Тестовый стенд
В состав стенда вошли:
- процессор: Intel Core i7-7820X (3,6 ГГц);
- кулер: Cryorig R1 Ultimate;
- термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
- память: HyperX Fury HX424C15FBK4/32 (4x8 ГБ, 2400 МГц, 15-15-15-35-2T, 1,2 В);
- видеокарта: MSI GTX 780Ti Gaming 3G (GeForce GTX 780Ti);
- накопитель: Silicon Power Slim S55 (240 ГБ, SATA 6 Гбит/с, AHCI mode);
- блок питания: SilverStone SST-ST65F-PT (650 Вт);
- операционная система: Windows 10 Pro x64;
- драйверы: Intel Chipset Software Installation Utility (10.1.1.44), Intel Management Engine Interface (11.7.0.1014), Intel Rapid Storage Technology Driver (15.7.1.1015), Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 Driver (1.0.0.1032), GeForce 384.76 (22.21.13.8476), PhysX 9.17.0524.
Все обновления для ОС, доступные в Центре Обновления Windows, были инсталлированы. Сторонние антивирусные продукты не привлекались, тонкие настройки системы не производились, размер файла подкачки определялся системой самостоятельно.
| Продукт | Версия микрокода | AIDA64 | BenchDLL | Windows 10 |
|---|---|---|---|---|
| ASUS Prime X299-A | 0402 | 5.92.4321 | 4.3.759-x64 | 10.0.15063.483 |
Разгонный потенциал
Для тестов мы обзавелись инженерным образцом Intel Core i7-7820X, это восьмиядерная модель, старшая (на момент написания) в семействе Core i7 (Skylake-X).
Начнём с краткого описания работы обновлённой версии технологии Turbo Bооst Max 3.0 от родительской компании Intel, потому как, фактически, это и есть фирменный разгон. Как уже упоминалось в описании UEFI, для каждого кристалла на заводе выделяют два наиболее способных ядра, которые используются для работы на повышенных частотах. Специалисты из ASUS отметили их звёздочками, в графическом интерфейсе утилиты по управлению Turbo Boost они стоят на первом и втором месте. Остальные ядра затем не просто перечислены, а тоже имеют особую иерархию.
Используя легальный способ увеличения частоты ЦП, однопоточные приложения смогут выполняться при частотной формуле, равной 4,5 ГГц (справедливо для нашей модели процессора). А ценность обновлённой технологии заключается в том, что в подобном режиме могут работать сразу два ядра. Вторая версия Turbo Boost также поддерживается, но с ней «разгон» уже не будет настолько высоким, потолок составит 4,3 ГГц. Для многопоточной нагрузки, использующей все ядра, частота будет зависеть от разных факторов, но в ряде наших тестов она также была заметно выше паспортной отметки — 4000 МГц. Кроме того, не стоит забывать про технологию Intel Speed Shift, ответственную за распределение нагрузки и резкую смену частот на вычислительных блоках. Повышение необходимо для ускорения в необходимые моменты времени, а скорейшее снижение позволяет системе меньше расходовать энергии. Всё это делает экосистему на базе Intel X299 достаточно сложной, то есть находящейся самой в себе и мало подконтрольной внешнему анализу, если говорить про функционирование на штатных настройках.
Перейдём от слов к делу. Сперва я проверил разгонный потенциал каждого из ядер, поочерёдно отключая все лишние, технология Hyper Threading также деактивировалась. Эксперимент проводился по такой схеме: фиксировался множитель и уровень напряжения на ядре. В среде Windows 10 запускалась несложная задача, которая выполнялась без остановки на протяжении всех манипуляций с напряжением. На эту роль я привлёк wPrime 2.10, а именно «длинный» однопоточный тест — 1024M. Цель — определить уровень напряжения, при котором система будет относительно стабильной, то есть продолжит выполнять задачи и не «падать» в BSOD. Сперва мне показалось разумным использовать для этого фирменное ПО, у ASUS это Ai Suite. Всё было хорошо, но лишь до границы напряжения 1,2 В, после чего я оказался свидетелем сначала редкого, а затем более частого самовольного округления выставляемой отметки до 1,25 В (вместо применения желаемых настроек). Особых помех это не создавало, но с увеличением переменной этим «способом» достигалась неработоспособность системы. Кроме того, с превышением границы в 1,3 В отображение текущего значения напряжения исчезало, то есть оно оказывалось равно нулю. Очевидно, фирменное ПО далеко от совершенства и не подходит на роль инструмента для экспериментов.
Для изменения напряжения «на лету» отлично подошла последняя версия Intel Extreme Tuning Utility. Сразу можно отметить имеющуюся тут возможность менять напряжение не только лишь одномоментно для всех ядер, а для каждого индивидуально, наверняка это пригодится настоящим энтузиастам.
Итак, разобравшись с набором инструментов, можно приступить к тестированию. Этот первоначальный эксперимент я проводил с другой моделью от ASUS — Prime X299-Deluxe, обзор которой выйдет чуть позже. Результаты оказались следующими:
| Множитель | Напряжение, В | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core 0 | Core 1 | Core 2 | Core 3 | Core 4 | Core 5 | Core 6 | Core 7 | |
| 45 | 1,07 | 1,06 | 1,08 | 1,07 | 1,06 | 1,07 | 1,07 | 1,07 |
| 47 | 1,13 | 1,12 | 1,15 | 1,14 | 1,15 | 1,13 | 1,14 | 1,14 |
| 49 | 1,22 | 1,23 | 1,21 | 1,23 | 1,27 | 1,23 | 1,22 | 1,23 |
| 50 | 1,32 | 1,33 | 1,26 | 1,35 | 1,36 | 1,32 | 1,3 | 1,32 |
Больше других выделяются ядра с номерами «два» и «четыре». Второе способно работать на высокой частоте при самом низком на фоне оппонентов напряжении, а четвёртое наоборот требует заметно больше. Третье, оформленное инженерами Intel как удачное, не сильно далеко ушло от №4 и тоже требует немалого напряжения, во всяком случае, при работе на частоте 5 ГГц. «Нулевое» ядро не является в чём-либо выдающимся. Очевидно, используемый в этих замерах подход имеет мало общего с инженерным.
Следующий эксперимент, проводившийся уже при участии тестовой платы, будет заключаться в фиксации температуры каждого из ядер индивидуально, как и в предыдущем случае, при идентичных параметрах. Для этого теста я выбрал напряжение 1,38 В. Добиться полной стабильности от системы не ставилось во главу, потому частота 5 ГГц не является гарантированной для ряда приложений. Продолжая использовать wPrime 2.10, я фиксировал наивысшую температуру ядра. Нагрузка создавалась тремя циклами «короткого» теста — 32M. Термоинтерфейс под крышкой был штатным. Получилось вот что:
| Частота — 5 ГГц | Core 0 | Core 1 | Core 2 | Core 3 | Core 4 | Core 5 | Core 6 | Core 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, °C (max) | 69 | 76 | 70 | 81 | 65 | 66 | 75 | 77 |
| Конфигурация, ядер | 4 | 6 | 4 | 8 | 8 | 4 | 4 | 6 |
Проанализируем результаты. Наиболее требовательное к напряжению, четвёртое ядро имеет самую низкую рабочую температуру. Сюрприз, не иначе. Третье ядро, возвеличенное инженерами в удачное, наоборот оказалось самым горячим. Нулевое в этот раз проявило себя намного лучше третьего и потому честнее может претендовать на звание отборного.
Учитывая полученные результаты, для последующих тестов я сформировал наборы из ядер, образовав 4-, 6- и 8-ядерную конфигурации. В самую сложную из них невольно попали два наиболее требовательных к напряжению ядра — №3 и №4. В шестиядерную сместились ещё два, имеющих температуру выше, чем у лучших четырёх. Таким образом, команда «Мечты» из четырёх ядер станет отправной точкой при изучении рабочих температур процессора и самой платы, шести- и восьмиядерная конфигурация, очевидно, не позволят добиться частот, покорившихся упрощённой конфигурации используемого процессора.
Принимая во внимание интересы пользователей, не раз указывающих на нереалистичность создаваемой LinX нагрузки, мы провели два разных стресс-исследования. На роль более лёгкого приложения и в то же время критичного к стабильной работе системы я отобрал Maxon Cinebench R15, эта программа достаточно чувствительна к разгону и часто не способна довести до конца рендеринг сцены из-за имеющихся проблем в конфигурации настроек. Напряжение на ядрах повышалось одномоментно, для всех сразу, система считалась стабильной, когда пять запусков теста завершались без ошибок. Фиксировался лучший из полученных результатов в замерах. Необходимо отметить ещё один факт — у новых процессоров рубеж активации троттлинга находится на отметке 105 °C.
| Число ядер/потоков — множитель | Температура, °C (max) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core 0 | Core 1 | Core 2 | Core 3 | Core 4 | Core 5 | Core 6 | Core 7 | |
| 4/4 — 50 | 92 | – | 90 | – | – | 92 | 95 | – |
| 4/8 — 49 | 94 | – | 99 | – | – | 103 | 104 | – |
| 6/12 — 48 | 91 | 101 | 94 | – | – | 96 | 101 | 98 |
| 8/16 — 47 | 82 | 91 | 92 | 98 | 83 | 90 | 98 | 89 |
| Штатный режим — 40 | 56 | 61 | 61 | 66 | 56 | 63 | 66 | 60 |
Стабильная работа системы требует достаточного уровня напряжения при выбранном множителе, однако постоянное повышение CPU Core Voltage способно привести к быстрой активации троттлинга. Если не удавалось добиться стабильности при работе Cinebench R15, то множитель понижался и снова осуществлялся полный цикл по подбору минимального, но достаточного питающего напряжения для ЦП.
| Число ядер/потоков — множитель | Температура ЦП, °C (max) | Напряжение ЦП, В | Потребление, Вт (max) | Температура VRM, °C (max) | Cinebench R15, cb (max) |
|---|---|---|---|---|---|
| 4/4 — 50 | 84 | 1,4 | 206 | 52 | 805 |
| 4/8 — 49 | 96 | 1,38 | 229 | 52 | 1051 |
| 6/12 — 48 | 92 | 1,29 | 272 | 60 | 1522 |
| 8/16 — 47 | 91 | 1,22 | 297 | 59 | 2008 |
| Штатный режим — 40 | 65 | 1,08 | 196 | 46 | 1731 |
Предположения вполне подтвердились измерениями. Нарастание числа потоков приводит к увеличению вычислительной мощности ПК, то также заметно отражается и на потреблении, и на температуре компонентов. Разгонный потенциал Skylake-X оказался мало в чём отличим от обычных настольных моделей процессоров от Intel. Без изменения архитектуры добиться высоких частот при большом количестве ядер станет возможно только с привлечением экстремальных способов охлаждения, даже талая вода, вероятнее всего, уже не справится с натиском десяти- и более ядерных моделей CPU.
Свежий модельный ряд продуктов обзавёлся также и новой версией AVX, имеющей вместо напрашивающейся цифры «три» броскую трёхзначную величину — 512. По опыту работы с другими процессорами Intel точно известно о значительном росте температуры в случае привлечения подобных вычислительных способов. Проверим, что получится с последними библиотеками (Intel Math Kernel Library Benchmarks 2017.3.020), выступающими основой для работы LinX 0.7.3. Объём памяти был равен 10 ГБ, проводилось пять циклов замеров.
| Число ядер/потоков — множитель | Температура, °C (max) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core 0 | Core 1 | Core 2 | Core 3 | Core 4 | Core 5 | Core 6 | Core 7 | |
| 4/4 — 41 | 77 | – | 90 | – | – | 88 | 82 | – |
| 4/8 — 41 | 85 | – | 95 | – | – | 93 | 87 | – |
| 6/12 — 40 | 79 | 84 | 92 | – | – | 90 | 90 | 82 |
| 8/16 — 39 | 77 | 82 | 93 | 99 | 76 | 94 | 101 | 81 |
| Штатный режим — 35 | 67 | 70 | 79 | 84 | 66 | 79 | 86 | 69 |
Частотный передел заметно снизился под натиском температуры ядер процессора. Однако я бы не сказал, что виной тому действительно высокое напряжение, разом с понижением множителя неминуемо происходит и снижение требований к этой величине.
| Число ядер/потоков — множитель | Температура ЦП, °C (max) | Напряжение ЦП, В | Потребление, Вт (max) | Температура VRM, °C (max) | LinX 0.7.3, Gflops (max) |
|---|---|---|---|---|---|
| 4/4 — 41 | 77 | 1,08 | 220 | 51 | 392,57 |
| 4/8 — 41 | 82 | 1,1 | 239 | 54 | 390,83 |
| 6/12 — 40 | 78 | 1,05 | 292 | 59 | 543,05 |
| 8/16 — 39 | 88 | 1,03 | 344 | 65 | 657,34 |
| Штатный режим — 35 | 73 | 1,09 | 288 | 58 | 637,11 |
Интересно наблюдать за одномоментным ростом потребления и температуры VRM. Однако, вопреки сложившимся настроениям, при работе с нескальпированным ЦП нет совершенно никаких рисков при эксплуатации платы как в её штатном режиме, так и при проведении разгона, датчик VRM указывал на максимальную и невысокую отметку в 65 °С. Собственные замеры подтвердили эти показания, разница не превышала и пары градусов.
Справедливо вспомнить про другие характеристики испытуемой Prime X299-A, однако отметить что-либо интересного уже нечего. CPU Input не контролируется, потому совершенно не понятно, как использовать имеющейся профили LLC. Вспомогательные напряжения CPU IO и SA не превышали своих паспортных отметок за всё время проводимых замеров, то же можно сказать и про питание ОЗУ. Их значения были равны соответственно 1,01, 0,83 и 1,2 В. Более того, действующее значение CPU SA даже снижалось (до 0,77 вольт) при изменении любого из штатных параметров, этого оказалось вполне достаточно для правильной работы ПК.
Разгон базовой частоты был близок к результатам, получаемым на платах предыдущего поколения. Рубеж стабильного выполнения сценариев составил 174,5 МГц. Никакие вспомогательные механизмы, например, из рубрики Tweaker's Paradise, при этом не использовались.
Поскольку тестом на стабильность системы выступил LinX, пришлось изрядно снизить множители CPU и Cache, а точным подбором подходящего минимального напряжения в этот раз я не занимался.
Разгон оперативной памяти прошёл без особых помех, если не считать удивительно высокую, на мой взгляд, отметку напряжения для CPU Cache Voltage. Об этой составляющей ЦП чуть позже. Для четырёхканального двухрангового (двухстороннего) набора памяти разгон составил 3 ГГц, что является близким к его истинным возможностям. Для процессора пара из множителя «32» и напряжения величиной 1,02 В оказалась не случайной, она была получена в ходе экспериментов по поиску стабильной работы. CPU IO и SA Voltage тоже пришлось немного увеличить.
Конфигурация задержек — 14-15-15-28-1T, более высокие отметки не позволили нарастить рабочую частоту, что для продуктов на базе SK hynix не является удивительным. Напряжение на модулях было близким к 1,4 В.
Отдельно хочется затронуть множитель CPU Cache, характеризующий взаимодействие разных частей процессора между собой. В этом поколении процессоров компания Intel отошла от долгих лет практики эксплуатации кольцевой шины, её сменила ячеистая (mesh) структура. Объём L2 был значительно увеличен за счёт L3. Потому будет правильно исследовать влияние частоты CPU Cache (в именовании ASUS) при хорошей частоте памяти, которая только что выросла до 3 ГГц. При штатных отметках нашего комплекта (2400 МГц) CPU Cache также имел (максимальный) множитель «24». Всё дело в том, что величина имеет множество промежуточных значений, а на пик выходит лишь в исключительных случаях. Например, на это вполне способен LinX.
Итак, я выполнил замеры на частотах 2000, 2400, 2800 и 3200 МГц. Посмотрим на итоги:
2000 МГц
2400 МГц
2800 МГц
3200 МГц
Результаты быстродействия L3 Cache и Memory в AIDA64 ощутимо зависят от этой переменной, есть отклик как в операциях (скорости) чтения-записи, так и в латентности. Расплачиваться придётся повышенным напряжением и очередным ростом температур.
Тестирование системы с разогнанной памятью стало самым серьёзным испытанием для системы. Прогрев участка VRM был наибольшим, датчик демонстрировал значение 70 °С. Потребление энергии стендом тоже оказалось самым высоким, на пике отметка равнялась 390 Вт, а в простое замеры показали 81 Вт.
Вывод
Итак, что же может получить пользователь, приобретая сегодня плату с сокетом LGA2066 и выбирая для неё процессор? С точки зрения интерфейсных разъёмов это ступенька выше стандартных плат на базе старшего для LGA1151 хаба Z270. Есть достаточное число выходов USB, портов SATA стало восемь. Распределение линий PCI-E среди полноразмерных трёх слотов зависит от модели процессора, на испытуемом Core i7-7820X их 28 штук, а значит для схемы «16+16» необходимо будет приобрести любую из моделей Core i9, где это число увеличено до 44. Самые младшие, четырёхядерные модели мало в чём отличаются от сородичей под LGA1151, их приобретение несёт оттенок временного, когда имеются планы на скорое обновление конфигурации. К тому же у четырёхядерных Kaby Lake-X всего два канала для работы с памятью, в отличии от всех Skylake-X. Поэтому минимально разумным приобретением будет шестиядерная модель, но здесь есть важный аспект, уже этой осенью такое же число ядер станет достоянием обычной аудитории, чьи интересы находятся в сегменте LGA1151. Про конкуренцию со стороны продуктов AMD я даже не вспоминаю.
О температурах преобразователя питания нет смысла беспокоиться как в штатном режиме эксплуатации, так и в предельном, когда разгон происходит при участии нескальпированного образца ЦП. Замена штатного термоинтерфейса позволит снизить рабочие температуры и/или нарастить немного в частотном эквиваленте, но и в этом случае говорить о проблемах в разработках стабилизаторов питания излишне. Для рассматриваемой платы нельзя не отметить наличие температурного датчика, показывающего правдивые результаты замеров. А вот упрекнуть её можно в отсутствии контроля за, фактически, единственно важным CPU Input Voltage, уровень которого может заметно снижаться в результате выполнения ресурсоёмких задач.
На фактически младшей модели от ASUS можно смело проводить разгонные мероприятия четырёх-, шести- и восьмиядерных процессоров. Наверняка и десятиядерные образцы будут себя чувствовать тут в равной степени уверенно, ведь увеличенное число вычислительных блоков в первую очередь скажется на росте их температур, потому итоговое сниженное частотное значение для каждого из них приведёт к идентичным или весьма близким запросам к подсистеме питания.
Платформа на базе Intel X299 предлагает до сих пор невиданную гибкость при взаимодействии с каждым отдельным ядром. Можно не только указать нужный множитель, а и необходимое напряжение. Для случаев использования AVX-инструкций допускается применение двух разных понижающих множителей. Идеальным решением оказалось бы ещё и внедрение механизма для понижения в такие моменты напряжения. Высокие частотные отметки при разгоне обычно сопряжены с необходимостью повышения напряжения, а такой единожды повышенный уровень компенсация множителя (для сценариев с использованием AVX) уже не сможет нивелировать, в результате чего будет неизбежно активироваться механизм защиты (троттлинга). Поэтому, на данный момент, пользователю придётся или точно определиться со сценариями текущего использования ПК, или идти на определённого рода компромиссы при желании получить универсальный, единожды настроенный для работы компьютер. Для настоящего энтузиаста есть огромное поле для экспериментов. Особо ценным станет возможность сохранять наработки в профилях, подобные возможности уже реализованы как в утилитах, так и в UEFI.
