Изучение влияния разгона процессоров Intel Haswell на производительность

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд
• Программное обеспечение
• Методика тестирования
• Тестирование производительности
• LinX 0.6.5
• wPrime v.1.55
• Fritz Chess Benchmark v.4.2
• Maxon Cinebench 11.5 x64
• TOC F@H Bench v.0.4.8.1
• WinRar X64 5.0
• 7-Zip 9.20
• SVPmark 3.0.3a
• TrueCrypt 7.1a
• Crysis 3
• Far Cry 3
• Hitman: Absolution
• Metro: Last Light
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• Заключение

Вступление

С возможностями разгона Core i7-4770K разобрались ранее, теперь, как и в случае с процессорами AMD Bulldozer, AMD Vishera и AMD Trinity, пришло время проверить, каким образом разгон сказывается на производительности, что и насколько разумно разгонять, а на что можно не обращать серьезного внимания. Не будем тратить время впустую, и приступим непосредственно к тестированию.

Тестовый стенд

Тестирование производилось в составе следующей конфигурации:

• Материнская плата: ASUS Maximus VI Formula;
• Процессор: Intel Core i7-4770K 3.5 ГГц (100х35);
• Система охлаждения: СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
• Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
• Оперативная память 1: G.Skill TridentX F3-2400C10D-8GTX;
• Оперативная память 2: Corsair Dominator Platinum CMD8GX3M2B2133C9;
• Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
• Видеокарта: ASUS ARES II, CrossFireX Disabled;
• Блок питания: Corsair CMPSU-750HX, 750 Вт;
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение

• Операционная система: Windows 7 Ultimate SP1, build 7601.17514 RTM, x64;
• Драйвер видеокарты: Catalyst 13.10 beta;
• Дополнительное ПО: FRAPS 3.5.99, build 15618; AutoHotkey 1.0.48.05.

Методика тестирования

Для оценки чувствительности результатов от частот процессора и кэша было использовано несколько установок частот: протестирована производительность для трех режимов частоты работы ЦП (3500 МГц, 4000 МГц и 4500 МГц), а также для трех режимов частоты работы кэш-памяти (3500 МГц, 4000 МГц и 4500 МГц). Итого, общий список протестированных режимов выглядит так:

• CPU 3500 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 3500 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
• CPU 3500 МГц, CPU Cache 4500 МГц;
• CPU 4000 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 4000 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
• CPU 4000 МГц, CPU Cache 4500 МГц;
• CPU 4500 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 4500 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
• CPU 4500 МГц, CPU Cache 4500 МГц.

Выбор минимального значения частоты обусловлен тем, что 3500 МГц это штатная частота работы процессора. А максимального значения частоты – при данной частоте можно сравнить работу системы с разными значениями CPU Strap, 100 МГц (100х45=4500 МГц) и 125 (125х36=4500) МГц. Ну а 4000 МГц – промежуточный режим.

Помимо разных режимов CPU Strap было проверено влияние на производительность включенного HT, что позволит приблизительно оценить разницу между процессорами Core i5 и Core i7.

Тесты на зависимость производительности от частот ЦП и кэша производились в режиме работы памяти 2000 МГц 8-10-10-26-1Т, поскольку данный режим доступен как для CPU Strap 100, так и для CPU Strap 125, что позволяет создать идентичные условия для тестирования, в которых отличается только значение базовой частоты.

Тесты на зависимость производительности от режимов работы памяти производились при частоте процессора и кэша 4500 МГц. Были протестированы следующие режимы:

• DDR3-1600 9-9-9-24 (в тесте комплект G.Skill): данный режим покажет производительность системы без разгона памяти;
• DDR3-1866 8-9-9-25 (в тесте комплект G.Skill): режим небольшого разгона памяти;
• DDR3-2000 8-10-10-26 (в тесте комплект G.Skill): базовый режим, использовавшийся при изначальном сравнении зависимости результатов от разгона процессора и кэш-памяти;
• DDR3-2133 8-10-10-26 (в тесте комплект G.Skill): режим является типичным для 2х4 Гбайт комплектов на микросхемах Samsung, а также вместе с предыдущим режимом позволит оценить вклад частоты работы памяти при неизменных таймингах;
• DDR3-2400 10-11-11-28 (в тесте комплект G.Skill): режим, отображающий производительность системы при высоких частотах работы памяти, но при «расслабленных» таймингах;
• DDR3-2600 10-13-12-32 (в тесте комплект Corsair): максимальный режим разгона памяти по частоте, который оставался стабильным при тестировании системы в AVX2 Linpack, при 2666 МГц система была нестабильна.

Для теста производительности использовались следующие приложения и настройки:

• LinX 0.6.5, объем задачи 20014 (3072 Мбайт памяти). Итоговый результат – лучший по итогам десятиминутного теста;
• wPrime v.1.55, режимы 32М и 1024М. Итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров для 32М и по итогам трех замеров для 1024М;
• Fritz Chess Benchmark v.4.2, итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• Maxon Cinebench 11.5 x64, итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• TOC F@H Bench v.0.4.8.1, тест: Dgromacs 2, итоговый результат – лучший по итогам двух замеров;
• WinRar X64 4.20, встроенный тест, итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• 7-Zip 9.20, встроенный тест, итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• SVPmark 3.0.3a, синтетический тест. Итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• TrueCrypt 7.1a, тест AES-Twofish-Serpent. Итоговый результат – лучший по итогам пяти замеров;
• Crysis 3 (Добро пожаловать в джунгли), 1920х1080, параметры системы: высокие, AA Off;
• Far Cry 3 (Harvest The Jungle), 1920х1080, DirectX 11, метод SSAO: SSAO, общее качество: максимум, AA Off;
• Hitman: Absolution (Встроенный тест производительности), 1920х1080, cглаживание: MSAA 2x, качество: ультра;
• Metro: Last Light (Встроенный тест производительности), 1920x1080, Quality: High, Tesselation: Normal;
• The Elder Scrolls V: Skyrim (Поместье «Златоцвет»), Детализация Ультра, 1920x1080 AA8 AF16.

Тестирование производительности

LinX 0.6.5

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Результаты теста практически линейно изменяются вместе с частотой работы процессора, в то время как влияние на результаты значения CPU Cache незначительно, и в основном заметно лишь при сравнении на частоте работы процессора 4500 МГц. Интересно, что режимы с частотами процессора 3500-4000 МГц показывают, что избыточная частота CPU Cache влияет на результат даже отрицательно. Интересно, что хоть и в пределах погрешностей, но наиболее высокие результаты были показаны при CPU Core = CPU Cache.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Использование CPU Strap 125 МГц при прочих равных даже слегка ухудшило результат, хотя разница и не велика.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Как видно по результатам – в данном тесте использование HT приводит к падению производительности, причем к значительному.

Зависимость от режимов работы памяти:

Проверка разных режимов разгона памяти показала, что больший вклад в результаты вносит частота работы памяти, нежели ее тайминги, максимальный результат показан в режиме DDR3-2600. Если же сравнивать процентную разницу в результатах – разгон памяти свыше 2 ГГц сильных дивидендов не приносит.

wPrime v.1.55

32M

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Как и в LinX, здесь основное влияние на производительность оказывает частота работы процессора. Что касается зависимости результатов от разгона CPU Cache – какой-либо тенденции не просматривается, для анализа у теста слишком большой разброс результатов.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Повторилась ситуация с LinX – значение CPU Strap если и оказывает на производительность какое-то влияние, то это влияние скорее негативное.

Сравнение включенного и выключенного HT:

В отличие от сугубо «теста-грелки», в данном бенчмарке выключение HT приводит к значительному падению производительности, разница в результатах превышает разницу от 500 МГц в частоте работы процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Режимы работы памяти существенного влияния на результаты не оказывают, провала производительности нет даже в режиме DDR3-1600.

1024M

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Расклад сил в более длинной версии бенчмарка сохранился, производительность линейно зависит от частоты работы процессора, влияния частоты CPU Cache на результаты нет.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Разница в результатах между CPU Strap 100 МГц и 125 МГц, как и в предыдущих тестах остается в пределах погрешностей, но уже третий раз подряд хоть немного, но режим CPU Strap 100 МГц производительнее.

Сравнение включенного и выключенного HT:

По сравнению с короткой версией теста, здесь потеря производительности от выключения HT еще выше, почти на уровне 1 ГГц разницы в частоте работы процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Как и в коротком тесте, влияние режимов работы памяти на результат незначительно, даже использование частоты 1600 МГц не приводит к провалу производительности.

Fritz Chess Benchmark v.4.2

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Основное влияние на производительность оказывает частота работы процессора, чего следовало ожидать. Но, в отличие от wPrime – здесь все же проглядывается зависимость производительности и от частоты CPU Cache, особенно это проявляется при разгоне процессора до 4500 МГц. Как и в LinX, наиболее высокие результаты показаны при частотах CPU = CPU Cache.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Уже четвертый из четырех тест показал пусть и незначительное, но преимущество режима CPU Strap 100.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Как и в wPrime, выключение HT значительно отражается на производительности. Конечно, не так сильно, как в wPrime 1024M, но близко к wPrime 32M.

Зависимость от режимов работы памяти:

Не сказать, что бы влияние памяти было бы высоким, но тенденция проглядывается: чем выше частота работы памяти, тем выше производительность системы, основная разница проявляется при сравнении частот 1600-1866-2000 МГц, при разгоне памяти свыше 2000 МГц влияние памяти невелико.

Maxon Cinebench 11.5 x64

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Чувствую себя капитаном очевидностью, но очередной раз отмечу, что основной прирост производительности обеспечивается частотой работы процессора, влияние разгона CPU Cache не велико. При этом, как и в LinX и в шахматном тесте, наиболее высокие результаты показаны при CPU = CPU Cache.

Зависимость от разгона базовой частоты:

На сей раз, использование разных значений CPU Strap на производительности процессора не сказалось.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Выключение HT сильно бьет по производительности, примерно как в wPrime 1024M, разница почти достигает 1 ГГц частоты работы процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Влияние памяти на производительность не велико, и негативно проявляется только для частот работы памяти 1600 МГц и 1866 МГц, все остальные режимы, начиная с 2000 МГц, и заканчивая 2600 МГц, показали одинаковый результат.

TOC F@H Bench v.0.4.8.1

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Результаты данного теста по сравнению с предыдущими более интересны: да, основное влияние на результат по прежнему оказывает частота работы процессора, однако есть и вклад CPU_Cache. Если в предыдущих тестах максимальная производительность либо достигалась при CPU = CPU_Cache, либо вовсе от частоты CPU_Cache не зависела, то здесь работает правило, чем больше – тем лучше. Есть даже определенная разница при сравнении результатов 3500/4000 и 3500/4500.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Результат практически одинаковый, хотя в пределах погрешностей режим CPU Strap 100 МГц очередной раз чуть производительнее.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Влияние HT на производительность здесь трудно недооценить: этот тест первый, где результат с выключенным HT при частотах 4500/4500 ниже результата при частотах 3500/3500 с включенным HT.

Зависимость от режимов работы памяти:

Влияние разгона памяти на производительность хоть и не велико, но просматривается стабильно, при каждом следующем шаге частоты работы памяти производительность росла, особенно это заметно при переходе от 1600 МГц к 1866 МГц, и от 1866 МГц к 2000 МГц.

WinRar X64 5.0

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Данный тест, как и многие другие, любит максимальную частоту работы процессора, и режим CPU = CPU Cache, что особенно заметно при частоте работы процессора 3500 МГц.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Два режима CPU Strap показали почти одинаковый результат, однако, что сегодня впервые – режим CPU Strap 125 МГц оказался чуть производительнее.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Падение производительности от выключения HT очень велико, выше, чем во всех предыдущих тестах. Режим с включенным HT в 1.42 раза производительнее.

Зависимость от режимов работы памяти:

Архиваторы всегда любили производительную память, и обновленный до 5.0 версии WinRar тут не исключение. Разгон памяти с 1600 МГц до 2600 МГц дает прирост производительности на уровне 20%, что очень много, тем более с учетом того, что разгон памяти для процессора бесплатен, то есть не повлияет на его частотный потенциал или энергопотребление системы.

7-Zip 9.20

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В отличие от WinRar, производительность в 7-Zip определяется в основном только частотой работы процессора, и влияние CPU_Cache практически отсутствует, есть только один небольшой провал производительности – в режиме, когда процессор разогнан максимально, а частота CPU_Cache минимальна.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Результаты для CPU Strap 100 МГц и 125 МГц находятся в пределах погрешности теста, но очередной раз чуть лучшая производительность наблюдается при CPU Strap 100 МГц.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Как и в WinRar, при выключенном HT и частотах 4500/4500 менее производителен, чем при частотах 3500/3500 с включенным HT. Хотя, относительная разница все же ниже: 1.3 раза против 1.42 в WinRar.

Зависимость от режимов работы памяти:

Влияние разгона памяти на производительности есть, но не такое большое, как в WinRar. Можно сказать, что при частотах памяти 1866 МГц и выше разница уже не принципиальна, в то время как режим DDR3-1600 все же бьет по производительности заметно.

SVPmark 3.0.3a

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В SVPmark проявляется картина, которую можно было наблюдать и в большинстве предыдущих тестов: основное влияние на производительность оказывает частота работы процессора. От разгона CPU_Cache почти ничего не зависит, однако лучшие результаты все же показаны при частотах CPU = CPU_Cache.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Режимы CPU Strap 100 МГц и 125 МГц на сей раз показали полностью идентичную производительность.

Сравнение включенного и выключенного HT:

При выключении HT производительность конечно падает, но не так сильно, как в большинстве предыдущих тестов. Разница даже меньше, чем от 500 МГц частоты работы процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Зависимость производительности от режимов работы памяти не большая, но присутствует. Интересно, что максимальная производительность была достигнута в режиме DDR3-2400, а не DDR-2600, видимо влияние на производительность оказывает не только максимальная частота, но и используемые тайминги. Но в любом случае разница между самым производительным и самым медленным режимом находится на уровне 1%, так что разгону памяти можно не придавать сильного значения.

TrueCrypt 7.1a

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Результаты линейно зависят от частоты работы процессора. Частота CPU_Cache влияния на результат никакого не оказывает.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Как и в Cinebench и в SVP, разные режимы CPU Strap показали полностью идентичный результат.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Выключение HT сказалось на производительности очень сильно, почти как в WinRar – разница составляет 1.38 раза, не такой уж HT и бесполезный, как могут считать владельцы процессоров Core I5.

Зависимость от режимов работы памяти:

Разные режимы работы памяти практически не оказывают влияния на производительность, лишь режим DDR3-1600 выбивается из общей группы результатов, все остальные режимы укладываются в 1% производительности.

Crysis 3

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

По сравнению с неграфическими тестами, здесь зависимость результатов от частоты работы процессора уже не такая большая, если искусственно не занижать настроек графики – процессорозависимость сильно не проявляется. Интересно, что для всех трех частот работы процессора лучший результат достигнут при частотах CPU = CPU_Cache, причем это касается как Min FPS, так и AVG FPS.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Разницы между режимами CPU Strap 100 МГц и 125 МГц не наблюдается.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Crysis 3 показывает, что постепенно уже появляются игры, способные нагрузить более четырех ядер/потоков. В игре заметно преимущество режима со включенным HT.

Зависимость от режимов работы памяти:

За исключением результатов наименее производительного режима DDR3-1600, все остальные укладываются в погрешность теста.

Far Cry 3

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Данная игра сверх производительного процессора не требует, от разгона процессора и CPU_Cache результаты практически не меняются.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Между режимами CPU Strap 100 МГц и 125 МГц разницы нет, чего и следовало ожидать, если даже разгон процессора не показывает разницы – производительность ограничивается видеокартой.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Тот редкий случай, когда выключение HT не приводит к падению производительности. Но и каких-либо преимуществ его выключение не привносит, результаты одинаковы.

Зависимость от режимов работы памяти:

Режимы работы памяти в картину происходящего изменений не вносят.

Hitman: Absolution

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

На разгон процессора тест хоть и реагирует, но реагирует весьма вяло, причем основную разницу можно заметить только при разгоне процессора до 4000 МГц. Наиболее высокая производительность наблюдается в режимах CPU = CPU_Cache. Что интересно, настройки бенчмарка не менялись по сравнению с процессорным тестом, в котором участвовал Core i7-2600K, показывающий схожие результаты с i7-4770K при частотах 3500/3500.

Зависимость от разгона базовой частоты:

От изменения CPU Strap производительность осталась на прежнем уровне.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Как и в Far Cry 3, выключение HT не повлияло на производительность процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Небольшая тенденция при сравнении разных режимов работы памяти просматривается, но все же разница слишком мала, чтобы рассматривать ее всерьез.

Metro: Last Light

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

С разгоном процессора результаты практически не меняются, процессор с игрой справляется независимо от разгона.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Что и ожидалось, разные значения CPU Strap влияния на производительность не оказали.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Выключение HT почти не сказалось на производительности, но все же погрешность теста не велика, так что наличие разницы можно отметить.

Зависимость от режимов работы памяти:

Если не считать два наименее производительных режима, то разницы в результатах от различных настроек памяти нет.

The Elder Scrolls V: Skyrim

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Основной вклад в результат оказывает частота работы процессора, влияние разгона CPU Cache почти не заметно, и проявляется разве что при частоте работы процессора 4500 МГц.

Зависимость от разгона базовой частоты:

Чуть более высокая производительность наблюдается в режиме CPU Strap 100, хотя разница и близка к погрешности измерений.

Сравнение включенного и выключенного HT:

Можно сказать, что выключение HT влияния на результат не оказывает.

Зависимость от режимов работы памяти:

Разницу между режимами работы памяти не назвать большой, но она все же есть. Основной прирост производительности приходится на переход от 1600 МГц к 1866 МГц, и от 1866 МГц к 2000 МГц, дальнейший разгон памяти с точки зрения улучшения результатов уже не так интересен.

Заключение

Собственно, все уже написано в статье выше, осталось лишь подытожить результаты:

• Практически во всех тестах ключевое влияние на производительность оказывает частота работы процессора, зависимость результатов от частоты работы CPU_Cache невелика.


• Если сопоставить результаты производительности с графиками частотного потенциала ЦП из предыдущей статьи по его разгону, то использование слишком низких частот CPU_Cache лишено смысла, поскольку не оказывает влияния на разгон непосредственно процессора, а использование высоких частот CPU_Cache не принесет много производительности, но может помешать разгону. Так что оптимальным выглядит использование множителя CPU_Cache на 3-5 единиц ниже множителя CPU.


• В разгоне базовой частоты какого-либо смысла нет, положительного влияния ее разгона на производительность нет.


• Выключение HT зачастую сильно бьет по производительности, и разница между Core i5 и Core i7 немаленькая, особенно если сравнивать разницу в производительности с разницей в стоимости всей системы, а не конкретно процессора.


• От разгона памяти можно получить прирост производительности, но в большинстве случаев нет смысла разгонять ее свыше 2000 МГц, нет смысла гнаться за частотами 2600 МГц и выше: достаточно остановиться на режимах DDR3-2133 или DDR3-2400, тем более, что это не потребует сильного увеличения напряжения на контролере памяти.

Выражаем благодарность:

• Компании ASUS за предоставленную на тестирование материнскую плату ASUS Maximus VI Formula.