Исследуем разгонный потенциал AMD FX-8320: тест восьми экземпляров процессора

Оглавление

• Вступление
• Подготовка
• Материнская плата
• Тестовый стенд
• Методика тестирования
• Статистика разгона
• №1, FA 1445PGS 9EB3665K40260
• №2, FA 1445PGS 9EB3665K41405
• №3, FA 1520PGS 9FA3145E50712
• №4, FA 1530PGS 9FF5335H50475
• №5, FA 1530PGS 9FF5335H50476
• №6, FA 1530PGS 9FF5335H50483
• №7, FA 1531PGS 9FL1315I50106
• №8, FA 1531PGS 9FL1315I50107
• Итоговая таблица
• Заключение

Вступление

После изучения моделей CPU начального и среднего уровня мы, накопив некоторую базу результатов, начинаем переходить к старшим решениям. В прошлый раз это были самые новые процессоры AMD (и они же – самые производительные в классе APU) – A10-7870K Godavari.

Для порядка приведем список всех материалов, выпущенных по данной методике:

• Исследуем разгонный потенциал AMD Athlon X4 860K: тест десяти экземпляров процессора;
• Исследуем разгонный потенциал AMD A6-7400K: тест шести экземпляров процессора;
• Исследуем разгонный потенциал Intel Pentium G3258: тест шести экземпляров процессора;
• Исследуем разгонный потенциал AMD A4-6300: тест шести экземпляров процессора;
• Исследуем разгонный потенциал восьми процессоров AMD A10-7870K.

Причем количество обзоров, посвященных новым гибридным процессорам AMD Godavari, не исчерпывается двумя, в которых рассматривались нюансы разгона и разгонный потенциал, и сейчас готовится третий.

А пока процесс экспериментов с драйверами, частотами и настройками слегка затянулся, мы сделаем еще один шаг и благодаря нашему постоянному партнеру – компании Регард, замахнемся ни много ни мало на линейку AMD FX, причем в максимальной реализации – четыре двухпоточных модуля.

Подготовка

На всякий случай, прежде чем перейти к статистическим выкладкам, разберем схему маркировки процессоров AMD.

FD 8320 FR W 8K HK

• Строка «Общая маркировка, модель»: «F» – FX-Series; «D» – Desktop (настольный); «8320» – модель; «FR» – величина TDP 125 Вт; «W» – процессорный разъем Socket AM3+; «8» – количество ядер; «K» – объем кэшей L2 и L3 на один модуль (2 Мбайт и 8 Мбайт соответственно); «HK» – ревизия ядра процессора OR-C0.

FA 1445 PGS

• Строка «Год и неделя выпуска»: первые два символа – год, вторые два символа – неделя, в нашем случае – 45-я неделя 2014 года (иначе говоря, данный экземпляр изготовлен в промежуток с 3 по 7 ноября 2014 года).

9EB 3665K 40260

• Серийный номер процессора.

Diffused in Germany / Made in Malaysia

• Строки «Место производства…»: полупроводниковое производство AMD, ныне GF, располагается в целом ряде регионов. Германия – это производство в Дрездене (если мне не изменяет память, Fab 1 и бывшая Fab30 или 38, которые теперь объединены с Fab 1). Полученные кремниевые пластины («вафли») затем перевозятся на упаковочное производство (в данном случае Малайзия), где происходит их резка, упаковка (подразумевается закрепление кристалла на текстолите и накрытие крышкой), тестирование и маркировка. Такое разделение по географии обходится дешевле, нежели концентрация производства (тут множество факторов, выходящих за рамки нашего материала).

А теперь перейдем к статистике. Для этого обзора было решено поступить несколько иначе, чем принято обычно, а именно – произвести случайный отбор из нескольких разных партий:

• FA 1445PGS 9EB3665K40260;
• FA 1445PGS 9EB3665K41405;
• FA 1520PGS 9FA3145E50712;
• FA 1530PGS 9FF5335H50475;
• FA 1530PGS 9FF5335H50476;
• FA 1530PGS 9FF5335H50483;
• FA 1531PGS 9FL1315I50106;
• FA 1531PGS 9FL1315I50107.

Два экземпляра выпущены в период с 3 по 7 ноября 2014 года, один изготовлен в период с 11 по 17 мая 2015 года, три – с 20 по 26 июля 2015 года и два – с 27 июля по 2 августа 2015 года.

Материнская плата

«Что выбрать?» – классический вопрос. Ведь от этого зависит то, каких результатов мы достигнем. Наша задача – выяснение разгонного потенциала испытуемых, следовательно, материнская плата не должна стать ограничителем в процессе экспериментов. Процессоры AMD FX в свою очередь отнюдь не блистают экономичностью, а потому требования к подсистеме питания у них высокие. Зачастую это приводит к тому, что даже на не совсем бюджетных моделях материнских плат под нагрузкой срабатывает защита от перегрева подсистемы питания (VRM) и частота CPU падает. В Конференции Overclockers.ru регулярно появляются темы, объединенные общей мыслью-вопросом «что это?», причём зачастую речь в этих темах идет работе в штатном или около-штатном режимах, не то что о разгоне.

Таким образом, в вопросе выбора системной платы под разгон процессоров AMD FX старших серий (8***/9***) необходимо быть очень аккуратным. Надо сказать, что здесь фактически на помощь пришла сама AMD, представив «девятитысячную» линейку процессоров серии FX. Один только теплопакет чего стоит: 220 Вт – это не шутки. И по наличию этих процессоров в CPU support List сразу отсеивается огромное число моделей Socket AM3+. Безусловно, среди них найдутся отдельные редкие достойные решения, способные выдержать такие нагрузки, просто не получившие соответствующее обновление BIOS, но эти платы уже, как правило, и в рознице почти не найти.

В итоге материнских плат с поддержкой FX-9000 не так уж и много. Точнее, всего одиннадцать:

• MSI – только 990FXA Gaming. Оная плата в московской рознице еще очень редка из-за новизны;
• Gigabyte – удалось обнаружить поддержку у GA-990FX-Gaming rev. 1.0, GA-990FXA-UD7 rev. 3.0, GA-990FXA-UD5 R5 rev. 1.0, GA-990FXA-UD5 rev. 3.0. Все они в московской рознице практически отсутствуют;
• ASRock – 990FX Extreme9, Fatal1ty 990FX Professional и Fatal1ty 970 Performance (и ее версия с 3.1). Первой и второй в московской рознице нет, что касается третьей, она же четвертая (разница лишь в дополнительной плате расширения с контроллером USB 3.1) – одного «живого» общения хватило, второго раза и даром не надо;
• ASUS – Crosshair V Formula-Z, M5A99FX Pro R2.0, Sabertooth 990FX R2.0 и Sabertooth 990FX/GEN3 R2.0. Первая хорошо выдерживает нагрузки, но очень дорога (около 18 тысяч рублей). Вторую мы тоже тестировали, причем дважды и подсистема питания процессора на ней тоже неплоха. Третью мы тоже тестировали, а четвертая в нашем списке её повторяет. Ценники последних трёх плат гораздо демократичнее и ближе к «простому народу» – примерно 10-14 тысяч рублей.

Выбор, на мой взгляд, очевиден – ASUS M5A99FX Pro R2.0 или ASUS Sabertooth 990FX R2.0. Последняя и была приобретена.

Тестовый стенд

Используемый тестовый стенд собирался из следующих комплектующих:

• Материнская плата: ASUS Sabertooth 990FX R2.0 (BIOS 2501; обзор; экземпляр не из этого обзора) + два 80 мм вентилятора для обдува радиатора подсистемы питания процессора и самой платы с обратной стороны под процессорным разъемом;
• Процессор: восемь экземпляров AMD FX-8320 3500 МГц;
• Система охлаждения: Noctua NH-D14 (обзор; экземпляр не из этого обзора), оснащенный вентилятором Zalman Z1PL-PWM (ZP1225BLM) вместо штатного в центральной части и при необходимости Noctua NF-P12 на вдув (оба на максимальных оборотах);
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2 (обзор);
• Оперативная память: 2 х 8 Гбайт Silicon Power XPower DDR3-2400 (11-13-13-32, 1.65 В; SP008GXLYU24ANSA, комплект из этого обзора);
• Блок питания: Corsair HX750W 750 Ватт (отдельно не тестировался; незначительно доработан по элементной базе);
• Системный накопитель: Team Group Ultra L5 120 Гбайт (Silicon Motion SM2246EN + 16 нм TLC SyncNAND SK Hynix, N1114B; из этого обзора);
• Корпус: открытый стенд.

Программное обеспечение:

• Операционная система: Windiws 10 x64 «Домашняя» со всеми текущими обновлениями с Windows Update.

Методика тестирования

Здесь все достаточно стандартно и уже знакомо моим постоянным читателям. Сначала процессор тестируется на потенциал в плане повышения энергоэффективности путем снижения напряжений питания (CPU Core и CPU NB Core). Затем напряжение CPU Core устанавливается равным 1.55 В (данное значение считается максимально безопасным для ЦП AMD) и ищется максимальная частота, при которой он сохраняет стабильность. После нахождения искомой частоты производится попытка снизить напряжение CPU Core (чтобы достичь максимума по частотному потенциалу, процессору не обязательно требуется максимальное напряжение). Частота и напряжение CPU NB Core при этом сохраняются равными штатным.

Продолжительность каждого теста составляет минимум 30 минут (точного контроля секунда в секунду не ведется, мало того, проводятся и выборочные тесты по часу и более) – такой продолжительности достаточно для определения примерного потенциала процессора. Более изощренный подход вроде «тестировать не менее четырех часов, прибавить 0.01 В, снизить частоту на 20 МГц» не привнесут принципиальной разницы в результат, но займут намного больше времени, что в рамках подготовки статьи просто нереально. К тому же, продолжительность тестирования в несколько часов позволяет оценить, насколько стабильно выдерживает разгон подсистема питания материнской платы, а в данном случае такая задача перед нами и вовсе не стоит.

Тестирование стабильности проводится в разном программном обеспечении: графических тестах 3DMark 2011, OCCT 4.4.1 (Medium Data Set и Small Data Set – по 20 минут), LinX 0.6.5 AVX 64bit 2560 Мбайт. Операционная система, в отличие от предыдущих тестирований, обновлена: теперь это Windows 10 x64 Домашняя, а не Windows 7 x64 Home Premium.

Особенности, привнесенные материнской платой ASUS Sabertooth 990FX R2.0 (BIOS обновлена до версии 2501 – последней на момент тестирования):

• Напряжения устанавливаются немного ниже VID (пока что в списке VID NB Core, которое, в отличие от Core VID, нельзя узнать программно, я приравнял к фактически установленному).
• Режим Load Line Calibration установлен как «Medium». Именно в нем колебания напряжения CPU Core минимальны. Для сравнения, если оставить в «Auto», то при установке в BIOS напряжения CPU Core 1.55 В реальное напряжение, подаваемое на процессор, под нагрузкой достигает почти 1.7 В, что не только опасно для ЦП при продолжительной работе, но и, похоже, вызывает срабатывание защиты – система выключается. Последнее, кстати оказалось для меня некоторой неожиданностью, ибо бывшая у меня ранее оригинальная ASUS Sabertooth 990FX такие напряжения выдерживала нормально.

В качестве аппаратной поддержки (замеры напряжений и энергопотребления) используются:

• Для контроля напряжений – два мультиметра, Ресанта DT-9205A и Mastech MY64;
• Для контроля энергопотребления – шунт, врезанный в провода дополнительного питания ATX12V, в паре с амперметром WR-005 (100V / 10A). Питание амперметра обеспечивается батарейным блоком, выдающим напряжение ~11 В и собранным на базе аккумуляторов типоразмера 18650 (маленькая ремарка: UltraFire – это самая дешевая марка, «noname», и 6000 мАч однозначная ложь, однако блок из трех таких батарей служит дольше, чем батарейка Duracell 9 В типа «Крона», не считая того, что батарейка одноразовая, а аккумуляторы - нет).

В итоговой таблице будут приводиться данные по токам именно согласно значениям, полученным на шунте, и пониматься под ними будет потребление на входе подсистемы питания CPU. Не нужно путать это понятие с собственно энергопотреблением ЦП – это разные вещи: как и любая другая силовая схема, VRM процессора, преобразующая 12 В от блока питания в нужное ему напряжение, обладает такой характеристикой, как КПД (коэффициент полезного действия) – это разница между потребляемым током на входе и тем, что в итоге получает «потребитель», в данном случае процессор.

В наиболее качественных схемах величина КПД составляет около 90% (в дешевых материнских платах этот показатель может быть и 80%, и ниже, мало того, нужно помнить, что у элементов подсистемы питания эффективность работы зависит от температуры и с ее ростом падает). Поэтому полученные, например, 12 В (напряжение) х 25 А (сила тока) = 300 Вт не нужно приравнивать к фактическому потреблению процессора. На самом деле, с практической точки зрения это неважно: если неправильно подобрать систему охлаждения CPU, то катастрофы в этом не будет (сработает термозащита), тогда как блок питания (особенно дешевый, построенный по упрощенной схемотехнике) может оказаться менее терпимым к перегрузкам.

Небольшое отклонение от темы: перед тем, как слепо копировать описанное, убедитесь в возможностях своей материнской платы. Общепринято за обеспечение работы обоих преобразователей питания ЦП отвечает разъем дополнительного питания ATX. И «+» у этого разъема, как правило, изолирован от остальной силовой части, общая с основным 24-контактным разъемом питания ATX только «земля». Но на бюджетных моделях материнских плат, а также в форм-факторе Mini-ITX можно встретиться с ситуацией, где питание такого деления лишено.

Например, как используемая мною при тестах SSD-накопителей Zotac Z77-ITX WiFi (Z77ITX-A-E; обзор), которая адекватно работает даже в том случае, если разъем 8-pin ATX не подключать вовсе. Разумеется, в таких случаях любые замеры будут просто некорректными, ведь часть токов будет проходить «мимо» – по основному питанию ATX.