Изучение нюансов разгона процессоров Intel Haswell

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд
• Краткое знакомство с материнской платой
• Поиск ПО для выявления нестабильности
• Нестабильность процессора
• Нестабильность CPU Cache
• Сравнение стресс-тестов для проверки температурного режима
• Разгон процессора
• Воздушное охлаждение
• Скальпирование процессора
• Жидкостное охлаждение
• Разгон CPU Cache
• Воздушное охлаждение
• Жидкостное охлаждение
• Дополнительно
• Заключение

Вступление

В данном материале в рамках лаборатории будет рассмотрен разгон Intel Core i7-4770K. Стоит отметить, что процессоры Haswell в последнее время были протестированы от и до, была как проверка частотного потенциала нескольких экземпляров, так и эксперименты со снятием крышки, и даже тесты с экстремальным разгоном, о чем же еще писать?

Обычно рассматривается вопрос итоговых цифр разгона, но забывается сам процесс достижения результатов, опускается информация о том, как подопытный реагирует на изменение напряжения питания и температурного режима, и сколько он потребляет в разгоне. Пора заполнить пробелы и посмотреть, на что способен испытуемый.

Отмечу, что используемый в статье i7-4770K – не случайный, и базовую проверку на разгон уже проходил до меня в тесте Fire Vadim (участник N2).

Тестовый стенд

Тестирование производилось в составе следующей конфигурации:

• Процессор: Intel Core i7-4770K;
• Материнская плата: ASUS Sabertooth Z87;
• Системы охлаждения:
• Zalman CNPS10X Performa (120*120*25, ~2000 об/мин);
• СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
• Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
• Оперативная память: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX, 2*4 Гбайта DDR3-2400 (10-12-12-31, 1.65 В);
• Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
• Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Вт;
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение:

• Windows 7 Ultimate SP1 x64.

Краткое знакомство с материнской платой

ASUS Sabertooth Z87, рассмотренная в недавнем обзоре, неплохо себя зарекомендовала, за подробностями советую перейти по указанной ссылке. В целом, каких-либо ее неизученных возможностей не осталось, остается лишь проверить работу режимов Load-Line Calibration для Input Voltage процессора.

Да, теперь требования к стабилизации входного напряжения уже ниже, чем на процессорах предыдущих поколений, ведь на Haswell все необходимые напряжения формируются уже непосредственно внутри CPU, более того, при обычном разгоне с воздушным охлаждением работа Load-Line Calibration по крайней мере с этим экземпляром i7-4770K никак не отражалась на стабильности системы.

Тем не менее, где гарантии, что разница в значениях Input Voltage между простоем и нагрузкой не проявится при использовании высоких напряжений питания и частот после скальпа процессора, да на жидкостном охлаждении? Так что лишний фактор возможного появления проблем при разгоне лучше исключить.

Работа Load-Line Calibration для CPU Input Voltage:

Как видно по результатам замеров, штатно материнская плата выставляет самый агрессивный режим работы – Level 8. Наименьшее расхождение результатов между нагрузкой и простоем наблюдается в режиме Level 5, данный режим и был задействован при всех дальнейших экспериментах.

Замеры производились при помощи мультиметра Mastech MY64.

Поиск ПО для выявления нестабильности

Для проверки были выбраны программы, специально создававшиеся как стресс-тесты, позволяющие выявлять нестабильность в работе системы.

Программное обеспечение, выбранное для выявления нестабильности:

• LinX 0.6.4 (тестирование производилось в режиме с доступной памятью 1024 Мбайта, 3072 Мбайта и 6144 Мбайта для последней версии Linpack);
• OCCT 4.4.0 (тест CPU: OCCT в режимах Large Data Set, Medium Data Set и Small Data Set);
• Prime95 v27.9 build1 (в режимах Small FFTs, In-place Large FFTs и Blend);
• CST 0.20.01a (комбинированный тест, включающий в себя режимы Matrix=5, Matrix=7 и Matrix=15).

За стабильность принято состояние системы, при котором в течение 10-15 минут работы теста не возникает каких-либо проблем в работе системы.

Нестабильность процессора

В данном подразделе статьи выберем программное обеспечение, при помощи которого легче выявить нестабильность именно процессора, при заведомо стабильных частотах памяти и CPU Cache. Методика относительно проста: при фиксированном значении напряжения питания подобрать максимальный разгон для каждой из программ, и вычислить тест, при котором будет достигнута минимальная частота стабильной работы.

Ну, а параллельно поиску стабильных частот можно и оценить поведение системы при переразгоне для того или иного теста. И поскольку при разном температурном режиме ЦП сбои в его работе могут проявляться при разном виде нагрузки, то тестирование производилось для двух значений напряжения питания процессора – 1.05 В и 1.175 В. В первом режиме перегрев процессора исключен, в то время как во втором напряжение близко к пороговому, когда в некоторых программах температура уже подходит к 90 градусам.

Для начала приведу результаты при напряжении 1.05 В. Максимальная частота работы i7-4770K, при которой стартует стендовая Windows 7 – 4030 МГц.

Как можно видеть, разброс между частотой полной стабильности и частотой запуска системы не такой уж и малый, да и стресс-тесты разделяет разница более сотни мегагерц, несмотря на то, что использовалось весьма низкое напряжение питания процессора. Лучше всего себя проявили тесты OCCT 4 и Prime 95, лучший результат был получен в режиме Prime 95 Blend.

Интересно, что в отличие от процессоров AMD, здесь поведение системы при переразгоне одинаковое независимо от уровня переразгона и от используемого программного обеспечения – если есть переразгон, то система стабильно либо перезагружается, либо уходит в BSOD 124.

Поднимем напряжение питания процессора до 1.175 В. При таком значении Windows может стартовать на 4381 МГц.

По сравнению с напряжением питания 1.05 В существенных изменений в раскладе сил нет, несмотря на изменившийся температурный режим работы процессора, лидеры и аутсайдеры не изменились, лучший результат по-прежнему остается на Prime 95 Blend.

Нестабильность CPU Cache

В данном подразделе статьи выберем программное обеспечение, при помощи которого легче выявить нестабильность CPU Cache, при заведомо стабильных частотах процессора и памяти. Методика та же, что и в случае с поиском ПО для тестирования ЦП: при фиксированном значении напряжения питания подобрать максимальный разгон для каждой из программ, и вычислить тест, при котором будет достигнута минимальная частота стабильной работы.

Для базовой проверки было установлено напряжение питания CPU Cache 1.1 В, напряжение питания CPU было установлено на уровень 1.05 В, дабы температурный режим не вносил корректив. Проверять все программы для разных температурных режимов, как показала практика, смысла нет. Так что проверим лишь изменение разгона CPU Cache при переходе с напряжения питания процессора от 1.05 В до 1.175 В для программы, показавшей лучший результат.

Частота, при которой стартует Windows – 4335 МГц.

Как показало тестирование, лучше всего нестабильность CPU Cache выявляет LinX при использовании больших объемов доступной оперативной памяти. В отличие от разгона ЦП, в случае с CPU Cache поведение процессора при переразгоне уже сложнее – система то зависнет, то уйдет в перезагрузку, то покажет BSOD 101 или 124. Однако систематизировать все ошибки невозможно – независимо от программного обеспечения и уровня переразгона процессор всегда сбоит по-разному.

После проверки CPU Cache на разгон было решено поднять напряжение питания процессора с 1.05 В до 1.175 В, чтобы «подогреть его». Результатом стало ухудшение частотного потенциала CPU Cache с 4087 МГц до 4073 МГц. Разница не такая уж и большая, но с учетом того, что перегрев случается не из-за большого потребления ЦП, а из-за плохого охлаждения и при низких напряжениях, то ожидать при дальнейшем разгоне можно чего угодно. Это покажет лишь тестирование.

Последнее, что осталось сделать – проверить, какие программы лучше прогревают процессор.

Сравнение стресс-тестов для проверки температурного режима

Температурный мониторинг производился при помощи программы Core Temp 1.0 RC5. Помимо температурных замеров был произведен и замер энергопотребления процессора, при помощи мультиметра Mastech MY64 и 50 А 75 мВ шунта (75ШИП1-50-0.5) в разрыве плюса 8-pin кабеля питания.

Для того, чтобы более адекватно оценить разницу в результатах, были использованы два различных уровня напряжения: 1.05 В и 1.15 В. Система охлаждения – Zalman CNPS10X Performa.

Для начала, результаты с 1.05 В:

Результаты весьма интересные – наиболее высокие температуры можно наблюдать в Linpack тестах, однако максимальное потребление процессора, пусть и с небольшой (но со стабильной) разницей выше в тесте Prime 95 Small FFTs. Видимо, разные программы нагружают разные блоки ядра CPU, и в LinX больше нагружены те, которые расположены у температурных датчиков. Интересно сравнить LinX в режимах с разным количеством доступной памяти: пиковое энергопотребление при увеличении объема задачи не изменяется, в то время как в температурном режиме разница есть.

Результаты с 1.15 В:

При увеличении напряжения питания процессора изменились только абсолютные цифры, то есть выросли температуры, выросло потребление, но расклад сил между программным обеспечением оказался прежним. Наиболее высокие температуры можно наблюдать в LinX с большим объемом задачи, а максимальное энергопотребление – в Prime 95 Small FFTs.

Помимо всего прочего, можно отметить «удачность» используемого экземпляра Intel Haswell – дельта температур между самым холодным и самым горячим ядрами местами превышает отметку в 10 градусов, что весьма и весьма немало для сравнительно низкого энергопотребления.

Разгон процессора

Для экспериментов с разгоном Intel Core i7-4770K было использовано напряжение питания CPU Cache 1.1 В, Input Voltage 1.8 В.

Воздушное охлаждение

Мы уже выяснили, чем греть процессор (в тесте далее – использовался LinX с объемом 3072 Мбайта), да и чем «ловить» нестабильность тоже (в тесте далее – использовался Prime 95 Blend), пришло время непосредственно для самого процесса разгона. В данном подразделе статьи изучим зависимость результатов разгона от установленного напряжения питания, а также сравним разгон на воздушном и жидкостном охлаждении, что после сопоставления результатов позволит выявить зависимость разгона от температурного режима CPU.

Как и ранее при тестировании процессоров AMD, помимо изучения возможности увеличения штатной частоты, будет проверена и работа режимов с заниженным напряжением питания ЦП. Точкой отсчета выбрано минимальное напряжение, требуемое для стабильной работы на частоте 3 ГГц, для стендового экземпляра такой отметкой стал уровень 0.84 В.

Результаты Core i7-4770K с воздушным охлаждением:

Как видно по графику, разгон процессора «из коробки» на неплохом воздушном кулере может лишь вогнать в тоску. Да, он неплохо работает на низких напряжениях, неплохо отзывается на увеличение напряжения питания, но максимальный разгон ограничен планкой в 1.19 В, при дальнейшем увеличении напряжения питания начинается перегрев. Уж чего-чего, а после Sandy Bridge (да и Ivy Bridge в целом), ожидаешь более внятных результатов.

График температурного режима:

По графику видно, что при увеличении напряжения питания нет «лавинообразного» роста температур. Температурный режим выглядит излишне высоким даже при снижении напряжения питания ЦП ниже штатного. И это, повторюсь, не на BOX-кулере, а на CNPS10X Performa. Чтобы уже окончательно расставить точки над i, приведу график энергопотребления процессора:

Вот такая вот картина, его потребление едва ушло за границу 120 Вт, а температура уже превышает отметку в 90 градусов. Помнится, AMD FX-8150 на воздушном охлаждении не перегревался и при потреблении свыше 300 Вт.

Всему виною, разумеется, экономия Intel на производстве и использование термопасты вместо припоя в качестве термоинтерфейса между кристаллом и теплораспределителем. Хотя отнестись к такой политике можно двояко: с одной стороны, это можно расценивать как «палки в колеса» оверклокерам, или даже как пренебрежение энтузиастами. С другой стороны, тот, кто снимает с процессора крышку и меняет родную термопасту на жидкий металл, может достичь неплохих результатов. Итого, есть четкая граница: «прямые руки = хороший разгон», «кривые руки = плохой разгон».

Такая вот борьба за пряморукость пользователей и за повышение их уровня умений. Возможно, с выходом Haswell неплохо выросли продажи тисков и жидкого металла, то есть в Intel постарались не только на благо повышения навыков пользователей, но и попутно помогли заработать совершенно сторонним производителям и продавцам!

Ну да ладно, шутки шутками, а все же для дальнейших экспериментов не обойтись без скальпирования процессора. Немногим ранее wildchaser посвятил этой теме одну из своих статей, где перечислил существующие методы скальпирования ЦП, а также показал, какой разницы в температурном режиме можно ожидать.

Скальпирование процессора

Было решено снимать крышку в тисках методом сдвига:

С одной стороны тисков процессор упирается текстолитом, с другой стороны – своей крышкой. В итоге она сдвигается относительно текстолита. Для того чтобы CPU легче поддался механическому воздействию, не помешает его прогрев феном. Чем выше температура, тем раньше поддастся герметик, который скрепляет крышку и текстолит (в районе ядра процессор термопастой не удерживается).

После прикладывания некоторого усилия крышка поддается и можно увидеть «голый» ЦП:

Как видно по фотографии выше, термопасты в Intel не пожалели, такого количества хватило бы на три-четыре процессора. Затвердеть паста еще не успела, но высохла изрядно, не исключаю, что за время гарантии качество теплопередачи ухудшилось бы еще сильнее, чем есть сейчас.

После снятия крышки осталось только нанести на нее жидкий металл (ЖМ-6). Из мер предосторожности посоветую закрыть цепочку конденсаторов скотчем (или, чем-то другим на свое усмотрение), все же случайное попадание туда жидкого металла обернется долгими чистками и потерянным временем.

Первые же «пристрелки» после смены термопасты на жидкий металл дали примерно 20 градусов разницы в температурном режиме, и, разумеется, открылась возможность дальнейшего увеличения напряжения питания. Итоговые результаты разгона процессора:

Уже при напряжении питания 1.14 В начинает проявляться разница в разгоне между штатным и скальпированным вариантом, а при 1.19 В она и вовсе превысила 50 МГц. Замечу, что после скальпирования процессора уже можно использовать напряжение питания 1.34 В без возникновения перегрева, то есть замена термопасты на жидкий металл позволила «подвинуться» в разгоне на 0.15 В. Итого, разница в разгоне между штатным процессором и скальпированным на воздушном охлаждении составила 306 МГц. В целом, неплохо.

Сравнение разгона на штатном процессоре со скальпированным:

Собственно, в дополнительном комментировании график не нуждается, разницу в разгоне видно невооруженным взглядом.

График изменения температурного режима:

При напряжении питания 1.19 В разница составила 19 градусов (на самом деле больше, по причине переменчивого климата, тесты скальпированного процессора производились при большей комнатной температуре). Интересно, что с ростом напряжения питания увеличение температурного режима остается более-менее плавным, так что есть надежда на существенные подвижки при переходе от воздушного охлаждения к жидкостному.

Кстати, сопоставив графики разгона и температур, можно заключить, что при пересечении процессором отметки в 80-85 градусов его отклик на увеличение напряжения ухудшается. Этим можно объяснить и 50 МГц разницы на 1.19 В после смены термоинтерфейса.

Влияние напряжения питания CPU на энергопотребление:

По сравнению с графиком процессора до операции скальпирования, здесь по большему количеству точек (протестированных режимов) уже можно делать какие-то выводы. Не сказать, чтобы каждый последующий шаг напряжения питания сильно влиял бы на энергопотребление, но если сравнивать через несколько точек, то смотреть на разгон можно по-разному.

К примеру, возьмем энергопотребление ЦП для напряжения питания 1.14 В и 1.34 В, разница составляет 68 Вт или 1.64 раза, а разница в разгоне? Всего 383 МГц или 1.09 раза. Понятно, что это не остановит того, кто гонится за максимальной производительностью, но если таковой цели нет – возможно, стоит задуматься о целесообразности разгона.

Жидкостное охлаждение

При сравнении графиков зависимости температуры и энергопотребления процессора от установленного напряжения было видно, что термоинтерфейс между кристаллом и теплораспределителем уже не является ограничителем, так что переход к СЖО – вполне логичный шаг. Как показали первые опыты, более-менее комфортный температурный режим с жидкостным охлаждением наблюдается вплоть до 1.44 В.

Избежать перегрева можно было бы даже при напряжении 1.48-1.49 В, но это уже не дает сопутствующего улучшения частотного потенциала. Итоговые результаты разгона:

По графику видно, что процессор не лучшим образом реагирует на увеличение напряжения питания выше 1.29 В, что было заметно и при использовании воздушного охлаждения. Для сравнения приведу совместный график разгона, полученного на воздухе и воде:

Да, переход на жидкостное охлаждение позволил добиться разницы уже при напряжении питания процессора 1.14 В, но с увеличением напряжения разница в разгоне не растет, хотя по идее должна, ведь разница в температурном режиме при увеличении напряжения питания тоже увеличивается. Тут как нельзя кстати график сравнения температурных режимов:

Да, действительно температуры по сравнению с воздушным охлаждением значительно упали, при этом, чем выше напряжение питания, тем выше разница между разными системами охлаждения. А поведение в разгоне и отклик процессора на увеличение напряжения питания не изменяется. Непорядок.

Так как результаты получились не совсем понятные и неожиданные, не покидало ощущение, что ограничитель разгона ЦП где-то на стороне. Было установлено напряжение питания процессора 1.34 В (при котором, сопоставляя предыдущие графики частот/температур, уже наверняка что-то не так) и методом «кручу-верчу, разогнать хочу» было проверено влияние на разгон вторичных напряжений CPU. И, действительно, выяснилось, что его потенциал еще не раскрыт. Заметное влияние на разгон оказывает увеличение Input Voltage.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Core Voltage 1.34 В:

Интересные результаты, от 4582 МГц к 4632 МГц на ровном месте, без изменения температурного режима и энергопотребления, простым изменением Input Voltage.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Core Voltage 1.39 В:

При напряжении питания i7-4770K 1.39 В разница от изменения Input Voltage еще выше, от 4619 МГц к 4696 МГц, она уже составляет 77 МГц против 50 МГц при 1.34 В.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Core Voltage 1.44 В:

При напряжении питания процессора 1.44 В разница в разгоне от увеличения Input Voltage даже превысила планку в 100 МГц. Уж чего-чего, а такие значения даже ожидать было излишне оптимистично. Но, что есть, то есть. Последний штрих – подбор Input Voltage для напряжения питания 1.29 В, поскольку итоговый график «частота/напряжение» выглядел не совсем правильным. Но там долго подбирать варианты не пришлось, оптимальным значением стало 1.9 В, с увеличением разгона на 13 МГц.

Итого, «новый» график разгона:

После сопоставления итогового разгона с результатами на воздухе и сравнения графиков температурного режима данный график выглядит уже логичнее. Да и итоговый результат разгона в 4747 МГц радует глаз. По сути, с включенным HT даже мой Core i7-2600K разгоняется хуже. Вспоминая график температурного режима и итоговые 82 градуса, можно было бы взять еще один шаг увеличения напряжения питания, но на выводы это бы уже не повлияло, так что было решено почем зря не «поджаривать» процессор высокими напряжениями, ведь тот же мониторинг CPU-Z при выставленных в UEFI 1.44 В под нагрузкой показывает уже 1.488 В. Тем более, что ЦП еще пригодится в будущем для тестирования материнских плат, так что пределы живучести проверять не будем.

В конце этого раздела можно подвести краткий итог:

• Замена термопасты между кристаллом и теплораспределителем на жидкий металл, а также переход с воздушного охлаждения на СВО в общей сложности позволило поднять частотный потенциал процессора на 500 МГц, с 4247 МГц до 4747 МГц.

Последний график по разгону ЦП, его энергопотребление с жидкостным охлаждением:

Здесь уж грань разумного разгона каждый выберет сам для себя. На мой взгляд, оптимально использовать напряжения в диапазоне 1.19-1.29 В, при дальнейшем разгоне рост частот уже не соразмерен росту энергопотребления и температурного режима.

В остальном, можно лишь отметить, что между режимами минимального и максимального энергопотребления есть разница более 4.5 раз, при разнице в частотах только в 1.58 раза. Интересной особенностью выглядит снижение энергопотребления процессора при снижении температур, которое было как при замене термоинтерфейса между ядром и крышкой для воздушного охлаждения, так и при установке СЖО после воздушного охлаждения. Да, разница в цифрах небольшая, но и в погрешности измерений ее не записать.

Разгон CPU Cache

В данном подразделе статьи изучим зависимость результатов разгона CPU Cache от установленного напряжения питания. Как и в случае с разгоном процессора, произведено и сравнение результатов разгона в зависимости от системы охлаждения.

Отмечу, что на сей раз все тесты производились уже после скальпирования процессора, то есть с жидким металлом между кристаллом и теплораспределителем. На время поиска стабильных частот CPU Cache режим работы ЦП был зафиксирован на Х40 множителе при напряжении питания 1.15 В.

Воздушное охлаждение

Как и в случае с разгоном непосредственно CPU, точкой отсчета было решено взять минимальное напряжение питания, необходимое для стабильной работы на 3000 МГц. В случае с испытуемым, стабильность сохранялась вплоть до 0.82 В, что даже ниже, чем ранее с Core Voltage и разгоном ЦП.

Результаты разгона CPU Cache с воздушным охлаждением:

Изначально на увеличение напряжения питания кэш реагирует очень бодро, даже сильнее, чем сам процессор, но чем выше напряжение питания, тем хуже отклик частотного потенциала, но общий результат разгона на воздухе у CPU Cache получается даже выше, чем у CPU Core. Для сравнения приведу графики разгона процессора и кэша:

Видно, что при высоких напряжениях частотный потенциал выравнивается, в то время как на низких преимущество в частотах остается за CPU Cache.

Температурный режим:

График показывает, что увеличение напряжения CPU Cache и соответственно увеличение частот почти не сказывается на температурном режиме, 0.82 В и 1.42 В отделяются всего лишь четырьмя градусами, что при разгоне процессора – мелочь. Видимо, потребление кэша на фоне ЦП в целом ничтожно мало. Дабы подтвердить это, график энергопотребления:

Конечно, разница присутствует, но это всего 23 Вт для увеличения напряжения с 0.82 В до 1.42 В, то есть мелочь, на которую можно не обращать внимания (по крайней мере, для скальпированного процессора, когда нет борьбы за каждый градус температуры).

Жидкостное охлаждение

По сравнению с воздушным охлаждением разница в результатах не принципиальна. Да, вместо 4600 МГц итоговый результат составил 4646 МГц. К слову, такой же результат был достигнут немногим ранее при разгоне непосредственно ЦП. Интересное совпадение, правда? А совпадение ли, и нет ли таких же проблем со сторонним ограничителем разгона в лице Input Voltage? Собственно, грех было не проверить. Поскольку существенное изменение поведения начинается с отметки 1.22 В, именно с ней и было решено проверить.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Cache Voltage 1.22 В:

При Cache Voltage 1.22 В разница в результатах разгона при изменении Input Voltage минимальна, так что видимо при 1.22 В мы получаем пока еще честный разгон, а не ограниченный сторонними факторами.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Cache Voltage 1.32 В:

Конечно, результат не такой интересный, как в случае с разгоном CPU, но все же хоть какой-то выигрыш в частотах есть.

Зависимость разгона процессора от Input Voltage при Cache Voltage 1.42 В:

Не так круто, как с процессором, но все же результат уже заметнее, чем с напряжениями 1.22 В и 1.32 В, ибо 42 «бесплатных» мегагерца – вполне неплохо.

Так как после манипуляции с Input Voltage разгон CPU Cache более-менее реагировал на увеличение напряжения, то аналогично было решено проверить разгон при напряжении CPU Cache 1.47 В. Итоговым результатом разгона стала цифра 4739 МГц (оптимальное значение Input Voltage – 2.3 В).

Все же заметно, что при использовании высоких напряжений частотный потенциал CPU Cache ниже, чем потенциал самого процессора. Хотя разница в цифрах невелика. Для сравнения поведения выложу графики итогового разгона CPU Core и CPU Cache:

Линии графиков пересекаются где-то в районе напряжения питания 1.26 В. Собственно, примерно такой уровень напряжения ранее был признан близким к оптимальному по соотношению результатов разгона к энергопотреблению процессора и его температурному режиму. Итого, при оптимальном для разгона ЦП напряжении частотный потенциал ядер и кэша примерно совпадает.

Собственно, в графиках энергопотребления и температурного режима наверное смысла уже нет, все и так понятно, а значит, перегружать статью незачем. Если кому-то интересно, то потребление процессора изменяется от 96 Вт при 0.82 В до 125 Вт при 1.47 В, а температурный режим находится в пределах 56-58 градусов.

Дополнительно

С описанием результатов закончено, осталось лишь рассмотреть вопросы, не попавшие в основную часть обзора по причине несоответствия информации основным разделам статьи.

Для начала, о совместном разгоне процессора и CPU Cache – при переборе нескольких возможных режимов работы выяснилось, что при равном напряжении оптимально выставлять множитель частоты CPU Cache на единицу ниже, чем CPU Core, ибо разгон процессора и увеличенный температурный режим сказываются на частотном потенциале CPU Cache. При разнице множителей на единицу и равном напряжении, стабильными становятся все протестированные в статье режимы частот i7-4770K.

Так как многими пользователями в качестве теста стабильности используется LinX, то при тестировании системы на жидкостном охлаждении было решено проверить потенциал процессора и в данной программе. Было установлено напряжение питания ЦП и кэша на уровень 1.44 В, изначально достигнутый результат разгона составил 4708 МГц:

После подбора Input Voltage (наиболее стабильным процессор оказался при установке 2.26 В) результат разгона (без изменения CPU Core Voltage и CPU Cache Voltage) вырос до 4775 МГц:

Итоговое энергопотребление i7-4770K составило 238 Вт.

В обоих случаях частотный потенциал процессора при тестировании в LinX оказался выше, чем при тестировании в Prime 95 Blend, однако разница в нем при увеличении напряжения питания значительно уменьшилась по сравнению с тем, что можно было наблюдать в самом начале статьи, при тестировании программного обеспечения. В то же время проверка всего перечня ПО на стабильных для Prime 95 Blend частотах сбоев не выявила, так что выводы относительно него не изменились.

Помимо этого было интересно проверить энергопотребление в самом экономичном режиме среди протестированных, то есть при частоте CPU Core=CPU Cache=3000 МГц, с напряжением 0.84/0.82 В. Итоговый результат составил 40 Вт. Это почти в шесть раз меньше, чем в самом горячем режиме из рассмотренных

Напоследок в режиме максимального разгона было решено устроить стресс-тест стендовой платы (напомню, Sabertooth Z87). Для этого был полностью выключен обдув платы, а в качестве теста на прогрев был задействован Prime 95 Small FFTs. Результаты температурных замеров:

Да, по сравнению с результатами из обзора материнской платы температурный режим выглядит уже не так красиво, но все же он был зафиксирован на плате, накрытой кожухом, в режиме пассивного охлаждения. Как можно видеть, ASUS Sabertooth Z87 с используемым режимом справилась. Отдельно отмечу, что долговременная нагрузка и прогрев текстолита привели к тому, что процессор разогрелся до 89 градусов, против 85 в LinX при просто тесте на разгон.

Заключение

В целом, в статье уже все сказано, так что остается только подытожить все полученные результаты. Для удобства восприятия разобью по пунктам:

• Чем выше напряжение питания процессора, тем меньше разница между различным ПО в плане поиска нестабильности. Однако лучшие результаты независимо от используемых тестовых режимов показывает тест Prime 95 Blend.


• Для выявления нестабильности CPU Cache наиболее подходит LinX в режиме с большим количеством доступной памяти.


• В качестве теста на прогрев лучшие результаты показали тесты LinX, причем чем больше памяти задействовано, тем выше итоговая температура. Не следует списывать со счетов и Prime 95 в режиме Small FFTs: температура ЦП в данном тесте хоть и ниже, но энергопотребление системы максимально. Идеальный тест для проверки способностей материнских плат.


• Для более-менее приемлемых результатов разгона процессора не обойтись без замены термоинтерфейса между кристаллом и теплораспределителем, это неплохо отображается на температурном режиме. Без замены термопасты на жидкий металл CPU перегревается, не достигнув энергопотребления и в 130 Вт (отмечу тот факт, что Intel не покладая рук трудится на поприще обучения пользователей все новым вещам, а также способствует повышению продаж тисков
  ).


• При высоких напряжениях питания ЦП и кэша начинает проявляться зависимость разгона от значения Input Voltage, для процессора разница в разгоне может составлять более 100 МГц. Проявляется в основном при напряжениях, достижимых с жидкостным охлаждением.


• Оптимальное напряжение питания Intel Haswell с точки зрения соотношения «разгон/энергопотребление» находится в диапазоне 1.2-1.3 В.


• При равном напряжении CPU Core и CPU Cache, разгон последнего в среднем на одну единицу коэффициента умножения хуже.


• Влияние температуры процессора на результаты разгона весьма заметно, а разница между изначальным результатом разгона и окончательным (включает в себя смену термопасты между ядром и крышкой на жидкий металл, переход с воздушного охлаждения на жидкостное) составила 500 МГц.


• Материнская плата справилась с сильно возросшей нагрузкой, прибегать к использованию активного охлаждения не пришлось. Видимо, для современных преобразователей питания «переварить» 240 Вт нагрузки не так трудно, на платформе LGA 1155 при такой нагрузке «закипело» бы большинство системных плат.

Выражаем благодарность:

• Компании ASUS за предоставленную на тестирование материнскую плату ASUS Sabertooth Z87;
• k2viper за предоставленный для скальпированного процессора жидкий металл.