О самом дешевом 6-ядернике LGA 1151 с Aliexpess за 80 долларов - масштабные тесты и моё мнение

  Посмотрим на производительность самого дешевого 6-ти ядерника на сокете 1151 и влияние частоты оперативной памяти на производительность полученной системы.Оценивать будем исключительно в синтетических тестах. Для тех, кто интересуется производительностью QNVH/QNCT в играх,  в конце статьи есть видео от ребят M-technics, которые выпускали на него обзор в сети.

В качестве эксперимента   описано превращение Asus H170m-plus аналогичную материнскую плату на старшем чипсете: Asus Z170m-plus.

О процессоре

Для бенчмаркинга HWBOT из спортивного интереса был приобретён  QNVH. Он (также как и идентичный ему QNCT) представляет собой инженерный «ноутбучный» процессор поколения Coffee Lake ревизии U0 основанный на 6-ядерном кристалле с HT (6 ядер/12 потоков) на процессорном разъёме BGA1440.  Это аналог Core i7 8850H  с меньшей базовой (2.00 ГГц) и турбо частотами (2.9 ГГц), адаптированный под настольный процессорный разъём 1151.

QNVH имеет следующие частотные характеристики:

-2.0 ГГц базовая частота;

-3.6 ГГц турбо частота на 1 ядро;

- 3.1 ГГц с TDP 45 Вт в авторежиме на все 6 ядер.

Небольшой разгон можно осуществить на любой материнской плате как установкой множителя в UEFI (для простоты  в тексте будут употребляться BIOS и UEFI в одном значении), так и программным образом через Intel XTU, но потолком в нагрузке на все ядра будет частота 3.3 ГГц при TDP 55 Вт относительно начальной частоты 2,00 ГГц.  Контроллер памяти поддерживает DDR4-2666 МГц, LPDDR3-2133 МГц. Этих параметров достаточно для связки с видеокартой уровня Nvidia GTX 1060.

Также процессор имеет встроенное графическое ядро Intel UHD Graphics 630, и если нет надобности в играх,то можно радоваться жизни не покупать видеокарту. Суммарное потребление системы на данном процессоре без видеокарты не превышает 100 Вт.

В общем, это довольно скромный по производительности процессор, но цена 80$ делает его самым дешевым 6-ти ядерником на платформе 1151.

Возможность использовать «ноутбучник» в обычной материнской плате физически реализована распайкой процессора на толстую текстолитовую подложку от процессора сокета 1151.

Фото процессора QNVH/QNCT из сети для примера

Фотографии ноутбучного мутанта

У данного исполнения процессора есть плюсы и минусы:

+ при кофемоде ноутбучного мутанта не нужен пин мод, китайские друзья уже все сделали для нас;

+ низкая цена;

- рамка крепления не очень устойчивая, процессор крайне чувствителен к прижиму;

- слабый контроллер оперативной памяти

Важно отметить, что на этом процессоре отсутствует теплорапределительная крышка. С одной стороны это позволяет использовать в качестве термоинтерфейса жидкий металл, а с другой стороны установка на голый кристалл требует аккуратности и подходящего кулера с четырёхсторонним прижимом с накручивающимися гайками. На производительных процессорах-мутантах QQTL (аналог i7-8700t), QQLS(i9-9900k) и пр. при сильном разгоне сложно отводить тепловой поток выше 150 Ватт вследствие малой площади кристалла.

Данные инженерные процессоры рекомендую покупать только опытным энтузиастам с прямыми руками, у кого уже есть в наличии плата на 100-200 чипсете (кроме MSI). Обычному пользователю лучше обойти мутанта стороной и собрать компьютер на базе AMD Ryzen.

Про установку мутанта на материнскую плату подробнее можно почитать у форумчанина NIghtPrizrak.

Про материнскую плату

Перед сравнением характеристик  H170m-plus и Z170m-plus я хочу разъяснить  эксперимент с подменой UEFI H170m-plus на Z170m-plus . В поисках информации о H170m-plus, я нашёл  обзор модели со старшим чипсетом, где  на фото материнской платы  Z170m-plus выглядела похожей на H170m-plus.

Давайте взглянем на блок-схему чипсета H170

Ключевыми отличиями чипсета H170 от у Z170 являются: отсутствие возможности управлять базовой частотой шины  и уменьшенное число чипсетных линий PCI Express 3.0 с 20 у Z170 до 16 у H170, а из 14 портов USB только 8 поддерживают третью ревизию универсальной последовательной шины (на мATX плате это не так важно), и ещё невозможностью разделения процессорных линий PCI Express 3.0, что исключает постройку связки NVIDIA SLI. Что касается дисковой подсистемы, то здесь отличий от Z170 нет: шесть портов SATA 6 Гбит/с обеспечивают работу функции Intel Smart Response и объединение в массивы RAID различных уровней.

Кратко прокомментирую отличия, так как не везде по факту они имеются.

Пункты Memory, Storage в таблице спецификаций отличаются, а  в тексте мануалов все идентично. ASUS O.C. Tuner или  Ez Tuning wizard есть в мануалах обеих плат.

Отличие есть в пункте ASUS Unique Features:

H170	Z170
ASUS Fan Xpert 2+	ASUS Fan Xpert 3

Пункт ASUS Exclusive Overclocking Features отличается очень сильно, хотя по факту только отсутствием пункта vCCSA, остальные параметры одинаковы.

Пункт Internal I/O Connectors: только для Z170 реализована функция управления кулером процессора как PWM, так и в токовом (DC mode) режиме для 3 pin вентиляторов (исходно выставлен режим по умолчанию). Для остальных двух разъёмов вентиляторов на Z170 и H170 режимы не отличаются. Также на H170m-plus реализовал физический разъём TPM, ключ к нему покупается отдельно.

Обе платы нативно не поддерживают установку Windows 7, но в то же время некоторые материнские платы Asus чипсетах  z97, z270/z370 её поддерживают.

Запускаем ноутбучный процессор на процессорном разъёме 1151

В сети уже есть достаточное количество видео на тему установки ноутбучных мутантов на 1151, но я всё равно напишу как это понял я. Всё, что вы делаете с UEFI это всё на ваш страх риск.

Основные моменты

Цитата Svarmod (орфография сохранена)

- Условия запуска (версия биоса, набор модов и т.д.) соответствуют аналогичным для кофе-зионов, как для 100/200 плат, так и для 300. Дополнительно нужно лишь добавить PCIe фикс, для восстановления работы процессорных линий PCIe.
 - Для запуска подходят любые версии микрокодов, однако, для лучшей совместимости и разгона памяти имеет смысл использовать старые версии АА (для U0) и BE (для P0).

- Было найдено 2 варианта фикса PCIe для ноутбуных мутантов - для каждой платы и для каждого конкретного биоса могут подходить разные типы фикса. Мной зависимость пока не выявлена, а от китайцев информации нет. Поэтому подбор подходящего фикса следует производить экспериментально. В большинстве случаев подходит один из вариантов, в редких случаях работают оба. В очень редких случаях ни один из типов фикса не срабатывает.

-ASRock 100 серии не требуют доп. фикса PCIe.

- При правильной модификации биоса внешняя видеокарта работает на полной скорости PCIe x16 3.0.

- Ноутбучные склейки ОЧЕНЬ чувствительны к силе и равномерности прижима фиксирующей рамкой, т.к. из-за нестандартных размеров подложки многие контакты в сокете могут потерять контакт. Если система не запускается или запускается через раз, отваливается один из каналов памяти, не стартует с заведомо рабочей низкочастотной памятью или внешняя видеокарта работает не на полной скорости интерфейса - нужно пробовать ослабить/затянуть винты крепления.

- Кофе-Слейки можно разгонять на любом чипсете, но не на любой плате. А также способ разгона может отличаться: через биос / через XTU.

- Разгон памяти обычно ограничивается частотой 2800-3000.

Руководство для установки ноутбучной склейки на 1151 v1

Программная часть не отличается от обычного кофемода. Я пользовался автомодификацией через CoffeeTime 0.92/0.99. Последняя версия лучше подходит для кофемода ноутбучников.

Спасибо лично Svarmod и всем, кто отвечает в ветке форума: Модификация материнских плат 100/200 для поддержки процессоров Coffee Lake 8xxx/9xxx

Для начала хорошенько читаем шапку.

Дабы не утяжелять статью, ссылка на подробное руководство установки мутанта QNCT от камрада NIghtPrizrak,  а во второй его статье - можно поглядеть про установку и сводные тесты производительности процессоров QNCT, QQLT и QTJ2.

 Кратко повторю тезисы установки в материнскую плату: 

Мутант кофе-склейк поставляется с прижимной рамкой. Снимаем оригинальную прижимную рамку процессора с материнской платы.

 Изготавливаем из пластиковой карточки с помощью канцелярского ножа (не использовать ножницы!) распорки толщиной 1,9 мм, стачиваем углы. Устанавливаем распорки возле сокета. 

При необходимости на прижимную рамку мутанта клеим лезвия от канцелярского ножа.

Протираем контактные площадки на процессоре спиртом, аккуратно размещаем процессор в сокете, прикручиваем рамку без лишних усилий.

Ставим на процессор кулер с 4-х винтовой прижимной рамкой и попеременно аккуратно затягиваем винты, чтобы не сколоть кристалл процессора.

Фото QNVH  на материнской плате H170m-plus

Про кофемод UEFI

Для ревизии процессора U0 нужен микрокод 906EA, и я поставил его последнюю версию EA. BIOS материнских плат от Asus Z чипсетов поддерживает прошивку в CoffeeTime 0.99 всеми микрокодами и на один меньше для H чипсетов. Это позволяет сделать универсальный BIOS для Kaby и Coffee Lake процессоров. При модификации в CoffeeTime 0.99 настоятельно рекомендуется прошивать ME 11.7 cor и отключать её (Svarmod: «Corporate версия МЕ необходима для работы всех "необычных" процев (зионы, мутанты и т.д.) и ее всегда необходимо отключать»). В CoffeeTime 0.99 все патчи должны стать зелеными. Также я отключил в прошивке многопоточность и выставить частоту оперативной памяти на 2133 МГц для стабильного первого запуска.

Так как микросхема BIOS в материнской плате съёмная, и чтобы не бегать в сервис центры при каждой не верной модификации BIOS, прошивку я делал через программатор, да и софтверный способ мне показался сложнее и не надёжнее. Перед всеми манипуляциями  сделал дамп оригинального BIOS, что и всем советую. Это делается для того, чтобы иметь гарантированно рабочий BIOS, и в дальнейшем при модификации BIOS из него переносятся персональные данные платы в CoffeeTime. Все манипуляции с BIOS в CoffeeTime и программатором SPI в программе Colibri я делал с отключенным антивирусом. Всё это есть на форуме в шапке.

При первом запуске плата один раз перезагрузится и распознает процессор. Если с первого раза не получится запуститься или память не будет работать в двуканальном режиме, дискретная видеокарта не будет работать в режиме PCI 3.0, то добро пожаловать на форум. Читаем тему, пользуемся поиском, и только если не находим ответа на свой вопрос, пишем в тему. За вопрос, который в теме уже обсуждался, старожилы погонят вас ссаными тряпками в поиск. Не запуститься мутант может из-за плохого прижима процесса в процессорном разъёме, грязных контактов, либо из-за неверной модификации в CoffeeTime, не та ME, иные версии микрокодов процессоров.

На платах ASUS первый раз зайдя в UEFI Setup, установите значение «0.01» для параметров «IA AC Load Line» и «IA DC Load Line», дабы в дальнейшем не поджарить процессор.

ИМХО самое сложное, долгое и требующее терпения в настройке - это разгон оперативной памяти. В двуканальном режиме особо не ожидайте частот выше 2900 МГц, особенно для бюджетных плат.

Перед тестированием производительности остановимся на итоговых настройках UEFI. Посмотрим на дополнительные пункты, отсутствовавшие в H170m-plus. Ниже будет сравнение скриншотов UEFI двух плат и вырезки из мануала Z170m-plus с подробным описанием пунктов UEFI.

 

 При использовании UEFI Z170m-plus на материнской плате H170m-plus в программах мониторинга материнская плата отображается как  Z170, а чипсет как H170. Эксперимент показывает, что подмена UEFI H170 на Z170 возможна для схожих материнских плат.

  Проверка на стабильность и тепловой режим системы

Для оценки стабильности системы использовались следующие программные пакеты:  стабильность настроек оперативной памяти TM5 1usmus_v3, общий стресс тест AIDA 64 и linpack extreme.

Тест на ошибки оперативной памяти в программном пакете TM5

 Тестирование программным пакетом TM5 не выявило проблем для конфигурации таймингов памяти 16 16 16 36 490 CR1 (Micron rev.E) при напряжении на Vsa 1.15 В и на саму память 1.35 В.

 

Стресс тест linpack extreme на 14Гб

 Linpack extreme оказался самым  "жорливым", ядра нагревались до 100 градусов, и начинался тротлинг.

Подведём итоги эксперимента по подмене UEFI H170m-plus  на   Z170m-plus. Материнская плата работает исправно, выдерживает всё стресс- тесты TM5 Ismus v3, aida64 stress test, linpack extreme 14Gb. Можно использовать большее число микрокодов процессоров и на этом всё. Других  бонусов от этой модификации вы не получите: то чего не было физически, то само не добавится. Повысить базовую частоту не получится, DC mode cpu fan не сможет работать. А разгон множителем, разгон оперативной памяти и подбор таймингов доступны и на модифицированном UEFI H170 для данной материнской платы с QNVH.

Тесты и сравнение производительности

Ну а теперь перейдём цифрам и фактам: синтетические тесты производительности.

Тестовая конфигурация:

Процессор QNVH (ES) 6 ядер / 12 потоков 

Материнская плата: H170m-plus 

Система охлаждения: Cooler Master silence

Накопитель: Western Digital Caviar Blue 320GB

Операционная система: Windows 10, Biuld 18363.1801,  пакет обновлений ноябрь 209 1909.

Для первичного сравнения я использовал встроенный бенчмарк cpu-z в трёх вариантах:

1) с отключенным НТ и памятью на частоте 2800 МГц; 

2) с включенным НТ и памятью на частоте 2133 МГц; 

3)  с включенным НТ и памятью на частоте 2800 МГц. 

На скриншотах также приведены данные cpu-z  i7 7700k и ryzen 5 1600.

 Далее приведены скриншоты разных бенчмарков. В конце оформлена сводная таблица, в которой сравниваются следующие конфигурации: QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц, i5 7400, e3 1230v3, QNCT (он у меня тоже был).

Cinebench R11.5 multi core: QNVH ddr4 2800 МГц , QNVH ddr4 2133 МГц

Cinebench R15 multi core QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

Cinebench R20 multi core: QNVH ddr4 2800 М, QNVH ddr4 2133 МГц

Cinebench R23 multi core: QNVH ddr4 2800, QNVH ddr4 2133

Cinebench R23 single core: QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

7zip QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

Однопоточный тест Super pi 32M QNVH ddr4 2800 МГц , QNVH ddr4 2133 МГц

Многопоточный тест Gpu pi 3.2 100m QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

Многопоточный тест Gpu pi 3.2 1B QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

Многопоточный тест wPrime 1024M QNVH ddr4 2800, QNVH ddr4 2133 МГц

Hwbot x265 1080 QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

Hwbot x265 4k QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

 Многопоточный тест памяти y-cruncher Pi  2.5b QNVH ddr4 2800 МГц, QNVH ddr4 2133 МГц

y-cruncher Pi  сильно чувствителен к частоте памяти. 

С мутантом можно запустить и 4 планки оперативной памяти на  частоте 2133 МГц. Это демонстрирует тест y-cruncher PI 10b,  требующий  46 Гб оперативной памяти (у меня в тесте разносортная память: 32 Samsung rev.C + 32Gb Micron rev. E 32Gb).

 Y-cruncher Pi 10b 

 Сводная таблица результатов тестов

	QNCT ddr4 2133 МГц	QNVH ddr4 2133 МГц	QNVH ddr4 2800 МГц	i5 7400 ddr4 2800 МГц	E3 1230V3 ddr3 2520 МГц	4980HQ ddr3 2400 МГц
число ядер/ потоков	6/12	6/12	6/12	4/4	4/8	4/8
Частота, МГц	3094	3293	3294	3409	3884	4207
Cinebench R11.5	7.32	11.24	11.28	6.06	8.62	9.17
Cinebench R15	656	1012	1034	537	807	850
Cinebench R20	2402	2484	2516	1319	1877	1934
Cinebench R23 multi	-	6448	6494	3402	4740	4957
Cinebench R23 single	-	852	860	888	959	1050
GPU Pi 3.2 100M	-	22.21	22.114	35.356	29.341	20.336
GPU Pi 3.2 1B	-	330.974	326.77	711.194	432.626	440.538
HWbot x265 1080	-	34.657	35.7	21.39	27.46	29.48
HWbot x265 4k	-	8.615	8.85	5.11	6.44	6.6
7zip	24015	37316	38505	19216	29557	32330
Super Pi 32M	-	625.957	614.445	563.667	484.459	448.923
wPrime 1024M	-	130.97	130.871	256.258	187.139	171.018
y-cruncher PI 2.5B	-	318.518	235.64	355.499	323.347	300.088

И напоследок комплексные тесты 3dmark: Time spy, Fire strike, Night raid, причем последний как раз ориентирован на тесты iGPU. Также посмотрим на влияние частоты оперативной памяти на результаты бенчмарков на частотах ddr4 2800 МГц и 2133 МГц с одинаковой формулой таймингов.

В целом картина не меняется в виду очень слабой встройки, и влияние памяти минимально. Тут можно карту и пожирнее, вплоть до GTX 1060.

Выводы

Связка QNVH 6/12 с частотой 3300 МГц  + H170m-plus + ddr4 2800 МГц 32Гб  имеет право на жизнь, хотя и будет уступать по производительности в малопоточных приложениях и старых играх процессорам с меньшим числом потоков и большей частотой, например, Xeon E3 1230V3 с частотой 3800 МГц c ddr3  или  i5 7400  3400 МГц с ddr4. К QNVH можно поставить видеокарту уровня GTX 1060, а можно и пересидеть на встройке. Суммарное потребление системы на данном процессоре без видеокарты не превышает 100 Вт, так что можно пользоваться недорогим кулером с четырёхсторонним прижимом (по типу боксовых кулеров).

Но главное преимущество этого процессора - это его цена. Ну где вы сейчас найдёте 6 ядерник с 12 потоками за 80$ на сокете 1151? Если я не прав, поправьте меня в комментариях. 

А свою цель получить очки на HWbot я выполнил сполна: до меня его никто не тестировал. 

Страница QNVH (ES) на HWbot

 Ещё раз спасибо нашим китайским друзьям.

P.S. Выражаю отдельную признательность за coffee time svarmod.