Разгоняем инженерные образцы процессоров Intel Skylake или привет из Китая

Появление в рознице чего-либо такого, что позволяет потенциальному покупателю сэкономить, из обыденности перешло в разряд реально значимых событий. Таковым является всплытие в продаже инженерных образцов процессоров Intel Skylake, с ценами в районе 8-9 тысяч рублей за полноценный Core i7. Пусть они штатно функционируют на весьма низких частотах, но ведь это поправимо.
21 ноября 2016, понедельник 00:00
Ivan_FCB для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Если абстрагироваться от современных тенденций развития рынка, когда полноценные возможности разгона присутствуют в основном у дорогих решений (ЦП Intel серии K или процессоры AMD Black Edition, материнские платы на старших наборах системной логики, топовые версии видеокарт с монструозными кулерами и преобразователями питания), все сводится к одному: хочешь разогнать – изволь за это заплатить.

В то же время возможности разгона младших моделей (где зачастую как раз производительности и не хватает) искусственно ограничены, ведь если можно взять что-то доступное и получить производительность, как у более дорогого продукта, то последний просто не захотят покупать. В итоге течение оверклокинга из ниши действительно полезного занятия, призванного сэкономить средства на приобретении компьютера, с годами перетекло в сегмент дополнительных маркетинговых уловок производителей.

И появление в рознице чего-либо такого, что позволяет потенциальному покупателю сэкономить, из обыденности перешло в разряд реально значимых событий. На мой взгляд, таковым является всплытие в продаже инженерных образцов процессоров Intel Skylake, с ценами в районе 8-9 тысяч рублей за полноценный Core i7. Пусть они штатно функционируют на весьма низких частотах, но ведь это вопрос поправимый? А на сколько поправимый – выяснится по итогам обзора.

Что это за процессоры и с чем их едят

С подробной информацией об инженерных процессорах Intel Skylake можно ознакомиться в соответствующей ветке нашей конференции.

Эти модели ЦП являются аналогами i7-6700, выполнены на полнофункциональных ядрах (то есть, с полным объемом кэш-памяти, всеми ядрами и прочим), а от официально продающихся товарных экземпляров отличаются крайне низкими коэффициентами умножения, требуя значительного разгона базовой частоты.

Перечень маркировок инженерных процессоров:

С точки зрения соотношения цены и качества наиболее интересными и получившими распространение моделями являются образцы с маркировкой QHQG, обозначенные китайцами как i7-6400T. Именно пара таких решений и попала в тестовую лабораторию.

Да, среди двух встречающихся в продаже степпингов (L448 и L501) мне достались более ранние экземпляры L448, судя по отзывам, отличающиеся несколько меньшим потенциалом, но тем интереснее оценить возможности процессоров и выжать из них «все соки».

Отмечу, что для тестирования/разгона процессоров не использовалось какой-либо особенной версии BIOS материнской платы. Все участники обзора запустились «из коробки», при этом никаких искусственных ограничений на разгон не было.

Тестовый стенд

Тестирование проводилось в составе следующей конфигурации:

  • Материнская плата: ASUS Z170I Pro Gaming;
  • Процессор: Intel Core i7-6400T, QHQG, 2.2 ГГц;
  • Система охлаждения: Thermalright SilverArrow SB-E Extreme;
  • Термоинтерфейс: Prolimatech PK-1;
  • Оперативная память: G.Skill Ripjaws4 F4-3000C15Q-16GRR, 2 x 4 Гбайт, DDR4-3000 15-15-15-35 1.35 В;
  • Жесткий диск: Western Digital Caviar Blue (WD500AAKS), 500 Гбайт;
  • Блок питания: Corsair GS Series GS800, 800 Ватт;
  • Корпус: открытый стенд.

Для замеров напряжений использовался мультиметр Mastech MY64, замеры энергопотребления проводились при помощи того же мультиметра и 50 А 75 мВ шунта (75ШИП1-50-0.5) в разрыве плюса кабеля питания 8 pin.

Краткое знакомство с материнской платой

В лаборатории такая системная плата уже была протестирована коллегой wildchaser’ом, однако перед тем, как приступать к изучению возможностей процессора, сначала нужно было понять, с чем придется столкнуться, и как она себя ведет в тех или иных ситуациях.

Данный материал должен быть полезным не только тем, кто будет разгонять процессор с этой материнской платой, но и владельцам моделей других производителей. Поэтому первым делом нужно было сопоставить значения выставляемых в BIOS напряжений с показаниями мультиметра, дабы получить стабильную точку отсчета, не привязанную к конкретному «железу».

Noctua NH-D14 на материнской плате ASUS Z170I Pro Gaming (фотографии взяты из соответствующего обзора).

Первое, что было сделано, так это выставлено напряжение питания процессора 1.2 В с последующим выключением всех технологий энергосбережения и проверена работа различных режимов Load-Line Calibration.

Результаты замеров сведены в таблицу:

Режим Load-line Calibration Простой, замер мультиметром, В Нагрузка, замер мультиметром, В Простой, CPU-Z, В Нагрузка, CPU-Z, В
Level 1 1.193 1.158 1.112 1.127-1.145
Level 2 1.194 1.165 1.112 1.128-1.148
Level 3 1.195 1.178 1.116 1.125-1.146
Level 4 1.196 1.192 1.115 1.123-1.147
Level 5 1.197 1.205 1.109 1.121-1.142
Level 6 1.198 1.221 1.109 1.120-1.140
Level 7 1.200 1.236 1.109 1.121-1.138

Программный мониторинг живет абсолютно своей жизнью, в то время как замеры при помощи мультиметра показывают, что оптимальными для использования являются режимы Level 4 и Level 5; для дальнейших экспериментов с разгоном использовался режим Level 5.

Отмечу, что на показания программного мониторинга влияло значение установленного коэффициента умножения, при пробе материнской платы на разгон базовой частоты без разгона ЦП можно было увидеть показания напряжения ниже 1 В, в то время как по мультиметру были все те же стабильные 1.2 В, как и с максимальным множителем.

Дополнительно был проведен замер вторичных напряжений:

Вторичные напряжения Установлено в BIOS, В Напряжение в простое, В Напряжение под нагрузкой, В
Internal PLL Voltage 1.305 1.297 1.305
CPU VCCIO Voltage 1.000 1.002 1.006
CPU System Agent Voltage 1.100 1.098 1.100
CPU Graphics Voltage 1.150 1.149 1.158

Расхождения минимальны и вписываются в уровень погрешности замеров.

Первые же попытки разгона базовой частоты без разгона CPU не выявили каких-либо проблем, 200 МГц были получены едва ли не с первой попытки, и поскольку этого числа должно хватить для практически любого разгона процессора, дальнейшие эксперименты не ставились.

Что касается разгона оперативной памяти, то работоспособными были множители вплоть до DDR4-2933 без разгона базовой частоты, что навело на мысли, что с «пристрелками» надо заканчивать и пора наконец-то проверить, на что будут способны испытуемые.

Кроме того, отмечу первый опыт знакомства с процессором – пусть на его крышке и написано «2200 МГц», в штатном режиме множитель варьируется в диапазоне от X24 до Х26, то есть частота работы ЦП может составлять и 2600 МГц. Однако максимальный множитель, доступный ему при работе всех четырех ядер – это Х24, следовательно «штатной» частотой можно назвать значение 2400 МГц.

Разгон процессоров


Экземпляр №1, первые тесты, как это было

С целью понять, как процессор будет себя вести при увеличении частот, первый необходимый шаг – это поиск начальной точки разгона, а если конкретно, то поиск минимального рабочего напряжения для работы CPU на его штатной частоте. Сам разгон начался с того, что был установлен множитель Х24 с постепенным снижением напряжения питания.

По итогам проверки процессор смог работать при напряжении 0.78 В, что лично для меня было неожиданностью, ранее сталкиваться с такими низкими значениями не доводилось. С другой стороны, частично это и следствие низкой рабочей частоты. Пиковая температура под нагрузкой – 30 градусов Цельсия, потребление через разъем 8 pin – 23 Вт. Далее напряжение питания поднималось с шагом 0.1 В.

Отметка 0.88 В. Каких-либо проблем или особенностей в работе системы отмечено не было, итоговый результат – шина 120.5 МГц, то есть частота работы процессора 2892 МГц. Результат был достигнут простым изменением BCLK и напряжения питания. Пиковая температура под нагрузкой – 36 градусов, потребление через разъем 8 pin – 34 Вт.

Отметка 0.98 В. Как и в случае с предыдущим режимом, каких-либо особенностей отмечено не было, весь разгон заключался лишь в установке напряжения питания и последующей подгонке базовой частоты. Разгон последней составил 136.25 МГц, что дало итоговую частоту работы процессора 3270 МГц. Пиковая температура под нагрузкой – 43 градуса, потребление через разъем 8 pin – 47 Вт.

Следующая отметка 1.08 В. Тут уже начались первые проблемы, связанные с поиском оптимальных настроек. Казалось бы, частота работы памяти выставлена ниже 2 ГГц, температурный режим и потребление энергии смехотворны. Плюс, уже есть несколько точек графика для Excel и многолетний опыт разгона различных CPU, подсказывающий следующую отметку разгона едва ли не с точностью +-20 МГц, однако процессор упорно не хотел разгоняться. По идее, ожидаемыми были результаты в районе шины 147+, а материнская плата начинала «глючить», едва пересекая планку в 140 МГц, с наличием проблем «холодного» старта.

Тут помогло выкручивание вторичных напряжений, в частности Internal PLL Voltage и CPU Standby Voltage, причем на изменение напряжений поодиночке система не отвечала стабильностью, поднимать пришлось именно пропорционально оба напряжения. Первое – до 1.4 В, второе – до 1.2 В (что странно, материнская плата подсветила это уже красным цветом, как опасные значения). В итоге удалось достичь стабильности при использовании шины на 147.75 МГц, что обеспечило частоту работы ЦП 3546 МГц. Пиковая температура под нагрузкой – 51 градус, потребление через разъем 8 pin – 61 Вт.

Отметка 1.18 В. Проблемы с разгоном базовой частоты продолжились. Вводные те же, частоты CPU NB и памяти минимальные, сама материнская плата уже ранее показывала, что разгонять шину может, а результата, который ожидается согласно предыдущим точкам графика, и близко нет. Internal PLL Voltage и CPU Standby Voltage были подняты до 1.5 В / 1.3 В, и разгон вроде сдвинулся с мертвой точки, базовую частоту удалось поднять до 156.25 МГц, что обеспечило работу процессора на частоте 3750 МГц.

Отмечу, что данная планка разгона на тот момент мною уже считалась как «кукурузная». Да, система была способна работать в LinX, Prime95 и так далее, но стоило компьютер выключить – он не включался, а сбрасывал настройки. Приходилось откатываться до шины в 140 МГц, перезагружаться, ставить 156.25 МГц и еще раз перезагружаться. Только тогда все работало нормально. Пиковая температура под нагрузкой – 61 градус, потребление через разъем 8 pin – 80 Вт.

Отметка 1.28 В. Подход к поиску стабильной частоты работы процессора был найден на предыдущей отметке, выставил напряжение питания, начал поднимать шину. При отсутствии старта откат на 140 МГц и повторная попытка принятия настроек. Вторичные напряжения и ранее уже были далеко в «красной» зоне, поэтому выше не поднимались. Таким образом, удалось достичь работы процессора с базовой частотой 163.5 МГц, что обеспечило его работу на частоте 3924 МГц. Пиковая температура под нагрузкой – 71 градус, потребление через разъем 8 pin – 100 Вт.

Следующая отметка 1.38 В. Как и ранее, отчаявшись найти настройки, при которых система могла бы стабильно стартовать, были продолжены попытки штурмовать шину «на горячую», откатываясь на рабочие значения в случае сброса настроек с последующими повторными попытками «штурма». Итогом множества попыток стал стабильный результат с шиной 168.75, что позволило достичь частоты работы ЦП 4050 МГц. Пиковая температура под нагрузкой – 84 градуса, потребление через разъем 8 pin – 122 Вт.

С повышением частоты работы процессора и увеличением его напряжения питания было решено остановиться на этой отметке. В итоге получился следующий график разгона:

Конечно, 4050 МГц – не такая уж и большая частота для поколения Skylake, но нужно понимать, что это частота работы, достигнутая под нагрузкой AVX2 (в отличие от всяких Core i3-i5 и вообще всех прочих товарных процессоров Intel, не относящихся к серии К, инструкции AVX ведь тут при разгоне не отключаются), со всеми рабочими ядрами. Штатную частоту i7-6700K перекрыли, при этом надо понимать, что мы разгоняем процессор, стоимость которого в два, а то и два с половиной раза ниже, чем у i7-6700K.

Температурный график:

Каких-либо резких лавинообразных скачков температур нет, поведение процессора в разгоне предсказуемо. Конечно, тут просится «скальп» CPU, дабы сбить температуру, но риск порчи таких ЦП несоизмеримо выше, чем был во времена Ivy Bridge или Haswell, текстолит слишком тонкий. Да и сами подопытные ведь не мои.

График энергопотребления:

Заоблачных чисел нет, и при сопоставлении этого графика с предыдущим действительно можно понять, что термоинтерфейс между ядром процессора и крышкой теплораспределителя не лучший.

Результаты разгона «для графиков» готовы, следующим шагом стала попытка выяснить, что же является ограничителем стабильности и корнем проблем с «холодным» стартом системы. По сути, кроме напряжений и значения базовой частоты при разгоне процессора брался в расчет только один дополнительный аспект – частота работы памяти. Дабы лишний раз не отвлекаться на возможные нестабильности, при разгоне базовой частоты я пытался держать частоту работы памяти в диапазоне 1800-2100 МГц или около. Соответственно, первое, что было сделано для поиска рабочих настроек – выставлены частоты, на которых ЦП проходил все тесты стабильности, но при этом возможность «холодного» старта отсутствовала.

Частота шины 168 МГц, коэффициент умножения процессора и все напряжения «боевые». Осталось лишь понять, изменяя частоту работы памяти, удастся ли запустить систему. Понижение частоты с 2016 МГц до 1791 МГц, а потом и до 1567 МГц к положительному результату не привело, и чем черт не шутит, была предпринята попытка увеличения частот. 2239 МГц – старта нет, 2463 МГц – старта нет, 2688 МГц – старт есть. Стартующими оказались и коэффициенты, дающие частоту работы памяти 2911 МГц, 3135 МГц и даже 3360 МГц. Видимо, материнская плата или встроенный в CPU контроллер памяти чутко реагируют на используемый множитель частоты работы памяти, и вопрос разгона стоит не в плоскости частотного потенциала, а в совместимости конкретных установок.

Что интересно, после коррекции настроек памяти оказалось, что система не критична к задранным ранее напряжениям Internal PLL Voltage и CPU Standby Voltage, значения которых удалось опустить до безопасных с точки зрения материнской платы 1.2 В и 1.05 В соответственно. Можно отметить и еще одну особенность поведения процессора – значительная корректировка одного из этих напряжений приводит к необходимости корректировки и второго, то есть необходимо соблюдать некоторую стабильную «дельту», иначе общая стабильность системы при высоких значениях базовой частоты становится хуже.

Экземпляр №2

Поведение материнской платы, рабочие коэффициенты и соотношения напряжений были подобраны еще с первым экземпляром процессора, так что разгон второго пошел «как по маслу». Базовый алгоритм тот же, сначала поиск минимального рабочего напряжения для штатных 2400 МГц, после чего постепенный разгон с шагом в 0.1 В.

По первой точке графика второй экземпляр оказался чуть менее удачным, стабильной работы удалось достичь при 0.805 В против 0.780 В у первого экземпляра. Но в целом, по графику разница получилась небольшой:

По сравнению с первым экземпляром:

Видно, что на всем протяжении графика участники показывают практически один результат разгона, отличаясь лишь на 0.015 В и пару шагов базовой частоты. Конечно, для сбора статистики хотелось бы поработать с большим числом экземпляров, но и касаемо пары образцов уже можно строить некоторые выводы относительно частотного потенциала.

Что порадовало кроме частот, процессоры показали идентичность поведения, одинаково отзываясь на изменение тех или иных настроек.

Разница в температурных режимах двух экземпляров минимальная, разве что на двух последних точках графика второй образец показал более высокие температуры. Но это и логично, ведь он работал при большем напряжении питания.

График энергопотребления:

Как и в случае с температурным графиком, замеры энергопотребления показали, что большой разницы между двумя экземплярами почти нет. Лишь в крайней точке графика есть ощутимая разница в 10 Вт, но опять-таки это разница между 1.405 В и 1.38 В.

И поскольку первый экземпляр процессора i7-6400T проявил себя лучше, дальнейшие эксперименты проводились именно с ним.

Комплексный разгон

Понятно, что при комплексном разгоне системы уже не получится гоняться за каждым мегагерцем частоты работы CPU, да и в таком режиме было решено устроить более продолжительный тест стабильности, поэтому с 4050 МГц был сделан откат до 4032 МГц с целью обеспечить немного «запаса прочности». В качестве режима работы памяти сначала был испытан DDR4-3360, но под нагрузкой система регулярно ловила BSOD’ы с кодами, явно указывающими на память, поэтому был проведен откат до режима DDR4-3135 МГц с таймингами CL16.

Следующий шаг в разгоне – установка коэффициента умножения CPU NB. Тут все оказалось просто, Х22 работает стабильно, на Х23 могут появляться проблемы «холодного» старта, в то время как Х24 приводит к сбоям в работе системы едва ли не на первых секундах включения стресс-тестов. Выбор был очевиден, коэффициент умножения CPU NB был выставлен в значение Х22.

Финальный результат разгона и прохождения стресс-теста:

Отмечу, что совокупность длительности нагрузки с более высокими частотами периферии привела к более высокому энергопотреблению процессора, а также к более высокому температурному режиму.

Пиковая температура составила 91 градус Цельсия, энергопотребление – 135 Вт. При этом установленное напряжение питания ЦП осталось неизменным – 1.38 В.

Краткий тест производительности

Результаты разгона мало что значат, если их негде применить или не с чем сравнить.

Конечно, современных «одноклассников» процессора в виде Core i7-6700K у меня в наличии нет, но есть некоторые результаты тестов, полученные с использованием Core i7-4770K в материале, посвященном изучению влияния разгона процессоров Haswell на производительность. Результаты сравнения помогут понять, идет ли при разгоне i7-6400T речь о «кукурузе» или же его производительность соответствует достигнутой частоте. Тестовый пакет идентичный, в качестве тестовых режимов было выбрано по два от каждого ЦП – штатный режим и режим с максимальным комплексным разгоном.

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 5.0, 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.

Для начала приведу таблицу с результатами производительности процессоров в полностью штатном режиме.

Тестовое приложение i7-6400T i7-4770K
LinX 0.6.5 122.9157 167.0402
wPrime v.1.55 32M (меньше – лучше) 8.564 7.315
wPrime v.1.55 1024M (меньше – лучше) 263.469 207.338
Fritz Chess Benchmark v.4.2 9 927 13 875
Maxon Cinebench 11.5 x64 5.63 7.77
TOC F@H Bench v.0.4.8.1 5 662.7 7 123.7
WinRar X64 5.0 6 694 8 595
7-Zip 9.20 16 012 22 048
SVPmark 3.0.3a 1 810 2 336
TrueCrypt 7.1a 182 207

С учетом разницы в частотах между 2.4 ГГц и 3.5 ГГц в целом ничего неожиданного, i7-6400T в таком режиме и должен был быть значительно медленнее.

Таблица с результатами производительности в разгоне.

Тестовое приложение i7-6400T (4032 МГц) i7-4770K (4500 МГц)
LinX 0.6.5 194.4747 208.0566
wPrime v.1.55 32M (меньше – лучше) 5.241 5.727
wPrime v.1.55 1024M (меньше – лучше) 157.483 160.525
Fritz Chess Benchmark v.4.2 16 454 17 781
Maxon Cinebench 11.5 x64 9.33 9.97
TOC F@H Bench v.0.4.8.1 9 393.4 9 134.8
WinRar X64 5.0 10 593 10 911
7-Zip 9.20 26 173 28 147
SVPmark 3.0.3a 3 008 3 021
TrueCrypt 7.1a 304 267

По сравнению с работой в штатном режиме результаты уже интереснее, ибо, несмотря на сохранившуюся некоторую разницу в частотах (4032 МГц против 4500 МГц), i7-6400T не выглядит «мальчиком для битья», в некоторых тестах показывая близкий, а в некоторых и вовсе опережая работающего на более высоких частотах предшественника.

В целом, судя по результатам замеров производительности, можно сделать вывод, что разгон не является «кукурузным», производительность процессора находится на высоком уровне. Кроме того, результат теста в LinX доказывает, что инструкции AVX2 при разгоне базовой частоты действительно работают.

Заключение

Итак, что можно сказать при подведении итогов?

  • Процессор i7-6400T не потребовал какой-либо специальной версии BIOS, материнская плата распознала его без необходимости каких-либо действий. Разгон осуществлялся на последней версии BIOS, скачанной с официального сайта производителя системной платы.
  • При разгоне базовой частоты не отключился мониторинг температур, не отключились AVX-инструкции и не отключилась встроенная графика. В этом плане разгон CPU с использованием базовой частоты идентичен моделям серии К.
  • При разгоне базовой частоты следует обращать внимание на частоту работы оперативной памяти, зачастую ограничителем может являться не частотный потенциал модулей памяти, а работоспособность конкретно взятого множителя.
  • Сопоставление температурного графика с цифрами энергопотребления ЦП говорит о не самом удачном термоинтерфейсе между ядром и теплораспределителем, процессоры явно просятся на «скальп».
  • Уровень производительности при разгоне вполне соответствует достигнутым частотам, какой-либо «кукурузности» при поднятии частот замечено не было.
  • Оба экземпляра процессора показали близкий частотный потенциал, сумев перешагнуть психологически важную отметку в 4 ГГц.
  • Не стоит сильно «задирать» вторичные напряжения, при возникновении проблем с разгоном велика вероятность, что дело не в них.

В итоге за свою стоимость на уровне 8-9 тысяч рублей данные процессоры являются весьма интересным выбором. Редкая возможность получить актуальный Core i7 по цене Core i3, и, скорее всего, такой аттракцион неслыханной щедрости повторится не скоро.

Конев Иван aka Ivan_FCB



Выражаем благодарность:

  • Пользователю Петру Головину aka paquar за предоставленные на тест процессоры и материнскую плату.

Лента материалов раздела