генератора без потери стабильности. Этот факт подарил надежду энтузиастам на возрождение массового разгона процессоров, изначально не ориентированных на оверклокерскую аудиторию. Но чуда не произошло, и Intel заблокировала такую возможность в обычных моделях. Благо, это ограничение оказалось только на программном уровне, и в середине декабря новостные ленты технических ресурсов заполнили сообщения о том, что найден способ разгона моделей платформы Socket LGA1151 без индекса «K». Данный факт неоднократно подтвердился и при нашем практическом знакомстве с новой аппаратной платформой, в чем можно самостоятельно убедиться на страницах нашего ресурса.
Но по вашим просьбам мы снова решили вернуться к очень интересной теме разгона неоверклокерских процессоров Intel Skylake, посвятив ей отдельный материал. Попробуем обобщить всю накопленную информацию и дать практические рекомендации по оптимизации параметров системы. И самое главное ответить, есть ли в этом всем практическая ценность, что особенно актуально, учитывая не самую благоприятную экономическую ситуацию в стране. Все эксперименты будут проводиться на примере модели Intel Core i7-6700. Данный процессор любезно предоставлен нашим партнером − интернет-магазином PCshop.ua, где его же можно и купить примерно за $380.
Немного истории
Что такое разгон или оверклокинг? Под этим понятием следует понимать набор методов, которые позволяют работать компонентам компьютера на частотах, которые выше заводских. Главная цель разгона – получить максимум производительности из имеющегося «железа». Сейчас это занятие вполне можно назвать тривиальным. Любой пользователь свободно может купить подходящую материнскую плату, процессор с разблокированным множителем и в пару кликов разогнать его. Нет ощущения азарта и удовлетворения от проделанной работы. Но так было далеко не всегда.
На заре своего зарождения разгоном занимались исключительно хорошо подготовленные технари, используя паяльник, перемычки и другие аппаратные модификации. Если вкратце, то весь процесс оптимизации сводится к увеличению тактовой частоты процессора, которая является произведением двух параметров – множителя и базовой частоты. А так как в большинстве случаев изменять множитель нельзя, то приходится оперировать значениями шины. Это стало возможным благодаря тому, что модели одной серии разнятся только частотой. То есть после изготовления партия процессоров проходит ряд тестов, по худшим результатам которых она и маркируется. Так мы и получаем одни модели с тактовой частотой, например, 300 МГц, а другие − 700 МГц. Но не все экземпляры такие неудачные. Например, их умышленно могут замедлять из-за необходимости расширения ассортимента линейки, поэтому при наличии необходимых знаний эту досадную несправедливость можно исправить. При этом мы получаем производительность старшей модели при минимуме затрат. Разве это не прекрасно?
В частности, можно вспомнить 1998 год и популярные процессоры Intel Celeron 300 и Intel Celeron 333. При рекомендованной цене в $150 и $192 соответственно, в разгоне они давали фору Intel Pentium II 450 стоимостью $669. Да, в таком случае возрастает риск вывести из строя оборудование, но это было в прошлом и происходило через плохое охлаждение, несовершенные методы защиты и неумение самого пользователя вовремя остановиться на достигнутом. Сейчас же прогресс достиг такого уровня, что у вас вряд ли получится «сжечь» процессор.
По-настоящему золотой эрой оверклокинга можно считать выход первого поколения процессоров Intel Core под Socket LGA775 в 2006 году. Сам разгон стал куда более удобным. Для этого было достаточно настроить необходимые параметры в BIOS материнской платы или просто воспользоваться специальными утилитами под ОС. Любимчиками энтузиастов стали младшие модели Intel Pentium E5xxx и Intel Core 2 Duo E7xxx, которые в умелых руках обходили своих более дорогих собратьев Intel Core 2 Duo E8xxx или даже Intel Core 2 Quad. Кстати, даже сейчас некоторые модели Intel Core 2 Quad и их серверные аналоги Intel Xeon трудятся в системных блоках пользователей. Благодаря наличию четырех физических ядер и хорошему разгонному потенциалу они позволяют построить игровую систему начального уровня (по современным меркам).
В этот же период оверклокинг становится действительно массовым явлением, а не просто способом сэкономить деньги. Он превращается даже в спортивную дисциплину благодаря популярному ресурсу HWBOT. Суть соревнований проста – получить максимальный результат в бенчмарках (3DMark, PCMark, Cinebench, Super PI и так далее) и зафиксировать его с помощью процесса валидации. При этом используются топовые комплектующие и экстремальные методы охлаждения (системы фазового перехода, жидкий азот и сухой лед). Такому положению вещей способствовали и сами производители «железа», которые стали активно выпускать продукцию, специально рассчитанную на оверклокинг. Но такое раздолье длилось не очень долго. Осознав, что разгон становится очень популярным, компания Intel решила зарабатывать и на нем.
Последними легко разгоняющимися процессорами (по шине) являются модели для Socket LGA1156 (микроархитектура Intel Nehalem), которые увидели свет в далеком 2009 году. Последующие решения утратили такую возможность (начиная с микроархитектуры Intel Sandy Bridge для Socket LGA1155), так как опорная частота процессора (BCLK) стала жестко связана со всеми узлами CPU (процессорными ядрами, кэш-памятью последнего уровня, встроенным графическим ядром, кольцевой шиной, контроллером памяти, шинами PCI Express и DMI). Поэтому даже незначительное ее изменение (выше 104-107 МГц) приводило к нестабильной работе системы.
Для энтузиастов производитель подготовил две оверклокерские модели: Intel Core i5-2500K и Intel Core i7-2600K. Процессоры получили разблокированные множители, посредством которых и формируется тактовая частота. Но также возросла цена этих решений в сравнении с обычными версиями. То есть, хочешь разгонять – плати больше. Пропуск в мир оверклокинга стал доступен только для состоятельных пользователей и потерял свой исконный смысл.
Да, можно вспомнить доступный двухъядерный Intel Pentium G3258 (Socket LGA1150, микроархитектура Intel Haswell) с разблокированным множителем, но это единичный случай.
Однако с выходом шестого поколения Intel Core ситуация изменилась, и теперь появилась возможность разгонять процессоры, не относящееся к K-серии, хотя она и активно не приветствуется производителем ЦПУ. Об этом более подробно в следующем разделе нашей статьи.
Разгон процессоров Intel Skylake без индекса «К» в теории
В процессорах Intel Skylake инженеры выделили шину PCI Express и чипсет в отдельный домен, частота которого остается фиксированной, независимо от изменений BCLK.
Базовая частота осталась жестко связана только с внутренними узлами CPU: процессорными ядрами, кэш-памятью последнего уровня, встроенным графическим ядром, кольцевой шиной и контроллером памяти. Благо, последние отлично работают на повышенных частотах. То есть в новой платформе можно осуществлять разгон не только манипуляциями с множителем, но и путем повышения BCLK.
Это подтвердилось и при первом знакомстве с оверклокерскими моделями. Но по какой-то причине Intel заблокировала возможность разгона в обычных процессорах, и даже незначительные изменения базовой шины не увенчались успехом. Технология получила название «BCLK Governor». Но, как уже писалось выше, ограничение носит не аппаратный характер, и оно «лечится» на программном уровне. Для этого достаточно обновить микрокод материнской платы.
Результаты не заставили себя долго ждать. Оверклокер под ником «Dhenzjhen» разогнал процессор Intel Core i3-6320 с заблокированным множителем с номинальных 3,9 ГГц до 4,955 ГГц. Для этого он использовал материнскую плату SuperMicro C7H170-M со специальной версией BIOS. Вскоре и другие производители выпустили обновленные версии BIOS, но только для материнских плат на флагманском чипсете Intel Z170. Решения на Intel H110, Intel H170 и Intel B150 остались обделенными, хотя, судя по всему, никак препятствий этому не должно быть. Скорее всего, производители решили подстегнуть продажи только более дорогих моделей, а жаль. Примечательно, что лишь компания ASRock разместила у себя на официальном сайте специальные версии микрокода. Остальные вендоры – ASUS, BIOSTAR, GIGABYTE, EVGA и MSI − распространяют их через оверклокерские форумы, опасаясь негативной реакции компании Intel. Как оказалось, для этого были причины. И вскоре компания Intel подтвердила нежелание допускать разгон обычных процессоров линейки Intel Skylake. Несмотря на это, до сих пор в сети можно спокойно найти необходимые версии BIOS, которые продолжают появляться с исправлениями и дополнениями. Так что тут полный порядок.
Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. И при разгоне неоверклокерских процессоров по шине возникает ряд нюансов и ограничений:
- Прекращают работу энергосберегающие технологии, и процессор всегда функционирует на максимальной частоте при предельном напряжении питания. Технология Intel Turbo Boost также становится неактивной.
- Мониторинг температур процессорных ядер начинает выдавать некорректные данные.
- Происходит отключение интегрированного в процессор графического ядра.
- Скорость выполнения AVX/AVX2-инструкций снижается в несколько раз.
Впрочем, не стоит преждевременно расстраиваться. Опытные оверклокеры и так рекомендуют отключать все дополнительные технологии: Intel Turbo Boost, Intel Enhanced SpeedStep и энергосберегающие состояния C-states, так как любые колебания множителя и напряжения могут негативно сказаться на стабильности системы в разгоне. Мониторинг температур можно производить по датчику упаковки процессора (CPU Package), например, используя утилиту HWiNFO. Отключение встроенного видео мало кого огорчит, поскольку большинство оверклокеров имеют дискретную видеокарту.
Единственный действительно неприятный момент – падение скорости выполнения AVX/AVX2-инструкций. И это очень странно, учитывая, что оверклокерские модели лишены этого недостатка и отлично разгоняются по шине. А по сути они ничем не отличаются от обычных, кроме разблокированного множителя и немного большей частоты. Можно предположить, что это снова программное ограничение. В основном AVX/AVX2 используются в прикладных программах, таких как кодирование видео, 3D-моделирование и некоторые графические редакторы. Большинство повседневных программ, в том числе и игры, практически не используют AVX-инструкции. Исключением можно считать GRID Autosport и DiRT Showdown, но как показывает практика, ничего критичного в этом нет. Достаточно вспомнить процессор Intel Pentium G3258, который вообще лишен поддержки векторных инструкций, но это не мешает его владельцам играть в современные игры.
Подготовка к разгону по BCLK
Как вы уже могли понять из сказанного выше, для разгона по шине подходят абсолютно все процессоры поколения Intel Skylake: от Intel Celeron до Intel Core i7. Но наибольший практичный интерес составляют младшие модели каждой линейки, так как при минимальной цене разгон им позволяет легко настигать и даже обходить по уровню производительности более дорогих старших собратьев. В этом можно самостоятельно убедиться в обзорах Intel Core i3-6100 и Intel Core i5-6500. Для наглядности приведем список самых интересных моделей для разгона в виде сводной таблицы:
Источник
Как разогнать процессор Intel Core 9-го поколения до 5 ГГц на материнской плате MSI серии Z390. Несколько практических советов
Недавно компания Intel выпустила процессоры 9-го поколения вместе с чипсетом Z390. Продуктовую линейку пополнили модели Core i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. По сравнению с процессорами 8-го поколения было увеличено количество вычислительных ядер, чтобы более успешно конкурировать с продуктами AMD. Так, у модели Core i9-9900K имеется 8 ядер, способных выполнять 16 вычислительных потоков одновременно!
В свою очередь, компания MSI представила 9 моделей материнских плат на базе чипсета Z390 для процессоров 9-го поколения. Среди них, например, MEG Z390 ACE с мощной 13-фазной системой питания. И в данной статье мы расскажем, как с их помощью разогнать процессор Core i9-9900K до частоты 5,0 ГГц и выше. Наши инструкции подходят для всех плат MSI серии Z390, и даже неопытные пользователи смогут осуществить разгон своей системы, просто выполнив их шаг за шагом.
ЧТО ТАКОЕ РАЗГОН?
Разгон – это увеличение частоты работы компьютерных компонентов по сравнению со стандартным уровнем, чтобы повысить их производительность. Разогнать можно все ключевые узлы: процессор, память, видеокарту. Однако, разгон всегда связан с определенным риском. Он может привести к нестабильной работе компьютера или даже повреждению компонентов.
Технология Intel® Turbo Boost – это официальный разгон от компании Intel. Благодаря ей частота процессора меняется в зависимости от его нагрузки, чтобы соблюсти баланс между энергопотреблением и производительностью.
Мы же покажем другой способ разгона, который позволяет задавать параметры работы процессора вручную.
ЧИПСЕТ INTEL® Z390 И ПРОЦЕССОРЫ INTEL® 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ
В линейку процессоров Intel Core 9-го поколения входят модели Core i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. Все они поддерживают разгон. По сравнению с восьмым поколением, девятое использует в качестве термоинтерфейса припой, а не термопасту, поэтому такие процессоры должны лучше охлаждаться, а значит и обладать более высоким разгонным потенциалом. Благодаря этому максимальная частота процессора Core i9-9900K в режиме Turbo достигает 5 ГГц.
Отличия чипсета Z390 от его предшественника Z370 состоят в поддержке беспроводного модуля Intel Wireless-AC и интерфейса USB 3.1 Gen2. По сравнению с процессорами 8-го поколения, модели 9-го поколения отличаются лучшим охлаждением, а значит и увеличенным разгонным потенциалом, за счет использования припоя в качестве термоинтерфейса.
Линейка процессоров Intel® Core 9-го поколения включает в себя модели i5-9600K, i7-9700K и i9-9900K. Термопакет каждой равен 95 Вт, все они поддерживают технологию Intel Turbo Boost 2.0. Количество ядер увеличено по сравнению с предыдущим поколением: до 6 у модели i5-9600K и до 8 у моделей i7-9700K и i9-9900K. Процессор i9-9900K – единственный из них, в котором реализована технология Hyper-Threading, позволяющая выполнять два вычислительных потока на одном ядре одновременно для повышения общей производительности.
ОБЗОР РАЗГОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССОРОВ INTEL 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ
На то, какой частоты можно достичь при разгоне, влияние оказывают несколько факторов. В их числе конструкция системы питания материнской платы, наличие радиатора для охлаждения транзисторов и, самое важное, разгонный потенциал самого чипа. У каждого экземпляра процессора имеется свой частотный потолок. Хорошие чипы могут работать на более высокой частоте, чем менее удачные, а также требовать меньшего напряжения питания.
Мы взяли несколько экземпляров процессоров Intel 9-го поколения и выявили соотношение между их частотой и напряжением. Все они были поделены на классы A, B и C в соответствии с результатами тестов. Класс A лучше всего подходит для разгона, класс C – плох в разгоне, а класс B – нечто среднее между двумя другими. На представленных ниже диаграммах показано процентное соотношение разных классов. Как видите, 20% экземпляров процессора i9-9900K хорошо проявляют себя при оверклокинге.
↓ По результатам тестов, A – лучшие чипы для разгона, B – средние, C – наименее удачные.
СООТНОШЕНИЕ ЧАСТОТА/НАПРЯЖЕНИЕ ПРОЦЕССОРОВ INTEL 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ
Основываясь на результатах наших собственных тестов процессоров Intel 9-го поколения, мы составили кривую зависимости частоты от напряжения. Эта зависимость может быть иной для конкретного экземпляра, однако приведенные ниже данные послужат хорошей отправной точкой для разгонных экспериментов. Используя их, вы сэкономите время на поиск оптимальных настроек для вашего процессора.
РАЗГОН ПРОЦЕССОРА I9-9900K ЧЕРЕЗ ИНТЕРФЕЙС BIOS
Существуют разные методы разгона: с помощью интерфейса BIOS, эксклюзивной разгонной утилиты MSI Command Center или функции геймерского ускорения Game Boost. В данной статье мы будем осуществлять оверклокинг через BIOS. Начнем!
1. Входим в интерфейс BIOS
Первым делом нужно войти в интерфейс MSI Click BIOS, нажав клавишу Delete при загрузке компьютера.
2. Жмем F7, чтобы переключиться в расширенный режим BIOS
В интерфейсе Click BIOS имеется два режима: упрощенный и расширенный. В упрощенном режиме все часто используемые настройки выводятся на одной странице, а в расширенном пользователю предлагаются абсолютно все имеющиеся настройки BIOS. Именно расширенный режим рекомендуется для разгона. Для перехода в него нужно нажать клавишу F7.
3. Переходим к настройкам разгона
Перейдите на страницу OC, которая содержит все настройки, относящиеся к разгону. Переключите параметр OC Explore Mode из стандартного значения Normal в значение Expert. Теперь вы видите все, что нужно для оверклокинга, включая такие настройки как частотный множитель процессора, частота памяти, напряжение питания процессора и памяти.
↓ По умолчанию интерфейс BIOS открывается в упрощенном режиме. Чтобы перейти в расширенный, нажмите клавишу F7.
↓ На этой странице можно увидеть множество настроек.
4. Изменяем частотные множители (CPU Ratio и Ring Ratio)
Параметр Ring Ratio
Разгон процессора i9-9900K нужно начать с параметра CPU Ratio. Нашей целью является 5 ГГц, поэтому введите для него значение 50. Затем измените параметр Ring Ratio в значение 47. Вы можете попробовать другие значения для Ring Ratio, однако мы рекомендуем, чтобы оно было на 3 меньше, чем значение параметра CPU Ratio. Кольцевая шина Ring Bus связывает не относящиеся к вычислительным ядрам элементы процессора, такие как контроллер памяти и кэш, поэтому более высокая частота ее работы поможет достичь более высокой производительности.
Параметр CPU Ratio Mode
Множитель частоты процессора может задаваться в фиксированном (Fixed Mode) или динамическом (Dynamic Mode) режиме. Мы рекомендуем выбрать фиксированный. В нем частота процессора будет постоянной, независимо от нагрузки. В динамическом же она меняется в зависимости от нагрузки и, например, в спящем режиме опустится ниже обычного значения.
5. Меняем напряжение питания процессорного ядра
Далее займемся напряжением питания процессорного ядра. Для достижения высокой частоты напряжение нужно повысить. Наша рекомендация для частоты 5 ГГц: 1,32 В для процессора i9-9900K, 1,37 В для i7-9700K и 1,43 В для i5-9600K. Каждый экземпляр процессора будет работать стабильно на определенной частоте. Если вам повезет, то ваш заработает на частоте 5 ГГц при меньшем напряжении, чем указано выше. Поэтому вы можете попробовать понизить или увеличить рекомендуемое напряжение, чтобы найти оптимальный вариант именно для вашего чипа.
Автоматическая настройка напряжения
Если вы не имеете ни малейшего представления о том, какое напряжение питания требует ваш чип, можно оставить параметр CPU Core Voltage в значении Auto. В этом случае напряжение питания будет выбрано автоматически в соответствии с возможностями процессора. Такой выбор осуществляется на основе тестовых данных, собранных специалистами MSI, и зависит от конкретного процессора: ниже для удачных экземпляров и выше для не очень удачных. Впоследствии вы сможете изменить напряжение на основе результатов теста стабильности.
Функция автоматической настройки напряжения питания процессора, реализованная на материнских платах MSI серии Z390, не гарантирует идеального результата. Например, ниже показаны результаты для двух экземпляров процессора i9-9900K, разогнанных до 5 ГГц. Одному потребовалось напряжение 1,345 В, а другому – 1,38 В.
↓ Разным экземплярам процессора требуется разное напряжение питания.
Формирование напряжения питания ядра
Имеется 5 вариантов формирования напряжения питания процессорных ядер:
В режиме Override напряжение ядра остается фиксированным, независимо от нагрузки на процессор. В режиме Adaptive оно меняется в зависимости от нагрузки. В режиме Offset к базовому напряжению добавляется некоторое значение. Также есть комбинированные режимы: Override+Offset и Adaptive+Offset. Для разгона рекомендуется режим Override – он же по умолчанию выбирается в BIOS при оверклокинге.
Параметр CPU Loadline Calibration
Обычной ситуацией в работе процессора является уменьшение напряжения питания ядра при возрастании нагрузки. Такое проседание напряжения может привести к нестабильной работе компьютера во время разгона, и для исправления данной проблемы служит параметр CPU Loadline Calibration. Наша рекомендация – оставить его в значении Auto (Mode 3), чтобы система BIOS применяла оптимальные значения этого параметра во время разгона. Если вам хочется узнать об этом больше, ознакомьтесь с нашей статьей ЧТО ТАКОЕ LLC И ПОЧЕМУ МАТЕРИНСКИЕ ПЛАТЫ MSI Z370 — ЛУЧШИЙ ВЫБОР ДЛЯ ОВЕРКЛОКЕРОВ?
6. Отключаем технологию Intel C-State (C-State: CPU State)
Технологии управления электропитанием Intel, такие как C-State и Package C-State, могут оказывать негативное влияние на стабильность компьютера при разгоне. Чтобы избежать этой проблемы, мы рекомендуем отключить их.
7. Готово! Жмем F10, чтобы сохранить изменения.
Задав все необходимые настройки, нажмите на клавишу F10, чтобы их сохранить и выйти из интерфейса BIOS. Для этого выберите Yes в появившемся диалоговом окне.
ТЕСТ СТАБИЛЬНОСТИ ДЛЯ РАЗОГНАННОГО КОМПЬЮТЕРА
После того, как все параметры разгона будут заданы в интерфейсе BIOS, наступит время провести тест стабильности. Если компьютер будет работать без проблем, значит можно попытаться поднять частоту еще больше, чтобы достичь еще более высокой производительности. Или можно снизить напряжение, чтобы уменьшить температуру процессора. Если же компьютер станет работать с ошибками, нужно увеличить напряжение питания процессора или снизить его частоту.
Рекомендованные приложения для теста стабильности
Ниже представлен список популярных утилит, которые часто используются для проверки стабильности компьютера.
— Утилита CPU-Z используется для проверки частоты процессора.
— Утилиты Core Temp и HWiNFO используются для отслеживания температуры и энергопотребления процессора.
— Приложение Cinebench R15 служит для быстрой проверки стабильности и отслеживания роста производительности компьютера.
— AIDA64 или Prime95 v26.6 (non-AVX) / Prime95 v27.9 (AVX) используются для стресс-теста.
Проверка стабильности с приложением Cinebench R15
Cinebench R15 – это полезный инструмент для быстрой проверки стабильности компьютера. При этом утилита CPU-Z может использоваться для того, чтобы проверить работоспособность настройки CPU Ratio, которую мы меняли в BIOS, а утилита Core Temp – для мониторинга температуры процессора. Если компьютер работает нестабильно, попробуйте увеличить напряжение питания (Core Voltage) или снизить множитель частоты (CPU Ratio). Если температура процессора превышает 90°, следует снизить его напряжение питания.
Рост производительности процессоров серии 9000 в тесте Cinebench R15
Ниже представлены данные о результатах теста Cinebench R15 для процессоров i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. Можете использовать их для оценки того, насколько производительность вашего процессора растет по мере повышения его частоты.
Данное руководство по разгону предназначено для платформы Z390 с системой BIOS компании MSI. Все приведенные в нем результаты были получены нами во время собственных тестов. Если вы являетесь новичком, то следуйте этим инструкциям шаг за шагом, используя наши настройки. Для более опытных пользователей они могут стать фундаментом для того, чтобы затем вручную подкорректировать параметры разгона в соответствии со своими предпочтениями.
Подробнее о материнских платах MSI серии Z390:
*Примечание: Ответственность за риск, связанный с разгоном, ложится на пользователя. Неправильные действия при разгоне могут привести к повреждению компонентов. Представленная в данной статье информация относится к конфигурации с системой BIOS версии E7B10IMS.100, двухканальной памятью DDR4-2133 и самосборной системой водяного охлаждения. Параметры разгона, тепловыделение и производительность компьютера могут меняться в зависимости от версии BIOS и отличий в конфигурации. В процессе разгона рекомендуется соблюдать максимальную осторожность.
Источник