Нюансы разгона памяти DDR3 на платформе Nehalem на примере модулей G.Skill и материнской платы DFI X58-T3H6

После выхода платформы Nehalem требования к памяти DDR3 немного возросли и для безопасного функционирования новых процессоров напряжение питания на модулях не должно превышать 1,65 В при максимально возможных 1,87 В, тогда как лучшие оверклокерские планки работали при 1,9 В и выше. Да и напряжения питания отдельных блоков CPU также имеют определенные ограничения, что затрудняет разгон для достижения очень высоких частот как самого процессора, так и памяти. Естественно, производители памяти вскоре представили трехканальные комплекты высокочастотных модулей, рассчитанных на рабочее напряжение 1,65 В, вот только заставить их функционировать на частоте свыше 1800 МГц оказалось не так легко.


Как это работает?

Проблема разгона планок после 1800 МГц заключается в том, что контроллер памяти, перенесенный в процессор Core i7, а также кэш-память третьего уровня (вся эта часть процессора называется Uncore) работают на частоте в два раза превышающей эффективную частоту модулей. И если со стандартным режимом никаких проблем не наблюдается — при частоте планок вплоть до 1600 МГц частота контроллера памяти и L3-кэша составит лишь 3,2 ГГц, то с памятью DDR3-1866/2000 этот показатель достигнет 3,7-4 ГГц, что уже сказывается на стабильности работы CPU. В таком случае необходимо поднимать напряжение на контроллере памяти (в BIOS Setup это пункты Uncore Voltage, QPI/VTT Voltage, CPU VTT Voltage, QPI/DRAM Core Voltage, FSB VTT Voltage и пр.) со стандартных 1,15 В до 1,4~1,6 В (официально безопасные 1,35 В; не путать с напряжением входных/выходных усилителей контроллера памяти процессора — Vddq, которое равно напряжению на модулях), в зависимости от экземпляра процессора. Кстати, производители оверклокерской памяти как раз об этом и заявляют — для модулей DDR3-1866 и выше устанавливать напряжение Uncore именно на таких значениях.

Вот только после поднятия напряжения на контроллере памяти до 1,4 В начинает расти температура процессора, работающего даже в номинальном режиме, и если вы не являетесь счастливым обладателем кондиционера, а в помещении жарким летним днем около 30 °C, то воздушная система охлаждения перестает справляться даже с разгоном планок до уровня 1800 МГц (3,6 ГГц на контроллере). С эффективным кулером и чуть меньшей температурой вполне вероятно без проблем заставить работать память на частоте 1900 МГц при напряжении на Uncore около 1,48-1,5 В. А вот для более высоких частот потребуется напряжение уровня 1,5-1,6 В, что выливается в требование использовать для процессора водяное охлаждение, или даже каскадную установку и жидкий азот. Конечно, может быть так, что экземпляр Core i7 без проблем будет функционировать при частоте кэша третьего уровня 4 ГГц (DDR3-2000) и напряжении 1,4 В, а может что и вовсе откажется работать с 1800-мегагерцовой памятью при таком значении.

Но и это еще не все. Как известно, частоты памяти, процессора микроархитектуры Nehalem и различных блоков в нем формируются за счет перемножения определенного коэффициента  (на блок-схеме множители xM1, xM2, xM3 и xM4) на опорную частоту (Bclk), равную в номинале 133 МГц.

Формирование частот на платформе LGA1366

Так, например, рабочая частота 3,2 ГГц процессора Core i7-965 получается при использовании коэффициента умножения x24, памяти DDR3-1333 — x10 (на самом деле используется x5, но он интерпретируется в эффективный), а частота встроенной части северного моста в процессор уже будет формироваться за счет коэффициента x20, что даст в итоге 2,66 ГГц на Uncore. При использовании иной модели процессора или памяти коэффициенты, естественно, будут совершенно другие:

Модель Частота CPU, ГГц Множитель CPU* Множитель Uncore Множитель памяти** Множитель QPI
Core i7-975 EE 3,33 x12-x25-x63 x16-x34 x6, x8, x10, (x12, x14, x16) x18, x20, x24
Core i7-965 EE 3,2 x12-x24-x63 x16-x34 x6, x8, x10, (x12, x14, x16) x18, x20, x24
Core i7-950 3,06 x12-x23 x16-x34 x6, x8, (x10, x12, x14, x16) x18
Core i7-940 2,93 x12-x22 x16-x34 x6, x8, (x10, x12, x14, x16) x18
Core i7-920 2,66 x12-x20 x16-x34 x6, x8, (x10, x12, x14, x16) x18
* — для экстремальных версий процессоров указан также максимальный множитель
** — в скобках указаны не официально поддерживаемые множители; все множители эффективные, т.е. реальные в два раза меньше


Также при разгоне за счет поднятия опорной частоты необходимо (в зависимости от того, что разгоняется) снижать определенные множители на памяти или процессоре. А теперь самое интересное — при поиске максимальной стабильной частоты работы модулей при тех или иных таймингах придется иногда подбирать комбинацию множителей процессора и памяти с частотой Bclk. Т.е. планки памяти запросто могут функционировать при 200-мегагерцовой опорной частоте с меньшим коэффициентом умножения, тогда как при Bclk 166 МГц, но с большим множителем, откажутся даже запускаться, хотя результирующая частота в обоих случаях будет одинаковой.

Теперь что касается напряжения питания памяти, различных блоков процессора и остальных компонентов системы. Разгоняя комплекты памяти DDR3-2000 и DDR3-1866 (вернее, пытаясь их заставить работать на своей номинальной частоте) на нашей тестовой материнской плате DFI X58-T3H6 с процессором Intel Core i7-965 поднимать напряжения на всех компонентах, кроме модулей, процессора (использовались большие множители, и его частота находилась на уровне 3,5-4 ГГц) и Uncore, не было необходимости. Так как память изначально была высокочастотная и рассчитанная на 1,65 В, напряжение питания также не менялось. При необходимости его можно повышать до уровня 1,87 В, а то и выше, — главное, чтобы дельта между этим значением и напряжением на контроллере равнялась около 0,5 В, иначе процессор может выйти из строя. Напряжение питания блока Uncore, как уже отмечалось, может быть безопасно поднято до 1,35 В. После этого значения необходимо усиленное охлаждения процессора — с эффективным воздушным кулером максимальное напряжение может достигать 1,5 В, далее, если, конечно, позволит материнская плата, уже требуется СВО, «фреонка» или жидкий азот для кратковременных бенчинг-сессий.

Естественно, становится интересно, зачем использовать высокочастотную память, если даже для того, чтобы заставить ее работать в номинале требуется поднятие напряжений и эффективное охлаждение CPU? Дело в том, что для обычного пользователя подобные комплекты ни к чему, ему достаточно памяти DDR3-1600, а вот при экстремальном оверклокинге такая память не будет влиять на потенциал процессора. Также можно использовать ее при более низкой частоте с меньшими таймингами.

Для тестирования использовалось два комплекта памяти G.SKILL с рабочей частотой 1866 и 2000 МГц и объемом 6 ГБ каждый. В качестве платформы была взята плата DFI X58-T3H6, которая хоть и относится к mATX-решениям, но обладает всеми необходимыми настройками для разгона, ничем не отличающимися от таковых в BIOS Setup полноценных продуктов на базе чипсета Intel X58 Express.


G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD и F3-16000CL9T-6GBTD

Оба рассматриваемых комплекта поставляются в крупном блистере с этикеткой-вкладышем, на которой ничего особого не отмечено, кроме иллюстрации, показывающей эффективность работы системы охлаждения памяти.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD и F3-16000CL9T-6GBTD

Правда, такой этикеткой может похвастаться лишь набор с 1866-мегагерцовыми планками.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD

Модули F3-16000CL9T-6GBTD и F3-15000CL9T-6GBTD относятся к новой серии Trident и отличаются от рассмотренных ранее комплектов памяти этого производителя обновленными алюминиевыми радиаторами черного цвета. Аналогично планкам Пи-серии высота системы охлаждения Trident накладывает некоторые ограничения по использованию процессорных кулеров. Например, на плате Intel DX58SO кулер башенного типа (Noctua NH-U12P) придется расположить поперек платы.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD и F3-16000CL9T-6GBTD

По конструкции радиатор напоминает СО памяти серии Blade от OCZ: одна половинка имеет сложный профиль (в данном случае, даже с ребрами), увеличивающий площадь рассеивания тепла, а вторая представляет собой обычную пластину, прикрученную к основной. Дополнительно хитспридеры приклеены к чипам памяти с помощью «термолипучки». Из-за скоса на краю ребер устанавливать планки в материнскую плату не очень удобно — с ребрами одной высоты было бы куда проще.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD и F3-16000CL9T-6GBTD

Комплект G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD рассчитан на частоту 1866 МГц при таймингах 9-9-9-24 и напряжении 1,65 В — немного высоковаты задержки, хотя tRAS ниже, чем у некоторых конкурирующих продуктов.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD

Для набора F3-16000CL9T-6GBTD характерны такие же значения таймингов и напряжения питания памяти, но рабочая частота уже составляет 2000 МГц. Как отмечалось в начале статьи объем каждого трехканального набора равен 6 ГБ.

G.SKILL F3-16000CL9T-6GBTD

В SPD модулей из первого комплекта приписаны частоты 1333 (тайминги 9-9-9-24), 1184 (8-8-8-22), 1036 (7-7-7-19) и 888 (6-6-6-16) МГц, при этом в двух одинаковых профилях XMP с разным названием прописаны лишь номинальные частоты и напряжение.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD

Но это по версии Lavalys Everest. В CPU-Z помимо частот и напряжения для двух профилей XMP уже указаны задержки, и даже еще одна частота в SPD — 1482 МГц с таймингами 10-11-11-27.

G.SKILL F3-15000CL9T-6GBTD


Данные в SPD набора F3-16000CL9T-6GBTD соответствуют 1866-мегагерцовым модулям, но профиль XMP всего лишь один, в котором уже прописаны как основные, так и второстепенные тайминги.

G.SKILL F3-16000CL9T-6GBTD

Если судить по утилите MemSet, то расхождений по основным характеристикам памяти с программой Everest никаких нет.

G.SKILL F3-16000CL9T-6GBTD
Скорость - настроение души