artykuły

Platforma LGA1151 i chipset Intel Z170 – rzut oka na płyty główne firmy Asus

13 5 sierpnia 2015, 14:00 Mateusz Brzostek

Podkręcanie Skylake'a

Procesory Skylake podkręca się nieco inaczej niż układy kilku poprzednich generacji. Zmiany w makroarchitekturze APU wymusiły między innymi zmianę podstawki, układów zasilania i właśnie sposobów podkręcania.

Po pierwsze, zasilanie

W desktopowych procesorach Skylake nie ma zintegrowanego zasilacza impulsowego (ISVR, albo FIVR dla tych, którzy wolą skróty Intela). Skoro ISVR był takim dobrym rozwiązaniem, poprawiającym energooszczędność i regulację napięcia, to dlaczego z niego zrezygnowano? Intel nie mówi tego wprost. Inżynierowie Asusa twierdzą, że chodzi o problemy termiczne, jakie stwarza część ISVR zintegrowana w krzemowym jądrze APU. Z kolei z innych źródeł dowiedzieliśmy się, że implementacja ISVR w procesie technologicznym 14 nm okazała się nieekonomiczna – wielkość analogowych obwodów nie skaluje się dobrze wraz ze zmianą procesu produkcyjnego. Niezależnie od przyczyn Skylake wraca do tradycyjnej architektury zasilania, w której wszystkie zasilacze impulsowe są umieszczone na płycie głównej.

Czy to znaczy, że jakość zasilania na płycie głównej będzie mieć większe znaczenie w podkręcaniu? Z pewnością, ale bez wnikliwych testów nie możemy powiedzieć jak duże. Procesory LGA1151 nie pobierają więcej prądu niż poprzednie generacje, więc wytwórcy płyt nie powinni mieć problemu z budową odpowiedniego układu zasilania.

Po drugie, sygnały zegarowe

Drugą ważna zmianą jest rozprowadzanie sygnału zegarowego. Przypomnijmy, że począwszy od procesorów Sandy Bridge taktowanie zegara bazowego (BCLK) jest ściśle związane z taktowaniem PCI Express i SATA.

Urządzenia PCI-E i SATA niezbyt dobrze znoszą przetaktowanie łącza, co spowodowało, że możliwości przyspieszania procesorów Sandy Bridge i późniejszych przez przyspieszenie BCLK nie przekraczały kilku procent. Ucierpiały na tym między innymi wszystkie układy z zablokowanym mnożnikiem, których od tamtej pory praktycznie nie da się podkręcać.

Na platformach X99 i Z97 umożliwiono przeskalowanie BCLK za pomocą dodatkowego mnożnika: oprócz tego, że dawało się zmienić BCLK, począwszy od 100 Hz, o kilka procent w górę lub w dół, można było wstępnie pomnożyć BCLK przez 1,25, 1,5 lub 1,66. To dało pewną swobodę w dobieraniu kombinacji taktowania CPU, pamięci i magistrali pierścieniowej. W warunkach typowego podkręcania (temperatura pokojowa i rozsądnie ustawione napięcie) użyteczne są tylko mnożniki ×1 i ×1,33. Mnożniki zegara bazowego są odblokowane tylko w procesorach serii K – przyspieszanie najtańszych modeli wciąż ogranicza się do kilkuprocentowych zmian.

Wreszcie w Skylake'u zastosowano zewnętrzny generator sygnału zegarowego; oddzielono też taktowanie PCI-E i SATA od zegara bazowego APU. Dzięki temu taktowanie BCLK znowu można zmieniać płynnie w krokach co 1 MHz, a nie tylko o kilka procent w okolicach 100 MHz czy 125 MHz.

Umieszczenie generatora zegara na zewnątrz procesora, na płycie głównej, umożliwia producentom płyt większą kontrolę nad taktowaniem. W zależności od tego, jaki generator zegara jest na płycie i jak jest sterowany, zakres i stabilność podkręcania BCLK mogą być różne.

Asus chwali się układem Pro Clock, który umożliwia sterowanie BCLK w bardzo dużym zakresie i pozwala przełączać taktowanie w jednym kroku. Na płytach z Pro Clock BCLK można przetaktować ze 100 MHz do maksymalnie 750 MHz (teoretycznie). W praktyce łatwo jest osiągnąć około 400 MHz w warunkach domowych i ponad 500 MHz po zastosowaniu chłodzenia ekstremalnego. Przełączanie BCLK w jednym kroku powinno znacznie przyspieszyć proces uruchamiania komputera po zmianie taktowania. Dotychczas płyta główna musiała zmieniać taktowanie BCLK w kilku małych krokach ze względu na ograniczenia obwodów zegarowych w procesorze.

A co z resztą producentów? Zewnętrzny generator zegara jest niezbędny, więc każda płyta główna może umożliwiać płynne przetaktowanie BCLK. Można się spodziewać, że pozostali też zastosują podobne rozwiązania, ale zakres przetaktowania i jakość sterowania mogą być inne niż na płytach Asusa.

Choć teoretycznie procesor nie ma już wiele wspólnego z generowaniem sygnału zegarowego (tylko kontroler PCI-E i wyjść obrazu wymagają niezmiennego taktowania 100 MHz), jakieś nieznane ograniczenia techniczne lub marketingowe powodują, że możliwość podkręcania przez zmianę zegara bazowego w dalszym ciągu będzie dostępna tylko posiadaczom procesorów z serii K – z odblokowanym mnożnikiem.

3