Vr vcc temperature svid что это

Мониторинг и анализ температуры процессоров Intel

Для чего необходимо выполнять мониторинг температуры, думаю, понятно всем. Система, работающая с перегревом, во-первых, снимает свое производительность. Во-вторых, такая система менее стабильна, а на ноутбуках, перегрев процессора может вызвать и перегрев и выход из строя чипа видеокарты, потому что они имеют общую систему охлаждения.

Дело в том, что современные системы мониторинга температуры процессоров выдают большое число показаний. Эта статья о том, как эти данные правильно считать и понять, что же из них показывает «реальную температуру» процессора. В данной статье мы рассмотрим только механизмы термомониторинга процессоров Intel, потому что в AMD они в корне отличаются. Основное отличие — в характере действия защиты от перегрева. Если перегревается процессор AMD, он теряет стабильность работы, тогда как процессор от Intel лишь снизит свою производительность, препятствуя дальнейшему росту температуры кристалла.

Система мониторинга температуры современных процессоров Intel

Такая система в процессорах Intel называется DTS (Digital Thermal Sensors), что указывает на то, что измерение производится цифровыми методами. Эта система впервые была внедрена в процессорах Intel Pentium M еще в 2004 году, но получила более широкое распространение в настольных процессорах позже. Фактически, во всех процессорах без исключения DTS стала использоваться только с переходом на 45 yv техпроцесс ядра Intel. Ранее использовался менее точный аналоговый метод, когда термодиод, находился под крышкой термораспределителя процессора и сообщал информацию о температуре внежней системе мониторинга, которая находилась в микросхеме мультиконтроллера (она же SIO/MIO).

Цифровые датчики DTS расположены прямо на кристалле недалеко от каждого ядра и представляют собой не абсолютные показания температур, а отрицательное число — дельту между текущей температурой и максимальной температурой срабатывания защитных механизмов терморегулирования TCC (например, троттлинг), обозначаемой Tjmax. Таким образом, зная абсолютную температуру, при которой срабатывает TCC, можно программно определить текущую температуру ядер по значению дельты. Проблема в том, что у разных степпингов процессоров температура срабатывания TCC различается, при этом для большого количества процессоров значения компанией Intel не декларируется (не документированы) для пользователей.

Tjmax, Tcase

Максимальная температура Tjunction (она же Tjmax) — это максимальная температура термопары, при которой процессор может работать без использования внутренних механизмов терморегуляции для снижения мощности и ограничения температуры. Активация системы терморегулирования процессора может привести к снижению производительности, поскольку процессор обычно снижает частоту и мощность, чтобы предотвратить перегрев. Задача поставщика системы или любителя самостоятельной сборки — разработать конфигурацию платформы, которая не достигает порогового значения Tjunction во время тяжелых рабочих нагрузок, чтобы максимизировать производительность системы.

Датчики DTS работают с определённой долей погрешности, правда, чем выше температура датчиков (меньше DTS), тем точнее снимаемые показания. Производитель калибрует датчики DTS вблизи температуры Tjmax.

Считывание данных с датчиков DTS через специальные регистры Model Specific Register (MSR) или через интерфейс Platform Environment Control Interface (PECI). Технология PECI используется для управления скоростью вращения ветилятора в зависимости от нагрева процессора. Управление скоростью вращения вентилятора происходит следующим образом. Если процессор однокристальный (например, Core 2 Duo, Core i7 — там, где все ядра находятся на одном кристалле) — показания со всех датчиков обрабатываются в PECI-домене и значение, снятое с самого горячего ядра (то есть, самое меньшее значение c датчиков DTS), используется для управления скоростью вращения вентилятора (CPU Fan). Если процессор двухкристальный (Core 2 Quad), то PECI-доменов тоже два (на каждый кристалл свой PECI-домен) — и опять, значение с самого горячего PECI-домена (по сути, с самого горячего ядра в процессоре) используется для управления скоростью вращения вентилятора.

Для настольных процессоров 32нм и 45нм семейств Core i3/i5/i7 Intel официально данные о значениях Tjmax не разглашала, но по многочисленным наблюдениям и замерам энтузиастов они примерно равны 100°C (для большинства процессоров). Это упоминается и в Thermal Design Guide от 2013 года. Там указывается (Table 2) значение 100 градусов для 2 и 4 ядерных процессоров всех мощностей (TDP) — 45, 35 и 17 W.

Для настольных процессоров с техпроцессом 22 нм на ядре Ivy Bridge данные о Tjmax были официально раскрыты в документе (стр. 16). Мы видим, что значения колеблются от 91 до 105 градусов.

В технических документациях Intel указывает для каждой модели значение Thermal Specification (посмотреть его для каждой модели также можно здесь). Это значение соответствует максимальной рабочей температуре корпуса процессора (Tcase/Tc), и измеряется оно на стенде, где в геометрическом центре теплораспределительной крышки располагают термопару и смотрят, какое она покажет значение температуры, когда в процессоре генерируется сигнал PROCHOT# (то есть, когда любой из датчиков DTS выдал значение 0, что говорит от достижении Tjmax). Для процессоров семейства Core эта температура примерно равна 71-73 градуса (точнее надо смотреть конкретную модель процессора). Эту температуру (Tcase/Tc) привязывают по эмпирическим формулам к показаниям датчиков DTS (иначе и нельзя, потому что в цельнометаллической крышке нет никаких датчиков). Становится понятно, что температура крышки — это довольно бесполезный показатель, потому что эта температура там, где нет термодатчиков, поэтому на нее можно не ориентироваться.

Максимальная температура Tcase определяет рабочую температуру процессора со встроенным теплоотводом в рамках собранной системы. Эта спецификация предназначена для обеспечения того, чтобы процессор не превышал свою рабочую температуру, пока система способна обеспечить достаточное охлаждение, чтобы поддерживать верхний предел IHS при этой температуре. Это в первую очередь предназначено для производителей систем при оценке полученной конструкции системы.

Механизмы защиты от перегрева

Все современные процессоры Intel поддерживают ряд технологий, отвечающих за защиту процессора от перегрева. Это Thermal Control Circuit (TCC) и THERMTRIP# Signal. Начнем с TCC, элементами которой являются Thermal Monitor (TM1) и Thermal Monitor 2 (TM2).

В общих словах задачу TCC можно охарактеризовать так: принудительное поддержание температуры процессора в безопасных пределах. По достижении температуры Tjmax, выдается сигнал PROCHOT#. Если технологии Thermal Monitor включены (по умолчанию они включены) срабатывает сначала TM2, которая также впервые была представлена в процессорах Pentium M. TM2 понижает множитель и напряжение питания процессора. Это приводит к значительной потере производительности процессора, но и к снижению нагрева. Как только нормальный температурный режим восстанавливается, восстанавливаются и значения множителя и напряжения. Если данной меры оказывается недостаточно, то тогда срабатывает и TM1. TM1 — более старая технология по сравнению с TM2, внедренная еще в процессорах Pentium 4. Её активация заставляет процессор пропускать такты, что также называется троттлингом. Такты ядра — это промежуток между двумя импульсами тактового генератора, который синхронизирует выполнение всех операций процессора. Выполнение различных элементарных операций может занимать от долей такта до нескольких тактов в зависимости от команды и процессора. Троттлинг еще больше снижает производительность, потому что вводится задержка в исполнение даже простейших команд.

TM1 включается установкой бита IA32_MISC_ENABLE = 3 в BIOS. Программное обеспечение не имеет доступа к этому биту и не может изменять условия, влияющие на срабатывание TM1. Эти условия откалиброваны на заводе и зашиты в ядро. TM2 включается установкой бита IA32_MISC_ENABLE в значение 13. По умолчанию обе технологии включены и не рекомендуется их отключать.

С технической точки зрения, достижение пороговой температуры записывается как флаг в регистр MSR под названием IA32_THERM_INTERRUPT, что вызывает программное прерывание процессора. Эти прерывания и считывает BIOS.

Термозащиты TCC бывает достаточно практически всегда, чтобы восстановить нормальный температурный режим процессора. В том же случае, когда этих мер оказывается недостаточно, и температура кристалла превышает температуру активации TCC приблизительно на 20-25 °C, процессор выключается полностью (THERMTRIP# Signal — снимается напряжение питания Vcc). То есть можно сказать, что питание системы отключится примерно при 120 градусах.

Фиксировать срабатывание троттлинга можно при помощи стороннего ПО. Вот несколько вариантов: TMonitor, RMClock. Также его визуально можно увидеть, отслеживая текущий множитель и частоту ядер в программах типа HWiNFO, CPU-Z,HWMonitor и AIDA64.

HWiNFO частоты и множитель и модуляция тактов CPU

ПО для мониторинга температуры

Как уже было сказано, для считывания «правильной» температуры, необходимо читать информацию из DTS. Увы, популярные программы Everest/AIDA64 не умеют этого делать. Датчик ЦП/CPU в этих программах — околосокетный датчик, для процессоров Intel Core (2, i7) в качестве индикатора температуры не рассматривается, т.к. безбожно врет. Так же следует понимать, что ни одна программа мониторинга не способна показать Tcase потому что в крышке процессора датчиков нет.

Для определения максимальной температуры процессора главное — совместить по времени нагрузку процессора и мониторинг температуры. Держите одновременно открытыми окна процессорного теста, программы-монитора и детектор термозащиты (RMClock для TM1, TAT для TM2. Срабатывание TM2 будет видно и в CPU-Z как падение множителя процессора).

CPU-Z множитель и частота

Вот программы, которые умеют работать с DTS:

TM2 допускает программную настройку (с помощью RMClock, например) своих параметров. Также термозащиту можно принудительно включить или запретить ее автоматическое включение программным путем в BIOS платы или программе RMClock (и то, и другое возможно не всегда).

В конце для справки приведу документацию Intel:

Источник

Внешние сигналы процессоров Core i7.

Внешние сигналы процессоров Core i7.

Кристалл процессора Core i7 (Nehalem) с другими компонентами системы (северным мостом X58 и модулями памяти DDR3) связывают два внутренних архитектурных блока: интерфейсный блок QuickPath Interconnect (QPI), формирующий на выходе последовательный системный интерфейс для связи с чипсетом (и другими процессорами в многопроцессорных вариантах), и интегрированный в процессор трехканальный контроллер памяти Integrated Memory Controller (IMC), формирующий на выходе интерфейсы для связи с модулями памяти. Кроме того, процессор поддерживает достаточно большое число внешних служебных связей, необходимых выполнения функций управления, контроля, энергосбережения и т. п.

Ввиду того, что Core i7 относятся к новому поколению процессоров, использующему микроархитектуру Nehalem, следует напомнить об основных характерных особенностях его построения:

— врождённая четырёхъядерная архитектура строения, единый процессорный кристалл включает четыре ядра с 256-килобайтным L2 кэшем и общий разделяемый L3 кэш;

— замена процессорной шины Quad Pumped Bus новым последовательным интерфейсом QuickPath с топологией точка-точка, который может использоваться не только для соединения процессора и чипсета, но и для связи процессоров между собой;

— встроенный в процессор контроллер памяти, поддерживающий трёхканальную DDR3 SDRAM, при этом каждый канал способен работать с двумя небуферизованными модулями DIMM;

— поддержка технологии SMT (Simultaneous multithreading), аналогичную памятной технологии Hyper-Threading (благодаря ей каждое ядро Core i7 может исполнять два вычислительных потока одновременно, в результате чего процессор представляется в операционной системе восемью ядрами);

— разделяемый кэш третьего уровня общим объёмом 8 Мбайт;

— встроенный микроконтроллер PCU, независимо управляющий напряжением и частотой каждого из ядер, обладающий возможностями автоматического разгона отдельных ядер при сниженной нагрузке на другие ядра;
— поддержку нового набора инструкций SSE4.2;

— Core i7 производится по технологии с нормами производства 45 нм, состоит из 731 млн. транзисторов и имеет площадь ядра 263 кв.мм.

Микроархитектурные улучшения, сделанные в глубине ядра, не несут в себе революционных изменений в ядре, а в основном обуславливаются оптимизацией давно существующей микроархитектуры Core под работу с технологией SMT. Основные же новации, приходящие в настольные системы вместе с процессорами Core i7, касаются платформы в целом.

Процессоры Core i7 отличаются от своих предшественников поколения Core 2 не только с точки зрения внутреннего содержания, но и снаружи. Так, новые процессоры используют разъём LGA1366, существенно превосходящий по числу контактов и габаритам привычный LGA775. Появление в процессоре новых компонентов изменило и номенклатуру внешних контактов и сигналов (табл. 1)

Увеличение числа контактов обусловлено появлением в процессоре трёхканального контроллера памяти, в то время как ранее в интеловских системах он размещался в северном мосте набора логики.
Поскольку процессоры Core i7 используют совершенно новый интерфейс для связи с северным мостом, они нуждаются в специализированном чипсете (Intel X58 Express). Cеверный мост оборудован и контроллером интерфейса QPI, посредством которого он соединяется с процессором, а также снабжён поддержкой шины DMI, которая традиционно используется в интеловских чипсетах для связи между мостами.

Наименование

Описание

Дифференциальный сигнал синхронизации (на процессор)

Дифференциальный сигнал синхронизации (на ITP)

BPM# [7:0] ввод / вывод.

Указывает, что в системе обнаружена катастрофическая ошибка (исключение «machine check»), и она не может продолжать работу. Процессор определяет это как неисправимую ошибку машины и другие неисправимые ошибки. Поскольку это контакт входа/выхода (I/O), внешним агентам тоже разрешено выдавать эти сигналы, приводящие к обработке процессором особой ситуации при проверке машины.

Компенсация импеданса, должна быть терминирована на системной плате с использованием прецизионного постоянного резистора.

Входные тактирующие дифференциальные сигналы шины QPI, которые соответствуют принимаемым данным.

Входные тактирующие дифференциальные сигналы шины QPI, которые соответствуют передаваемым данным.

Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.

QPI_DRX_DN [19:0] и QPI_DRX_DP [19:0]

QPI_DTX_DN[19:0] и QPI_DTX_DP[19:0]

Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.

Опорное напряжение для DDR3

Определяют банк который предназначен для текущей команды Активации, Чтения, Записи, или команды Предвыборки.

DDR <0>_CAS# Строб адреса столбца.

Разрешение синхронизации банка или режим энергосбережения

Дифференциальные тактовые сигналы для модулей DIMM. Команды и сигналы управления действительны по нарастающему фронту импульсов.

Каждый сигнал выбирает один канал как цель команды и адреса.

DDR <0>_DQ [63:0] биты шины данных DDR3.

Мультиплексированная шина адреса. По этим линиям передается адрес строки при чтении или записи, и адрес столбца. Кроме того эти линии используется для установки параметров в регистрах конфигурации DRAM.

Обеспечивает различные комбинации сопротивления терминации в активных и неактивных модулях DIMM, когда данные прочитаны или записаны.

Строб адреса строки

Текущий смысл зависит от VRD11.1

Наименование

Описание

PECI (Platform Environment Control Interface –интерфейс управления средой платформы) – последовательный служебный интерфейс к процессору.

используется, прежде всего, для управления тепловым режимом, системой питания и для контроля ошибок. Подробнее об электрических спецификациях, протоколах и функциях PECI можно найти в документе Platform Environment Control Interface Specification.

процессорный выход, используемый средствами отладки.

используется средствами отладки, чтобы запросить операции отладки на процессоре.

SKTOCC# (Гнездо занято) сигнал активен если процессор установлен в сокете. У этого сигнала нет никакой связи с кристаллом процессора. Проектировщики системы могут использовать этот сигнал чтобы определить, присутствует ли процессор.

Для правильной работы процессора TESTLOW должен быть подключен к земле через резистор.

TMS (Test Mode Select – выбор режима тестирования) является специальным сигналом интерфейса JTAG, формируемым специальной отладочной аппаратурой для порта ТАР.

TRST# (Test Reset – сброс тестирования) сбрасывает логику порта TAP. TRST# должен быть переведен в низкий уровень при сбросе питания.

Питание для ядра процессора.

VCC_SENSE и VSS_SENSE обеспечивают изолированное, низкоимпедансное подключение ядра процессора к напряжению питания и земле. Они могут быть использованы для обнаружения или измерения напряжения на кристалле процессора.

VCCPLL – отдельное питание PLL.

Наименование

Описание

VID [7:0] (идентификатор напряжения) – эти выходные сигналы используются, чтобы поддержки автоматического выбора напряжения питания источника (VCC). Напряжение для формирования этих сигналов должно быть подано до момента включения VR источника Vcc процессора. И наоборот, выход VR должен быть заблокирован до поставки напряжения для сигналов VID. Сигналы VID необходимы для поддержки процессов изменения напряжения.VR должен обеспечивать напряжение или отключиться самостоятельно.

VID6 и VID7 должны быть связаны с Vss через резисторы 1 кОм

(эти значения защелкиваются по переднему фронту сигнала VTTPWRGOOD).

Напряжение питания для аналоговой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.

Напряжение питания для цифровой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.

VTT_VID [2:4] (идентификатор VTTVoltage) используются для поддержания автоматического выбора напряжений электропитания (VTT).

VTT_SENSE и VSS_SENSE_VTT обеспечивают изолированный, низкий импеданс связи с напряжением VTT и «землей» процессора. Они могут использовании для измерения

напряжения на кристалле.

Этот сигнал означает для процессора, что электропитание VTT является устойчивым и в пределах спецификаций. Сигнал имеет низкий уровень напряжения со времени включения электропитания, пока оно не достигло номинального значения указанного в спецификации тогда сигнал должен перейти к высокому уровню.

Входные и выходные сигналы процессоров семейства Core i7 имеют большое разнообразие рабочих уровней сигналов, протоколов обмена, схем согласования и «гашения» сигналов скоростных линий. В различных полупроводниковых цифровых микросхемах и процессорах широко ис­пользуются логические вентили на TTL (ТТЛ) и CMOS (КМОП) структурах. Внутри сложных микросхем применя­ются и другие типы ячеек, но они обычно обрамляются внеш­ними схемами с параметрами ТТL- или CMOS-вентилей. Логические элементы CMOS отличаются от ТТL большим размахом сигнала (низкий уровень ближе к нулю, высокий — к напряжению питания), малыми входными токами (почти нулевыми в статике, в динамике — обусловленными пара­зитной емкостью) и малым потреблением, однако их быст­родействие несколько ниже. В отличие от ТТL, микросхемы CMOS допускают более широкий диапазон питающих на­пряжений. Микросхемы ТТL и CMOS взаимно стыкуются, хотя вход CMOS требует более высокого уровня логичес­кой единицы, а выход CMOS из-за невысокого выходного тока можно нагружать лишь одним ТТL-входом. Современ­ные схемы CMOS по параметрам приближаются к ТТL и хорошо стыкуются с ними. Схе­мы CMOS имеют те же типы выводов, но вместо выхода с открытым коллектором у них присутствует выход с откры­тым стоком (что по логике работы одно и то же).

Независимые блоки рекалибровки синхронизации приемо-передатчиков, содержащие последовательные цепи обратной связи, постоянно отслеживают различные факторы девиации синхросигнала, «перестраивая» его, и поддерживают режим задержки «линковки» приемных (RX) и передающих (TX) каналов с интервалом, менее чем 5 нс.

Строго однонаправленное соединение по топологии типа «точка-точка», передающие множественные биты, применение действительно реальной дифференциальной логики, где используется два вывода для приемника и передатчика на один сигнал. Независимые источники передающих (CFM-аналог) и приемных (CTM-аналог) синхросигналов не обязательно должны генерировать строго одинаковые синхроимпульсы, однако они должны использовать как можно меньший временной «разброс». Терминирование, ставшее обязательным в современных ВЧ-линиях, в данном случае имеет внутреннюю программируемую реализацию посредством ранее упомянутого внешнего опорного резистора.

Gunning Transeiver Logic – это технология низковольтной высокочастотной системной шины, разработанная фирмой Intel еще для процессоров серии Pentium. Улучшенная версия GTL для процессоров Pentium II полу­чила название GTL+. Даль­нейшие усовершенствова­ния привели к появлению спецификации AGTL+, пред­назначенной для процессо­ров Pentium III/4 и далее. Все вари­анты шины полностью совместимы между собой. Все проводники системной шины замкнуты c обоих концов на резисторы, играющие роль терминато­ров. Логической единице на шине соответствует уровень 1,5 Вольта, низкий уровень выходного напряжения не должен превышать 0,6 Вольта. При обмене данными процессор генерирует сиг­нал Reference, составляющий примерно 2/3 от уровня ло­гической единицы на шине, который инициирует пере­дачу (прием) данных в соот­ветствующие буфера. Такой же сигнал могут иницииро­вать другие устройства под­ключенные к системной шине. При этом гарантирует­ся одновременное поступле­ние данных, независимо от длины проводников. Такое решение позволило значи­тельно упростить топологию системной платы. Уменьши­лось влияние конденсатор­ной емкости проводников, наведенной электромагнит­ной индукции. Стала возмож­ной надежная работа шины на частотах от 150 МГц и значительно выше. Схемы передатчиков сигналов этого интерфейса имеют выходы типа «открытый коллектор», а входные цепи приемников являются дифференциальными, сигнал воспринимается относительно опорного уровня на входе VREF.

Переход на современные сигнальные протоколы сопряжен с большими проблемами технологического характера. Пониженное напряжение питания означает переход на другую норму производства кристаллов, необходима специализированная аппаратура для контроля над операциями, осциллографы для снятия тайминговых характеристик новых чипов и специальные имитаторы критических условий.

В табл. 2 сигналы процессора Core i7 сгруппированы по типом выполняемых функций, технологий и спецификаций. Буферный тип указывает технологии которая используется для передачи сигналов. Есть некоторые сигналы, которые не имеют ODT и должны быть терминированы на плате. Сигналы, которые имеют ODT, перечислены в табл. 3.

Источник

Как разогнать процессор Intel на примере Intel Core i9-9900K

Содержание

Содержание

Разгон процессоров от компании Intel в первую очередь связан с выбором процессора с индексом K или KF (К — означает разблокированный множитель) и материнской платы на Z-чипсете (Z490–170). А также от выбора системы охлаждения.

Чтобы понять весь смыл разгона, нужно определиться, что вы хотите получить от разгона. Стабильной работы и быть уверенным, что не вылезет синий экран смерти? Или же вам нужно перед друзьями пощеголять заветной частотой 5000–5500 MHz?

Сегодня будет рассмотрен именно первый вариант. Стабильный разгон на все случаи жизни, однако и тем, кто выбрал второй вариант, будет полезно к прочтению.

Выбор материнской платы

К разгону нужно подходить очень ответственно и не пытаться разогнать Core i9-9900K на материнских платах, которые не рассчитаны на данный процессор (это, к примеру, ASRock Z390 Phantom Gaming 4, Gigabyte Z390 UD, Asus Prime Z390-P, MSI Z390-A Pro и так далее), так как удел этих материнских плат — процессоры Core i5 и, возможно, Core i7 в умеренном разгоне. Intel Core i9-9900K в результате разгона и при серьезной постоянной нагрузке потребляет от 220 до 300 Ватт, что неминуемо вызовет перегрев цепей питания материнских плат начального уровня и, как следствие, выключение компьютера, либо сброс частоты процессора. И хорошо, если просто к перегреву, а не прогару элементов цепей питания.

Выбор материнской платы для разгона — это одно из самых важных занятий. Ведь именно функционал платы ее настройки и качество элементной базы и отвечают за стабильность и успех в разгоне. Ознакомиться со списком пригодных материнских плат можно по ссылке.

Все материнские платы разделены на 4 группы: от начального уровня до продукта для энтузиастов. По большому счету, материнские платы второй и, с большой натяжкой, третьей группы хорошо справятся с разгоном процессора i9-9900K.

Выбор системы охлаждения

Немаловажным фактором успешного разгона является выбор системы охлаждения. Как я уже говорил, если вы будете разгонять на кулере который для этого не предназначен, у вас ничего хорошего не получится. Нам нужна либо качественная башня, способная реально отводить 220–250 TDP, либо жидкостная система охлаждения подобного уровня. Здесь все зависит только от бюджета.

Из воздушных систем охлаждения обратить внимание стоит на Noctua NH-D15 и be quiet! DARK ROCK PRO 4.

Силиконовая лотерея

И третий элемент, который участвует в разгоне — это сам процессор. Разгон является лотереей, и нельзя со 100% уверенностью сказать, что любой процессор с индексом К получится разогнать до частоты 5000 MHz, не говоря уже о 5300–5500 MHz (имеется в виду именно стабильный разгон). Оценить шансы на выигрыш в лотерее можно, пройдя по ссылке, где собрана статистика по разгону различных процессоров.

Приступаем к разгону

Примером в процессе разгона будет выступать материнская плата ASUS ROG MAXIMUS XI HERO и процессор Intel Core i9-9900K. За охлаждение процессора отвечает топовый воздушный кулер Noctua NH-D15.

Первым делом нам потребуется обновить BIOS материнской платы. Сделать это можно как напрямую, из специального раздела BIOS с подгрузкой из интернета, так и через USB-накопитель, предварительно скачав последнюю версию c сайта производителя. Это необходимо, потому как в новых версиях BIOS уменьшается количество багов. BIOS, что прошит в материнской плате при покупке, скорее всего, имеет одну из самых ранних версий.

Тактовая частота процессора формируется из частоты шины BCLK и коэффициента множителя Core Ratio.

Как уже было сказано, разгон будет осуществляться изменением множителя процессора.

Заходим в BIOS и выбираем вкладку Extreme Tweaker. Именно тут и будет происходить вся магия разгона.

Первым делом меняем значение параметра Ai Overclocker Tuner с Auto в Manual. У нас сразу становятся доступны вкладки, отвечающие за частоту шины BCLK Frequency и CPU Core Ratio, отвечающая за возможность настройки множителя процессора.

ASUS MultiCore Enhancement какой-либо роли, когда Ai Overclocker Tuner в режиме Manual, не играет, можно либо не трогать, либо выключить, чтобы глаза не мозолило. Одна из уникальных функций Asus, расширяет лимиты TDP от Intel.

SVID Behavior — обеспечивает взаимосвязь между процессором и контроллером напряжения материнской платы, данный параметр используется при выставлении адаптивного напряжения или при смещении напряжения (Offset voltages). Начать разгон в любом случае лучше с фиксированного напряжения, чтобы понять, что может конкретно ваш экземпляр процессора, ведь все они уникальны. Если используется фиксация напряжения, значение этого параметра просто игнорируется. Установить Best Case Scenario. Но к этому мы еще вернемся чуть позже.

AVX Instruction Core Ratio Negative Offset — устанавливает отрицательный коэффициент при выполнении AVX-инструкций. Программы, использующие AVX-инструкции, создают сильную нагрузку на процессор, и, чтобы не лишаться заветных мегагерц в более простых задачах, придумана эта настройка. Несмотря на все большее распространение AVX-инструкции, в программах и играх они встречаются все еще редко. Все сугубо индивидуально и зависит от задач пользователя. Я использую значение 1.

Наример, если нужно, чтобы частота процессора при исполнении AVX инструкций была не 5100 MHz, а 5000 MHz, нужно указать 1 (51-1=50).

Далее нас интересует пункт CPU Core Ratio. Для процессоров с индексом K/KF выбираем Sync All Cores (для всех ядер).

1-Core Ratio Limit — именно тут и задается множитель для ядер процессора. Начать лучше с 49–50 для 9 серии и 47–48 для 8 серии процессоров Intel соответственно, с учетом шины BCLK 100 мы как раз получаем 4900–5000 MHz и 4700–4800 MHz.

DRAM Frequency — отвечает за установку частоты оперативной памяти. Но это уже совсем другая история.

CPU SVID Support — данный параметр необходим процессору для взаимодействия с регулятором напряжения материнской платы. Блок управления питанием внутри процессора использует SVID для связи с ШИМ-контроллером, который управляет регулятором напряжения. Это позволяет процессору выбирать оптимальное напряжение в зависимости от текущих условий работы. В адаптивном режиме установить в Auto или Enabled. При отключении пропадет мониторинг значений VID и потребляемой мощности.

CPU Core/Cache Current Limit Max — лимит по току в амперах (A) для процессорных ядер и кэша. Выставляем 210–220 A. Этого должно хватить всем даже для 9900к на частоте 5100MHz. Максимальное значение 255.75.

Min/Max CPU Cache Ratio — множитель кольцевой шины или просто частота кэша. Для установки данного параметра есть неофициальное правило, множитель кольцевой шины примерно на два–три пункта меньше, чем множитель для ядер.

Например, если множитель для ядер 51, то искать стабильность кэша нужно от 47. Все очень индивидуально. Начать лучше с разгона только ядер. Если ядро стабильно, можно постепенно повышать частоту кэша на 1 пункт.

Разгон кольцевой шины в значении 1 к 1 с частотой ядер это идеальный вариант, но встречается такое очень редко на частоте 5000 MHz.

Заходим в раздел Internal CPU Power Management для установки лимитов по энергопотреблению.

SpeedStep — во время разгона, выключаем. На мой взгляд, совершенно бесполезная функция в десктопных компьютерах.

Long Duration Packet Power Limit — задает максимальное энергопотребление процессора в ватах (W) во время долгосрочных нагрузок. Выставляем максимум — 4095/6 в зависимости от версии Bios и производителя.

Short Duration Package Power Limit — задает максимальное возможное энергопотребление процессором в ваттах (W) при очень кратковременных нагрузках. Устанавливаем максимум — 4095/6.

Package Power Time Window — максимальное время, в котором процессору разрешено выходить за установленные лимиты. Устанавливаем максимальное значение 127.

Установка максимальных значений у данных параметров отключает все лимиты.

IA AC Load Line/IA DC Load Line — данные параметры используются в адаптивном режиме установки напряжения, они задают точность работы по VID. Установка этих двух значений на 0,01 приведет ближе к тому напряжению, которое установил пользователь, при этом минимизируются пики. Если компьютер, после установки параметра IA DC Load line в значение 0,01, уходит в «синьку», рекомендуется повысить значение до 0,25. Фиксированное напряжение будет игнорировать значения VID процессора, так что установка IA AC Load Line/IA DC Load Line в значение 0,01 не будет иметь никакого влияния на установку ручного напряжения, только при работе с VID. На материских платах от Gigabyte эти параметры необходимо устанавливать в значение 1.

Возвращаемся в меню Extrime Tweaker для выставления напряжения.

BCLK Aware Adaptive Voltage — если разгоняете с изменением значения шины BCLK, — включить.

CPU Core/Cache Voltage (VCore) — отвечает за установку напряжения для ядер и кэша. В зависимости от того, какой режим установки напряжения вы выберете, дальнейшие настройки могут отличаться.

Существует три варианта установки напряжения: адаптивный, фиксированный и смещение. На эту тему много мнений, однако, в моем случае, адаптивный режим получается холоднее. Зачастую для 9 поколения процессоров Intel оптимальным напряжением для использования 24/7 является 1.350–1.375V. Подобное напряжение имеет место выставлять для 9900К при наличии эффективного охлаждения.

Поднимать напряжение выше 1.4V для 8–9 серии процессоров Intel совершенно нецелесообразно и опасно. Рост потребления и температуры не соразмерен с ростом производительности, которую вы получите в результате такого разгона.

Offset mode Sign — устанавливает, в какую сторону будет происходить смещение напряжения, позволяет добавлять (+) или уменьшать (-) значения к выставленному вольтажу.

Additional Turbo Mode CPU Core Voltage — устанавливает максимальное напряжение для процессора в адаптивном режиме. Я использую 1.350V, данное напряжение является некой золотой серединой по соотношению температура/безопасность.

Offset Voltage — величина смещения напряжения. У меня используется 0.001V, все очень индивидуально и подбирается во время тестирования.

DRAM Voltage — устанавливает напряжение для оперативной памяти. Условно безопасное значение при наличии радиаторов на оперативной памяти составляет 1.4–1.45V, без радиаторов до 1.4V.

CPU VCCIO Voltage (VCCIO) — устанавливает напряжение на IMC и IO.

CPU System Agent Voltage (VCCSA) — напряжение кольцевой шины и контроллера кольцевой шины.

Таблица с соотношением частоты оперативной памяти и напряжениями VCCIO и VCCSA:

Однако, по личному опыту, даже для частоты 4000 MHz требуется напряжение примерно 1.15V для VCCIO и 1.2V для VCCSA. На мой взгляд, разумным пределом является для VCCIO 1.20V и VCCSA 1.25V. Все что выше, должно быть оправдано либо частотой разгона оперативной памяти за 4000MHz +, либо желанием получить максимум на свой страх и риск.

Часто при использовании XMP профиля оперативной памяти параметры VCCIO и VCCSA остаются в значении Auto, тем самым могут повыситься до критических показателей, это, в свою очередь, чревато деградацией контроллера памяти с последующим выхода процессора из строя.

Установка LLC

LLC (Load-Line Calibration) В зависимости от степени нагрузки на процессор, напряжение проседает, это называется Vdroop. LLC компенсирует просадку напряжения (vCore) при высокой нагрузке. Но есть определенные особенности работы с LLC.

Например, мы установили фиксированное напряжение в BIOS для ядер 1.35V. После старта компьютера на рабочем столе мы видим уже не 1.35V, а 1.32V. Но, если запустим более требовательное к ресурсам процессора приложение, например Linx, напряжение может провалиться до 1.15V, и мы получим синий экран или «невязки», ошибки или выпадение ядер.

Чтобы напряжение проседало не так сильно и придумана функция LLC c разным уровнем компенсации просадки. Не стоит сразу гнаться за установкой самого высокого/сильного уровня компенсации. В этом нет никакого смысла. Это может быть даже опасно ввиду чрезвычайно завышенного напряжения (overshoot) в момент запуска и прекращения ресурсоемкой нагрузки перед и после Vdroop. Нужно оптимально подобрать выставленное напряжение с уровнем LLC. Напряжение под нагрузкой и должно проседать, но должна оставаться стабильность. Конкретно у меня в BIOS материнской платы стоит 1.35V c LLC 5. Под нагрузкой напряжение опускается до 1.19–1.21V, при этом процессор остается абсолютно стабильным под длительной и серьезной нагрузкой. Завышенное напряжение выливается в большем потреблении и, как следствие, более высоких температурах.

Например, при установке LCC 6 с напряжением 1.35V во время серьезной нагрузки напряжение проседает до 1.26V, при этом справиться с энергопотреблением и температурой с использованием воздушной системы охлаждения уже нет возможности.

Чтобы наглядно изучить процесс работы LLC и то, какое влияние оказывает завышенный LLC на Overshoot’ы, предлагаю ознакомиться с работами elmora, более подробно здесь.

Идеальным вариантом, с точки зрения Overshoot’ов, является использование LLC в значении 1 (самое слабое на платах Asus), однако добиться стабильности с таким режимом работы LLC во время серьезной нагрузки будет сложно, как выход, существенное завышенное напряжение в BIOS. Что тоже не очень хорошо.

_{Пример использовании LLC в значении 8 (самое сильно на платах Asus)}

При появлении нагрузки на процессоре напряжение просело, но потом в работу включается LLC и компенсирует просадку, причем делая это настолько агрессивно, что напряжение на мгновение стало даже выше установленного в BIOS.

В момент прекращения нагрузки мы видим еще больший скачок напряжения (Overshoot), а потом спад, работа LLC прекратилась. Вот именно эти Overshoot’ы, которые значительно превышают установленное напряжение в BIOS, опасны для процессора. Какого-либо вреда на процессор Undershoot и Vdroop не оказывают, они лишь являются виновниками нестабильности работы процессора при слишком сильных просадках.

CPU Current Capability — увеличивает допустимое значение максимального тока, подаваемого на процессор. Сильно не увлекайтесь, с увеличением растет так же и температура. Оптимально на 130–140%

VRM Spread Spectrum — лучше выключить и кактус у компьютера поставить, незначительное уменьшение излучения за счет ухудшения сигналов да и шина BLCK скакать не будет.

Все остальные настройки нужны исключительно для любителей выжимать максимум из своих систем любой ценой.

Проверка стабильности

После внесения всех изменений, если компьютер не загружается, необходимо повысить напряжение на ядре или понизить частоту. Когда все же удалось загрузить Windows, открываем программу HWinfo или HWMonitor для мониторинга за состоянием температуры процессора и запускаем Linx или любую другую программу для проверки стабильности и проверяем, стабильны ли произведенные настройки. Автор пользуется для проверки стабильности разгона процессора программами Linx с AVX и Prime95 Version 29.8 build 6.

Если вдруг выявилась нестабильность, то повышаем напряжение в пределах разумного и пробуем снова. Если стабильности не удается добиться, понижаем частоту. Все значения частоты и напряжения сугубо индивидуальны, и дать на 100 % верные и подходящие всем значения нельзя. Как уже писалось, разгон — это всегда лотерея, однако, купив более качественный продукт, шанс выиграть всегда будет несколько выше.

Резюмируем все выше сказанное

Максимально допустимое напряжение на процессор составляет до 1.4V. Оптимально в пределах 1.35V, со всем что выше, возникают трудности с температурой под нагрузкой.

Существует 3 способа установки напряжения:

Adaptive mode — это предпочтительный способ для установки напряжения.
Он работает с таблицей значений VID вашего процессора и позволяет снижать напряжение в простое.

Оптимально найти стабильное напряжение в фиксированном режиме, потом выставить адаптивный режим и вбить это знание для адаптивного режима, далее выставить величину смещения по необходимости.

При разгоне оперативной памяти и использовании XMP профиля, необходимо контролировать напряжение на CPU VCCIO Voltage (VCCIO) и CPU System Agent Voltage (VCCSA).

Подобрать оптимальный уровень работы LLC, VDROOP ДОЛЖЕН БЫТЬ.

Название и принцип работы LLC у разных производителей

Источник