Intel Kaby Lake: разгон Core i7-7700K

Страница 2: Принципы разгона и основные напряжения

Стабилизация напряжений и Loadline/LLC

Поскольку Intel для процессоров Skylake и Kaby Lake вновь отказалась от интегрированного стабилизатора напряжений (FIVR, Fully Integrated Voltage Regulator), производителям материнских плат приходится добавлять собственные стабилизаторы напряжений, которые должны обеспечивать достаточные возможности для разгона. В результате разгон вновь существенно зависит от возможностей материнской платы – по сравнению, например, с процессорами Haswell. Вместе с тем изменение схемы питания означает, что некоторые напряжения и взаимосвязи, которые оказывали существенное влияние на поведение Haswell и ограничивали разгон, теперь остались в прошлом. Можно сказать, что разгон вновь стал несколько проще (сравним со старыми поколениями Sandy Bridge и Ivy Bridge). Также вернулись эффекты Loadline Vdrop или Vdroop. Новичков могут несколько запутать "разные" значения VCore (UEFI Windows Idle, реальные значения Windows в режиме бездействия и Windows под нагрузкой).

Начнем с эффекта Vdrop. Под Vdrop понимают разницу между напряжением, выставленным в UEFI BIOS, и реальным напряжением под Windows в режиме бездействия. Например, если в UEFI выставлено фиксированное напряжение Vcore (скажем, 1,2 В), под Windows мы получим несколько иное значение, как правило, немного меньше (скажем, 1,176 В вместо 1,2 В, выставленных в BIOS). Данный феномен и называется Vdrop/Vdroop. Он связан с падением напряжений VCore в режиме бездействия и под полной нагрузкой. Если взять наш пример, то напряжение 1,176 В в режиме бездействия под нагрузкой может упасть до 1,120 В. Падения Vdrop/Vdroop сделаны намеренно, чтобы "сгладить" пики напряжений при изменении нагрузок, а также продлить срок службы CPU и подсистемы питания.

Данной особенности противодействует технология LLC (Load Line Calibration). Она предотвращает падение напряжений под нагрузкой в зависимости от выставленного уровня.

Функция LLC довольно полезна, поскольку при активной LLC в UEFI достаточно выставить 1,3 В, чтобы получить реальные 1,3 В, иначе пришлось бы выставлять 1,4 В в UEFI (при нормальном режиме Intel Loadline). Но не следует забывать, что при использовании LLC и изменении нагрузки возможны пики напряжений, которые существенно превышают уровень, выставленный в UEFI. И они могут быть больше, чем в обычном режиме UEFI с завышенным напряжением (с Intel Loadline).

На материнской плате ASUS ROG Maximus IX Apex технология LLC реализована следующим образом:

В UEFI для тестов Load Line Calibration мы выставляли напряжение Vcore 1,30 В.

Мы получили следующие значения:

• LLC Level 1: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,216 В под нагрузкой (0,084 В Vdroop)
• LLC Level 2: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,232 В под нагрузкой (0,068 В Vdroop)
• LLC Level 3: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,248 В под нагрузкой (0,052 В Vdroop)
• LLC Level 4: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,280 В под нагрузкой (0,020 В Vdroop)
• LLC Level 5: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,296 В под нагрузкой (0,004 В Vdroop)
• LLC Level 6: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,344 В под нагрузкой (-0,034 В Vdroop)
• LLC Level 7: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,360 В под нагрузкой (-0,060 В Vdroop)
• LLC Level 8: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,392 В под нагрузкой (-0,092 В Vdroop)

Как можно видеть, опция LLC Level 1 поддерживает напряжения Loadline по спецификациям Intel, а LLC Level 8 компенсирует напряжения Intel Loadline (под нагрузкой) и приводит даже к повышению напряжения VCore вместо падения. Уровней LLC Level 6-8 следует избегать, особенно если выставлено высокое напряжение VCore.

На материнской плате ASRock Z170 Extreme6, которую мы использовали в тестах разгона Skylake, технология LLC реализована следующим образом:

В UEFI для тестов Load Line Calibration мы выставляли напряжение Vcore 1,30 В.

Мы получили следующие значения:

• LLC Level 1: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,312 В под нагрузкой (-0,012 В Vdroop)
• LLC Level 2: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,296 В под нагрузкой (0,004 В Vdroop)
• LLC Level 3: 1,296 В в режиме бездействия (0,004 В Vdrop) и 1,265 В под нагрузкой (0,036 В Vdroop)
• LLC Level 4: 1,28 В в режиме бездействия (0,02 В Vdrop) и 1,216 В под нагрузкой (0,084 В Vdroop)

Как можно видеть, ASUS и ASRock реализовали LoadLine Calibration по-разному. У ASRock LLC Level 4 соответствует спецификациям Intel Loadline, а в LLC Level 1 напряжение даже увеличивается по сравнению со спецификациями Intel (под нагрузкой). Так что мы рекомендуем избегать LLC Level 1 при выставлении VCore на очень высокие значения. Итог таков: в зависимости от материнской платы и BIOS технология LoadLine Calibration может быть реализована по-разному.

Важные напряжения

Перейдем к рассмотрению напряжений и их корректного использования.

Конечно, основным напряжением можно назвать VCore, то есть напряжение ядер CPU. Оно обеспечивает питание вычислительных ядер и напрямую влияет на результаты разгона (тактовую частоту CPU). В документации 7-го поколения процессоров Core указано максимально допустимое напряжение ядер 1,52 В, однако оно соответствует состоянию без разгона, а также значению в UEFI без LLC. Если учитывать технологию Intel Loadline, то в Windows под нагрузкой напряжение составляет 1,436 В. Но все же с учетом 14-нм техпроцесса и работы в режиме 24/7 лучше для VCore не превышать планки 1,35 В (да и такой уровень должен сопровождаться достаточным охлаждением CPU). Кроме того, даже при таком уровне следует помнить о возможном выходе из строя CPU и существенном снижении срока службы.

Следующие значимые напряжения – VCCIO и VCCSA, влияющие на оперативную память и ее частоту, а также встроенный контроллер памяти IMC в CPU. Дополнительного входного напряжения (которое значилось VCCin или Input Voltage), знакомого нам по процессорам Haswell и Haswell Refresh (Devil's Canyon), больше нет. Отдельного напряжения кэша тоже не предусмотрено – кэш и ядра работают на одном напряжении VCore.

Ниже мы привели краткий обзор отдельных напряжений, а также стандартные и максимальные рекомендованные значения:

Судя по нашему опыту, напряжения VCCIO и VCCSA можно оставлять на значениях по умолчанию до частоты памяти 3.200 МГц. Только при повышении тактовой частоты памяти напряжения имеет смысл увеличить до уровня 1,1-1,15 В. Вторичные напряжения имеет смысл смотреть, если в тестах нагрузки Prime будут наблюдаться частые "вылеты" или завершения процессов по отдельным ядрам.

Новый уровень свободы – отвязка BCLK

Ещё одним новшеством платформы Skylake стала отвязка базовой эталонной частоты от частоты PCIe. Подобная привязка серьезно ограничивала возможности разгона, в зависимости от CPU и материнской платы можно было рассчитывать на разгон BCLK всего на 3-8%.

У новых процессоров Skylake (по крайней мере, с разблокированным множителем "K") частота PCIe не связана с базовой частотой. В результате BCLK можно выставлять сравнительно свободно, поскольку влияния на другие частоты нет. Возможно, скажем, увеличение BCLK до 300-350 МГц с воздушным или водяным охлаждением.

В случае Kaby Lake, дальнейшей эволюции Skylake, мы тоже получаем отвязку BCLK.

Самое большое преимущество подобной отвязки заключается в разнообразии способов, с помощью которых можно достичь нужной тактовой частоты. Например, если вы хотите разогнать CPU до 4.500 МГц, то можно выбрать множитель 15 (и частоту 300 МГц BCLK) или множитель 53 (и частоту 85 МГц BCLK). Так что оверклокеры получают больше свободы, чем раньше. Можно выставлять и непривычные тактовые частоты, например, 4.550 МГц.

Разницу по производительности между двумя способами вряд ли стоит ожидать. Но мы получаем интересные возможности для экстремального разгона и тестов, так как можно пытаться выжимать последние мегагерцы. Для обычных пользователей, как мы уже упомянули, мы получаем просто больше степеней свободы.