Нюансы разгона памяти DDR3 на платформе LGA1156

Выход более доступной платформы Nehalem — LGA1156 — ознаменовал полный отказ Intel от использования шины FSB в качестве связующего звена между процессором и чипсетом, а интеграция контроллера памяти DDR3 дала возможность передавать данные из памяти напрямую в CPU. Но и на этом инженеры компании не остановились, перенеся контроллер шины PCI Express на кристалл процессора, что дало возможность полностью отказаться от двухчиповой компоновки набора системной логики. Разводка материнских плат стала проще и дешевле, но из-за отсутствия доступных моделей CPU с разъемом LGA1156 новую платформу пока экономически целесообразной не назовешь.

С появлением очередного чипсета, а теперь и процессора, тема разгона памяти на платформе Intel не теряет своей актуальности, так как позволяет иногда повысить быстродействие системы и сэкономить на покупке модулей DIMM. В недавнем материале, посвященном нюансам разгона этого компонента системы с процессорами LGA1366 (ядро Bloomfield), мы уже освещали проблемы, с которыми может столкнуться пользователь, если захочет использовать высокочастотные планки. Как оказалось, для работы памяти на частоте свыше 1800 МГц необходимо поднимать напряжение на контроллере памяти до 1,4~1,6 В, а то и выше, что влечет за собой сильный нагрев CPU. Да и не каждый процессор может функционировать в таком режиме, так как с повышением частоты модулей растет частота кэша третьего уровня и контроллера памяти, которая должна превышать значения памяти в два раза. Отчасти эта проблема решилась с переходом процессоров серии Core i7-900 на новый степпинг D0, и обладателям таких CPU стало проще достигать 2000 МГц при разгоне памяти.

Теперь давайте посмотрим, что изменилось с переходом на более доступную платформу LGA1156 (ядро Lynnfield). Как и ранее, частоты большинства узлов системы (процессор, контроллер памяти и кэш третьего уровня, называемые блоком Uncore, шина QPI и память) получаются за счет перемножения определенных коэффициентов на базовую частоту (на блок-схеме множители xM1, xM2, xM3 и xM4), равную в номинале 133 МГц.

Формирование частот на платформе LGA1156

Но данные между процессором и чипсетом теперь передаются по шине DMI (знакомая еще с семейства наборов системной логики Intel 915/925), а интерфейс QPI, используемый для этой цели в процессорах Bloomfield, применяется уже для связи между интегрированным контроллером PCI Express и самим CPU. Контроллер памяти лишился одного канала, став 128-битным, и за счет снижения нагрузки на этот блок его частота зафиксирована на одном значении (множитель х18 для серии процессоров Core i7-800 и х16 для Core i5-700), а не так, как было ранее в решениях LGA1366. Свободы по выбору множителя шины QPI у пользователя стало больше, и теперь он может установить либо х18, либо х16 (напомним, что в процессорах Core i7-9xxx не «экстремальных» версий коэффициент умножения был зафиксирован на х18, а у моделей EE равнялся х18, х20 и х24). С памятью стало немного интереснее — максимально доступный множитель равен х12 для Core i7-8xx и x10 для Core i5-7xx, тогда как у CPU с разъемом LGA1366 он x16. Получается, что для старших процессоров новой платформы в стандартном режиме работы будет доступна лишь память DDR3-1600, а для младших — DDR3-1333. Максимальное напряжение питания модулей осталось на прежнем уровне и составляет 1,65 В.

Для большей наглядности все коэффициенты умножения доступных на данный момент моделей процессоров на базе ядра Lynnfield приведены в следующей таблице:

Модель Частота, ГГц Множитель CPU Множитель Uncore Множитель памяти* Множитель QPI
Core i7-870 2,93 x9-x22 x18 x6, x8, x10, x12 x16, x18
Core i7-860 2,8 x9-x21 x18 x6, x8, x10, x12 x16, x18
Core i5-750 2,66 x9-x20 x16 x6, x8, x10 x16, x18
* — множители эффективные, т.е. реальные в два раза меньше

Как видите, проблем при разгоне памяти до уровня 2000-2200 МГц (а то и выше) на процессорах новой линейки Core i7 нет. Сдерживающий фактор в виде высокой частоты блока Uncore более не проявляется, так как контроллер памяти будет функционировать на 3,0-3,3 ГГц, в отличие от 4,0-4,4 ГГц для таких режимов DDR3 на процессорах Bloomfield. Кроме того, для стабильной работы Uncore на таких частотах памяти достаточно поднять напряжение питания до уровня 1,3-1,4 В с номинальных 1,1 В, а это куда меньше тех значений, необходимых для Core i7-9xx. Не зря производители системных плат афишируют возможность работы их продуктов на базе чипсета Intel P55 Express с модулями DDR3-2133. Только CPU младшей линейки Core i5 будут ограничены частотой планок чуть более 2000 МГц, так как коэффициент умножения для памяти в них равен х10, а не всегда связка «процессор+плата» на P55 способны покорить свыше 205-210 МГц по Bclk.

Итак, осталось закрепить наш теоретический материал на практике, для чего мы использовали два комплекта памяти DDR3-1600 от компании GeIL, плату на базе P55 — ASUS Maximus III Formula и процессор Intel Xeon X3470.


GeIL GU34GB1600C7DC (2x2GB, PC3-12800, CL7-7-7-24)

Компания GeIL (Golden Emperor International Ltd.) была основана в 1993 году, но популярной среди энтузиастов стала вначале 2000-х, когда выпустила серию памяти Golden Dragon, отличающуюся бескорпусными микросхемами памяти со стеклокерамической упаковкой. Далее эксперименты компании продолжились не только с внешним видом, но и с системами охлаждения и характеристиками модулей. Например, она оснащала память никелированными радиаторами с наклейками-термометрами, которые показывали достижение определённой температуры, первой в свое время выпускала высокочастотные модули и даже была одной из пионеров, кто представил комплекты памяти объемом 8 ГБ. Сейчас продукция компании делится фактически на три линейки: Gaming, Ultra и Value. Первая предназначена для геймеров и отличается эффектным внешним видом (правда, непонятно, что там такого геймерского), вторая рассчитана на оверклокеров и энтузиастов благодаря своему потенциалу, а последняя уже для не особо требовательных пользователей. К Value, пожалуй, можно также отнести экономичную серию Green, призванную сберечь «миллионы акров лесных массивов, используемых для выработки электричества».

Для начала мы рассмотрим набор GeIL GU34GB1600C7DC, который относится к серии Ultra. Комплект поставляется в небольшой коробке с изображением спортивного мотоцикла.

GeIL GU34GB1600C7DC

Упаковка универсальная для всей серии памяти, поэтому на обратной стороне отмечены основные характеристики набора из общего списка. Для ознакомления с более детальной информацией есть окошки, через которые можно увидеть бирки каждого модуля.

GeIL GU34GB1600C7DC

Для большей защиты от повреждения, планки дополнительно уложены в блистер.

GeIL GU34GB1600C7DC

Сами модули внешне ничем не отличаются от обычных решений других производителей. Ни тебе радиаторов с хитросплетенными ребрами, ни системы охлаждения с тепловыми трубками. Самые обычные планки с самым простым охлаждением. Может, только GeIL и поняла, что все эти небоскребы СО никому из энтузиастов не нужны?

GeIL GU34GB1600C7DC

Алюминиевые половинки радиатора синеватого цвета приклеены «термолипучкой» к чипам памяти и дополнительно скреплены своеобразным замком, не позволяющим хитспридерам отходить от микросхем по краям планок. Часто радиаторы без зажимов или такой особенности отклеиваются от первых одного-двух чипов, а то и вовсе отпадают от модулей. У GeIL с этим пока все в порядке.

GeIL GU34GB1600C7DC

Характеристики модулей полностью расписаны на этикетках: 2 ГБ каждая планка, частота 1600 МГц (или ПСП 12800 МБ/с), тайминги 7-7-7-24 при рабочем напряжении 1,6 В. Довольно-таки информативно, в отличие от «шифро-кодов», которые используют крупные производители памяти.

GeIL GU34GB1600C7DC

В SPD модулей прописано два набора стандартных задержек 7-7-7-24 и 8-8-8-28 для частот 1333 и 1522 МГц соответственно, и один профиль XMP с номинальными значениями.

GeIL GU34GB1600C7DC

Если плата не поддерживает технологию X.M.P., то все параметры работы памяти, естественно, придется выставить в ручную.


GeIL GV34GB1600C9DC (2x2GB, PC3-12800, CL9-9-9-28)


Следующий комплект уже относится к серии Value и поставляется не в такой яркой упаковке, хотя дизайн ее остался прежним.

GeIL GV34GB1600C9DC

На обратной стороне также есть вырезы, где видны этикетки модулей, но характеристики набора уже указаны на отдельной наклейке.

GeIL GV34GB1600C9DC

Цвет радиаторов изменился на коричневый — единственное, чем отличаются обе серии, рассматриваемые в этом материале.

GeIL GV34GB1600C9DC

Рабочая частота планок осталась прежней, но тайминги теперь менее агрессивные. Да и напряжение питания стало меньше и равняется стандартным для памяти DDR3 1,5 вольтам.

GeIL GV34GB1600C9DC

Зато наборов задержек и частот в SPD увеличилось: 7-7-7-20 для 1066 МГц, 8-8-8-22 для 1218 МГц, 9-9-9-25 для 1370 МГц и 10-10-10-28 для 1522 МГц.

GeIL GV34GB1600C9DC

Профиля XMP нет и все придется выставлять уже самому, что вряд ли сделает большинство пользователей.


Тестовая конфигурация и методика разгона

Память разгонялась на следующей конфигурации:
  • Процессор: Intel Xeon X3470 (2,93 ГГц);
  • Материнская плата: ASUS Maximus III Formula (Intel P55 Express);
  • Видеокарта: ASUS EAH4890/HTDI/1GD5/A (Radeon HD 4890);
  • Кулер: Noctua NH-U12P;
  • Жёсткий диск: Samsung SP2504C (250 ГБ, SATA2);
  • Блок питания: Seasonic SS-600HM (600 Вт).
Тестирование проводилось в среде Windows Vista Ultimate x64 SP2. Для проверки на стабильность разогнанных модулей использовались две запущенные копии программы LinX 0.5.9, объем памяти выбирался по 1024 МБ.

Соотношение базовой частоты, множителя памяти и процессора в BIOS Setup материнской платы выставлялись следующим образом: коэффициент умножения CPU был х19, шины QPI — x16, памяти всегда был x12 или х10, а частота Bclk была в пределах 133-180 МГц. Напряжение питания контроллера памяти выставлялось на уровне 1,325 В, при необходимости поднималось выше этого значения. Напряжение питания памяти равнялось 1,65 В, процессора — 1,3 В. Остальные настройки BIOS не влияли на уровень разгона и оставались в значении Auto.

Разгонный потенциал выяснялся для трех наборов таймингов, актуальных для памяти DDR3: 7-7-7-21, 8-8-8-24 и 9-9-9-27 с Command Rate 1T. Второстепенные задержки оставались в значении Auto.


Результаты разгона


Разгон GeIL GU34GB1600C7DC

Итак, комплект памяти GeIL GU34GB1600C7DC при таймингах 7-7-7-21 смог стабильно функционировать на частоте 1680 МГц, что не так уж и много. Частота базовой в таком режиме равнялась 140 МГц, множитель на памяти составлял х12. Ослабление задержек до уровня 8-8-8-24 уже позволило пройти тесты на 1920 МГц (Bclk 160 МГц), а это уже куда интереснее. С выставлением таймингов 9-9-9-27 и поднятием напряжения питания на контроллере памяти до 1,351 В без каких-либо проблем модули работали на частоте 2160 МГц (базовая 180 МГц) — результат можно назвать превосходным.

Разгон GeIL GV34GB1600C9DC

Увы, но комплект GeIL GV34GB1600C9DC из простой серии продемонстрировал низкий разгонный потенциал. При задержках 7-7-7-21 из памяти удалось выжать лишь 1380 МГц. Частота Bclk равнялась 140 МГц, коэффициент умножения памяти был х10. Увеличение задержек до 8-8-8-24 отодвинуло планку почти на 200 МГц (базовая 157 МГц), а с 9-9-9-27 уже переделом стали 1764 МГц, при этом Bclk равнялся 147 МГц, множитель памяти — х12.


Производительность

Теперь осталось посмотреть на разницу в производительности при переходе на высокочастотную память. Из-за отсутствия множителя большего чем х12 тестирование, естественно, будет проходить в режиме оверклокинга. Добавим сюда еще несколько комбинаций «Bclk+множитель памяти» и получим при практически одной и той же частоте модулей различную частоту Uncore. В итоге у нас было следующее количество конфигураций памяти и остальных узлов системы:
  • 2160 МГц, 9-9-9-27, CPU 3430 МГц, Uncore 3250 МГц (Bclk 180 МГц);
  • 1936 МГц, 8-8-8-24, CPU 3389 МГц, Uncore 2905 МГц (Bclk 161 МГц);
  • 1910 МГц, 8-8-8-24, CPU 3444 МГц, Uncore 3444 МГц (Bclk 191 МГц);
  • 1630 МГц, 7-7-7-21, CPU 3430 МГц, Uncore 2934 МГц (Bclk 163 МГц);
  • 1620 МГц, 7-7-7-21, CPU 3445 МГц, Uncore 3648 МГц (Bclk 202 МГц).

Результаты тестирования занесены в следующую таблицу (жирным выделены результаты, полученные при частоте Uncore свыше 3 ГГц) :

  2160 МГц, 9-9-9-27, CPU 3430 МГц, Uncore 3250 МГц (Bclk 180 МГц) 1936 МГц, 8-8-8-24, CPU 3389 МГц, Uncore 2905 МГц (Bclk 161 МГц) 1910 МГц, 8-8-8-24, CPU 3444 МГц, Uncore 3444 МГц (Bclk 191 МГц) 1630 МГц, 7-7-7-21, CPU 3430 МГц, Uncore 2934 МГц (Bclk 163 МГц) 1620 МГц, 7-7-7-21, CPU 3445 МГц, Uncore 3648 МГц (Bclk 202 МГц)
Everest/Read, MB/s 18329 17653 19176 16010 18294
Everest/Write, MB/s 14195 12788 14874 12929 15198
Everest/Copy, MB/s 19629 17947 20151 18276 19121
Everest/Latency, ns 38,1 40,1 37,9 42,6 39,9
Cinebench 10/1CPU, score 4899 4815 4934 4861 4930
Cinebench 10/xCPU, score 17761 17024 17640 17270 17617
Cinebench 10/OpenGL, score 10059 9868 10243 9992 10222
Fritz Chess Benchmark, KNPS 10239 10095 10243 10198 10238
wPrime/32M, s 9,516 9,688 9,469 9,518 9,451
wPrime/1024M, s 309,73 305,267 300,705 307,522 300,283
3DMark Vantage, score 11509 11516 11533 11503 11533
3DMark Vantage/GPU, score 10533 10562 10543 10534 10553
3DMark Vantage/CPU, score 15942 15798 16055 15884 15989
Crysis/1680x1050/High, average fps (min fps) 49,82 (32,76) 49,69 (35,71) 49,92 (35,48) 49,69 (35,88) 49,94 (35,39)

Судя по результатам, оптимальным вариантом является использование контроллера памяти и кэша третьего уровня при частоте свыше 3 ГГц, когда блок Uncore успевает обрабатывать данные, поступающие непосредственно из памяти. При частоте ниже этого значения падение производительности может достигать 15-20%. Правда, в узкоспециализированных тестах — в реальных приложениях разница куда меньше. Что касается режимов работы памяти, то самым эффективным оказался с частотой 1910 МГц. Для DDR3-2133 (а в нашем случае даже 2160 МГц) перспектива крайне не радужная — результаты при использовании такой памяти не сильно отличаются от обычных 1600-мегагерцовых планок! Кто там еще хочет купить высокочастотные модули? Очередной развод индустрии высоких технологий во всей красе...


Выводы

С переходом на двухканальный контроллер памяти в процессорах архитектуры Nehalem требования к блоку Uncore уменьшились и теперь модули без проблем могут работать на частоте свыше 2000 МГц. Разгон данного компонента системы стал проще и не требует подбора особого экземпляра процессора, который смог бы работать с памятью на такой частоте, как это было с моделями серии Core i7-900. Вот только эффект от использования комплектов DDR3-2133 или при разгоне до такой частоты пользователь вряд ли заметит. И, как и ранее, подобный режим работы необходим лишь для экстремального оверклокинга, не более того. Большенству энтузиастов проще ограничится разгоном до 1900 МГц (или режимом работы высокочастотных модулей на таком уровне) с повышение частоты контроллера памяти свыше 3 ГГц.

Набор памяти GeIL GU34GB1600C7DC порадовал своим потенциалом, ведь он смог со своих стандартных 1600 МГц разогнаться до 2160 МГц, а это очень даже неплохо. Радует также, что компания GeIL не стала городить сложные системы охлаждения, которые кроме увеличения высоты модулей ничего не дают.

Комплект GeIL GV34GB1600C9DC рассчитан на нетребовательных пользователей и вряд ли от него стоило чего-то ожидать, что и подтверждает слабый разгон. Пожалуй, приверженцы этой марки и желающие сэкономить, но при этом не требущие запредельных характеристик от памяти, будут довольны.


Благодарим следующие компании за предоставленное тестовое оборудование:
  • 1-Инком за комплект памяти GeIL GU34GB1600C7DC и GV34GB1600C9DC;
  • ASUS за материнскую плату ASUS Maximus III Formula;
  • Intel за процессор Intel Xeon X3470;
  • Мастер Групп за видеокарту ASUS EAH4890/HTDI/1GD5/A;
  • Noctua за кулер Noctua NH-U12P и термопасту Noctua NT-H1;
  • Синтекс за блок питания Seasonic SS-600HM.
Как же магична в своей красоте тишина...