Intel Nehalem, Core i7 или Бархатная революция №2

Разгон процессоров Core i7

Разгон процессоров нового поколения поначалу может показаться достаточно сложным занятием из-за появления неизвестных ранее параметров, которые необходимо настраивать для повышения частоты CPU. Но платформа Nehalem в плане разгона ничем не отличается от современной платформы AMD, а по сравнению с LGA775 имеет незначительные изменения. В этой статье мы не раз упоминали о некоторых параметрах, критичных при разгоне Intel Core i7 и в данном разделе попытаемся свести все вместе и на примере тестового процессора продемонстрировать возможности новых CPU.

Итак, в первую очередь следует отметить отказ инженеров Intel от системной шины Front Side Bus, которая служила верой и правдой не один десяток лет для связи процессора с чипсетом. Вместо нее теперь используется шина QPI с реальной частотой 2,4 или 3,2 ГГц, в зависимости от процессора, которая формируется за счет умножения коэффициента 18х или 24х на частоту тактового генератора, равную 133 МГц. Она также называется опорной частотой или просто Bclk, за счет которой формируются частоты ядра процессора, контроллера памяти и кэш-памяти третьего уровня (данный блок называется Uncore), а также частота памяти DDR3.

Ранее частота процессора формировалась за счет умножения определенного коэффициента на реальную частоту FSB, и разгон осуществлялся методом поднятия последней, так как множитель на процессорах Intel был заблокирован в сторону повышения (кроме версий Extreme Edition). Для новых CPU в этом плане ничего не изменилось — вместо FSB мы повышаем значение Bclk. При этом, естественно, пропорционально увеличиваются частоты шины QPI, блока Uncore и памяти. Если сравнивать с платформой конкурента, то у K8/K10 изначально предусмотрены низкие коэффициенты умножения основных блоков процессора, памяти и шины, благодаря чему частоту ядер можно повышать независимо от всего остального. С процессорами Core i7 дела обстоят несколько иначе. Минимальный множитель для шины QPI у новых процессоров Intel равен 18х, для контроллера памяти и L3-кэша — 16х, для памяти можно установить 6х (коэффициент «эффективный»), что соответствует 800 МГц. В итоге при увеличении частоты тактового генератора, скажем, до 200 МГц, частота процессора Core i7-920 составит 4 ГГц, шины QPI — 3,6 ГГц (7,2 ГТ/с, в BIOS Setup некоторых материнских плат может отображаться эффективная частота, например 7200 МГц), блока Uncore — 3,2 ГГц, а памяти будет равна 1200 МГц. Можно предположить, что изначально высокие множители станут преградой для достижения максимального разгона процессоров Core i7. Но как показывает практика из появившихся в Сети различных обзоров новой платформы, как раз с этим никаких проблем не наблюдается. Высокочастотная память DDR3 уже давно представлена на рынке, а стабильность остальных узлов системы может быть достигнута за счет повышения напряжения питания. Максимально рекомендуемое напряжение, подаваемое на процессор составляет 1,55 В (номинал 1,2 В), на контроллер памяти, шины QPI и кэш L3 — 1,35 В, для памяти это значение соответствует известным 1,65 В. При необходимости так же можно поднять напряжение CPU PLL (при разгоне Core 2 Quad в значительной степени влияло на результат) с 1,8 до 1,88 В. Конечно, процессору Core i7-965 Extreme Edition в плане разгона повезло куда больше — достаточно повышать коэффициент умножения и напряжение питания самого CPU.

Для информации все частоты и множители процессоров, шины QPI, контроллера памяти и L3-кэша, а также самой памяти занесены в таблицу:

Модель Частота процессора/множитель Частота Uncore/множитель Частота памяти/множитель Частота шины QPI/множитель
Core i7-965 EE 3,2 ГГц / 12-24 и выше 2,66 ГГц / 16-20 и выше 1333 МГц / 6, 8, 10 и выше 3,2 ГГц (6,4 ГТ/с) / 18, 20, 24
Core i7-940 2,93 ГГц / 12-22 2,13 ГГц / 16 и выше 1066 МГц / 6, 8 и выше 2,4 ГГц (4,8 ГТ/с) / 18
Core i7-920 2,66 ГГц / 12-20 2,13 ГГц / 16 и выше 1066 МГц / 6, 8 и выше 2,4 ГГц (4,8 ГТ/с) / 18
* — «Эффективный» множитель. Реальный составляет 3х, 4х, 5х и выше.

Технически, каждый из этих множителей может быть уменьшен до 2х, но где происходит блокировка — на уровне процессора или материнской платы — пока сказать сложно. Возможно, со временем мы точно сможем ответить на этот вопрос, а пока перейдем к остальным нюансам разгона новейших CPU от Intel.

Следующим важным пунктом является технология Turbo Boost, которая активируется при недостаточной загрузке всех ядер и повышает частоту процессора за счет увеличения множителя на один-два пункта. Достигнув при разгоне, например, предельных 4 ГГц система станет крайне нестабильной с Turbo Boost из-за более высокой частоты процессора во время слабой нагрузки. Поэтому данную технологию лучше отключать. Если же уровень разгона не превышает 3,5 ГГц, то можно попытаться оставить Turbo Boost в активном режиме, при этом следить за стабильностью системы при выполнении однопоточных задач.

И последний момент, на который необходимо обратить внимание при повышении частоты процессоров архитектуры Nehalem. Компания Intel ввела механизм защиты Core i7 от «переразгона», который тесно связан с Turbo Boost. Если тепловыделение или проходящий ток через процессор превысит 130 Вт или 100 А, будет задействован режим троттлинга, при котором начнет снижаться коэффициент умножения CPU. Естественно, данная «забота» будет мешать при разгоне, и для ее обхода достаточно отключить функцию CPU TM Function в решениях от ASUS или установить порог TDP и силы тока в материнской плате от Intel (для процессоров Core i7-965 EE). После этого необходимо тщательно следить за температурой процессора, так как нынешний степпинг C0 ядра Bloomfield обладает горячим нравом при повышении частоты и напряжения. Кроме того, для охлаждения Core i7, работающего в нештатных режимах, необходимо использовать высокопроизводительный кулер, иначе предел разгона будет ниже ожидаемого уровня, так как максимальная температура, при которой включается защита CPU, равна 100 °C.


Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать для разгона процессоров на базе архитектуры Nehalem. Осталось практически закрепить полученные знания и для выяснения разгонного потенциала процессора Intel Core i7-920, который попал на тестирование, была собрана следующая конфигурация:
  • Материнская плата: ASUS Rampage II Extreme (Intel X58);
  • Кулер: Noctua NH-U12P с креплением LGA1366 Mounting-Kit;
  • Оперативная память: Team Xtreem Dark TXDD2048M1866HC8DC (2x1024 МБ, DDR3-1866);
  • Видеокарта: Zotac GeForce 9600GT AMP!;
  • Жёсткий диск: Samsung HD252HJ (250 ГБ, SATA2);
  • Блок питания: Silver Power SP-S850 (850 Вт).

Для охлаждения процессора использовался кулер Noctua NH-U12P с отдельным фирменным креплением LGA1366 Mounting-Kit, выпущенным специально для платформы Nehalem и предлагаемым пользователям систем охлаждения Noctua бесплатно.

Noctua LGA1366 Mounting-Kit

В качестве вентиляторов применялись Akasa AK-183-L2B и Foxconn PV122512L с частотой вращения около 1700 об/мин, так как пара Noctua NF-P12 (1300 об/мин) были не в состоянии справиться с охлаждением радиатора при высоких частотах Core i7.

Чтобы при разгоне не было никаких препятствий технология Turbo Boost отключалась, напряжение питания на процессоре устанавливалось в значение 1,4 В, CPU PLL — 1,88 В, на контроллере памяти и шины QPI (QPI/DRAM Core Voltage) выставлялось на уровне 1,35 В. На модулях памяти напряжение питания равнялось 1,65 В, при этом тайминги составляли 7-7-7-21, а коэффициент — 6х. Тестом на стабильность использовалась утилита OCCT v.2.01 с часовым прогоном.

С такими настройками удалось достичь всего 3700 МГц, и дальнейший рост уперся в банальный перегрев — даже при таком уровне разгона температура процессора составляла 96 °C. И это на открытом стенде!

Разгон Core i7-920

Частота тактового генератора равнялась 185 МГц, Uncore и памяти — 2960 и 1110 МГц соответственно. Шина QPI немногим отличалась от стандартной частоты у процессора Core i7-965 EE.

Разгон Core i7-920

Теперь становится ясно, почему пресс-киты для тестирования выдавались с кулерами Thermalright Ultra 120 Extreme — процессоры Core i7 попросту не смогли бы пройти тест на разгон. Потенциал ядра Bloomfield в плане тепловыделения просто поражает. Уже начинаем представлять, как толпы разъяренных фанатов Core i7 сметают с полок системы водяного охлаждения по 200 долларов за штуку…

А как же 4 ГГц, которые так легко получают на воздушном охлаждении? Для нашего экземпляра Core i7-920 данная частота стала возможной после отключения технологии Hyper-Threading и повышения напряжения питания до уровня 1,42 В.

Разгон Core i7-920

Максимальная температура в таком режиме составила всего лишь 89 градусов Цельсия, что значительно лучше, чем предыдущий результат. Но даже почти 90 °C можно назвать слишком высокой температурой. Возможно, с выходом нового степпинга ядра данная проблема будет исправлена, как это обычно происходит после обкатки технологии производства процессорных кристаллов.

Частота Bclk равнялась «магическим» 200 МГц, которой ранее не могли достичь счастливые обозреватели, получившие задолго до официального анонса архитектуры Nehalem экземпляры Core i7 и выражавшие после тестов свое недовольство в новостной ленте различных сайтов. Но, как оказалось, новые процессоры без проблем покоряют данную частоту. Главное знать, где и что настраивать для достижения желаемого результата.

С повышением частоты тактового генератора до 200 МГц значительно увеличились частоты шины QPI и Uncore — до 3600 и 3200 МГц. Память при этом функционировала на 1200 МГц.

Разгон Core i7-920

Дальнейший разгон успехом не увенчался — Bclk хоть и удавалось поднять до 205 МГц, тест на стабильность процессор уже не проходил. Даже после повышения напряжения питания на CPU и контроллере памяти. Скорее всего, частота в 4 ГГц является пределом для тестового Core i7-920.
Оверклокинг. Только слепой не увидит различий!