Uncore clock ratio что это

Надежный (неэкстремальный) разгон процессора и памяти для материнских плат ASUS с процессором i7

AI Overclock Tuner

Все действия, связанные с разгоном, осуществляются в меню AI Tweaker (UEFI Advanced Mode) установкой параметра AI Overclock Tuner в Manual (рис. 1).

Рис. 1

BCLK/PEG Frequency

Параметр BCLK/PEG Frequency (далее BCLK) на рис. 1 становится доступным, если выбраны Ai Overclock Tuner\XMP или Ai Overclock Tuner\Manual. Частота BCLK, равная 100 МГц, является базовой. Главный параметр разгона – частота ядра процессора, получается путем умножения этой частоты на параметр – множитель процессора. Конечная частота отображается в верхней левой части окна Ai Tweaker (на рис. 1 она равна 4,1 ГГц). Частота BCLK также регулирует частоту работы памяти, скорость шин и т.п.
Возможное увеличение этого параметра при разгоне невелико – большинство процессоров позволяют увеличивать эту частоту только до 105 МГц. Хотя есть отдельные образцы процессоров и материнских плат, для которых эта величина равна 107 МГц и более. При осторожном разгоне, с учетом того, что в будущем в компьютер будут устанавливаться дополнительные устройства, этот параметр рекомендуется оставить равным 100 МГц (рис. 1).

ASUS MultiCore Enhancement

Когда этот параметр включен (Enabled на рис. 1), то принимается политика ASUS для Turbo-режима. Если параметр выключен, то будет применяться политика Intel для Turbo-режима. Для всех конфигураций при разгоне рекомендуется включить этот параметр (Enabled). Выключение параметра может быть использовано, если вы хотите запустить процессор с использованием политики корпорации Intel, без разгона.

Turbo Ratio

В окне рис. 1 устанавливаем для этого параметра режим Manual. Переходя к меню Advanced\. \CPU Power Management Configuration (рис. 2) устанавливаем множитель 41.

Рис. 2
Возвращаемся к меню AI Tweaker и проверяем значение множителя (рис. 1).
Для очень осторожных пользователей можно порекомендовать начальное значение множителя, равное 40 или даже 39. Максимальное значение множителя для неэкстремального разгона обычно меньше 45.

Internal PLL Overvoltage

Увеличение (разгон) рабочего напряжения для внутренней фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) позволяет повысить рабочую частоту ядра процессора. Выбор Auto будет автоматически включать этот параметр только при увеличении множителя ядра процессора сверх определенного порога.
Для хороших образцов процессоров этот параметр нужно оставить на Auto (рис. 1) при разгоне до множителя 45 (до частоты работы процессора 4,5 ГГц).
Отметим, что стабильность выхода из режима сна может быть затронута, при установке этого параметра в состояние включено (Enabled). Если обнаруживается, что ваш процессор не будет разгоняться до 4,5 ГГц без установки этого параметра в состояние Enabled, но при этом система не в состоянии выходить из режима сна, то единственный выбор – работа на более низкой частоте с множителем меньше 45. При экстремальном разгоне с множителями, равными или превышающими 45, рекомендуется установить Enabled. При осторожном разгоне выбираем Auto. (рис. 1).

CPU bus speed: DRAM speed ratio mode

Этот параметр можно оставить в состоянии Auto (рис. 1), чтобы применять в дальнейшем изменения при разгоне и настройке частоты памяти.

Memory Frequency

Этот параметр виден на рис. 3. С его помощью осуществляется выбор частоты работы памяти.

Рис. 3
Параметр Memory Frequency определяется частотой BCLK и параметром CPU bus speed:DRAM speed ratio mode. Частота памяти отображается и выбирается в выпадающем списке. Установленное значение можно проконтролировать в левом верхнем углу меню Ai Tweaker. Например, на рис. 1 видим, что частота работы памяти равна 1600 МГц.
Отметим, что процессоры Ivy Bridge имеют более широкий диапазон настроек частот памяти, чем предыдущее поколение процессоров Sandy Bridge. При разгоне памяти совместно с увеличением частоты BCLK можно осуществить более детальный контроль частоты шины памяти и получить максимально возможные (но возможно ненадежные) результаты при экстремальном разгоне.
Для надежного использования разгона рекомендуется поднимать частоту наборов памяти не более чем на 1 шаг относительно паспортной. Более высокая скорость работы памяти дает незначительный прирост производительности в большинстве программ. Кроме того, устойчивость системы при более высоких рабочих частотах памяти часто не может быть гарантирована для отдельных программ с интенсивным использованием процессора, а также при переходе в режим сна и обратно.
Рекомендуется также сделать выбор в пользу комплектов памяти, которые находятся в списке рекомендованных для выбранного процессора, если вы не хотите тратить время на настройку стабильной работы системы.
Рабочие частоты между 2400 МГц и 2600 МГц, по-видимому, являются оптимальными в сочетании с интенсивным охлаждением, как процессоров, так и модулей памяти. Более высокие скорости возможны также за счет уменьшения вторичных параметров – таймингов памяти.
При осторожном разгоне начинаем с разгона только процессора. Поэтому вначале рекомендуется установить паспортное значение частоты работы памяти, например, для комплекта планок памяти DDR3-1600 МГц устанавливаем 1600 МГц (рис. 3).
После разгона процессора можно попытаться поднять частоту памяти на 1 шаг. Если в стресс-тестах появятся ошибки, то можно увеличить тайминги, напряжение питания (например на 0,05 В), VCCSA на 0,05 В, но лучше вернуться к номинальной частоте.

EPU Power Saving Mode

Автоматическая система EPU разработана фирмой ASUS. Она регулирует частоту и напряжение элементов компьютера в целях экономии электроэнергии. Эта установка может быть включена только на паспортной рабочей частоте процессора. Для разгона этот параметр выключаем (Disabled) (рис. 3).

OC Tuner

Когда выбрано (OK), будет работать серия стресс-тестов во время Boot-процесса с целью автоматического разгона системы. Окончательный разгон будет меняться в зависимости от температуры системы и используемого комплекта памяти. Включать не рекомендуется, даже если вы не хотите вручную разогнать систему. Не трогаем этот пункт или выбираем cancel (рис. 3).

DRAM Timing Control

DRAM Timing Control – это установка таймингов памяти (рис. 4).

Рис. 4.
Все эти настройки нужно оставить равными паспортным значениям и на Auto, если вы хотите настроить систему для надежной работы. Основные тайминги должны быть установлены в соответствии с SPD модулей памяти.

Рис. 5
Большинство параметров на рис. 5 также оставляем в Auto.

MRC Fast Boot

Включите этот параметр (Enabled). При этом пропускается тестирование памяти во время процедуры перезагрузки системы. Время загрузки при этом уменьшается.
Отметим, что при использовании большего количества планок памяти и при высокой частоте модулей (2133 МГц и выше) отключение этой настройки может увеличить стабильность системы во время проведения разгона. Как только получим желаемую стабильность при разгоне, включаем этот параметр (рис. 5).

DRAM CLK Period

Определяет задержку контроллера памяти в сочетании с приложенной частоты памяти. Установка 5 дает лучшую общую производительность, хотя стабильность может ухудшиться. Установите лучше Auto (рис. 5).

CPU Power Management

Окно этого пункта меню приведено на рис. 6. Здесь проверяем множитель процессора (41 на рис. 6), обязательно включаем (Enabled) параметр энергосбережения EIST, а также устанавливаем при необходимости пороговые мощности процессоров (все последние упомянутые параметры установлены в Auto (рис. 6)).
Перейдя к пункту меню Advanced\. \CPU Power Management Configuration (рис. 2) устанавливаем параметр CPU C1E (энергосбережение) в Enabled, а остальные (включая параметры с C3, C6) в Auto.

Рис. 6

Рис. 7.

DIGI+ Power Control

На рис. 7 показаны рекомендуемые значения параметров. Некоторые параметры рассмотрим отдельно.

CPU Load-Line Calibration

Сокращённое наименование этого параметра – LLC. При быстром переходе процессора в интенсивный режим работы с увеличенной мощностью потребления напряжение на нем скачкообразно уменьшается относительно стационарного состояния. Увеличенные значения LLC обуславливают увеличение напряжения питания процессора и уменьшают просадки напряжения питания процессора при скачкообразном росте потребляемой мощности. Установка параметра равным high (50%) считается оптимальным для режима 24/7, обеспечивая оптимальный баланс между ростом напряжения и просадкой напряжения питания. Некоторые пользователи предпочитают использовать более высокие значения LLC, хотя это будет воздействовать на просадку в меньшей степени. Устанавливаем high (рис. 7).

VRM Spread Spectrum

При включении этого параметра (рис. 7) включается расширенная модуляция сигналов VRM, чтобы уменьшить пик в спектре излучаемого шума и наводки в близлежащих цепях. Включение этого параметра следует использовать только на паспортных частотах, так как модуляция сигналов может ухудшить переходную характеристику блока питания и вызвать нестабильность напряжения питания. Устанавливаем Disabled (рис. 7).

Current Capability

Значение 100% на все эти параметры должны быть достаточно для разгона процессоров с использованием обычных методов охлаждения (рис. 7).

Рис. 8.

CPU Voltage

Есть два способа контролировать напряжения ядра процессора: Offset Mode (рис. 8) и Manual. Ручной режим обеспечивает всегда неизменяемый статический уровень напряжения на процессоре. Такой режим можно использовать кратковременно, при тестировании процессора. Режим Offset Mode позволяет процессору регулировать напряжение в зависимости от нагрузки и рабочей частоты. Режим Offset Mode предпочтителен для 24/7 систем, так как позволяет процессору снизить напряжение питания во время простоя компьютера, снижая потребляемую энергию и нагрев ядер.
Уровень напряжения питания будет увеличиваться при увеличении коэффициента умножения (множителя) для процессора. Поэтому лучше всего начать с низкого коэффициента умножения, равного 41х (или 39х) и подъема его на один шаг с проверкой на устойчивость при каждом подъеме.
Установите Offset Mode Sign в “+”, а CPU Offset Voltage в Auto. Загрузите процессор вычислениями с помощью программы LinX и проверьте с помощью CPU-Z напряжение процессора. Если уровень напряжения очень высок, то вы можете уменьшить напряжение путем применения отрицательного смещения в UEFI. Например, если наше полное напряжение питания при множителе 41х оказалась равным 1,35 В, то мы могли бы снизить его до 1,30 В, применяя отрицательное смещение с величиной 0,05 В.
Имейте в виду, что уменьшение примерно на 0,05 В будет использоваться также для напряжения холостого хода (с малой нагрузкой). Например, если с настройками по умолчанию напряжение холостого хода процессора (при множителе, равном 16x) является 1,05 В, то вычитая 0,05 В получим примерно 1,0 В напряжения холостого хода. Поэтому, если уменьшать напряжение, используя слишком большие значения CPU Offset Voltage, наступит момент, когда напряжение холостого хода будет таким малым, что приведет к сбоям в работе компьютера.
Если для надежности нужно добавить напряжение при полной нагрузке процессора, то используем “+” смещение и увеличение уровня напряжения. Отметим, что введенные как “+” так и “-” смещения не точно отрабатываются системой питания процессора. Шкалы соответствия нелинейные. Это одна из особенностей VID, заключающаяся в том, что она позволяет процессору просить разное напряжение в зависимости от рабочей частоты, тока и температуры. Например, при положительном CPU Offset Voltage 0,05 напряжение 1,35 В при нагрузке может увеличиваться только до 1,375 В.
Из изложенного следует, что для неэкстремального разгона для множителей, примерно равных 41, лучше всего установить Offset Mode Sign в “+” и оставить параметр CPU Offset Voltage в Auto. Для процессоров Ivy Bridge, ожидается, что большинство образцов смогут работать на частотах 4,1 ГГц с воздушным охлаждением.
Больший разгон возможен, хотя при полной загрузке процессора это приведет к повышению температуры процессора. Для контроля температуры запустите программу RealTemp.

DRAM Voltage

Устанавливаем напряжение на модулях памяти в соответствии с паспортными данными. Обычно это примерно 1,5 В. По умолчанию – Auto (рис. 8).

VCCSA Voltage

Параметр устанавливает напряжение для System Agent. Можно оставить на Auto для нашего разгона (рис. 8).

CPU PLL Voltage

Для нашего разгона – Auto (рис. 8). Обычные значения параметра находятся около 1,8 В. При увеличении этого напряжения можно увеличивать множитель процессора и увеличивать частоту работы памяти выше 2200 МГц, т.к. небольшое превышение напряжения относительно номинального может помочь стабильности системы.

PCH Voltage

Можно оставить значения по умолчанию (Auto) для небольшого разгона (рис. 8). На сегодняшний день не выявилось существенной связи между этим напряжением на чипе и другими напряжениями материнской платы.

Рис. 9

CPU Spread Spectrum

При включении опции (Enabled) осуществляется модуляция частоты ядра процессора, чтобы уменьшить величину пика в спектре излучаемого шума. Рекомендуется установить параметр в Disabled (рис. 9), т.к. при разгоне модуляция частоты может ухудшить стабильность системы.

Автору таким образом удалось установить множитель 41, что позволило ускорить моделирование с помощью MatLab.

Источник

Особенности разгона процессоров Intel Haswell

Сколько нам ни предвещали угасание интереса к теме разгона процессоров, ничего подобного не происходит. Разгон десктопных процессоров остается актуальной темой и сегодня, несмотря на тот факт, что производительность процессоров с каждым годом возрастает и полезность самого разгона становится все более и более сомнительной.

Подливают масла в огонь и производители материнских плат и процессоров. Так, компании Intel и AMD производят серии разблокированных процессоров, которые специально предназначены для разгона, а производители материнских плат, пытаясь завоевать признание пользователей, не только допускают возможность разгона на своих материнских платах, но и прилагают к платам различные утилиты, упрощающие процесс разгона. Кроме того, имеются и специализированные серии материнских плат, которые ориентированы именно на разгон процессоров.

Сразу же оговоримся, что существует два типа разгона. Первый — это экстремальный разгон с использованием жидкого азота. Собственно, это разгон ради разгона. В результате могут быть достигнуты рекордные показатели, но работать на таких компьютерах невозможно. Проводятся такие эксперименты только для фиксации рекордных результатов, а для обычного пользователя такой экстремальный разгон интереса не представляет.

Другим типом разгона является разгон с целью повышения производительности процессора без ущерба стабильности работы. Такой разгон реализуется с использованием воздушного (реже водяного) охлаждения. Именно о таком типе разгона и пойдет речь в этой статье.

Зависимость производительности от тактовой частоты

Традиционно под разгоном процессора понимают увеличение его тактовой частоты выше номинальной. Собственно, отсюда и термин Overclock, который дословно означает «превышение тактовой частоты».

Современный процессор имеет множество различных характеристик, которые в совокупности и определяют его производительность. Но из всего набора характеристик, влияющих на производительность процессора, пользователь может изменить только одну — тактовую частоту. Есть, конечно, еще возможность заблокировать некоторые функции или отключить использование нескольких ядер процессора, однако это приведет не к росту, а, наоборот, к падению производительности.

Как известно, под производительностью (Performance) процессора принято понимать количество инструкций, выполняемых в единицу времени (Instruction Per Second, IPS) и при таком определении производительность процессора должна быть прямо пропорциональна его тактовой частоте (F) и количеству инструкций, выполняемых за один такт (Instruction Per Clock, IPC), то есть: Performance=F×IPC

Соответственно, существует и два принципиально разных подхода к увеличению производительности процессора. Первый из них заключается в увеличении тактовой частоты, а второй — в увеличении IPC. Однако пользователю доступен лишь первый подход, то есть увеличение тактовой частоты, поскольку IPC определяется микроархитектурой процессора, количеством ядер, размером кэшей и другими не поддающимися изменению со стороны пользователя характеристиками процессора.

Каждый процессор, в силу технологических особенностей производства, имеет определенный запас по тактовой частоте, который как раз и можно использовать для разгона. Максимальное значение тактовой частоты процессора, как правило, ограничивается его предельно допустимым энергопотреблением и температурой, однако может ограничиваться и особенностями кристалла процессора, когда критические значения температуры и энергопотребления еще не достигнуты, но транзисторы уже не могут переключаться на заданной тактовой частоте.

Зависимость энергопотребления от тактовой частоты

Зависимость энергопотребления процессора от его тактовой частоты и напряжения питания достаточно простая: P=F×U²×C. То есть мощность, потребляемая процессором, прямо пропорциональна тактовой частоте (F), квадрату напряжения питания процессора (U) и его так называемой динамической емкости (C).

Проблема осложняется тем, что увеличение тактовой частоты процессора выше некоторого значения требует и увеличения напряжения питания, и получается, что после некоторого значения частоты потребляемая процессором мощность зависит от частоты процессора нелинейным образом (практически, пропорционально третьей степени частоты). Естественно, потребляемая процессором мощность выделяется в виде тепла, и это тепло нужно отводить от процессора, дабы он не перегрелся, а потому разгон процессора требует эффективной системы охлаждения. В штатном режиме работы процессора (то есть без разгона) тепловая мощность, которую кулер должен быть в состоянии отвести от него, определяется TDP этого процессора. То есть TDP процессора определяет ту тепловую мощность, которую кулер должен рассеивать для обеспечения стабильной работы процессора с гарантией того, что он не перегреется даже при максимальной нагрузке. Однако в режиме разгона TDP процессора теряет свой смысл, поскольку тепловыделение становится выше, чем при штатном режиме работы. Соответственно, при разгоне кулер должен отводить от процессора существенно больше тепловой мощности, чем TDP этого процессора.

Ну а теперь рассмотрим основные способы разгона процессоров.

Особенности разгона процессоров семейств Sandy Bridge, Ivy Bridge и Haswell

Процессоры этих семейств (за исключением младших моделей) поддерживают замечательную технологию динамического разгона Intel Turbo Boost, а кроме того, в семействах этих процессоров имеется «элитная» K-серия полностью разблокированных процессоров, специально ориентированная на разгон.

Напомним, что разгон любого процессора по тактовой частоте возможен двумя способами: либо за счет изменения опорной частоты тактового генератора (BCLK), либо за счет изменения коэффициента умножения.

Разгон изменением частоты BCLK

В процессорах Sandy Bridge, Ivy Bridge и Haswell частота BCLK составляет по умолчанию 100 МГц. Собственно, это базовая частота, от которой всё и «пляшет». Частота работы различных модулей процессора (интегрированного графического ядра, контроллера памяти, контроллера шины PCI Express и др.) тактируется этой базовой частотой, однако с использованием множителей, позволяющих изменить эту частоту. К примеру, для вычислительных ядер процессора может использоваться множитель (коэффициент умножения) 35, в результате чего тактовая частота ядер процессора составит 3,5 ГГц.

Для процессоров Sandy Bridge и Ivy Bridge минимальное значение коэффициента умножения составляет 16, то есть минимальное значение их тактовой частоты составляет 1,6 ГГц. А вот для новых процессоров Haswell минимальное значение коэффициента умножения составляет 8.

Понятно, что если увеличить опорную частоту, то увеличится и тактовая частота процессора. К примеру, при коэффициенте умножения 35 увеличение опорной частоты на 10 МГц приведет к увеличению тактовой частоты ядер процессора на 350 МГц. Однако нужно понимать, что увеличение опорной частоты приводит к увеличению тактовых частот всех модулей процессора, а не только его ядер, но не все модули процессора (модули Uncore Logic) способны работать на повышенных частотах. Особенно чувствительны к превышению тактовой частоты контроллеры шин DMI и PEG (контроллер линий PCI Express, используемых для дискретной графики). Поэтому разгон процессоров Sandy Bridge и Ivy Bridge путем увеличения опорной частоты тактового генератора возможен в очень ограниченных пределах (как правило, удается повысить опорную частота не более чем на 5-10 МГц), и основной способ разгона этих процессоров заключается в изменении коэффициента умножения.

В процессорах Haswell для манипуляций с частотой BCLK используется несколько иной подход. Для частоты BCLK введены дополнительно четыре множителя: 1,00, 1,25, 1,66 и 2,55. При установке одного из этих множителей опорная тактовая частота для ядер процессора получается умножением частоты BCLK на соответствующий множитель, а для элементов Uncore Logic — остается неизменной и равной частоте BCLK.

Например, если установлен множитель 1,66, а частота BCLK составляет 100 МГц, то опорная частота для ядер процессора составит 166 МГц, а опорная частота Uncore Logic — 100 МГц.

Кроме того, если задавать опорную частоту для ядер процессора (все зависит от конкретной материнской платы и версии BIOS), то выбор множителей 1,25, 1,66 и 2,55 будет недоступен — они будут устанавливаться автоматически. К примеру, на плате Gigabyte G1.Sniper 5 (BIOS F6f) это происходит это следующим образом. Если опорную частоту для ядер процессора (в случае платы Gigabyte G1.Sniper 5 она называется CPU Base Clock) повысить до значения 106,01 МГц, то автоматически установится множитель 1,25. Соответственно, опорная частота Uncore Logic (она же частота BCLK) составит 84,80 МГц (106,01 МГц/1,25). Отметим, что в варианте платы плате Gigabyte G1.Sniper 5 частота BCLK называется Host/PCIe Clock Frequency.

Аналогично, если частоту CPU Base Clock повысить до значения 145,01 МГц, то автоматически установится множитель 1,66, а если увеличить до значения 193,34 МГц, то установится множитель 2,5.

Напомним, что аналогичная манипуляция с частотой BCLK была реализована в процессорах Sandy Bridge-E (LGA2011). Казалось бы, введение дополнительных частотных множителей в процессорах Haswell дает им неоспоримое преимущество в плане разгона путем увеличения опорной частоты, на что практически неспособны процессоры Sandy Bridge и Ivy Bridge. Однако есть одно существенное но, которое сводит на нет все кажущиеся преимущества. Дело в том, что возможность выбора дополнительных частотных множителей реализована только в процессорах К-серии. А вот обычные процессоры Haswell в плане разгона путем увеличения частоты BCLK ничем не отличаются от процессоров Sandy Bridge и Ivy Bridge. То есть обычные процессоры Haswell разогнать таким способом не получится. Как показывает практика, увеличение частоты BCLK на 1-2 МГц уже делает систему нестабильной.

Разгон изменением коэффициента умножения

Самый простой способ разгона в современных процессорах Intel — это разгон путем изменения коэффициента умножения. Для такого разгона оптимально использовать процессоры K-серии, которые имеют полностью разблокированный коэффициент умножения (Fully Unlocked). Это, правда, не означает, что коэффициент умножения можно выбрать любой: максимальное его значение для процессоров Sandy Bridge составляет 57, то есть максимальная тактовая частота этих процессоров может достигать 5,7 ГГц (при частоте BCLK 100 МГц). В процессорах Ivy Bridge максимальный коэффициент умножения был повышен до 63, то есть путем изменения коэффициента умножения процессор теоретически можно разогнать до частоты 6,3 ГГц. А в процессорах Haswell максимальный коэффициент умножения составляет 80, что теоретически позволяет разогнать процессор до частоты 8 ГГц (естественно, такие частоты недостижимы при использовании воздушного охлаждения).

Отметим, что поддержка процессорами технологии Intel Turbo Boost делает возможным два способа разгона путем изменения коэффициента умножения. Во-первых, можно заблокировать возможность использования технологии Intel Turbo Boost (если это позволяет сделать BIOS платы) и изменять коэффициент умножения. В этом случае все ядра процессора, вне зависимости от количества активных ядер, будут работать на одной и той же тактовой частоте. Тем не менее, это не исключает использование процессором технологии Intel Speed Step, так что в режиме неактивности процессор будет снижать тактовую частоту.

Во-вторых, можно не блокировать, а настраивать технологию Intel Turbo Boost (не на любой плате данную технологию можно заблокировать). В этом случае имеется возможность, например, указать для всех вариантов числа активных ядер одинаковый коэффициент умножения — тогда, формально, данный вариант разгона не будет отличаться от предыдущего. Правда, в данном варианте есть одна особенность. Дело в том, что для реализации технологии Intel Turbo Boost необходимо, чтобы процессор не вышел за рамки установленного значения энергопотребления, максимального значения тока, температуры и некоторых других значений. И только при выполнении всех условий может быть задействована технология Intel Turbo Boost. Поэтому при разгоне процессора путем настройки режима Intel Turbo Boost иногда приходится корректировать в BIOS и значения таких параметров, как максимальное энергопотребление, максимальное значение тока и т. д.

Процессоры Sandy Bridge и Ivy Bridge, которые не относятся к К-серии полностью разблокированных процессоров, имеют так называемый частично разблокированный коэффициент умножения (Limited Unlocked). То есть все процессоры Sandy Bridge и Ivy Bridge являются разблокированными, но в меньшей степени, чем процессоры K-серии. Правило здесь работает такое: максимальный коэффициент умножения для частично разблокированных процессоров может быть на четыре единицы выше, чем коэффициент умножения для максимальной частоты процессора в режиме Turbo Boost.

Рассмотрим, к примеру, частично разблокированный процессор Core i5-2400 (Sandy Bridge). Его штатная тактовая частота составляет 3,1 ГГц, а в режиме Turbo Boost максимальная тактовая частота может достигать 3,4 ГГц (при одном активном ядре). Соответственно для этого процессора коэффициент умножения для максимальной частоты в режиме Turbo Boost составляет 34. Значит, максимальный коэффициент умножения, который можно задать, равен 38.

В процессорах Haswell все обстоит несколько иначе. Они могут быть либо полностью разблокированными (процессоры K-серии), либо полностью заблокированными. То есть никаких частично разблокированных процессоров в данном семействе нет, и если процессор Haswell не относится к К-серии, то разогнать его путем изменения коэффициента умножения нельзя. Ну а с учетом особенностей разгона путем изменения частоты BCLK можно с сожалением констатировать, что процессоры Haswell, не относящиеся к К-серии, вообще не подлежат какому-либо разгону.

Изменение напряжения питания процессора при его разгоне

Разгон процессоров путем изменения коэффициента умножения или же путем изменения опорной частоты нередко требует и корректировки напряжений питания процессора. Задача эта отнюдь не тривиальная, поскольку в настройках BIOS обычно имеется возможность задавать различные типы напряжений процессора (V_core, V_offset, V_droop, VRIN, Ring Voltage, VTT, Processor I/O и т. д.), что в совокупности с набором напряжений других компонентов (памяти, чипсета) нередко приводит пользователя в замешательство. Проблема осложняется еще и тем, что в BIOS Setup различных материнских плат одно и то же напряжение может обозначаться по-разному.

Тут нужно отметить, что в процессорах Haswell используется принципиально новый регулятор напряжения питания, интегрированный в сам процессор, а на материнской плате имеется лишь регулятор напряжения для памяти и общий регулятор напряжения питания процессора. Этот общий регулятор формирует входное напряжение, которое обычно обозначается CPU VRIN. По умолчанию это напряжение равно 1,8 В. Входное напряжение поступает на интегрированный в процессор регулятор напряжения (Integrated Voltage Regulator, IVR), и именно IVR занимается формированием напряжений для различных модулей процессора. IVR состоит из 20 ячеек, каждая их которых состоит из 16 фаз питания с максимальным током 1,56 А на каждую фазу питания. Суммарно IVR может выдерживать максимальный ток до 400 A. По данным компании Intel, новый IVR отличается стабильностью работы и высокой эффективностью. Так, пульсация напряжения составляет не более 0,002 В, а температурный дрейф — не более 0,001 В.

С учетом нового IVR в процессорах Haswell в большинстве случаев при разгоне (не экстремальном) ядер процессора корректировать необходимо только значение напряжения на ядрах процессора, которое называется CPU V_core (встречаются также обозначения CPU Voltage, Core Voltage, Processor Voltage Override и другие). Для процессоров Haswell BIOS позволяет менять значение CPU V_core с шагом 0,001 В до максимального значения 1,8 В.

Кроме фиксированного значения V_core можно выбрать значение Automatic (Dynamic или Normal). Собственно, это режимы по умолчанию, и в этом случае напряжение на процессоре будет соответствовать номинальному для данной модели. Однако напряжение питания ядер процессора не является статической характеристикой, а динамически изменяется в зависимости от загрузки процессора. И в этом плане заданное значение напряжения — это максимальное значение, которое никогда не будет превышено, если не принимать в расчет падения напряжения.

Дело в том, что значение V_core всегда немного отличается от реального напряжения на ядрах процессора. V_core — это лишь выходное напряжение, формируемое IVR. И естественно, по закону Ома, часть напряжения падает (проседает) на проводниках, которые соединяют регулятор напряжения питания с самим ядром процессора. Если загрузка процессора невелика, то и потребляемый им ток невелик. В этом случае падение напряжения на проводниках ничтожно мало, и его можно не учитывать. Однако при увеличении загрузки процессора потребляемый им ток возрастает, и несмотря на тот факт, что сопротивление проводников мало, часть напряжения падает на них, и процессору «достается» меньше, чем положено. То есть при больших загрузках процессора происходит явление проседания напряжения. Величина этого проседания называется V_droop, причем V_droop=V_idle−V_load, то есть V_droop определяется, как разница между напряжением ядра процессора без нагрузки V_idle и напряжением под нагрузкой V_load.

Отметим, что если в процессорах Sandy Bridge и Ivy Bridge при разгоне иногда возникала необходимость корректировать проседание напряжения под нагрузкой, то в процессорах Haswell, за счет интегрированного регулятора напряжения питания, значение проседания напряжения мало даже при высоких нагрузках. Тем не менее, на некоторых (но далеко не на всех) платах под процессоры Haswell предусмотрена возможность компенсации падения напряжения при загрузке процессора. Эта технология называется Load Line Calibration (LLC), то есть компенсация нагрузочной кривой. Иногда встречаются и другие обозначения, например Processor VR Droop Control. На разных платах предусмотрены различные опции для функции LLC. Это могут быть уровни компенсации (к примеру, может быть пять уровней), LLC может выражаться в процентах, а могут быть и такие малопонятные значения, как High V-droop (Power Saving), Mid V-droop и Low V-droop (Performance).

Казалось бы, а зачем нужны различные уровни компенсации падения напряжения? Не лучше ли его всегда компенсировать полностью? Но тут нужно иметь в виду, что при использовании технологии LLC, во-первых, увеличивается время стабилизации напряжения питания процессора при переходах между состояниями с низкой и высокой загрузкой, а во-вторых, увеличивается амплитуда всплесков напряжений, что может быть небезопасно. Одним словом, LCC — это не всегда хорошо, и экспериментировать с данной технологией нужно аккуратно.

Как мы уже отмечали, реальное напряжение на ядре процессора всегда немного отличается от установленного значения V_core за счет проседания напряжения. Кроме того, даже в случае слабой загрузки процессора, когда значением V_droop можно пренебречь, напряжение ядра V_core может отличаться от V_idle. Точнее, напряжение процессора без нагрузки может быть и меньше V_core, а может быть и равно напряжению ядра. Причем разница между значением V_core и V_idle (если она имеется) называется V_offset (напряжение сдвига), и это напряжение может задаваться в настройках BIOS.

Напряжение сдвига необходимо для того, чтобы нивелировать всплески напряжений на ядре процессора. Дело в том, что при резком переходе процессора из состояния простоя (Idle) или слабой загрузки в состояние высокой загрузки (High Load) либо при обратном переходе напряжение процессора меняется не мгновенно, а в течение некоторого времени (время стабилизации напряжения). Причем сам процесс изменения напряжения сопровождается затухающими колебаниями, и всплески напряжения могут достигать существенной величины, опасной для процессора, то есть значений, при которых процессор может выйти из строя. Напряжение сдвига V_offset используется для того, чтобы обеспечить условия, при которых текущее значение ядра процессора V_core не превосходило бы установленное в BIOS значение.

Наконец, последнее интересное нам значение напряжение, которое можно менять в BIOS некоторых материнских плат — это напряжение PLL (Phase Locked Loop). PLL — это модуль фазовой автоподстройки опорной частоты. Менять напряжение PLL имеет смысл только при значительном увеличении опорной частоты BCLK, и чаще всего это напряжение не изменяют при разгоне процессора (если речь не идет об экстремальном разгоне).

Разгон процессора Intel Core i7-4770K

Ну а теперь, после небольшого теоретического вступления, перейдем от теории к практике.

На стенде устанавливалась операционная система Windows 8 (64-битная). В качестве видеокарты использовалось интегрированное в процессор графическое ядро.

Для разгона процессора Intel Core i7-4770K в настройках BIOS блокировалась технология Intel Turbo Boost, а сам разгон производился путем увеличения коэффициента умножения при трех (1,00, 1,25 и 1,66) значениях частотного множителя, то есть для опорной частоты ядер процессора 100, 125 и 166 МГц. Частота памяти составляла 1333 МГц (за счет подбора коэффициента умножения). Опорная частота для элементов Uncore Logic при этом составляла 100 МГц.

Для загрузки процессора, а также для контроля температуры и потребляемой мощности использовалась утилита AIDA64 Extreme Edition 3.0.

Итак, начнем с частотного множителя 1,00, когда опорная частота для ядер процессора составляет 100 МГц. Мы увеличивали коэффициент умножения от 40 до 49, то есть разгоняли процессор от 4 до 4,9 ГГц. Вплоть до частоты 4,6 ГГц напряжение V_core устанавливалось автоматически. Однако при частоте 4,6 ГГц напряжение V_core составило 1,356 В, а температура процессора при нагрузке достигала 98 °C. Понятно, что дальнейшее увеличение частоты уже было невозможно в силу перегрева процессора. Вообще, как показывает практика, при воздушном охлаждении процессоров Haswell предельное значение напряжения V_core составляет 1,4 В, не более.

Единственный вариант в данном случае — это вручную понизить напряжение V_core и попытаться увеличить частоту процессора. Снизив напряжение V_core до значения 1,3 В, нам удалось добиться стабильной работы процессора на частоте 4,7 Гц. Для частоты 4,8 ГГц напряжения V_core пришлось увеличить до значения 1,32 В, а для частоты 4,9 ГГц минимальное значение напряжения V_core, при котором система загружалась, составило 1,355 В. При такой частоте в режиме загрузки процессора температура составляла порядка 98 °C и включался режим троттлинга. Кроме того, работа процессора была нестабильна и сопровождалась зависаниями системы. Одним словом, максимум, что нам удалось выжать из процессора Intel Core i7-4770K с воздушным охлаждением при опорной частоте 100 МГц — это 4,8 ГГц при стабильной работе в режиме загрузки процессора.

При опорной частоте для ядер процессора 125 МГц мы увеличивали коэффициент умножения от 32 до 39, то есть разгоняли процессор от 4 до 4,88 ГГц. Вплоть до частоты 4,75 ГГц напряжение V_core устанавливалось автоматически и составляло 1,3 В. Однако для достижения частоты 4,88 ГГц напряжение V_core пришлось вручную повысить до значения 1,38 В. Но при данной частоте и напряжении в режиме загрузке процессора его температура составляла 100 °C и наступал режим троттлинга. Ну а стабильная работа процессора была достигнута лишь на частоте 4,75 ГГц.

При опорной частоте для ядер процессора 166 МГц мы увеличивали коэффициент умножения от 24 до 29, то есть разгоняли процессор от 4 до 4,83 ГГц. При этом напряжение V_core устанавливалось автоматически и составляло 1,3 В. Дальнейшее увеличение частоты процессора оказалось невозможным, однако при частоте 4,83 ГГц процессор работал вполне стабильно, а его максимальная температура составила 96 °C.

Стоит отметить, что утилита AIDA64 Extreme Edition 3.0 позволяет контролировать не только температуру, но и энергопотребление процессора. Правда, вопрос о том, насколько корректные значения энергопотребления выдает эта утилита, остается открытым. Но интересно, что чем выше значение частотного множителя, тем выше энергопотребление процессора при прочих равных условиях. Так, для частотного множителя 1,00 при напряжении V_core 1,3 В и частоте 4,7 ГГц энергопотребление процессора, по данным утилиты AIDA64 Extreme Edition 3.0, составляет 95 Вт. Для частотного множителя 1,25 при напряжении V_core 1,3 В и частоте 4,63 ГГц энергопотребление составляет 125 Вт, а для частотного множителя 1,66 при напряжении V_core 1,3 В и частоте 4,67 ГГц — составляет 167 Вт.

Выводы

Вообще, разгонные возможности процессоров Haswell разочаровывают. То есть нельзя сказать, что эти процессоры не гонятся, однако процессоры Sandy Bridge и Ivy Bridge разгоняются лучше. Еще раз отметим, что мы говорим не об экстремальном разгоне с применением жидкого азота, а об обычном, «бытовом» разгоне с воздушным охлаждением. Кроме того, напомним, что в процессорах семейства Haswell разгону поддаются только модели K-серии, в то время как процессоры Sandy Bridge и Ivy Bridge, даже не относящиеся к К-серии, являются частично разгоняемыми.

Одним из минусов процессоров Haswell является тот факт, что у них не очень качественная система теплоотвода. В результате процессоры перегреваются, но кулер при этом гонит практически холодный воздух, а теплосъемная подошва радиатора кулера остается прохладной. И если процессоры Ivy Bridge можно было разгонять с использованием воздушного охлаждения при напряжении V_core в диапазоне 1,39–1,40 В, то в случае процессоров Haswell такой фокус не пройдет, поскольку при таких напряжениях процессор мгновенно перегреется. По всей видимости, проблема заключается в термоинтерфейсе между кристаллом и теплорассеивающей крышкой процессора: процессор перегревается внутри кристалла, не успевая передавать тепло наружу. Фактически, это означает, что какой бы мощный кулер вы ни использовали для разгона процессора, он не поможет, поскольку проблема заключается не в эффективности кулера. И единственный выход в данном случае — снимать теплорассеивающую крышку процессора, менять термопасту и устанавливать кулер непосредственно на сам кристалл процессора. Но… это уже экзотика и годится разве что для экстремального разгона.

Источник