up
ru ua
menu


BeQuiet_.gif

logo minifile

::>Процессоры > 2016 > 06 > ...

Версия для печати
Переопубликовать обзор

11-06-2016


rss

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.

Intel Skylake

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

Intel Skylake

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?

Intel Skylake

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.

Intel Skylake

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).

Intel Skylake

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.

Intel Skylake

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.

Intel Skylake

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.

Intel Skylake

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

Intel Skylake 

В процессорах Intel Skylake инженеры выделили шину PCI Express и чипсет в отдельный домен, частота которого остается фиксированной, независимо от изменений BCLK.

Intel Skylake

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.

Intel Skylake

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:

Название модели

Количество ядер / потоков

Базовая / динамическая частота, МГц

Множитель

L3-кэш, МБ

TDP, Вт

Intel Pentium G4400

2 / 2

3300

x33

3

54

Intel Core i3-6100

2 / 4

3700

x37

3

51

Intel Core i3-6300

2 / 4

3800

x38

4

51

Intel Core i5-6400

4 / 4

2700 / 3300

x27

6

65

Intel Core i7-6700

4 / 8

3400 / 4000

x34

8

65

Но кроме подходящего процессора, понадобится материнская плата на чипсете Intel Z170. В нашем случае их будет целых три: ASUS MAXIMUS VIII RANGER, ASUS Z170-P D3 и ASUS Z170-P. Для чего так сделано? Попробуем на их примере выяснить, сможем ли мы получить достойный разгон на доступных платах или все же для этого понадобятся специализированные решения. Да и разгонять мы будем далеко не самый простой процессор – Intel Core i7-6700. Если платы справятся с ним, то с каким-нибудь Intel Core i3 и подавно. Перед началом экспериментов нужно найти необходимый BIOS для вашей материнской платы и прошить его. Для этого мы заглянули на HWBOT в соответствующий раздел форума.

Intel Skylake Intel Skylake Intel Skylake

Теперь можно переходить непосредственно к подготовительным настройкам.

  • Для начала заходим в UEFI BIOS и в разделе «Advanced\CPU Configuration» устанавливаем опцию «Boot Performance Mode» в значение «Turbo Performance», а в подразделе «CPU Power Management Configuration» выключаем «Intel Turbo Boost», «Intel Enhanced SpeedStep» и энергосберегающие состояния C-states, выбирая значение «Disabled».
  • Далее заходим в раздел «Extreme Tweaker» или «Ai Tweaker» (в зависимости от производителя материнской платы названия могут быть разными) и переводим опцию «Ai Overclock Tuner» в режим «Manual». В этом случае мы получим полный доступ к изменению всех параметров по собственному усмотрению.
  • Следом фиксируем максимальный множитель всех ядер процессора в пункте «1-Core Ratio Limit».
  • Чтобы оперативная память не стала ограничением при разгоне, с помощью пункта «DRAM Frequency» выставляем ее частоту на несколько пунктов ниже номинала, так как при изменении шины будет расти и ее частота.

На все настройки BIOS материнских плат можно взглянуть на видео ниже:

Настройка BIOS ASUS MAXIMUS VIII RANGER для разгона Intel Core i7-6700

Настройка BIOS ASUS Z170-P D3 для разгона Intel Core i7-6700

Настройка BIOS ASUS Z170-P для разгона Intel Core i7-6700 

Теперь можно приступать непосредственно к самому разгону процессора Intel Skylake non-K. Сам процесс довольно прост и сводится к повышению частоты шины (BCLK Frequency) и постепенному увеличению напряжения, подаваемого на процессор (CPU Core Voltage Override).

Как правильно подобрать частоту? Напомним, что частота процессора рассчитывается по формуле:

CPU Freq = CPU Ratio × CPU Cores Base Freq

Допустим, мы хотим, чтобы наш Intel Core i7-6700 с множителем «x34» работал на частоте 4400 МГц. Для этого мы делим 4400 / 34 и получаем BCLK равным 129 МГц. То же самое правило действует и для других процессоров. Для удобства приведем значение BCLK для достижения типичных частот 4500 − 4700 МГц для ранее рассмотренных процессоров:

Название модели

Частота BCLK, МГц

Множитель

Тактовая частота, МГц

Intel Pentium G4400

137 – 143

x33

4500 − 4700

Intel Core i3-6100

122 – 127

x37

Intel Core i3-6300

119 – 124

x38

Intel Core i5-6400

167 – 174

x27

Intel Core i7-6700

133 – 138

x34

При этом нужно следить за температурой и проверять стабильность системы после разгона.

Давайте более подробно остановимся на допустимых значениях напряжений и температуры. Опытные оверклокеры считают безопасным для повседневного использования порог в 1,4-1,45 В. Но, учитывая не лучший термоинтерфейс под теплораспределительной крышкой процессора, мы бы рекомендовали значения ближе к 1,4 В. Если вы планируете разгонять оперативную память, то необходимо обратить внимание еще на три важных параметра:

  • CPU VCCIO Voltage (VCCIO) – напряжение на встроенном в процессор контроллере памяти. Рекомендуется не превышать значение 1,10 В.
  • CPU System Agent Voltage (VCCSA) – напряжение на системном агенте и прочих контроллерах, встроенных в процессор. Рекомендуется не превышать значение 1,20 В.
  • DRAM Voltage (Vdram) – напряжение питания на модулях оперативной памяти. Условно безопасным можно считать значения до 1,4 В.

Для более детального ознакомления с возможностями каждой опции предлагаем посетить наш справочник по настройкам BIOS.

Теперь касательно температуры. Если компания Intel указывает значение TCASE=71°C, это означает, что максимально допустимая температура в интегрированном теплораспределителе (IHS) процессора, которую можно измерять только внешним датчиком, достигает 71°С. Механизм же пропуска тактов (троттлинг) включается при достижении 100°C по данным внутренних датчиков ядер. Поэтому, грубо говоря, показатель TCASE на уровне 71°С можно считать равносильным 100°С внутренних датчиков ядер. 


Социальные комментарии Cackle
Поиск по сайту
Почтовая рассылка
top10

vote

Голосование