Vccio voltage что это

Теория и практика разгона процессоров Intel Skylake по шине BCLK

Прошлогоднее обновление процессорной микроархитектуры в лице Intel Skylake не принесло никаких сюрпризов в плане роста производительности десктопных решений, и мы получили уже привычные 5-10% превосходства над прошлым поколением. Но при анонсе оверклокерских моделей был замечен очень любопытный момент: Intel Core i5-6600K и Intel Core i7-6700K получили не только разблокированный множитель, но и возможность изменять частоту базового тактового генератора без потери стабильности. Этот факт подарил надежду энтузиастам на возрождение массового разгона процессоров, изначально не ориентированных на оверклокерскую аудиторию. Но чуда не произошло, и Intel заблокировала такую возможность в обычных моделях. Благо, это ограничение оказалось только на программном уровне, и в середине декабря новостные ленты технических ресурсов заполнили сообщения о том, что найден способ разгона моделей платформы Socket LGA1151 без индекса «K». Данный факт неоднократно подтвердился и при нашем практическом знакомстве с новой аппаратной платформой, в чем можно самостоятельно убедиться на страницах нашего ресурса.

Немного истории

Что такое разгон или оверклокинг? Под этим понятием следует понимать набор методов, которые позволяют работать компонентам компьютера на частотах, которые выше заводских. Главная цель разгона – получить максимум производительности из имеющегося «железа». Сейчас это занятие вполне можно назвать тривиальным. Любой пользователь свободно может купить подходящую материнскую плату, процессор с разблокированным множителем и в пару кликов разогнать его. Нет ощущения азарта и удовлетворения от проделанной работы. Но так было далеко не всегда.

На заре своего зарождения разгоном занимались исключительно хорошо подготовленные технари, используя паяльник, перемычки и другие аппаратные модификации. Если вкратце, то весь процесс оптимизации сводится к увеличению тактовой частоты процессора, которая является произведением двух параметров – множителя и базовой частоты. А так как в большинстве случаев изменять множитель нельзя, то приходится оперировать значениями шины. Это стало возможным благодаря тому, что модели одной серии разнятся только частотой. То есть после изготовления партия процессоров проходит ряд тестов, по худшим результатам которых она и маркируется. Так мы и получаем одни модели с тактовой частотой, например, 300 МГц, а другие − 700 МГц. Но не все экземпляры такие неудачные. Например, их умышленно могут замедлять из-за необходимости расширения ассортимента линейки, поэтому при наличии необходимых знаний эту досадную несправедливость можно исправить. При этом мы получаем производительность старшей модели при минимуме затрат. Разве это не прекрасно?

По-настоящему золотой эрой оверклокинга можно считать выход первого поколения процессоров Intel Core под Socket LGA775 в 2006 году. Сам разгон стал куда более удобным. Для этого было достаточно настроить необходимые параметры в BIOS материнской платы или просто воспользоваться специальными утилитами под ОС. Любимчиками энтузиастов стали младшие модели Intel Pentium E5xxx и Intel Core 2 Duo E7xxx, которые в умелых руках обходили своих более дорогих собратьев Intel Core 2 Duo E8xxx или даже Intel Core 2 Quad. Кстати, даже сейчас некоторые модели Intel Core 2 Quad и их серверные аналоги Intel Xeon трудятся в системных блоках пользователей. Благодаря наличию четырех физических ядер и хорошему разгонному потенциалу они позволяют построить игровую систему начального уровня (по современным меркам).

В этот же период оверклокинг становится действительно массовым явлением, а не просто способом сэкономить деньги. Он превращается даже в спортивную дисциплину благодаря популярному ресурсу HWBOT. Суть соревнований проста – получить максимальный результат в бенчмарках (3DMark, PCMark, Cinebench, Super PI и так далее) и зафиксировать его с помощью процесса валидации. При этом используются топовые комплектующие и экстремальные методы охлаждения (системы фазового перехода, жидкий азот и сухой лед). Такому положению вещей способствовали и сами производители «железа», которые стали активно выпускать продукцию, специально рассчитанную на оверклокинг. Но такое раздолье длилось не очень долго. Осознав, что разгон становится очень популярным, компания Intel решила зарабатывать и на нем.

Последними легко разгоняющимися процессорами (по шине) являются модели для Socket LGA1156 (микроархитектура Intel Nehalem), которые увидели свет в далеком 2009 году. Последующие решения утратили такую возможность (начиная с микроархитектуры Intel Sandy Bridge для Socket LGA1155), так как опорная частота процессора (BCLK) стала жестко связана со всеми узлами CPU (процессорными ядрами, кэш-памятью последнего уровня, встроенным графическим ядром, кольцевой шиной, контроллером памяти, шинами PCI Express и DMI). Поэтому даже незначительное ее изменение (выше 104-107 МГц) приводило к нестабильной работе системы.

Для энтузиастов производитель подготовил две оверклокерские модели: Intel Core i5-2500K и Intel Core i7-2600K. Процессоры получили разблокированные множители, посредством которых и формируется тактовая частота. Но также возросла цена этих решений в сравнении с обычными версиями. То есть, хочешь разгонять – плати больше. Пропуск в мир оверклокинга стал доступен только для состоятельных пользователей и потерял свой исконный смысл.

Да, можно вспомнить доступный двухъядерный Intel Pentium G3258 (Socket LGA1150, микроархитектура Intel Haswell) с разблокированным множителем, но это единичный случай.

Однако с выходом шестого поколения Intel Core ситуация изменилась, и теперь появилась возможность разгонять процессоры, не относящееся к K-серии, хотя она и активно не приветствуется производителем ЦПУ. Об этом более подробно в следующем разделе нашей статьи.

Разгон процессоров Intel Skylake без индекса «К» в теории

В процессорах Intel Skylake инженеры выделили шину PCI Express и чипсет в отдельный домен, частота которого остается фиксированной, независимо от изменений BCLK.

Базовая частота осталась жестко связана только с внутренними узлами CPU: процессорными ядрами, кэш-памятью последнего уровня, встроенным графическим ядром, кольцевой шиной и контроллером памяти. Благо, последние отлично работают на повышенных частотах. То есть в новой платформе можно осуществлять разгон не только манипуляциями с множителем, но и путем повышения BCLK.

Это подтвердилось и при первом знакомстве с оверклокерскими моделями. Но по какой-то причине Intel заблокировала возможность разгона в обычных процессорах, и даже незначительные изменения базовой шины не увенчались успехом. Технология получила название «BCLK Governor». Но, как уже писалось выше, ограничение носит не аппаратный характер, и оно «лечится» на программном уровне. Для этого достаточно обновить микрокод материнской платы.

Результаты не заставили себя долго ждать. Оверклокер под ником «Dhenzjhen» разогнал процессор Intel Core i3-6320 с заблокированным множителем с номинальных 3,9 ГГц до 4,955 ГГц. Для этого он использовал материнскую плату SuperMicro C7H170-M со специальной версией BIOS. Вскоре и другие производители выпустили обновленные версии BIOS, но только для материнских плат на флагманском чипсете Intel Z170. Решения на Intel H110, Intel H170 и Intel B150 остались обделенными, хотя, судя по всему, никак препятствий этому не должно быть. Скорее всего, производители решили подстегнуть продажи только более дорогих моделей, а жаль. Примечательно, что лишь компания ASRock разместила у себя на официальном сайте специальные версии микрокода. Остальные вендоры – ASUS, BIOSTAR, GIGABYTE, EVGA и MSI − распространяют их через оверклокерские форумы, опасаясь негативной реакции компании Intel. Как оказалось, для этого были причины. И вскоре компания Intel подтвердила нежелание допускать разгон обычных процессоров линейки Intel Skylake. Несмотря на это, до сих пор в сети можно спокойно найти необходимые версии BIOS, которые продолжают появляться с исправлениями и дополнениями. Так что тут полный порядок.

Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. И при разгоне неоверклокерских процессоров по шине возникает ряд нюансов и ограничений:

Впрочем, не стоит преждевременно расстраиваться. Опытные оверклокеры и так рекомендуют отключать все дополнительные технологии: Intel Turbo Boost, Intel Enhanced SpeedStep и энергосберегающие состояния C-states, так как любые колебания множителя и напряжения могут негативно сказаться на стабильности системы в разгоне. Мониторинг температур можно производить по датчику упаковки процессора (CPU Package), например, используя утилиту HWiNFO. Отключение встроенного видео мало кого огорчит, поскольку большинство оверклокеров имеют дискретную видеокарту.

Единственный действительно неприятный момент – падение скорости выполнения AVX/AVX2-инструкций. И это очень странно, учитывая, что оверклокерские модели лишены этого недостатка и отлично разгоняются по шине. А по сути они ничем не отличаются от обычных, кроме разблокированного множителя и немного большей частоты. Можно предположить, что это снова программное ограничение. В основном AVX/AVX2 используются в прикладных программах, таких как кодирование видео, 3D-моделирование и некоторые графические редакторы. Большинство повседневных программ, в том числе и игры, практически не используют AVX-инструкции. Исключением можно считать GRID Autosport и DiRT Showdown, но как показывает практика, ничего критичного в этом нет. Достаточно вспомнить процессор Intel Pentium G3258, который вообще лишен поддержки векторных инструкций, но это не мешает его владельцам играть в современные игры.

Подготовка к разгону по BCLK

Как вы уже могли понять из сказанного выше, для разгона по шине подходят абсолютно все процессоры поколения Intel Skylake: от Intel Celeron до Intel Core i7. Но наибольший практичный интерес составляют младшие модели каждой линейки, так как при минимальной цене разгон им позволяет легко настигать и даже обходить по уровню производительности более дорогих старших собратьев. В этом можно самостоятельно убедиться в обзорах Intel Core i3-6100 и Intel Core i5-6500. Для наглядности приведем список самых интересных моделей для разгона в виде сводной таблицы:

Источник

Обзор материнской платы ASUS Maximus IX Hero: битва за 5 ГГц

⇡#UEFI BIOS

С выходом нового поколения плат Maximus IX на базе набора логики Intel Z270 разработчики ASUS не стали в очередной раз перерабатывать оболочку BIOS. И их вполне можно понять – текущая реализация UEFI BIOS хорошо знакома энтузиастам, отлажена и не вызывает никаких претензий. Поэтому нет ничего удивительного в том, что при первичном конфигурировании системы оверклокеров вновь встречает характерная для плат серии ROG среда: чёрно-красная цветовая гамма с использованием белых и жёлтых шрифтов, вверху экрана располагается главное меню, каждая опция снабжена отображаемой в нижней части экрана подсказкой, а в правой части экрана находится информационная панель с описанием текущего состояния системы.

Роль стартовой страницы UEFI BIOS у плат серии Maximus IX играет раздел Main. Предназначенный же для менее опытных пользователей упрощённый режим настройки EZMode тоже присутствует, но он второстепенен — для его вызова требуется нажать функциональную клавишу F7.

Основной интерес для целевой аудитории платы ASUS Maximus IX Hero представляет раздел Extreme Tweaker, где собраны все основные настройки, задающие базовую конфигурацию процессора и памяти.

Мы неоднократно знакомились с UEFI BIOS материнских плат серии Maximus VIII, и те возможности, которые мы обнаружили у Maximus IX Hero, оказались почти такими же. Отметить стоит лишь появление нескольких новых опций, напрямую связанных с изменениями в процессорах семейства Kaby Lake. Во-первых, здесь добавился пункт AVX Instruction Core Ratio Negative Offset, позволяющий понизить множитель процессора при выполнении им AVX-команд, из-за которых обычно CPU перегревается в первую очередь. Во-вторых, появилась опция BCLK Aware Adaptive Voltage, корректирующая напряжение процессора при изменении BCLK. Включение этой функции позволяет избежать подачи завышенных напряжений при работе процессора с высокими частотами базового тактового генератора.

В остальном серьёзных изменений не видно. Частоту BCLK, как и раньше, можно менять в пределах от 40 до 650 МГц. А для частоты памяти предусмотрен набор делителей, позволяющий при номинальном значении BCLK 100 МГц активировать режимы вплоть до DDR4-4266.

Для тех же, кто не хочет возиться, в UEFI BIOS рассматриваемой платы предлагается готовый набор профилей с разгоном процессора, частоты BCLK и памяти. С практической точки зрения наибольший интерес представляет профиль Gamers’ OC Profile, который увеличивает частоту процессора до 4,6-4,8 ГГц и активирует XMP для памяти, а также профиль CPU 5G OC Profile, выставляющий на процессоре 5-гигагерцовую частоту (естественно, без какой-либо гарантии стабильности).

Настройки задержек памяти у Maximus IX Hero в разделе Extreme Tweaker вынесены в отдельное подменю.

Помимо прямого изменения основных и второстепенных таймингов, здесь есть возможность выбора готовых предустановленных профилей для распространённых модулей DDR4 SDRAM. Разных вариантов конфигураций предусмотрено очень много, и подходящий можно найти практически для любого комплекта модулей, в том числе и для обычных, неоверклокерских.

Подраздел Tweaker’s Paradise содержит параметры тонкой подстройки системы.

Диапазон питающих напряжений для различных компонентов системы традиционно очень широк. Подробности можно почерпнуть из следующей таблицы.

Пользователю традиционно предоставляется выбор из нескольких режимов управления напряжением на процессоре: Manual, при котором значения устанавливаются в явном виде; Offset, когда задаётся прирост к номинальной величине; и Adaptive, сочетающий возможности двух предыдущих методов.

Поскольку Maximus IX Hero ориентирована в том числе и на экстремальный разгон, верхние пределы процессорных напряжений значительно выше привычных значений. Однако для их достижения нужно переключить плату в режим LN2 Mode соответствующей перемычкой.

Говоря о настройке цифровой схемы питания, следует упомянуть, что она поддерживает восемь уровней Load-line Calibration – противодействия падению напряжения при росте тока. Конфигурирование этого параметра, а также выбор частоты переключения фаз выполняется на отдельной странице UEFI BIOS – DIGI+ VRM.

Maximus IX Hero выделяется гибкими возможностями конфигурирования конвертера питания памяти, которые есть далеко не у всех материнок даже верхнего уровня.

Настройки энергосберегающих процессорных технологий вынесены в специальный подраздел Internal CPU Power Management.

Поскольку BIOS материнских плат ASUS похожи друг на друга, мы не будем в очередной раз подробно рассматривать все возможности. Для того, чтобы получить представление о всём богатстве настроек, можно обратиться к одному из наших прошлых обзоров плат ASUS серии Maximus VIII.

Говоря о программной поддержке ASUS Maximus IX Hero, хочется также напомнить и о выдающемся комплекте утилит Dual Intelligent Processors 5, который прилагается к любой плате семейства ROG. Благодаря ему конфигурирование базовых параметров процессора и памяти возможно не только с помощью UEFI BIOS, но и через наглядный графический интерфейс из операционной системы Windows.

Материнские платы серии ROG комплектуются и прочими программно-аппаратными средствами, среди которых следует отметить функцию Key Bot II, позволяющую обслуживать клавиатурные сокращения и игровые макросы; утилиту RAMCache II для ускорения дисковых операций посредством их кеширования в оперативной памяти; программу RAMDisk для создания расположенного в оперативной памяти временного дискового тома; и простую утилиту для копирования дисков «один в один» CloneDrive.

⇡#Описание тестовой системы

Тестовая система, в которой мы проводили испытания рассматриваемой материнской платы, включала следующий набор комплектующих:

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 14393 с использованием следующего комплекта драйверов:

⇡#Разгон

Как можно заключить из описания аппаратных и программных возможностей Maximus IX Hero, во имя разгона в этой плате сделано очень многое. Причём она должна подойти как опытным оверклокерам, так и новичкам, для которых ASUS может предложить несколько вариантов автоматической конфигурации системы. В разделе про BIOS мы говорили о том, что у Hero есть несколько готовых профилей параметров, переводящих процессор и подсистему памяти в заранее заданные распространённые оверклокерские режимы. Однако плата также обладает и технологией автоматического разгона, управляемой фирменным чипом Turbo Processor Unit (TPU). Эта функция лучше готовых профилей тем, что она не просто выставляет разгонные настройки в BIOS, но и проверяет при этом стабильность работы.

Именно с исследования TPU мы и начали тестирование на разгон. Режим TPU I, предназначенный для систем с воздушной системой охлаждения, сконфигурировал систему следующим образом.

Для процессора установлена частота 4,6 ГГц, а память работает в режиме DDR4-2933. Конечно не предел мечтаний, но вполне нормальный разгон, с которого можно начинать знакомство с оверклокингом.

Однако лучшие результаты всегда достигаются при ручном оверклокинге. Например, рассматриваемую плату ASUS Maximus IX Hero мы использовали при подготовке обзора нового процессора Core i7-7700K и смогли с её помощью разогнать новинку до 4,8 ГГц.

Напряжение на процессоре при этом пришлось поднять до 1,35 В – иначе система работала нестабильно, и в результате мы столкнулись с серьёзным нагревом CPU. При тестировании в LinX температура доходила до 96 градусов, что и стало препятствием на пути покорения дальнейших высот.

Честно говоря, радости такой разгон принёс немного. Да, это лучше результатов типичного разгона Skylake, но очевидно, что и плата, и процессор способны на большее, а мешают им традиционные проблемы с теплоотводом, вызванные неэффективным термоинтерфейсом под процессорной крышкой.

Поэтому было решено скальпировать тестовый процессор и заменить внутренний термоинтерфейс на хорошо зарекомендовавший себя жидкий металл Coollaboratory Liquid Pro. Не будем в очередной раз подробно описывать все перипетии процесса снятия процессорной крышки. Алгоритм этот хорошо известен и многократно проверен. Крышка сдвигается в тисках, а для размягчения клеевого состава, удерживающего её на поверхности процессорной платы, процессор подогревается при помощи строительного фена.

Никаких особых сложностей в скальпировании в случае Kaby Lake мы не заметили. Да, текстолит у процессора такой же тонкий, как у и Skylake, но при известной аккуратности и терпеливом нагреве отделить крышку можно без приложения существенных и способных повредить процессор усилий.

Результативность же замены интеловской термопасты на жидкий металл не вызывает никаких сомнений: температура нашего экземпляра Core i7-7700K на частоте 4,8 ГГц сразу упала на 20 градусов.

И это открыло путь для продолжения экспериментов, в результате которых разгон удалось продвинуть до куда более внушительных 5,1 ГГц, что на 20 процентов превосходит номинальную частоту Core i7-7700K.

Стабильность работы системы при такой частоте CPU обеспечивалось при повышении его напряжения до 1,45 В и при установке Load-Line Calibration в положение Level 5. Что характерно, температура процессорных ядер после скальпирования даже с таким серьёзным разгоном оставалась во вполне приемлемых рамках. Даже в зубодробильных тестах LinX 0.7.0 максимум был зафиксирован на отметке в 84 градуса — несмотря на то, что теплоотвод осуществлялся односекционным башенным кулером Noctua NH-U14S.

Всё это говорит о том, что материнская плата ASUS Maximus IX Hero отлично подходит для разгона процессоров поколения Kaby Lake. Никаких сложностей или препятствий она не создаёт, а значит, потенциал конкретного экземпляра CPU она с лёгкостью раскрывает полностью.

Для того, чтобы окончательно утвердиться в выводах о том, что ASUS Maximus IX Hero – отменная оверклокерская платформа, мы провели ещё две проверки.

Во-первых, попробовали разогнать используемый в тестах комплект памяти Corsair Vengeance LPX CMK16GX4M2B3200C16R. Формально он рассчитан на работу в режиме DDR4-3200, но на рассматриваемой плате данный комплект смог стабильно работать на несколько более высокой частоте — DDR4-3466. Очевидно, что фирменная схема T-Topology 2, в соответствии с которой на плате разведены слоты DIMM, действительно помогает в разгоне памяти.

Для достижения такого результата нам потребовалось лишь поднять напряжение на памяти до 1,35 В и немного ослабить схему таймингов до 17-19-19-39-2T.

Во-вторых, ASUS Maximus IX Hero может хорошо разгонять процессоры и через увеличение частоты BCLK. При практической проверке максимальной частотой шины, при которой плата смогла работать абсолютно стабильно, оказались 290 МГц.

Пока в этой возможности не так много практического смысла, поскольку заблокированные процессоры на Maximus IX Hero разгонять запрещено. Но если на горизонте появятся разрешающие оверклокинг не-K процессоров модифицированные прошивки или процессоры, подобные Core i7-6400T, новая Hero окажется отличной платформой для экспериментов с ними.

⇡#Производительность и сравнение с Intel Z170

В заключение знакомства с основанной на новом наборе системной логики Intel Z270 платой ASUS Maximus IX Hero мы сравнили её производительность со скоростью работы похожей платы на чипсете Intel Z170. В качестве соперницы была выбрана аналогичная по позиционированию младшая модель в серии Maximus VIII, Ranger. В обоих случаях тестирование проводилось с процессором Core i7-7700K как в номинальном режиме, так и в разгоне до 5,1 ГГц, а память в обоих случаях работала в режиме DDR4-3200. Такое сравнение позволяет проверить, не произошло ли в новой платформе каких-то заметных изменений в производительности, и так ли уж обязательно с процессорами Kaby Lake использовать именно новое поколение материнских плат.

Однако прежде нужно упомянуть о том, что процедура разгона Core i7-7700K до 5,1 ГГц на ASUS Maximus VIII Ranger оказалась не столь простой, как на Maximus IX Hero. Новая плата на базе Intel Z270 для успешного оверклокинга требовала увеличения лишь одного напряжения V_CORE, а на более старой плате нам пришлось подбирать и другие напряжения: V_CCIO и V_CCSA. В итоге, стабильная работа Maximus VIII Ranger с разогнанным Core i7-7700K требовала ручного повышения первого до 1,0 В и второго – до 1,15 В.

В тестировании были использованы следующие программные инструменты и настройки:

Бенчмарки:

Приложения:

Игры:

Как и ожидалось, измерения производительности не выявили никаких значимых отличий в производительности материнских плат на чипсетах Z170 и Z270.

Источник