Разгон процессоров Intel Core i7-5960X – THG.RU

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Введение

Недавно мы встречались с Полом Загаски (Paul Zagacki), главным инженером Intel, и обсудили с ним процессоры Devil’ Canyon, архитектуру Haswell-E и возможности разгона. После чего взяли пять одинаковых розничных процессоров Core i7-5960X и принялись за дело.

Архитектура Intel Broadwell была представлена в начале июня в семействе процессоров Core пятого поколения (Обзор Intel Core i7-5775C и i5-5675C на архитектуре Broadwell). Скоро ожидается официальный анонс шестого поколения под названием Skylake. Но если вы относитесь к числу пользователей, работающим с многопоточными приложениями, то две новые массовые платформы отходят для вас на второй ряд по сравнению с Haswell-E – самым мощным воплощением четвертого поколения архитектуры Intel.

Даже спустя год после премьеры Haswell-E остается самой популярной платформой среди энтузиастов, поскольку эти процессоры доступны в шести- и восьмиядерных вариантах. Огромный кэш последнего уровня на 15 и 20 Мбайт также положительно влияет на производительность. Четырехканальный контроллер памяти DDR4 обеспечивает беспрецедентную пропускную способность. В зависимости от модели, вам будет доступно 28 или 40 линий PCIe 3.0. И, конечно, не будем забывать, что все три модели: Core i7-5820K, Core i7-5930K и Core i7-5960X имеют разблокированный множитель для разгона.

Мы предпочли не тратить много времени на разгон этих процессоров сразу после премьеры. Дело в том, что образцы, как правило, приходят непосредственно от Intel или AMD, BIOS материнских плат часто не до конца оптимизирован, кроме того, в ранних обзорах всегда играет свою роль нехватка времени, из-за чего допускаются ошибки. Во время недавней беседы с представителями Intel, мы подняли тему Haswell-E и разгона. Мы поняли, что с августа прошлого года уделили мало внимания тестированию самой мощной платформы Intel, и у нас появилась идея для эксперимента.

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Что волнует оверклокеров

На самом деле дискуссия началась с Devil’ Canyon, которые мы рассмотрели в “Обзоре процессора Intel Core i7-4790K: Devil’s Canyon завлекает энтузиастов”. Intel представила Core i7-4790K после того, как опытные пользователи ужаснулись, увидев слабенький разгон Haswell. Среди улучшений, отмеченных в нашем обзоре, самыми заметными стали более эффективный материал теплового интерфейса и дополнительные конденсаторы для стабилизации питания.

Поверхностное резюме никоим образом не передает усилия, которые необходимы для вывода нового продукта на рынок, и мы знали, что инженеры Intel работают над масштабированием тактовой частоты Core i7-4790K таким образом, чтобы добиться более агрессивных штатных значений. Кроме того нужно было обосновать заявление о том, что значительная часть процессоров достигнет уровня 5 ГГц. До такой частоты в наших тестах мы не добрались, хотя стоит отметить, что мы умеренно повышали напряжение, при котором наш образец имел некоторый теплой запас.

Разгон Devil’ Canyon (видео на английском)

В Intel нас связали с Полом Загаски, главным инженером отделения потребительских продуктов компании, который рассказал нам, как его команда разрабатывала Devil’s Canyon и впоследствии оптимизировала платформу для повышения стабильных тактовых частот.

Температура Core i7-4790K (видео на английском)

В ходе беседы Пол дал весьма полезный совет, которым мы поспешили воспользоваться: процессор лучше всего гонится при температуре ниже 80 °С, а выше этого значения разгонный потенциал ухудшается.

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Уроки, полученные с Devil’s Canyon

У нас появилась идея пересмотреть Devil’s Canyon, используя розничные образцы процессоров. Судя по всему, большинство обозревателей, анализировавших Core i7-4790K в июне прошлого года, не смогли разогнать чипы выше 4,7–4,8 ГГЦ с четырьмя ядрами под нагрузкой. Может быть корректировки, сделанные за последний год, как-то повлияли на ситуацию? Есть ли разница между серийными розничными процессорами и предпроизводственными образцами? Потому перед официальным анонсом Skylake мы решили еще немного помучать Haswell-E и провести серию тестов на разгон с Core i7-5960X. Кроме того, Core i7-5820K, Core i7-5930K и Core i7-5960X используют в термоинтерфейсе припой вместо полимера. Мы только недавно поняли, что перед выходом Haswell-E мы не спрашивали Intel о реализации каких-либо вещей, полученных в ходе работы над Devil’s Canyon. После первого разговора мы задали Полу еще несколько вопросов по электронной почте, на которые получили довольно подробные ответы:

Tom’s Hardware: Использовали ли в Intel опыт, полученный при работе над Devil’s Canyon, чтобы улучшить разгон Haswell-E?

Пол Загаски: Да. На самом деле, мы использовали многие знания, полученные в процессе анализа и оптимизации Devil’s Canyon, чтобы улучшить разгонный потенциал HSW-E. Из-за удвоенного числа ядер энергопотребление процессора Core i7-5960X при экстремальном разгоне может быть очень высоким. Чтобы обеспечить хорошее масштабирование частоты четырех дополнительных ядер, мы реализовали дополнительное питание через Icc Max. Также для энтузиастов мы добавили механизм, позволяющий сдвинуть температуру начала активации троттлинга (мы не хотели, чтобы на пути высокого разгона стояли несколько градусов). Этот момент мы исследовали еще в Devil’s Canyon, но обнаружили, что регулировки троттлинга не являлись ограничивающим фактором, поэтому в тот раз они так и не были реализованы.

Tom’s Hardware: Какую роль в разгоне играет более крупный кристалл HSW-E по сравнению с четырехъядерными процессорами Haswell?

Пол Загаски: В целом, большая площадь кристалла дает преимущество по температуре в однопоточных задачах, поскольку тепло распространяется по большей площади под IHS. Но, при разгоне всех ядер ситуация больше зависят от того, насколько эффективно система охлаждения отводит дополнительное тепло от крышки кристалла. Для работы всех ядер может не хватать питания. Мощность может быть жестким ограничивающим фактором, особенно, когда для достижения более высокой частоты необходимо повысить напряжение.

Tom’s Hardware: Есть ли еще какие-либо обделенные вниманием «рычаги», с помощью которых энтузиасты могли бы максимизировать разгон или добавить стабильности?

Пол Загаски: Как вы знаете, оверклокеры-экстремалы камня на камне не оставят. Но любители умеренного разгона, похоже, не экспериментируют с регулировками в реальном времени, доступными в Windows. Многие настройки чипов Intel можно менять прямо в работающей ОС. Оверклокеры могут повысить надежность, динамически изменяя частоты, напряжение, мощность, лимиты и т.д. Например, утилита Intel Extreme Tuning Utility предлагает удобный интерфейс для подобных манипуляций. Это простой инструмент для разгона, имеющий несколько опций для установки различных настроек в реальном времени, в зависимости от приложений, работающих на вашей системе. Например, XTU может динамически разгонять процессор при запуске определенных игр. Вдобавок ко всему, мы приложили немало усилий на разработку способа восстановления системы в случае ее сбоя из-за чрезмерного увлечения регулировками разгона. В центральном процессоре и чипсете предусмотрен ряд функций, которые можно использовать в случае зависания и автоматического сброса настроек платформы до той точки, в которой возможно простое восстановление работоспособности.

Tom’s Hardware: Каков максимальный уровень разгона Devil’s Canyon и Haswell-E, достигнутый в лаборатории Intel?
Пол Загаски: Мы видели множество чипов Core i7-4790K, которые удалось разогнать до 4,9 и 5,0 ГГц на водяном охлаждении. У нас есть возможность проверить гораздо больше чипов, чем у обычных оверклокеров. Затем мы можем соотнести полученные результаты с данными, которые видим при производстве и испытаниях и спроецировать их на большие партии процессоров. В случае Devil’s Canyon мы сконцентрировали внимание на том, что будет делать типичный энтузиаст в этом сегменте, то есть на получении стабильных результатов и в меньшей степени на достижении лучшей тактовой частоты в однопоточных задачах или LN2.

Core i7-5960X также показал удивительный разгон. Даже при восьми физических ядрах максимальная тактовая частота была лишь немного ниже, чем у четырехъядерного -4790. Некоторые образцы достигали 4,7-4,8 ГГц. Это поразительный результат, учитывая дополнительную мощность/температуру и падение напряжения, с которыми сталкиваешься при 4-кратном увеличении коммутационной емкости, связанной с дополнительными ядрами. В дополнение ко всему мы смогли разогнать память DDR4 выше 4000 MT/с. Это действительно удивительно, поскольку DDR4 была выпущена совсем недавно и официально поддерживает максимальную частоту 2133. Когда все ядра работают на пределе, их нужно кормить данными, так что разгон DDR4 поможет получить прирост реальной производительности после разгона CPU.

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Методика тестирования

Вскоре после нашего разговора к нам в лабораторию поступила коробка с пятью процессорами Core i7-5960X в запечатанной розничной упаковке. Мы попросили у NZXT относительно недорогую жидкостную систему охлаждения с замкнутым контуром, и спустя несколько дней Kraken X41 уже была в нашем офисе.

Конфигурация тестовой системы

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Результаты тестов

За выходные мы протестировали все пять процессоров, получили значения максимальной стабильной частоты на восьми ядрах, на одном ядре, показатели максимальной температуры при полной нагрузке, пиковой температуры ядра и узнали напряжение, необходимое для достижения стабильной работы в RealBench в течение часа. В процессе мы подметили ряд интересных моментов.

Стресс-тест на восьми ядрах Core i7-5960X: максимальная стабильная тактовая частота (ГГц)

Начнем с показателя максимальной тактовой частоты при полностью нагруженных восьми ядрах. В четырех из пяти случаев мы получили потолок в 4,5 ГГц. Пятый образец достиг 4,6 ГГц. Но это не абсолютный максимум. Как говорил Пол, полная нагрузка, по сути, проверяет лишь способность системы охлаждения отводить тепло от кристалла. NZXT Kraken X41 – это отличная СВО с замкнутым контуром примерно за $110, но не самая большая и не самая эффективная в своем роде. В любом случае, 4,5 ГГц – это достойный прирост скорости, учитывая сложность Haswell-E (2,6 млрд транзисторов) по сравнению с Haswell (1,6 млрд, большая часть из которых отданы под интегрированную графику.

Стресс-тест на восьми ядрах Core i7-5960X: параметр Vcore для стабильной работы (В)

Работая в пределах возможностей нашей СВО, мы начали эксперименты в другом направлении – занялись поиском максимальной частоты, повышая напряжение до 1,4 В, а затем снова понижая его для достижения более низкой температуры.

Зная, что эффект от разгона начинает идти на спад при 80 градусах Цельсия, сразу стало очевидно, что напряжение 1,4 В было слишком высоким для нашей системы охлаждения. Так что самые эффективные попытки разгона имели место при напряжении около 1,35 В. Начиная с этого значениям мы начали грубо понижать напряжение с шагом 0,1 В, а затем добавлять по 0,025 В при появлении первых признаков нестабильности. И хотя между нашим лучшим разгоном и необходимым для этого напряжением нет явной взаимосвязи, мы наблюдали определенную последовательность в показателях температуры.

Стресс-тест на восьми ядрах Core i7-5960X: пиковая температура (на самом горячем ядре)

Как правило, процессоры, стабильно работающие при 1,2 В показывали самые низкие температуры. Мы публикуем показатели самого горячего ядра, то есть семь других ядер будут холоднее. Образец №5 выглядит лучше других. И хотя Образец №4 работал стабильно при 4,6 ГГц, используя параметр Vcore 1,3 В, его самое горячее ядро на пять градусов горячее, чем у других процессоров.

С разгоном одного ядра все несколько сложнее, хотя кулеру приходится отводить гораздо меньше тепловой энергии. На изображении выше видно, что Windows любит распределять однопоточные нагрузки на разные ядра. Так, например, первые пять повторов на частоте 5 ГГц могут быть успешными, но на шестом вы получите сбой, поскольку самое слабое ядро не выдержит нагрузку. Признаемся, что прогонять тесты iTunes или LAME снова и снова в поисках нестабильности очень надоедает.

Стресс-тест на одном ядре Core i7-5960X: максимальная стабильная тактовая частота (ГГц)

Но после многочасового тестирования мы убедились, что все восемь ядер этих процессоров могут достичь частоты 4,8 и 4,9 ГГц, если одновременно активно только одно из них.

Стресс-тест на одном ядре Core i7-5960X: пиковая температура (на самом горячем ядре)

Температура сильно колеблется в зависимости от количества загруженных ядер.

Разгон процессоров Intel Core i7-5960X | Знак грядущих перемен

Мы не скрывали разочарования в Ivy Bridge и Haswell. После достижений, сделанных в Nehalem, а затем в Sandy Bridge, две последующие архитектуры поставили под вопрос приверженность Intel к настольным ПК.

Однако изменения, сделанные Intel в Devil’s Canyon после того, как сообщество раскритиковало Haswell, означают пересмотр направления движения. И хотя в наши руки пока не попал образец, способный достичь 5 ГГц, Intel говорит, что процессоров, способных добраться до этой символической частоты, сейчас достаточно много.

Нам удалось протестировать квинтет привлекательных восьмиядерных процессоров Core i7-5960X. Это были розничные образцы, которые без проблем разогнались до 4,5 ГГц (разгон составил 1,2 ГГц сверх 3,3 ГГц в режиме Turbo Boost, когда нагружены все восемь ядер). Частота при загрузке одного ядра достигала 4,8–4,9 ГГц. Хотя Haswell-E ведет родословную от процессоров бизнес-класса (такие же кристаллы используются в производстве процессоров Xeon), Intel предлагает несколько дополнительных опций для регулировки, благодаря которым Core i7 становятся еще привлекательнее для энтузиастов. Излишне говорить, что мы рады видеть такое положение дел.