artykuły

Core i7-4770K, Core i5-4670K, Core i5-4670, Core i5-4570, Core i5-4430 – test procesorów Intel Haswell, następców Ivy Bridge i Sandy Bridge. Nowa platforma LGA1150 z układem Intel Z87

Lepsze osiągi, niższy pobór energii

457
1 czerwca 2013, 16:01 Radosław Stanisławski i Łukasz Marek

Haswell – podkręcanie

Wielką niewiadomą dla każdego miłośnika podkręcania było to, co nowa generacja układów Intela umożliwi na tym polu. Jak dobrze pamiętamy, dotychczas podział procesorów ze względu na możliwości podkręcania wyglądał tak:

  • procesory odblokowane z serii „K”, które pozwalały ustawić wybrany mnożnik oraz regulować częstotliwość BCLK (zegar bazowy);
  • procesory z częściowo odblokowanym mnożnikiem (patrz niżej), seria Core i5 i Core i7 bez K w nazwie, które pozwalały podnieść każdy mnożnik Turbo o cztery, co w praktyce przekładało się na dodatkowe 400 MHz częstotliwości taktowania każdego z rdzeni; zależnie od potencjału egzemplarza dało się jeszcze osiągnąć dodatkowe 4–7%, przyspieszając zegar bazowy;
  • procesory z całkowicie zablokowanym mnożnikiem, nieobsługujące funkcji Turbo Boost (Core i3, Pentium Dual Core, Celeron Dual Core itd.), które można było podkręcać tylko w jeden sposób: przyspieszając zegar bazowy, zazwyczaj o nie więcej niż 4–7%.

Sposób podkręcania procesorów serii „K” generacji Haswell przedstawiliśmy kilka wierszy dalej; od czasów poprzedniej na tym polu nie zmieniło się praktycznie nic. Inaczej jednak przyspiesza się układy z częściowo odblokowanym mnożnikiem i trudno nazwać te zmiany korzystnymi.

Podkręcanie procesorów Core czwartej generacji to mieszanka wcześniejszych elementów i technik oraz kilku zupełnych nowości. Przy podkręcaniu reguluje się głównie szybkość zegarów taktujących najważniejsze składniki systemu oraz napięcie zasilania tych składników.

Jeśli chodzi o częstotliwości działania, to Haswell przynosi nową kombinację znanych funkcji. Zegary taktujące rdzenie x86, układ graficzny, pamięć podręczną L3, magistralę pamięci oraz łącza PCI Express i DMI są otrzymywane przez mnożenie zegara bazowego, domyślnie nadającego taktowanie 100 MHz. W Haswellu podkręcacze oprócz mnożników wymienionych elementów mają do dyspozycji mnożniki zegara bazowego, znane z platformy LGA2011. Pozwalają one oddzielić taktowanie łączy zewnętrznych (DMI, PCI-E) od częstotliwości działania procesora, GPU i pamięci. Choć właściwie nie do końca: zegar bazowy i taktowanie PCI-E muszą pozostać w jednym z następujących stosunków: 1 : 1, 5 : 4, 5 : 3 lub 5 : 2. To oznacza, że BCLK można przyspieszyć mnożnikiem do 133 MHz, 167 MHz lub 250 MHz bez przyspieszania PCI-E i DMI (co groziłoby szybką utratą stabilności). Oczywiście, podlegające mnożeniu 100 MHz można w dalszym ciągu regulować w niewielkim zakresie (5–10%, podobnie jak w Ivy Bridge i Sandy Bridge).

Intel Haswell - podkręcanie

Intel Haswell - podkręcanie

Intel Haswell - podkręcanie

Po drugie, pamięć podręczna L3 (wspólna dla rdzeni x86 i układu graficznego) oraz magistrala pierścieniowa, łącząca wszystkie elementy układu, znajdują się teraz w oddzielnej domenie zegarowej, czyli jej taktowanie nie musi być równe taktowaniu rdzeni (jak w Sandy Bridge i Ivy Bridge). Przypomnijmy, że w pierwszych dwóch generacjach procesorów Core (Nehalem i Westmere) też tak było: pamięć L3 i kontroler pamięci pracowały przy taktowaniu uncore. Tam było ono na ogół dużo niższe od częstotliwości działania rdzeni. W Haswellach L3 i pierścień pracują domyślnie z podobnym taktowaniem jak rdzenie x86: na przykład Core i5-4670K maksymalnie osiąga w trybie turbo 3,8 GHz i tak samo szybko działają L3 oraz pierścień. L3 i pierścień regulują swoje taktowanie w zależności od potrzeb, choć ani dokumentacja, ani narzędzia diagnostyczne nie pomogły nam poznać szczegółów. Z pewnością możemy powiedzieć jedynie, że w stanie spoczynku L3 i pierścień często zwalniają do 800 MHz (tak jak rdzenie). Wyniki eksperymentów wskazują na to, że wbrew informacjom z niektórych prezentacji Intela (są dwie sprzeczne wersje) pamięć L3 jest taktowana tak samo szybko jak magistrala pierścieniowa! Regulując w BIOS-ie lub narzędziu do podkręcania mnożnik pierścienia, zmieniamy częstotliwość działania L3, nawet jeśli nie tkniemy parametrów rdzeni. W nieoficjalnym poradniku podkręcania Intel zaleca utrzymywanie mnożnika pierścienia o 1 niższego od mnożnika rdzeni; postaramy się sprawdzić, czy to rzeczywiście zapewnia lepsze rezultaty. Taktowanie pierścienia i L3 nie może być szybsze od maksymalnego taktowania turbo dowolnego rdzenia. Choć w niektórych płytach można ustawić więcej, a programy diagnostyczne potwierdzą, że L3 działa szybciej od rdzeni, to tylko błąd monitoringu: w rzeczywistości mnożnik pierścienia pozostaje równy maksymalnemu mnożnikowi turbo rdzeni.

Podkręcanie procesorów Haswell o częściowo zablokowanym mnożniku na przykładzie Core i5-4570

W procesorach Core i5 i Core i7 generacji Haswell bez odblokowanego mnożnika możliwe jest podniesienie mnożników Turbo jedynie do największego domyślnego mnożnika pojedynczego rdzenia. Jak to wygląda w praktyce?

Domyślne częstotliwości taktowania procesora Core i5-4570 to:

  • 3,6 GHz przy obciążeniu jednego lub dwóch rdzeni,
  • 3,5 GHz przy obciążeniu trzech rdzeni,
  • 3,4 GHz przy obciążeniu czterech rdzeni.

Po podniesieniu mnożników Turbo częstotliwość taktowania niezależnie od obciążenia będzie wynosić 3,6 GHz (każdy z mnożników można podnieść najwyżej do wartości 36). W praktyce oznacza to, że podnieść można tylko dwa ostatnie mnożniki turbo.

Do tego należy dodać możliwość zwiększenia częstotliwości bazowej ze standardowych 100 MHz do około 103–105 MHz, w zależności od sztuki (nam udało się osiągnąć 103,8 MHz). Koniec końców, udało nam się uzyskać następujący efekt:

Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika, który przyspiesza swój sprzęt? W oprogramowaniu codziennego użytku (wykorzystującego jeden, czasami dwa wątki) wzrost wydajności będzie znikomy (dokładnie taki jak przyspieszenie BCLK, czyli 3–4-procentowy), wręcz niezauważalny. W grach obsługujących dwa–trzy wątki (bo takie właśnie występują dziś najczęściej) wzrost wydajności będzie minimalny (co najwyżej 6–8-procentowy, wliczając w to efekt przyspieszenia zegara bazowego). W narzędziach profesjonalnych oraz grach wykorzystujących wszystkie cztery rdzenie procesora Core i5-4570 wydajność będzie już o niemal 10% większa (z uwzględnieniem przyspieszenia za sprawą zmiany BCLK). Jak więc widać, w najpopularniejszych zastosowaniach (gry, programy użytkowe) podkręcanie zablokowanych procesorów Haswell daje naprawdę niewiele. Ivy Bridge pod tym względem był zdecydowanie ciekawszy, w każdym bowiem zastosowaniu można było liczyć na mniej więcej 15–17-procentowe darmowe przyspieszenie. Tym razem musimy się zadowolić znacznie mniejszymi przyrostami mocy. Na następnych stronach można zobaczyć efekty: wyniki w testach wydajności po przyspieszeniu wszystkich procesorów.

Podkręcanie układu graficznego Intel HD Graphics

Można jeszcze regulować mnożniki pamięci i układu graficznego. Tych pierwszych jest tyle samo co w Ivy Bridge, Haswell podobno znacznie łatwiej daje się przyspieszyć do wartości powyżej DDR-2400 (trudno znaleźć moduły o takich możliwościach, a jeszcze trudniej – zastosowanie, w którym da się zauważyć wzrost wydajności...). Mnożnik układu graficznego może przyjmować wartości połówkowe, czyli podnosząc go o jeden stopień, przyspieszamy GPU o 1/2 BCLK. W różnych płytach głównych przyjęto różne konwencje podawania taktowania. Najczęściej, jeśli w UEFI można wybrać taktowanie w megahercach, to faktycznie regulujemy mnożniki: wartość wybrana w UEFI będzie prawdziwa tylko dla BCLK równego 100 MHz.

Przyspieszanie taktowania prędzej czy później wymaga także zwiększenia napięcia zasilania przetaktowywanego elementu. W sposobie zasilania Haswelle zasadniczo się różnią od poprzednich procesorów x86, choć metody podkręcania nie zmieniły się zbytnio. Regulacją kilku napięć potrzebnych różnym komponentom układu zajmuje się wbudowany w krzem zasilacz impulsowy. Jak to działa?

Na płycie głównej pozostał tylko jeden zasilacz impulsowy, konwertujący 12 V z głównego zasilacza komputera na napięcie pośrednie, domyślnie 1,8 V. W samym procesorze zintegrowany regulator napięcia (ISVR) obniża je dalej do innych poziomów:

  • VCORE (rdzenie x86)
  • VRING (magistrala pierścieniowa)
  • VGPU (układ graficzny)
  • VSA (system agent)
  • VIOA (analogowe łącza wejścia-wyjścia)
  • VIOD (cyfrowe łącza wejścia-wyjścia).

Wszystkie napięcia (również to pośrednie, VCCIN) można regulować. Dla domowego podkręcacza najważniejsze są trzy wytłuszczone. Pierwszym z nich jest CPU Vcore, które aby osiągnąć 4,5 GHz, wystarczy podnieść do około 1,175 V, co jest wartością bardzo niewielką. Kto chce zwiększyć częstotliwość taktowania pierścienia do zbliżonych wartości (4,5 GHz), powinien również podnieść napięcie CPU Ring Voltage do około 1,12 V. Warto również profilaktycznie zwiększyć o 0,1 V napięcie CPU I/O Analog oraz CPU I/O Digital. W takim ustawieniu nasz testowy procesor osiągał podczas pełnego obciążenia 75–80 stopni Celsjusza. Bezpieczna temperatura maksymalna to 100 stopni, pozostaje zatem jeszcze trochę zapasu, który to wykorzystaliśmy, podkręcając Core i5-4670K do 4,7 GHz, a Core i7-4770K – do 4,8 GHz.

Wraz z VCORE należy regulować napięcie wejściowe VCCIN tak, żeby nie różniły się od siebie o więcej niż 0,4–0,45 V. To konieczne, żeby wbudowany regulator napięcia działał najsprawniej, jak to możliwe.

Intel Core i5-4670K podkręcanie

Intel Core i7-4770K podkręcanie

Strona:
  1. Intel Haswell
  2. Platforma testowa i ustawienia
  3.     Testy – gry (ARMA 2, Battlefield 3, Crysis 2, Max Payne 3, Metro 2033)
  4.     Testy – gry (Cywilizacja V, Shogun 2 Total War, StarCraft 2, Flight Simulator X, WOT)
  5.     Testy – gry (Assassin's Creed, GTA IV, Skyrim, Wiedźmin 2, DiRT Showdown)
  6.     Testy – internet (Google Chrome), Flash, HTML5
  7.     Testy – dom, biuro i multimedia (obróbka zdjęć, Word, PDF, 7-Zip, TrueCrypt)
  8.     Testy – obróbka i kompresja wideo (x264, Adobe After Effects, Adobe Premiere Pro, *.mp4)
  9.     Testy – profesjonaliści (Blender, Cinebench, Photoshop)
  10.     Testy – profesjonaliści (3ds Max, AutoCAD, Catia)
  11.     Pobór energii
  12. Podkręcanie [AKTUALIZACJA]
  13.     Podkręcanie – gry (ARMA 2, Battlefield 3, Crysis 2, Max Payne 3, Metro 2033)
  14.     Podkręcanie – gry (Cywilizacja V, Shogun 2 Total War, StarCraft 2, Flight Simulator X, WOT)
  15.     Podkręcanie – gry (Assassin's Creed, GTA IV, Skyrim, Wiedźmin 2, DiRT Showdown)
  16.     Podkręcanie – internet (Google Chrome), Flash, HTML5
  17.     Podkręcanie – dom, biuro i multimedia (obróbka zdjęć, Word, PDF, 7-Zip, TrueCrypt)
  18.     Podkręcanie – obróbka i kompresja wideo (x264, Adobe After Effects, Adobe Premiere Pro)
  19.     Podkręcanie – profesjonaliści (Blender, Cinebench, Photoshop)
  20.     Podkręcanie – profesjonaliści (3ds Max, AutoCAD, Catia)
  21.     Podkręcanie – pobór energii
  22. Podsumowanie testów wydajności w różnych zastosowaniach
  23. Podsumowanie testów wydajności w kontekście poboru energii
  24. Podsumowanie testów wydajności w kontekście ceny
  25.     Testy - gry (Crysis 3 i Far Cry 3). Wydajności na karcie graficznej Zotac GeForce GTX Titan
  26. Intel HD Graphics 4600 – testy zintegrowanego układu graficznego
  27. Podsumowanie
  28. Core i5-4430, Core i5-4570, Core i5-4670 - opłacalność
12