Изучение влияния разгона процессоров Intel Haswell-E на производительность

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд
• Программное обеспечение
• Методика тестирования
• Тестирование производительности
• LinX 0.6.5
• Intel Extreme Tuning Utility
• wPrime v.1.55
• Fritz Chess Benchmark v.4.2
• Maxon Cinebench 11.5 x64
• Maxon Cinebench 15 x64
• POV-Ray 3.7
• TOC F@H Bench v.0.4.8.1
• WinRar X64 5.2
• 7-Zip 15.05 beta
• SVPmark 3.0.3b
• TrueCrypt 7.2
• x264 HD Benchmark 5.0.1
• Сравнение штатного режима с режимом максимального разгона
• Заключение

Вступление

С возможностями разгона Intel Core i7-5930K мы разобрались ранее, теперь по традиции, как и со многими другими процессорами, 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. Благо материнская плата ASUS X99-E WS и комплект оперативной памяти G.Skill Ripjaws 4 F4-3000C15Q-16GRR уже были рассмотрены ранее в соответствующих обзорах.

Тестовый стенд

Тестирование производилось в составе следующей конфигурации:

• Процессор: Intel Core i7-5930K 3.5 ГГц (100 х 35);
• Материнская плата: ASUS X99-E WS;
• Система охлаждения: СЖО на базе водоблока Watercool Heatkiller 3.0 и циркуляционного насоса Lowara TLC 25-7L;
• Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
• Оперативная память: G.Skill Ripjaws 4 F4-3000C15Q-16GRR, 4 x 4 Гбайт, DDR4-3000 15-15-15-35 1.35 В;
• Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
• Блок питания: Corsair CMPSU-750HX (750 Вт);
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение

• Операционная система: Windows 7 Ultimate SP1, build 7601.17514 RTM, x64.

Методика тестирования

Для оценки чувствительности результатов от частот процессора и кэша было использовано несколько установок частот: была протестирована производительность для трех режимов частоты работы ЦП (3500 МГц, 3900 МГц и 4300 МГц), а также для трех режимов частоты работы кэш-памяти (3000 МГц, 3500 МГц и 4000 МГц).

Итого, общий список протестированных режимов выглядит так:

• CPU 3500 МГц, CPU Cache 3000 МГц;
• CPU 3500 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 3500 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
• CPU 3900 МГц, CPU Cache 3000 МГц;
• CPU 3900 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 3900 МГц, CPU Cache 4000 МГц;
• CPU 4300 МГц, CPU Cache 3000 МГц;
• CPU 4300 МГц, CPU Cache 3500 МГц;
• CPU 4300 МГц, CPU Cache 4000 МГц.

Выбор начальных частот обусловлен штатными значениями 3500/3000 МГц, выбор максимальных частот – уровнем потенциала стендового i7-5930K при разгоне.

Тесты на зависимость производительности от частот процессора и кэша производились в режиме работы памяти 2133 МГц 15-15-15-35, который материнская плата выставляет по умолчанию.

Тесты на зависимость производительности от режимов работы памяти производились при частоте процессора 4300 МГц и частоте кэша 4000 МГц. Были протестированы следующие режимы:

• DDR4-2133 15-15-15-35. Данный режим покажет производительность системы, если настройки памяти не трогать вообще, режим ставится системной платой по умолчанию;
• DDR4-2400 12-11-12-25. Данный режим покажет производительность системы при сравнительно невысокой частоте работы, но с агрессивными таймингами;
• DDR4-2600 13-12-13-25. Данный режим более-менее сбалансирован, уже и частоты не такие низкие, но тайминги все еще агрессивные;
• DDR4-2800 13-13-13-25. Данный режим показывает работу системы при хорошем разгоне памяти;
• DDR4-2800 15-15-15-35. Данный режим в сравнении с предыдущим позволит заключить, что для производительности важнее – частота или тайминги.

Помимо различных комбинаций частот и таймингов памяти было произведено тестирование с разным числом модулей памяти (а соответственно, и с различным числом каналов). Кроме четырехканального режима, были проверены двухканальный и одноканальный.

Для теста производительности использовались следующие приложения и настройки:

• LinX 0.6.5, объем задачи 32 717 (8 192 Мбайт памяти). Финальный результат – лучший по итогам пяти итераций;
• Intel Extreme Tuning Utility. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• wPrime v.1.55, режимы 32М и 1024М. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров для 32М и по итогам трех замеров для 1024М;
• Fritz Chess Benchmark v.4.2. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• Maxon Cinebench 11.5 x64. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• Maxon Cinebench 15 x64. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• POV-Ray 3.7. Финальный результат – лучший по итогам трех замеров;
• TOC F@H Bench v.0.4.8.1, тест: Dgromacs 2. Финальный результат – лучший по итогам двух замеров;
• WinRar X64 5.20, встроенный тест. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• 7-Zip 15.05 beta, встроенный тест. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• SVPmark 3.0.3b, синтетический тест. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• TrueCrypt 7.2, тест AES-Twofish-Serpent. Финальный результат – лучший по итогам пяти замеров;
• x264 HD Benchmark 5.0.1. Финальный результат – лучший по итогам четырех проходов теста.

Тестирование производительности

LinX 0.6.5

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Основной вклад в результаты, разумеется, вносит частота работы процессора, однако прослеживается и значительное влияние частот CPU Cache, и чем выше разгон ЦП, тем зависимость сильнее. Интересно, что с процессорами Haswell в конструктиве LGA 1150 такая зависимость отмечалась гораздо слабее. Видимо, при большем количестве вычислительных ядер растут и требования к производительности «периферии».

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Как видно по результатам теста, HT в данном случае оказывает только негативное влияние.

Зависимость от режимов работы памяти:

Результаты показывают, что в проигрышном положении только штатный режим, устанавливаемый материнской платой по умолчанию, в то время как все показатели в разгоне близки. Добиться хорошего результата можно как установкой агрессивных таймингов, так и установкой высоких частот. Интересно будет последить за данным аспектом в других программах.

Зависимость от количества каналов памяти (для данного теста использовался режим на 3072 Мбайта доступной памяти):

Падение результатов от уменьшения количества модулей памяти значительное, даже переход от четырехканального режима к двухканальному приводит к разнице результатов, как при 400-500 МГц разнице в частоте работы процессора. А результаты одноканального режима и вовсе вгоняют в тоску.

Intel Extreme Tuning Utility

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Поведение процессора приблизительно такое же, как и в случае с LinX: основной вклад в результаты привносит частота работы ЦП, хотя и вклад CPU Cache в итоговые цифры весьма заметен.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

В отличие от LinX, здесь отключение HT приводит к снижению производительности. Но разница между режимами включенного и выключенного HT невелика.

Зависимость от режимов работы памяти:

Разница в результатах при сравнении различных режимов работы памяти близка к погрешности измерений, к памяти бенчмарк явно нетребователен.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и в случае со сравнением различных режимов работы памяти, разное число задействованных модулей на результат не повлияло.

wPrime v.1.55

32M

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В отличие от двух предыдущих бенчмарков, в wPrime прослеживается влияние лишь частоты работы процессора, какой-либо заметной разницы от изменения частоты CPU Cache нет, и разница в результатах объясняется скорее погрешностью самого теста.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Переход от двенадцати потоков к шести влияет на производительность очень значительно. По сути, процессор с включенным HT без разгона близок к ЦП с выключенным HT при разгоне.

Зависимость от режимов работы памяти:

Режимы работы памяти существенного влияния на результаты не оказывают, все значения укладываются в погрешность замеров.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и в случае с разгоном памяти, бенчмарк никоим образом не реагирует на изменение количества используемых модулей памяти, будь то в системе четыре планки, две или одна.

1024M

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Расклад сил в более длинной версии бенчмарка сохранился, производительность линейно зависит от частоты работы процессора, в то время как разгон CPU Cache никаких дивидендов не приносит.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

В сравнении с короткой версией бенчмарка влияние HT на итоговый результат только увеличилось. Если в 32М наблюдался приблизительный паритет, то теперь процессор, работающий на штатных частотах, с включенным НТ заметно производительнее полностью разогнанного CPU с выключенным HT.

Зависимость от режимов работы памяти:

Как и в 32М, изменение режимов работы памяти на итоговых результатах производительности не сказывается.

Зависимость от количества каналов памяти:

Очередной раз wPrime показывает себя как тест, практически не зависящий от «периферии». Система, работающая в одноканальном режиме, не медленнее системы, работающей в двух- или четырехканальном режиме.

Fritz Chess Benchmark v.4.2

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Как и во многих других тестах, основной вклад в результаты привносит частота работы процессора. Влияние CPU Cache хоть и стабильно присутствует, но оно невелико, в пределах процента.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT в данном тесте привело к значительному росту производительности, но объясняется феномен легко: бенчмарк старый, и больше восьми потоков процессора не видит. И в конкретно этом случае восемь потоков уступают в производительности шести полноценным ядрам.

Зависимость от режимов работы памяти:

Конечно, у теста производительности минимальная погрешность, и на основе результатов можно сделать вывод, что штатный режим немного менее производителен, но в абсолютных числах разница минимальна, менее процента.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и в случае с различными режимами работы памяти, переход от четырехканального режима к двухканальному и одноканальному на производительность практически не повлиял.

Maxon Cinebench 11.5 x64

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Результаты примерно совпадают с «шахматным» тестом, основная зависимость наблюдается от частоты работы процессора. Разгон CPU Cache привносит прирост на уровне чуть более процента.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT значительно сказывается на производительности, разогнанный процессор без HT медленней, чем работающий на штатных частотах при включенном HT. Ранее такая же картина наблюдалась в wPrime 1024M.

Зависимость от режимов работы памяти:

Различные режимы работы памяти на производительность системы практически не влияют.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и в случае с различными настройками частот/таймингов, уменьшение числа модулей памяти в системе негативного влияния на производительность не оказало.

Maxon Cinebench 15 x64

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Обновленная версия Cinebench также неплохо реагирует на увеличение частоты работы процессора, но в отличие от предшественника, здесь наблюдается и более высокая зависимость результатов от CPU Cache. По крайней мере, для максимального разгона i7-5930K прирост производительности составляет почти 3%, против 1% в версии Cinebench 11.5.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Наблюдаются приблизительно такие же результаты, как в Cinebench 11.5 и wPrime 1024M: результат разогнанного процессора с выключенным HT ниже результата ЦП, работающего на штатных частотах с включенным HT.

Зависимость от режимов работы памяти:

Разница между различными режимами минимальна. Причем если отбросить результат памяти без разгона, то остальные цифры и вовсе укладываются в погрешность замеров.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и во множестве предыдущих тестов (кроме LinX), результаты близки к погрешности замеров.

POV-Ray 3.7

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

По результатам тест выглядит эдакой «числодробилкой», показатели практически линейно зависят от частоты работы процессора, в то время как разгон CPU Cache не нужен.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT негативно сказывается на производительности, но все же не так сильно, как в wPrime или Cinebench. Разница в результатах приблизительно схожа с той, как была бы от разницы в частотах процессора на 430 МГц.

Зависимость от режимов работы памяти:

Полученные значения находятся в пределах погрешности измерений, что в целом можно было предсказать еще по «отзыву» на разгон CPU Cache.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как и в случае с тестированием различных сочетаний частот и таймингов памяти, переход сначала к двухканальной, а потом и к одноканальной памяти результатов не изменил.

TOC F@H Bench v.0.4.8.1

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Что ж, Folding@home – одна из немногих задач, способных нагрузить как процессор, так и его «периферию». Помимо хорошей реакции на увеличение частоты работы ЦП, результаты хорошо растут и при разгоне CPU Cache, разница может превышать отметку в 5%.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT сказывается на снижении производительности негативно, хотя проявляется это и не так сильно, как в некоторых других тестах.

Зависимость от режимов работы памяти:

Разница между различными режимами хоть и присутствует, но принципиальной не является. А если не рассматривать штатный режим работы, то между режимами разгона разницы практически нет.

Зависимость от количества каналов памяти:

Как нет разницы между режимами разгона памяти, так и система почти не отреагировала на переход к двухканальному и одноканальному режимам работы.

WinRar X64 5.2

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В отличие от множества предыдущих тестов, линейной зависимости результатов разгона от частоты работы процессора уже не наблюдается, присутствует значительное влияние частоты CPU Cache на общий результат.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT просаживает производительность системы очень сильно, сильнее, чем все дивиденды от разгона процессора.

Зависимость от режимов работы памяти:

Что ж, архиваторы – один из немногих видов тестов, которые могут выявлять разницу в производительности различных режимов работы памяти. По результатам можно заключить, что для достижения максимальной производительности недостаточно только высокой частоты или только агрессивных таймингов – нужен баланс. В целом, пока тайминги расслабляются пропорционально росту частот – производительность увеличивается.

Зависимость от количества каналов памяти:

Падение производительности от перехода к двухканальному, а потом и к одноканальному режиму есть, и оно ощутимо. Хотя даже одноканальный режим с разгоном памяти показывает более высокий результат, нежели четырехканальный режим с настройками памяти по умолчанию. Если честно, то для меня это неожиданный итог.

7-Zip 15.05 beta

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В отличие от WinRar, в 7-Zip основную роль играет все же частота работы процессора, а разгон CPU Cache хоть и приносит пользу, но уже не такую большую, как можно было бы ожидать.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Если реакции на разгон процессора/кэша у 7-Zip и у WinRar разнились, то в плане потери производительности от выключения HT результаты практически совпадают – падение составляет чуть более чем 1.3 раза.

Зависимость от режимов работы памяти:

Влияние режимов работы памяти на результаты производительности определенно есть, но оно ниже, чем наблюдалось в WinRar. Плюс, можно отметить, что основную разницу привносит штатный режим работы памяти, а вот режимы разгона укладываются в сравнительно небольшую разницу.

Зависимость от количества каналов памяти:

Падение производительности при переходе к двухканальному режиму хоть и заметно, но не сильно. В то же время переход к одноканальному режиму уже способен перечеркнуть все дивиденды разгона памяти.

SVPmark 3.0.3b

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Как и во множестве других тестов, основной вклад наблюдается от частоты работы процессора, зависимость почти линейная. Влияние CPU Cache на результаты присутствует, но оно невелико, для максимального разгона ЦП находится на уровне <2%.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Выключение HT негативно сказывается на производительности, примерно сопоставимо с разницей в частоте работы процессора на 460 МГц.

Зависимость от режимов работы памяти:

Различные режимы работы памяти практически равны между собой, особенно если отбросить штатный режим.

Зависимость от количества каналов памяти:

Переход от четырехканального режима работы памяти к двухканальному практически не ощущается. В то же время переход к одноканальному уже сказывается на производительности. Эффект приблизительно как от отсутствия разгона CPU Cache.

TrueCrypt 7.2

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

В данном тесте наблюдается практически линейная зависимость производительности от частоты работы процессора, разгон CPU Cache на результатах не сказывается.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

Падение производительности от выключения HT очень высокое, сравнимо с архиваторами.

Зависимость от режимов работы памяти:

Все режимы работы памяти показали одинаковый результат, дополнительно подтвердив, что на производительность в данном тесте влияет только частота работы процессора.

Зависимость от количества каналов памяти:

Виден только небольшой эффект от перехода к одноканальному режиму, но даже в данном случае порядок цифр не принципиален.

x264 HD Benchmark 5.0.1

Зависимость от частот CPU Core / CPU Cache:

Наиболее хорошо тест отзывается на изменение частоты работы процессора, зависимость почти линейная. Влияние CPU Cache на результаты хоть и присутствует, но оно невелико.

Сравнение включенного и выключенного режимов HT:

При выключении HT наблюдается сравнительно большое падение производительности, при этом Pass1 показывает и вовсе катастрофическое снижение производительности, сразу в 1.73 раза.

Зависимость от режимов работы памяти:

Для быстрого Pass1 некоторое влияние режимов работы памяти можно отметить, но для длительного и медленного Pass2 разницы в результатах практически нет.

Зависимость от количества каналов памяти:

Можно наблюдать небольшой провал производительности при переходе к одноканальному режиму, но в двухканальном режиме никаких проблем нет.

Сравнение штатного режима с режимом максимального разгона

Данный подраздел статьи предназначен для тех пользователей, кто не хочет углубляться в рассмотрение множества табличных данных. По сути он является подведением итогов.

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 наблюдается лишь изредка, и в основном она невелика. Более-менее значительный эффект фиксируется разве что в архиваторах и Folding@home.


• Если сопоставить результаты производительности с графиками частотного потенциала процессора из предыдущей статьи по его разгону, то в использовании слишком низких частот CPU Cache нет смысла, так как не оказывает влияния на разгон непосредственно ЦП, 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.


• За исключением LinX, по сути являющегося скорее тестом стабильности, нежели тестом производительности, выключение HT может приводить к значительному снижению производительности, так что отключать его не стоит.


• Сильный разгон оперативной памяти не нужен, даже режима DDR4-2400 достаточно для большинства приложений (за исключением разве что WinRar). Прирост производительности от дальнейшего разгона существенен лишь при бенчмаркинге.


• Влияние числа каналов памяти на итоговые показатели производительности в целом невелико, особенно если рассматривать двухканальный режим работы как альтернативу четырехканальному. На количестве модулей памяти при необходимости вполне можно сэкономить.

Выражаем благодарность:

• Компании ASUS за предоставленную на тестирование материнскую плату ASUS X99-E WS.
• Компании G.Skill и лично Frank Hung за предоставленный для тестового стенда комплект памяти G.Skill Ripjaws4 F4-3000C15Q-16GRR.