Раскрываем разгонный потенциал Coffee Lake: замена термоинтерфейса под крышкой Intel Core i3-8350K

Для процессоров Intel серии К большую роль при разгоне играет замена штатного теплопроводящего материала на качественный термоинтерфейс. На первый взгляд это бесспорно для старших моделей ЦП, а как обстоит дело с младшими? Мы выясним вопрос на практике при помощи Core i3-8350K, который представляет интерес адекватной ценой и частотным потенциалом, и сравним его с Core i3-8100, i5-7600K и i7-6700K.
12 февраля 2018, понедельник 00:00

Оглавление

Вступление

Для процессоров Intel серии К большую роль при разгоне играет замена штатной термопасты на качественный термоинтерфейс. В простонародье TIM под крышкой – это некая субстанция, мешающая моделям компании показать истинное лицо и характер. Нам же остается проверить это на деле.

Ранее мы выявили положительную реакцию пациента (Core i7-8700K) при замене термопасты на «жидкий металл» Thermal Grizzly Conductonaut. Настала очередь едва ли не самого популярного процессора – Core i3-8350K.

Чем же он так интересен? Для начала – адекватной ценой: в рознице его можно купить за ~10 000 рублей. Дороговато, но терпимо за четыре ядра, работающих на частоте 4 ГГц и оснащенных 8 Мбайт кэш-памяти. К тому же серия «К» позиционируется как «разгонная», что является еще одним фактором при выборе для оверклокеров. Но сначала небольшой ликбез, посвященный большому ассортименту и нескольким видам кристаллов.

У Intel существует несколько литографических шаблонов под разные процессоры, и далее речь пойдет о сделанной по технологии 14 нм серии Coffee Lake. Чтобы понять, сколько шаблонов задействовано на производстве, проведем небольшое исследование. Максимально большой кристалл используется для производства топовых и предтоповых процессоров:

Итак, нас ждет расширение модельного ряда. Предположительно каждая из подгрупп обзаведется новыми моделями, и наконец-то компания выпустит младшие Pentium и Celeron. Во всех прослеживается преемственность за исключением одного белого лебедя – это Core i3-8100. С его 6 Мбайт кэш-памяти третьего уровня он выпадает из списка, но смею заверить, что он базируется на дизайне i3-8350К/i3-8300, просто ради маркетинга 2 Мбайт кэша отключено. Дальше идет группа, насчитывающая шесть ядер – это другой тип трафарета. И, наконец, еще не анонсированная массовка в виде Pentium и Celeron. Всего получается три разных дизайна и три разных набора шаблонов для литографии.

В Intel немного лукавят, рассказывая нам о миллиардах транзисторов внутри кремния, и показывают число, которое относится к первой группе процессоров. Для Core i3 их количество будет меньше, а для Pentium и Celeron – еще меньше. И вот к чему я постепенно подвожу – как отразится смена термопасты под крышкой CPU, если кристалл относится к линейке Core i3 или Pentium/Celeron? Увы, младших процессоров в продаже еще нет, они банально не анонсированы, а вот Core i3 – пожалуйста. На прилавках лежат Core i3-8350K и i3-8100. Последний не приспособлен к разгону, в то время как Core i3-8350К на это дело сгодится.

Снятие крышки

Процесс снятия крышки с CPU подробно описан в нашем предыдущем обзоре, так что перейдем к доказательству теории о применении разных масок для дизайна кристаллов. Для примера возьмем Intel Core i7-8700K и Core i3-8350K.

Ядро процессора Core i3-8350K не только по-иному расположено на текстолите, но и снабжено маркировкой контрольной точки в левом нижнем углу. Кроме того, иначе размещены инженерные диагностические площадки. Да и размер кристалла невелик.

Теперь что касается старшей модели – Core i7-8700K. Ее ядро больше по площади, контрольная точка находится в правом нижнем углу, количество диагностических точек больше, а расположены они по-другому. Это и есть доказательство как минимум двух типов литографических масок, используемых при производстве процессоров Intel Coffee Lake.

Разгон

Мы вновь используем максимально щадящие настройки, включающие небольшое падение напряжения под нагрузкой, чтобы сымитировать доступную материнскую плату, а также ограничимся средними частотами памяти – 3333 МГц. Такие параметры легко достигаются на любой системной плате, а сам тест будет приближен к реальным условиям эксплуатации.

Частота процессоров и их температура в зависимости от подаваемого напряжения:

Уже не такой колоссальный разрыв, как в случае с Core i7-8700К, но все же ощутимый. Максимальный разгон CPU с TIM под крышкой составил 4700 МГц – типичный результат для четырехъядерного представителя Coffee Lake. Замена термоинтерфейса позволила задействовать высокие напряжения, не боясь перегрева и срабатывания защиты по температуре.

Но и это еще не все. Таблицы приведены лишь для сравнения при схожих условиях тестирования, а мы будем разгонять дальше.

Главному герою обзора совсем чуть-чуть не хватило для достижения стопроцентно стабильных 5 ГГц.

Впрочем, можно было бы поднять Vcore еще на 0.025 В, и желанная планка была бы покорена, но при длительных тестах рендеринга или кодирования процессор изредка выдавал ошибку. Да и использование Vcore свыше 1.4 В чревато проблемами в будущем.

Итог достаточно привлекательный – Core i3-8350K, работающий на частоте 4.9 ГГц (и это с учетом не самого лучшего экземпляра ЦП).

А теперь оценим, как повлияла замена термопасты на температуры:

В худшем варианте разница составляет 11°C – это при низких напряжениях и относительно невысоких частотах. Крайние варианты с частотой более 4500 МГц и напряжением выше 1.35 В показательнее: разрыв увеличивается до 20-21°C!

Далее оценим производительность Core i3-8350K на разных частотах, добавив для сравнения процессор-мутант Intel Core i3-8100 с 6 Мбайт кэш-памяти третьего уровня.

Тестовый стенд

Тестовая конфигурация №1 (Intel Coffee Lake)

  • Материнская плата: ASUS ROG Maximus X Formula (Intel Z370, LGA 1151);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайт, 2133 МГц 17-18-18-38-1T @ 3333 МГц 17-18-18-38-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 960 Evo, 500 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Intel Core i3-8350K 4.0 ГГц, Turbo Boost отсутствует, четыре ядра, четыре потока;
  • Intel Core i3-8100 3.6 ГГц, Turbo Boost отсутствует, четыре ядра, четыре потока;

  • Intel Core i3-8350K@ 4.9 ГГц, 49 x 100 МГц, четыре ядра, четыре потока.

Тестовая конфигурация №2 (Intel Kaby Lake/Skylake)

  • Материнская плата: ASUS ROG Maximus IX Formula (Intel Z270, LGA 1151);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: DDR4 G.Skill F4-3600C17D, 2 x 4 Гбайт, 2133 МГц 17-18-18-38-1T @ 3333 МГц 17-18-18-38-1T;
  • Видеокарта: Nvidia GeForce GTX 1080;
  • Накопители:
    • SSD Samsung 960 Evo, 250 Гбайт;
    • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
  • Блок питания: Corsair AX1500i, 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы:

  • Intel Core i5-7600K 4.2 ГГц, Turbo Boost до 4.5 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i7-6700K 4.0 ГГц, Turbo Boost до 4.2 ГГц, четыре ядра, восемь потоков;

  • Intel Core i5-7600K@ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков;
  • Intel Core i7-6700K@ 4.5 ГГц, 45 x 100 МГц, четыре ядра, восемь потоков.

Частота памяти и тайминги

Intel Core i3-8350K@ 4.9 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i5-7600K@ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-6700K@ 4.5 3333 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i3-8350K 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i3-8100 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i5-7600K 2133 МГц 17-18-18-38-1T
Intel Core i7-6700K 2133 МГц 17-18-18-38-1T

Инструментарий и методика тестирования 2D


Стоит немного рассказать о применяемых в тестировании программах и причинах их выбора.

WinRAR x64 – используется встроенный тест производительности. Сама программа размещена на разделе диска, который находится на SSD накопителе, тем самым исключается низкая производительность классического HDD. Результат теста – это среднее значение, полученное после трех запусков программы. WinRAR неспроста фигурирует в данном обзоре, ведь нам часто приходится скачивать и распаковывать файлы. Тем более RAR очень распространен среди архиваторов и хорошо поддерживает многопоточность. Версия – 5.40 х64.

XnView – распространенная программа для просмотра фотоматериала. Она бесплатна и легка в использовании. Дополнительно в нее встроены простые функции для переконвертирования форматов, внесения изменений и прочего. Нас интересует время, за которое программа внесет изменения и сохранит тридцать пять файлов NEF формата. Предъявляются типичные требования фотолюбителя: изменение баланса цвета, смена температуры, выравнивание горизонта, убирание выпуклости, добавление резкости, изменение размера до 1900 пикселей по большей стороне. Сам тест рассчитан всего на пару ядер, но новые инструкции очень хорошо сказываются в работе программы. Иными словами, чем свежее архитектура и выше частота ядер, тем быстрее тест выполняется.

Adobe Photoshop CС 2017. Результат тестирования – это время наложения фильтров на одну картинку объемом 50 Мпикс. Применяются стандартные фильтры и операции: изменение размера, настройки гаммы и прочее. Вполне типичный набор для программы. В отличие от видеокодирования, Photoshop так и не стал многопоточным, скорее его можно назвать умеренно загружающей ядра процессора программой. Встроенное видеоядро отключено.

Cinebench R15. Распространенный тест процессора в рендере.

Adobe Media Encoder CC 2017 – видеоконвертер, позволяющий работать с 4К видео. Задача – перекодировать 4К видео в формат готового пресета HVEC 265 1080P 29.97. Входной формат видео: MPEG-4, профиль формата Base Media / Version 2, размер файла 1.68 Гбайт, битрейт постоянный 125 Мбит/с, профиль формата High@L5.1, разрешение видео 3840 х 2160 пикселей, число кадров 29.970.

X265 1.5+448 8bpp X64 – тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC.

Adobe InDesign СС 2017 – вывод 56-страничного сверстанного материала с фотографиями в формате NEF в формат PDF 1.7 полиграфического качества.

Hexus PiFast – тест, аналогичный SuperPI. Суть работы – подсчет числа «пи» до определенного знака.

Corona 1.3 Benchmark – это система рендеринга, разработанная одним энтузиастом. Сейчас находится в стадии бета-тестирования. Бенчмарк использует неизменяемый набор настроек.

SVPmark – тест производительности системы при работе с пакетом SmoothVideo Project (SVP), использующий для теста реальные алгоритмы и параметры, применяющиеся в SVP 3.0.

Geekbench 4 – кросс-платформенный тест для измерения быстродействия процессора и подсистемы памяти компьютера.

HEVC – HEVC Decode Benchmark (Corba) V 1.6.1 с библиотеками 4К.

Теперь перейдем к результатам тестирования.

Результаты тестов


WinRAR

Настройки:

  • Встроенный тест производительности;
  • Многопоточность.

WinRAR

Кбайт/с
Больше – лучше

XnView

Настройки:

  • Конвертация 35 файлов NEF в JPG формат;
  • Изменение размера, усиление резкости, настройка баланса белого и прочее.

XnView

Время, секунды
Меньше – лучше

Adobe Photoshop CС 2017

Настройки:

  • Применение последовательности фильтров на исходный файл.
Adobe Photoshop CС 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

Cinebench R15

Настройки:

  • Измерение производительности CPU.

Cinebench R15

Баллы
Больше – лучше

Adobe Media Encoder CC 2017

Настройки:

  • Итоговый рендеринг видеофайла в формат YouTube HD 1080p.

Adobe Media Encoder CC 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

X265

Настройки:

  • Результаты измерения производительности x64 в к/с.

X265

Кадр/с
Больше – лучше

Adobe InDesign СС 2017

Настройки:

  • Вывод верстки в PDF.

Adobe InDesign СС 2017

Время, секунды
Меньше – лучше

Hexus pifast

Настройки:

  • Нет.

Hexus PiFast

Время, секунды
Меньше – лучше

Corona 1.3. Benchmark

Настройки:

  • Нет.

Corona 1.3. Benchmark

Время, секунды
Меньше – лучше

SVPmark

Настройки:

  • Среднее арифметическое выполнения синтетических тестов и реальных тестов без включенного аппаратного ускорения.

SVPmark

Баллы
Больше – лучше

Geekbench 4

Настройки:

  • Версия теста 64 бит;
  • Среднее арифметическое выполнения всех встроенных тестов.

Geekbench 4

Баллы
Больше – лучше

HEVC

Настройки:

  • Встроенные тесты декодирования HD 720P, Full HD 1080P, Ultra HD 2160P, Ultra HD BD.

HEVC

Баллы
Больше – лучше

Подведение итогов 2D

Итоговые результаты 2D

Баллы
Больше – лучше

Заключение

Итак, как и в прошлый раз, замена штатного термоинтерфейса TIM на «жидкий металл» позволила улучшить все показатели процессора Intel в разгоне. Но на этот раз главным героем выступила младшая среди предназначенных для энтузиастов моделей Coffee Lake – Core i3-8350K, и с ней есть несколько нюансов. С одной стороны, для достижения частоты 4.9 ГГц пришлось выставить достаточно высокое напряжение 1.5 В. С другой, если остановиться на безопасной отметке (до 1.4 В), то разницы в итоговой частоте нет.

Хотя при детальном разборе выясняется, что со стандартной термопастой Core i3-8350K на частоте 4.7 ГГц при напряжении 1.375 В прогревается до температуры 97°C. А после замены рабочая температура при тех же параметрах не поднимается выше 77°C. Естественно, на разнице максимальных температур сказались меньшие площадь процессора и изначальное потребление (ниже, чем у Core i7-8700K). Тем не менее, результат убедителен и наглядно показывает пользу использования «жидкого металла» даже в случае процессоров серии Core i3.

Что касается продемонстрированных в тестах результатов Core i3-8100, то он прекрасно подойдет тем пользователям, которым разгон побоку. Уменьшенный объем кэш-памяти практически не ощущается в приложениях, а значит, высвободившиеся средства можно будет направить на другие компоненты системы.

В абсолютном сравнении при смене термопасты мы получили снижение температуры от 11 до 20°C, прибавку к разгону в 200 МГц и небольшое уменьшение энергопотребления, связанное с тепловыми потерями (2-3 Вт). Цена вопроса – смешные одна-полторы тысячи рублей, потраченные на герметик, китайский «делидер» и ЖМ, причем основная сумма уйдет на один грамм «жидкого металла».

Остается лишь анонсировать вишенку на торте – аналогичный тест с разгоном и снятием крышки процессора серии Intel Core i9, у которого в непосредственной близости под теплораспределительной крышкой и рядом с ней размещены элементы.

Rasamaha (Дмитрий Владимирович)