Материнская плата MSI Big Bang XPower. Часть 2

2 ноября 2010, вторник 03:06
S_A_V для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

В первой части статьи был проведен внешний обзор материнской платы, её системы охлаждения, системы питания и звукового модуля Quantum Wave. Были рассмотрены возможности BIOS и устройства для управления разгоном OC Dashboard.

Осталось проверить возможности материнской платы по разгону процессоров и памяти на практике и привести результаты замеров энергопотребления и эффективности системы охлаждения.

Тестовая конфигурация

Для тестирования был использован открытый стенд со следующей конфигурацией:

  • Процессоры:
    • Intel Xeon X5667 A0 ES (Westmere-EP), 6-cores, 3066 МГц;
    • Intel Core i7-930 D0 (Bloomfield), 4-cores, 2800 МГц;
  • Материнская плата: MSI Big Bang XPower, Ver.1.0, Intel X58, BIOS 1.0 beta Y (1.0B34) для Xeon X5667 и 1.4 beta 3 для Core i7-930;
  • Память: G.Skill Perfect Storm F3-16000CL7T-6GBPS 7-8-7-20 1.65 В 3x2048 Мбайт;
  • Видеокарты:
    • MSI N480GTX-M2D15-B (reference GeForce GTX 480), 1536 Мбайт GDDR5, PCI-E;
    • Gigabyte Radeon HD 5870 Super Overclock, 1024 Мб GDDR5, PCI-E;
    • Palit GeForce 7300 GT Sonic, 256 Мбайт GDDR3, PCI-E;
  • Жёсткий диск: Western Digital WD1500HLFS (Velociraptor), 150 Гбайт;
  • Блок питания: Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14 1000 Вт;
  • Термопаста:
    • Arctic Silver 5 при использовании воздушного охлаждения;
    • Arctic Silver Ceramique при использовании охлаждения жидком азотом;
  • Охлаждение процессора:
    • GlacialTech F101 PWM;
    • XtremeLabs.org MAGNUM CPU LN2 Pot.

Программное обеспечение:

  • Windows 7 Ultimate build 7600 x86;
  • DirectX Redistributable (Jun2010);
  • Intel Chipset Device Software v9.1.1.1020;
  • Intel Matrix Storage Manager v8.9.0.1012;
  • NVIDIA ForceWare v258.96;
  • CPU-Z v1.55;
  • Core Temp v0.99.7;
  • LAVALYS Everest Ultimate 5.50.2183 beta;
  • LinX v0.6.4;
  • FurMark v1.8.0.

Эффективность системы охлаждения

Чтобы проверить эффективность системы охлаждения MSI Big Bang XPower был производен замер температур в двух режимах – на номинальных частотах и с разгоном процессора Intel Xeon X5667 при помощи воздушного кулера GlacialTech F101 PWM:

  • Номинал: частота процессора 3066 МГц, Vcore 1.15 В, CPU_VTT 1.20 В, IOH Voltage 1.10 В.
  • Разгон: частота процессора 4106 МГц, Vcore 1.35 В, CPU_VTT 1.35 В, IOH Voltage 1.25 В.

Видеокарта GeForce GTX 480 в обоих случаях работала на своих номинальных частотах и с автоматическим регулированием скорости турбины.

Температуры замерялись при помощи термометра UNI-T UT-325. Термопара с некоторым количеством термопасты Arctic Silver Ceramique прикладывалась к радиаторам на северном и южном мостах, а также к верхнему радиатору системы питания процессора. Термоинтерфейс под радиаторами системы охлаждения не менялся. Дополнительный обдув не использовался.

В каждом из двух режимов на всех трех точках фиксировались три температуры:

  • без нагрузки (Idle);
  • после 15 минут нагрузки на процессор (LinX);
  • после 15 минут одновременной нагрузки на процессор (LinX) и видеокарту (FurMark).

Дополнительно записывалась температура с датчика на материнской плате, которую показывает BIOS и программа Everest.

Результаты проверки сведены в таблицу:

Место замера температуры Idle
(номинал)
LinX
(номинал)
+FurMark
(номинал)
Idle
(разгон)
LinX
(разгон)
+FurMark
(разгон)
Радиатор системы питания 41.4 45.3 47.2 46.4 56.9 58.6
Радиатор северного моста 44.3 48.6 51.1 51.9 60.4 62.7
Радиатор южного моста 44.8 47.2 48.5 47.6 52.8 53.7
Датчик System Temperature 44 47 51 47 53 54

К моменту проведения тестирования системы охлаждения летняя жара всё ещё не закончилась, температура в помещении держалась на уровне +30°C. Это было непростое испытание для пассивной системы охлаждения, но материнская плата MSI Big Bang XPower его успешно прошла.

Разгон процессоров на воздушном охлаждении

Для проверки разгона были использованы два процессора – 6-ядерный Intel Xeon X5667 (A0) и 4-ядерный Intel Core i7-930 (D0).

Разгон процессора Intel Xeon X5667 на воздушном охлаждении ограничился температурой. При установке напряжения Vcore выше, чем 1.35 В, через несколько секунд после запуска LinX температура процессора по показаниям программы Core Temp переваливала за +100°C и компьютер отключался по защите от перегрева. С напряжением 1.35 В максимальная стабильная частота составила 4106 МГц, а температура при этом доходила до +102°C:

Большинство бенчмарков процессор был способен проходить на частоте 4500 МГц с напряжением 1.40 B. Приведу для примера результат на этой частоте в одном из тяжелых (для многоядерных процессоров) бенчмарков – wPrime:

Второй процессор, Intel Core i7-930 (D0), тестировался при температуре воздуха в комнате +22°C и с другой версией BIOS (1.4 beta 3 от 9 сентября 2010 года).

Сначала с ним была проверена работа технологии Intel Turbo Boost. После включения в BIOS технологии EIST, появляться возможность установить множитель на единицу больше штатного значения. Таким образом, в случае с Intel Core i7-930, мы получаем постоянную работу процессора с множителем 22, независимо от уровня нагрузки.

Повышенный множитель не "слетал" как в номинале, так и при разгоне до 4000 МГц с напряжением 1.35 В:

Это позволяет использовать Intel Turbo Boost на MSI Big Bang XPower при разгоне процессоров с заблокированным на повышение множителем, в том случае, когда штатного множителя недостаточно.

Для стабильной работы на 4000 МГц процессору хватило напряжения 1.25 В. Оно было повышено лишь для того, чтобы увеличить ток, потребляемый процессором.

Максимальный стабильный разгон Intel Core i7-930 на воздушном охлаждении составил 4325 МГц с напряжением 1.40 В и температурой +100°C под нагрузкой:

На частоте 4744 МГц удалось пройти легкие однопоточные бенчмарки Super Pi 1M и Pi Fast за 8.533 и 17.77 секунд соответственно:

Максимальная частота, зафиксированная в программе CPU-Z, составила 4797 МГц:

Разгон по базовой частоте (BCLK)

Разгон по базовой частоте процессора Intel Xeon X5667 уже был проверен ранее на материнской плате EVGA X58 Classified. На MSI Big Bang XPower он полностью совпал – стабильная работа на частоте до 210 МГц и максимальная частота 212 МГц:

Стало ясно, что это просто неудачный экземпляр процессора, не способный раскрыть истинный потенциал MSI Big Bang XPower.

Второй процессор, Intel Core i7-930, оказался лучше: в режиме Fast QPI он разогнался до базовой частоты 221 МГц:

После перевода шины QPI в медленный режим и повышения частоты PCI-E до 120 МГц разгон BCLK поднялся до 230 МГц:

На воздушном охлаждении результаты разгона по базовой частоте получились выше среднего уровня, но далеко не рекордные. С материнской платой было проверено на разгон только два процессора и оба без предварительного отбора. Один оказался совсем неудачным, а второй не смог преодолеть порог 4000 МГц по частоте QPI и потребовал перевода этой шины в медленный режим, что делает такой разгон непригодным для практического использования. Но существуют и более удачные процессоры, которые могут работать на MSI Big Bang XPower до 231 МГц с нормальным режимом шины QPI, например, вот этот.

Разгон с использованием жидкого азота

Для охлаждения процессора использовался стакан XtremeLabs.org MAGNUM CPU Pot и 16 литров жидкого азота, а для контроля температуры процессора и стакана — цифровой термометр UNI-T UT-325. В планах не было запускать 3D-бенчмарки, поэтому с целью уменьшения энергопотребления видеокарта была заменена на Plait GeForce 7300 GT Sonic. Для получения результатов использовалась операционная система Windows XP SP3 x86, настроенная на максимальную производительность.

На азоте был протестирован только Intel Core i7-930. Сначала, конечно же, был определен его Cold Bug и Cold Boot Bug. Оба оказались на достаточно высоком уровне – около минус 90°C. А оптимальная рабочая температура еще выше – в интервале минус 65…70°C. При этих температурах разгон по базовой частоте вырос на 20 МГц по сравнению с пределом на воздухе и составил 250 МГц:

Но опять же, на данном экземпляре процессора, это было возможно только в медленном режиме шины QPI. В режиме с нормальной частотой QPI разгон по BCLK не изменился ни на мегагерц.

Затем была проведена проверка разгона памяти. Давно известно, что с процессорами на ядре Bloomfield разгон памяти ограничен разгоном процессора по частоте Uncore. При воздушном охлаждении разогнать память заметно выше уровня 2000…2200 МГц очень сложно, независимо от используемой материнской платы. Поэтому для проверки разгона памяти лучше использовать процессоры на ядре Gulftown, способные работать с частотой Uncore ниже, чем удвоенная частота памяти. Найти такой процессор для тестирования не удалось, поэтому пришлось использовать Intel Core i7-930. Охлаждение жидким азотом позволило разогнать его по частоте Uncore до 4800 МГц с напряжением CPU_VTT равным 1.58 В:

Это дало возможность поднять частоту памяти до 2400 МГц с таймингами 8-9-8-24 1T, что далеко не предел для используемой памяти, но очень хороший результат для платформы Socket 1366. Память при этом работала в трехканальном режиме и без повышения тайминга Back to Back CAS# Delay (B2B).

Также были получены следующие результаты в 2D-бенчмарках:

  • CPU-Z: 5142 МГц;
  • SuperPi 1M: 7.860 секунд на частоте 5100 МГц;
  • PiFast: 16.55 секунд на частоте 5100 МГц;
  • wPrime 32M: 4.704 секунд на частоте 5069 МГц;
  • wPrime 1024M: 151.172 секунд на частоте 5006 МГц;

Производительность

Первоначально для сравнения производительности планировалось использовать материнскую плату EVGA X58 Classified, но, к сожалению, она не дожила до момента тестирования. Других материнских плат на чипсете Intel X58 в наличии не оказалось, поэтому оценить производительность MSI Big Bang XPower можно было только косвенным образом, пройдя какой-нибудь чувствительный 2D-бенчмарк на фиксированной частоте.

Один из показателей производительности материнской платы – результат в бенчмарке Super Pi 1M. В нем процессор с ядром Bloomfield на частоте 4000 МГц должен показывать результат в районе 10 секунд (±0.1), естественно при условии использования хороших модулей оперативной памяти.

После нескольких попыток был получен результат 10.047 секунд:

Конечно, это не заменяет полноценного тестирования и сравнения с другой платой, но позволяет понять, что с эффективностью результатов в 2D-бенчмарках у MSI Big Bang XPower все в норме.

Измерение энергопотребления

Для того чтобы узнать уровень энергопотребления системы, собранной на базе материнской платы MSI Big Bang XPower и процессора Intel Core i7-930, а также оценить эффективность работы технологии Active Phase Switching, был использован тарификатор электроэнергии PEREL Tools E305EMG.

Измерения были проведены в четырех частотных режимах работы процессора:

  • Номинальная частота (2800 МГц, 1.19 В);
  • Разгон до фиксированной частоты (4000 МГц, 1.25 В);
  • Максимальный разгон на воздушном охлаждении (4325 МГц, 1.40 В);
  • Разгон до частоты 4800 МГц с напряжением 1.61 В, достижимый при использовании одноконтурной системы фазового перехода. Для "эмуляции" режима работы "фреонки" температура на стакане для жидкого азота поддерживалась на уровне -50°C.

На каждой из этих частот энергопотребление измерялось в пяти состояниях, отличающихся уровнем нагрузки:

  • Ждущий режим (Sleep mode);
  • Режим простоя при загруженной операционной системе (OS idle mode);
  • Режим простоя в BIOS Setup;
  • Нагрузка только на процессор программой LinX;
  • Одновременная нагрузка на процессор и видеокарту программой OCCT (тест PSU).

При тестировании энергопотребления была использована видеокарта Gigabyte Radeon HD 5870 Super Overclock, разогнанная до частот 1000/1300 МГц с напряжением 1.30/1.70 В (во всех режимах измерения). Технологии Hyper Threading и Intel Turbo Boost были включены во всех режимах. Технология C1E была включена только в режимах с номинальной частотой. В операционной системе был установлен план электропитания "Высокая производительность".

Результаты измерения энергопотребления приведены в таблице:

Режим измерения Sleep Mode OS idle BIOS LinX OCCT PSU
Номинал, технология APS включена 150 230 270 370 509
Номинал, технология APS выключена 159 239 274 375 516
Разгон до 4000 МГц 1.25 B 186 256 304 434 563
Разгон до 4325 МГц 1.40 B 203 276 326 544 673
Разгон до 4800 МГц 1.61 B n/a 304 n/a 667 756

Программы LinX и OCCT создают непостоянный уровень нагрузки, что приводит к беспрерывно изменяющемуся уровню энергопотребления. В таблице приведены максимальные показатели энергопотребления, полученные после достижения стабильных температур на процессоре и видеокарте.

Проверка технологии Active Phase Switching показала, что она действительно работает и помогает сэкономить 2-5% электроэнергии, в зависимости от уровня нагрузки. Но разница в количестве активных фаз и в показаниях энергопотребления была замечена только при работе процессора на номинальных частотах. После разгона количество активных фаз всегда было максимально возможным, даже при включенной технологии Active Phase Switching.

Заключение

Преимущества и недостатки MSI Big Bang XPower:

Отличный разгон по частоте BCLK – до 250 МГц с 4-ядерными процессорами Bloomfield и до 265 МГц с 6-ядерными Gulftown. Это на уровне лучших материнских плат для платформы Socket 1366, таких как EVGA X58 Classified и Asus Rampage III Extreme. С разгоном памяти никаких проблем нет.

Низкая цена по сравнению с флагманскими материнскими платами под Socket 1366 от других производителей;

Продуманный дизайн. Слоты памяти не перекрываются видеокартой. Система охлаждения не мешает установке процессорных кулеров и видеокарт. Кнопки, переключатели и индикаторы расположены с краю платы.

Все удобства для разгона и бенчмаркинга: устройство OC Dashboard, разъёмы для подключения мультиметра V-Check Points, индикатор POST-кодов, кнопки для управления частотой BCLK, кнопки Reset и Power, кнопка для сброса BIOS;

Допустимые интервалы всех напряжений в BIOS достаточны для любого разгона;

Бесшумная система охлаждения, эффективности которой достаточно для разгона с повышением напряжений;

Качественная система питания (микросхемы DrMOS, дроссели SFC, танталовые конденсаторы);

Наличие дополнительных разъёмов питания для процессора (второй EPS-12V 8-pin) и видеокарт (PCI-E 6-pin);

Поддержка USB 3.0 и SATA 6 Гбит/с;

Богатый комплект поставки;

Расположение слотов расширения не позволяет использовать четыре видеокарты, занимающие два слота, без применения удлинителя PCI-E Riser;

Ограниченная поддержка серверных процессоров с двумя шинами QPI (например, линейка Intel Xeon X56xx на ядре Westmere-EP) – нет возможности изменить на них множитель памяти и множитель Uncore;

Нет возможности частичной ручной установки таймингов памяти. Можно или задать их все самому или все оставить на усмотрение BIOS’a;

Для экстремального разгона процессоров, произведенных по техпроцессу 32 нм, может потребоваться модификация защиты по току (Vcore-OCP-mod);

Установлена всего одна микросхема BIOS и та несъёмная. Но при необходимости перепрограммирования выпаивать её не придется, потому что рядом есть разъём JSPI1, к которому можно подключить SPI-программатор;

Неудобные и хрупкие фиксаторы в слотах PCI-E;

Отсутствие разъёма IDE.

Сколько пользователей используют по четыре видеокарты или серверный процессор, занимаются тонкой настройкой таймингов памяти, не способны при необходимости сделать простую модификацию OCP, "запарывают" BIOS, ломают слоты и до сих пор пользуются накопителями с устаревшим интерфейсом? Вероятно, не так уж и много. А для всех остальных у MSI Big Bang XPower недостатков нет.

Выражаем благодарность:

  • Компании MSI за предоставленные материнскую плату MSI Big Bang XPower и видеокарту MSI N480GTX-M2D15-B;
  • Компании Intel за предоставленный процессор Intel Xeon X5667.
  • S_A_V