Теорія та практика розгону процесорів Intel Skylake по шині BCLK

Розгін і тестування

Для експериментів використовувався наступний список обладнання:

Тестовий процесор Intel Core i7-6700 має «batch code» L542B978 − 96000, який несе в собі інформацію про місце, дату та партію виготовлення. У нашому випадку він зроблений на 42 тижні 2015 року (між 12 і 18 жовтня) у Малайзії з номером партії 96000.

Розгін проводився на материнських платах ASUS MAXIMUS VIII RANGER, ASUS Z170-P D3 і ASUS Z170-P у трьох режимах:

• Без підняття напруги.
• Проміжний розгін із невеликим підняттям напруги для стабільної роботи на частоті 4400 МГц.
• Максимально стабільний розгін.

Напруга 1,095 вольт у BIOS (за даними моніторингу 1,104 В) прийнята за номінальну, оскільки плати самостійно його виставляли при максимальному навантаженні в повністю автоматичному режимі. Перевірку стабільності ми здійснювали проходженням бенчмарка та 15 хвилинного стрес-тесту в RealBench 2.41. Цього часу цілком достатньо для визначення стабільності. У такому випадку нагрівання було одним із найвищих, чого в реальних умовах використання навряд чи вийде досягнути. До речі, класичні стрес-тести типу Linpack або Prime95 на цю роль не підходять, оскільки вони активно використовують AVX-інструкції, які при розгоні неоверклокерських процесорів уповільнюються й не можуть відтворити максимальне навантаження. Моніторинг здійснювався силами утиліт HWiNFO і CPU-Z.

Першою в бій пішла геймерська плата ASUS MAXIMUS VIII RANGER з відмінними можливостями для оверклокінгу. При напрузі 1,104 В і ручному піднятті опорної частоти до 121 МГц, швидкість Intel Core i7-6700 вдалося довести до 4113,86 МГц, що становить збільшення в 21% щодо номіналу.

При цьому енергоспоживання системи збільшилося незначно: з 51 Вт у простої (активовані всі енергозберігаючі технології) і 223 Вт при стресовому навантаженні до 61 Вт і 230 Вт відповідно. Максимальна температура під стресовим навантаженням не піднімалася вище 51˚C.

На ASUS Z170-P D3 вийшло досягнути 4107,23 МГц при тих же 1,104 В і значенні BCLK рівному 121 МГц.

Енергоспоживання збільшилося з 48 Вт і 223 Вт до 62 Вт і 230 Вт відповідно. Максимальна температура не піднімалася вище значення 53˚C.

ASUS Z170-P підкорилася дещо менша частота процесора, а саме 4060,70 МГц при напрузі 1,104 В і значенні BCLK 119,5 МГц.

У такому режимі роботи енергоспоживання зросло з 48 Вт і 225 Вт до 59 Вт і 230 Вт відповідно. Температура не піднімалася вище 52˚C.

Щоб прискорити Intel Core i7-6700 до частоти 4400 МГц на ASUS MAXIMUS VIII RANGER треба було підняти базову частоту до 129,5 МГц, а напругу − до 1,215 В, хоча, судячи з показів утиліт, іноді вона досягала 1,232 В. Приріст частоти склав 29,4% щодо номіналу.

Показники енергоспоживання склали 64 Вт у простої та 240 Вт у навантаженні – усе ще досить скромні значення. Температура тримається в діапазоні 60-64 ˚C.

Для стабільної роботи Intel Core i7-6700 на 4400 МГц на ASUS Z170-P D3 треба було виставити дещо більш високу напругу – 1,230 В (за даними моніторингу − до 1,248 В).

Енергоспоживання знаходилося на рівні 63 Вт і 249 Вт відповідно, а температури − на рівні 70˚C.

На ASUS Z170-P для 4400 МГц треба було піднімати напругу 1,215 В (за даними моніторингу − до 1,232 В).

При цьому енергоспоживання склало 63 Вт і 265 Вт у простої й навантаженні відповідно. Максимальна температура не піднімалася вище 63˚C.

Переходимо до найцікавішої частини – максимального розгону.

На ASUS MAXIMUS VIII RANGER вийшло досягнути частоти 4708,22 МГц при збільшенні BCLK до 138,5 МГц. У підсумку ми одержали 38% збільшення до номінальної частоти. При цьому напруга була збільшена до 1,415 В (1,472 В за даними моніторингу), а для компенсації її осідань у налаштуваннях BIOS параметр «Load Line Calibration» (LLC) був виставлений у положення «LEVEL -6».

При цьому енергоспоживання процесора збільшувалося до 74 Вт і 322 Вт у простої й навантаженні відповідно, а сам він прогрівся під стресовим навантаженням до 98˚C.

Максимальна стабільна частота на ASUS Z170-P D3 склала 4523 МГц при піднятті опорної частоти до 133 МГц. Приріст склав 33% щодо номіналу. Для цього довелося підняти живлячу напругу до 1,415 В (1,408 В за даними моніторингу) і виставити для «LLC» значення «LEVEL -5».

У такому режимі енергоспоживання зросло до 71 Вт і 310 Вт відповідно. Під стресовим навантаженням температура не перевищувала 85˚C.

На ASUS Z170-P ми змусили процесор стабільно працювати на частоті 4691 МГц при BCLK 138 МГц. При цьому знадобилося підняти напругу до 1,415 В, а «LLC» виставити в «LEVEL -6».

У такому режимі енергоспоживання склало 73 Вт і 325 Вт відповідно, а температура в піку навантаження доходила до 96˚C.

Для наочної оцінки отриманих результатів розгону пропонуємо поглянути на зведену таблицю:

	ASUS MAXIMUS VIII RANGER			ASUS Z170-P D3			ASUS Z170-P
	Розгін Intel Core i7-6700
Частота процесора, МГц	4113,86	4400	4708,22	4107,23	4400	4523	4060,70	4400	4691
Частота BCLK, МГц	121	129,5	138,5	121	129,4	133	119,5	129,4	138
Напруга CPU, В	1,104	1,215	1,415	1,104	1,230	1,415	1,104	1,215	1,415
Енергоспоживання всієї системи простій / навантаження, Вт	61 / 230	64 / 240	74 / 322	62 / 230	63 / 249	71 / 310	59 / 230	63 / 265	73 / 325
Максимальна температура, ˚C	51	64	98	53	70	85	52	63	96

Аналізуючи результати розгону Intel Core i7-6700, можна сміливо констатувати, що всі тестовані материнські плати впоралися з поставленим завданням. Щоправда, хтось краще, а хтось дещо гірше. Якщо ви хочете одержати безкомпромісний розгін, то рішення рівня ASUS MAXIMUS VIII RANGER цілком може його дати. У цьому випадку все завдяки посиленій 10-фазній цифровій підсистемі живлення, яка відмінно справляється зі своїми прямими обов'язками при будь-якому типі навантаження й при найвищих напругах, без натяку на осідання. У плати явно великий запас міцності для екстремального розгону. Втім, ощадливим користувачам цілком можна радити подібні ASUS Z170-P або ASUS Z170-P D3 рішення. Наприклад, і в зазначених плат є 7-фазна цифрова система живлення, хороше охолодження та широкі можливості налаштування. Тобто все необхідне для одержання гідного розгону в них є. Головне подбати про хорошу систему охолодження. Але також варто розуміти, що розгін – це лотерея. Не факт, що ваш процесор зможе повторити досягнуті показники. Благо, усі моделі Intel Skylake, які побували в нас у лабораторії, підкорили позначку 4,6 ГГц. Так що, з іншого боку, вам може повезти й більше нашого.

На завершення пропонуємо поглянути на результати RealBench v.2.41 на максимальній частоті Intel Core i7-6700

Місця розподілилися відповідно до отриманої максимальної частоти процесора: ASUS MAXIMUS VIII RANGER, ASUS Z170-P і ASUS Z170-P D3. У середньому приріст продуктивності склав близько 24% щодо номіналу.

Енергоспоживання

Розгін Intel Core i7-6700 приємно нас порадував, але давайте оцінимо, наскільки виросло його енергоспоживання після таких оптимізацій. Для цього скористаємося результатами, отриманими на материнській платі ASUS MAXIMUS VIII RANGER.

Глянувши на графік, можна помітити, що поки напруга на процесорі залишається незмінною, ріст енергоспоживання йде лінійно зі збільшенням частоти. Але тільки ми суттєво піднімаємо напругу на процесорі, як спостерігається різкий стрибок споживання. У підсумку енергоспоживання Intel Core i7-6700 в максимальному розгоні збільшилося на 100 Вт у порівнянні з номіналом. Така плата за збільшення продуктивності. Це слід урахувати при проведенні експериментів і подбати про якісний блок живлення.

Аналіз практичної користі розгону 

Давайте уявимо, що ви хочете зібрати середньоціновий комп'ютер. Що краще вибрати: процесор попростіше і комплектуючі під розгін або відразу потужніший ЦП з більш доступними комплектуючими? Спробуємо розібратися.

Як бачите, збірки вийшли практично однаковими за ціною. Але завдяки розгону до 4,5 – 4,7 ГГц Intel Core i3-6100 обходить Intel Core i5-6400 на 3-5% відсотків залежно від типу навантаження. Заради справедливості потрібно відзначити, що 3-5% включає не тільки ігрові додатки, а також спеціалізовані (рендеринг, математично розрахунки, кодування і так далі). Але якщо брати комп'ютер винятково для ігор, то розігнаний Intel Core i3-6100 може видати FPS, порівнянний з конфігурацією на Intel Core i5-6600, яка працює в номіналі. До того ж ніхто вам не заважає ще заощадити на блоці живлення й материнській платі. У першому випадку все залежить від апетитів вашої відеокарти, а в другому – від необхідної функціональності та лояльності до того чи іншого виробника. У такому випадку профіт може бути куди більш значимим.

Яка ситуація в більш високому ціновому діапазоні? Давайте поглянемо на такі збірки.

У результаті ми одержуємо на 10% дорожчу і на 5% повільнішу збірку на Intel Core i5-6400 у порівнянні з Intel Core i5-6600. Але якщо розігнати Intel Core i5-6400, то він уже обходить старшого побратима на 10-15% і навіть наближається до куди більш дорогого Intel Core i7-6700 ($369 або 9207 грн.). У цьому можна переконатися на прикладі тестування Intel Core i5-6500. В такому випадку розгін повною мірою виправданий, особливо якщо ви з самого початку дивилися убік Intel Core i5-6600K. Різниця в ціні між ними становить $71 (1772 грн.). А зекономлені гроші можна докласти до більш продуктивної відеокарти або направити на інші потреби.

Кілька слів скажемо і про Intel Core i7-6700. Різниця між ним і Intel Core i7-6700K становить близько $31 (778 грн.), але обидва вони відмінно розганяють. Особливої економії навряд чи вийде досягнути, але як завжди – вибір за вами.   

Висновки

Підводячи підсумки матеріалу, у нас для вас дві новини: хороша і погана. Почнемо з поганої. Якщо ви працюєте зі спеціалізованими програмами, на зразок кодування відео, 3D-моделювання і тому подібними, які використовують AVX/AVX2-інструкції, то розгін неоверклокерських процесорів Intel Skylake вам протипоказаний. Все тому, що в такому випадку знижується швидкість виконання цих самих інструкцій і, як наслідок, спостерігається падіння загальної продуктивності. Якщо все-таки потрібно одержати більше продуктивності, і ви плануєте розганяти процесор, то вибір залишається тільки між Intel Core i5-6600K і Intel Core i7-6700K.

Тепер хороша новина. У всіх інших випадках розганяти не тільки можна, але й потрібно – особливо в ігрових збірках. Той же Intel Core i3-6100 у розгоні може видати порівнянну продуктивність із повноцінними 4-ядерниками, які працюють у номіналі. А молодший Intel Core i5-6400 не тільки обходить старших побратимів по лінійці, але навіть може наблизитися до Intel Core i7-6700. При цьому для гідного розгону (більшість процесорів Intel Skylake легко беруть межу 4,5-4,6 ГГц) не обов'язково купувати дорогу топову материнську плату, а можна обійтися доступними моделями. Головне подбати про хороше охолодження і якісний блок живлення.

У сухому залишку хочеться сказати, що після появи можливості розгону процесорів без індексу «K», платформа Intel Skylake стала куди привабливішою. Навіть незважаючи на ряд обмежень, приводів для апгрейду стало більше.

Автор: Віктор Єфіменко 
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії PCshop за наданий для тестування процесор.

Висловлюємо подяку компаніям ASUS, HyperX, Philips, Sea Sonic, Seagate і Scythe за надане для тестового стенду обладнання.