Тестовая конфигурация и драйверы

Для тестирования был использован открытый стенд следующей конфигурации:

Процессор: Intel Core i7-870 B1 (Lynnfield)

Материнская плата: MSI P55-GD80, Intel P55, BIOS 1.1 beta 1

Память: G.Skill Perfect Storm F3-16000CL7T-6GBPS 7-8-7-20 1.65 В 3 x 2048 Мбайт (использовались только два модуля памяти)

Видеокарты: пара MSI GTX260 Lightning 1792 Мбайт DDR3 PCI-E в режиме SLI

Жёсткий диск: Western Digital WD1500HLFS (Velociraptor), 150 Gb

Блок питания: Topower PowerTrain TOP-1000P9 U14 1000W

Термопаста: Arctic Silver 5

Система охлаждения:

Боксовый кулер от процессора Intel Core i7-870

Система жидкостного охлаждения:

• Водоблок: ProModz CPU V3
• Радиатор: Black Ice GTX Xtreme 480 и 4 вентилятора 120-мм
• Помпа: Hydor L25
• Шланг:1.2"
• Резервуар: 3 литра

Проточная холодная вода на процессоре (водоблок ProModz CPU V3)

Стакан для жидкого азота на процессоре (алюминиевый MousePot rev.3)

Настройки BIOS, при которых было проведено тестирование:

Intel EIST: Disabled (кроме случаев когда нужно было включить Turbo Boost)

Intel C-State: Disabled

C1E Support: Disabled

OverSpeed Protection: Disabled

Hyper Threading Function: Enabled

Execute Bit Support: Disabled

Intel Virtualization Tech: Disabled

Active Processor: All

QPI Ratio: 18

PCI-E Frequency: 101 МГц

PCH 1.8: 1.810 В

PCH 1.05: 1.214 В

DDR_VREF: Auto

Spread Spectrum: Disabled

CPU/VTT/PCH/DDR Phase Control: Disabled

RAID Mode: ACHI

Для тестирования была использована операционная система Windows 7 Ultimate build 7600 x86. Было установлено обновление DirectX от марта 2009 года и драйвера Intel Chipset Device Software v9.1.1.1015, Intel Matrix Storage Manager v8.9.0.1012 и NVIDIA ForceWare v190.38. Настройки драйверов ForceWare устанавливались на максимальное качество.

Разгон процессора Intel Core i7-870 и температурный режим

Для проверки стабильности использовалась программа LinX v0.6.2. Минимальные и максимальные температуры ядер фиксировались программой Core Temp v0.99.5.26. Для мониторинга множителя процессора использовалась программа i7 Turbo v6.1, чтобы убедится в том, что во время проверки он не снижался. В операционной системе был установлен профиль питания "Высокая производительность".

Сначала были измерены температуры Core i7-870 на номинальной частоте 2933 МГц с охлаждением боксовым кулером Intel. Напряжение Vcore было равно 1.12 В под нагрузкой и 1.17 В в покое.

Результат без HT и Turbo Boost: 43°C / 73°C (в покое / под нагрузкой). Здесь и далее будет приводиться температура только самого горячего из четырех ядер.

Результат с HT и Turbo Boost: 43°C / 78°C

От включения HT температура в покое не изменилась, а под нагрузкой увеличилась на 5 градусов. Включение Turbo Boost в данном случае на температуру влияния не оказывало, из-за снижения множителя под нагрузкой.

Разгон с боксовым кулером Intel

Без поднятия напряжения на процессоре (Vcore) его разгон составил 3408 МГц, а температуры 49°C / 86°C:

Остальные напряжения при разгоне с боксовым кулером были такими:

CPU VTT = 1.30 В

DRAM Voltage = 1.65 В

PCH 1.05 = 1.21 В

После небольшого поднятия напряжения на 0.1 В (1.22 В под нагрузкой и 1.28 В в покое) разгон увеличился до 3643 МГц, а температуры до 50°C / 99°C:

Это стало пределом разгона на боксовом кулере. Дальнейшее повышение напряжения на процессоре было опасно, так как температура его ядер под нагрузкой уже превышала T junction max (+99°C).

Разгон с системой жидкостного охлаждения ProModz Cooled Silence

После установки водоблока на процессор был проведен замер температур на тех же частотах и напряжениях, которые стали пределом для боксового кулера. Результат составил 35°C / 64°C:

В равных условиях разница по температуре между боксовым кулером Intel и водоблоком ProModz CPU V3 составила 15 градусов в покое и 35 под нагрузкой. Пределом стабильной работы процессора с жидкостным охлаждением стала частота 4103 МГц с напряжением 1.36 В под нагрузкой и 1.44 В в покое и температурой 41°C / 86°C:

Разгон с проточной холодной водой

Далее из системы была отключена помпа и радиатор, а водоблок был подключен к проточной воде. Летом температура холодной воды не очень низкая, в районе +12°C…+14°C, но все равно такой способ охлаждения эффективнее любой, даже самой мощной замкнутой системы жидкостного охлаждения. Напряжение на процессоре было увеличено до 1.49 В под нагрузкой и до 1.58 В в покое. Разгон составил 4301 МГц, а температуры 30°C / 72°C:

Разгон по базовой частоте (BCLK)

Максимальная частота BCLK зависит от нескольких факторов:

Напряжение CPU VTT (это напряжение так же влияет и на разгон памяти)

Температура процессора (ниже температура - выше разгон по BCLK)

Предел разгона процессора по частоте Uncore (актуально после 222 МГц BCLK) и QPI (актуально после 250 МГц BCLK c множителем QPI сниженным до x16)

Удачность процессора и материнской платы

Разгон по базовой частоте c с охлаждением процессора боксовым кулером (+86°C под нагрузкой) и напряжением CPU VTT 1.30 В ограничился на уровне 200 МГц:

Установка на процессор замкнутой системы жидкостного охлаждения почти ничего не дало в плане увеличения частоты BCLK, прирост составил не более чем 3-5 МГц.

Проточная вода и напряжение CPU VTT 1.42 В увеличили стабильный разгон BCLK до 215 МГц. Поднятие напряжения CPU VTT до 1.53 В помогло разогнать BCLK до 222 МГц при температуре +40°C под нагрузкой:

Дальнейшее повышение CPU VTT только ухудшало разгон. А начиная с 1.57 В, система вообще отказывалась стартовать.

Максимальная "скриншотная" частота BCLK на проточной воде - 226 МГц при температуре около +25°C (ядра были отключены только с целью снижения температуры):

С охлаждением процессора жидким азотом валидацию CPUZ удалось снять с частотой BCLK равной 233 МГц:

Большей частоты BCLK из связки MSI P55-GD80 и Core i7-870 выжать не получилось.

Разгон памяти DDR3 на платформе Socket 1156

Частота памяти на платформе Socket 1156 задается множителями относительно базовой частоты процессора (BCLK). Доступные множители - x3, x4, x5 и x6. С максимальным множителем памяти x6 и без разгона процессора по BCLK мы может получить частоту памяти 1600 МГц, а дальше уже необходимо повышать BCLK. То есть для тех, кто не планирует разгонять процессор, покупка памяти с номиналом выше 1600 МГц не имеет смысла.

До частот около 2000 МГц разгон памяти делается одинаково, как на платформе Socket 1366, так и на Socket 1156. Мы просто подбираем удобную нам частоту BCLK и множитель памяти. Выше 2000 МГц на платформе Socket 1366 память может и не разогнаться, так как при этом частота Uncore становится слишком большой (выше 4000 МГц) и далеко не каждый процессор сможет на ней работать, по крайней мере, без применения экстремального охлаждения.

В процессорах на ядре Lynnfield такой проблемы нет, так как множитель Uncore жестко зафиксирован как x18 относительно BCLK и недоступен для изменения. Для того, чтобы достигнуть частоты Uncore равной 4000 МГц, нам надо разогнать процессор по базовой частоте до 222 МГц, что с множителем памяти x6 дает теоретический предел её разгона до частоты 2666 МГц. А дальше уже все будет зависеть от удачности процессора и эффективности его охлаждения.

Второй сдерживающий фактор при разгоне памяти на платформе Socket 1156 - сама частота BCLK. Мы уже выяснили, что наш тестовый процессор работает стабильно на базовой частоте 200 МГц с охлаждением боксовым кулером и на 222 МГц при охлаждении проточной холодной водой. Если умножить на максимальный множитель памяти x6, получаем предел в 2400 МГц в первом случае и 2666 МГц во втором.

Подобные частоты памяти еще не так давно считались запредельными. Для достижения тех же 2666 МГц требовалось разогнать процессор по частоте Uncore до 5332 МГц, а на это способен не каждый процессор даже с охлаждением жидким азотом. Чтобы понять, как обстоят дела с этим сейчас, достаточно зайти на страницу рекордов CPUZ и посмотреть раздел "Highest RAM Frequency Reached". Все пять лучших результатов получены на платформе Socket 1156 с частотой памяти выше 3 гигагерца, а лучший результат составляет 3144 МГц! Понятно, что это всего лишь максимальная нестабильная частота, одноканальный режим и сильно завышенные тайминги, но все же это неплохо показывает потенциал новой платформы в плане разгона памяти.

Производители модулей и памяти уже смогли оценить этот потенциал и приготовили к выпуску двухканальные комплекты памяти, работающие на высоких частотах с низким напряжением. Перечислю некоторые из них:

Corsair CMGS2GX3M1A2200C8-4GB Dominator GT 2200 МГц 2 x 2048 Мбайт 8-8-8-24 1.65 B

A-DATA AX3U2200PB2G8-DP2 DDR3-2200+ PC3-17600 2 x 2048 Мбайт 8-8-8-24 1.65 B

G.Skill Perfect Storm F3-17600CL8D-4GBPS* 2200 МГц 2 x 2048 Мбайт 8-8-8-24 1.65 B

G.Skill F3-18400CL9D-4GBTDS 2300 МГц 2 x 2048 Мбайт 9-9-9-24 1.65 B

Все эти комплекты не универсальны и смогут работать c заявленными частотами только на материнских платах с чипсетом Intel P55. В списке протестированных материнских плат (Qualified Motherboards List) памяти G.Skill Perfect Storm F3-17600CL8D-4GBPS уже шесть моделей, среди которых есть и MSI P55-GD80. Впечатляет номинальная частота в 2300 МГц у G.Skill F3-18400CL9D-4GBTDS. Для сравнения: из-за проблем с множителем Uncore на процессорах Bloomfield, ни один производитель памяти так и не рискнул выпустить комплекты с номиналом выше 2133 МГц для чипсета Intel X58, а большинство и вовсе ограничилось частотой 2000 МГц.

Для проверки разгона памяти я использовал два модуля из трехканального набора G.Skill Perfect Storm F3-16000CL7T-6GBPS. Ранее, ни на одной из протестированных мной материнских платах с чипсетом X58 эта память так и не смогла раскрыть свой потенциал, ограничившись частотой 2172 МГц. На этой частоте она работала с таймингами 7-8-7-20 1T и напряжением 1.95 В либо с таймингами 8-9-8-24 1T и напряжением 1.55 В.

Память тестировалась в программе MemTest86+ v2.11 (не менее 4 проходов теста #5). Это последняя версия теста, она не умеет определять чипсет P55 и не позволяет получить "скриншот" с информацией о частоте и таймингах памяти. Кроме этого, на столь высоких частотах памяти недостаточно проверить ее стабильность, нужно так же проводить проверку стабильности работы процессора, точнее интегрированного в него контролера памяти. Для этой проверки я дополнительно использовал программу LinX v0.6.2.

Стабильная частота памяти составила 2500 МГц с таймингами 8-9-8-24 1T и напряжением 1.95 В:

Чтобы обеспечить стабильную работу с частотой BCLK 208 МГц процессор охлаждался проточной холодной водой. Память охлаждалась 92-мм вентилятором. Напряжения, при которых был получен этот результат, были следующие:

Vddr = 1.95 B (память)

Vcore = 1.30 B (процессор)

CPU VTT = 1.53 B

PCH = 1.21 B (южный мост)

Так же была проведена проверка максимального разгона памяти. Получить валидацию CPUZ удалось на частоте 2717 МГц с таймингами 8-9-9-24 1T:

Повышение таймингов вплоть до 11-11-11-27 нисколько не помогло. Дальнейший разгон памяти ограничивался пределом по частоте BCLK в 226 МГц при использовании проточной воды для охлаждения процессора. После установки на процессор стакана для жидкого азота, он смог работать с чуть большей частотой BCLK, и разгон памяти по частоте был улучшен до 2765 МГц:

Заключение

Преимущества и недостатки MSI P55-GD80:

[+] Умеет фиксировать множитель при работе Turbo Boost (зависит от версии BIOS).

[+] Отличный разгон памяти (2500 МГц стабильный разгон и 2765 МГц валидация CPUZ).

[+] Поддержка не только уже выпущенных 45-nm процессоров Lynnfield, но и будущих 32-nm процессоров Clarkdale.

[+] Диапазоны изменения напряжений на процессоре, памяти и чипсете достаточны для любого разгона. Есть возможность изменения тайминга памяти B2B-CAS Delay.

[+] Система охлаждения достаточно эффективна для охлаждения мосфетов Dr.MOS и южного моста P55 PCH и нет необходимости в её замене или установке дополнительных вентиляторов для обдува. Это даже не потому, что она такая эффективная, а потому что мосфеты и южный мост выделяют мало тепла, а северного моста у P55 нет.

[+] Стабильный разгон по базовой частоте (BCLK) находится в диапазоне 200…220 МГц (в зависимости от напряжения CPU VTT). Этого вполне достаточно для повседневного разгона, но может оказаться недостаточным для бенчмаркинга. Так как на материнской плате был протестирован лишь один процессор, который не был проверен на других платах, то тут сложно сказать, кто из них ограничил дальнейший разгон по BCLK.

[+] Разъёмы и кабели для подключения мультиметра, что сильно облегчает процесс мониторинга напряжений и избавляет от необходимости самостоятельного поиска этих точек на плате.

[+] Частоту BCLK можно изменять "на лету", в любой момент и без необходимости поддержки со стороны операционной системы и каких-либо программ. С помощью этих кнопок можно улучшить результат в бенчмарках с неравномерной нагрузкой на процессор (3DMark06, 3DMark Vantage). Но все же этот способ неудобен по сравнению с программой EVGA E-LEET. К примеру, для изменения BCLK на 10 МГц на MSI P55-GD80 нам нужно будет нажать кнопку 10 раз. Это нужно будет успеть сделать в промежутке между GPU и CPU тестом 3DMark, то есть за считанные секунды. Учитывая, что реакция на кнопки идет с задержкой, можно и не успеть. А в EVGA E-LEET мы можем настроить все так, что для достижения того же эффекта придется нажать только одну комбинацию клавиш и только один раз.

[-] Невозможность разгона PCI-E до частоты выше 104 МГц. Возможно это особенность всех процессоров Lynnfield и материнская плата тут не причём. Пока нет достаточной статистики, чтобы точно это утверждать.

[-] Микросхема генератора частоты не поддерживается программой SetFSB, а это означает невозможность настроить частоту BCLK с точностью до 0.1 МГц и частоту процессора с точностью до 1 МГц.

[-] Кнопки Power и Reset уже давно стали стандартом на материнских платах для разгона. Но вовсе не стоило делать их сенсорными, да еще и с такой степенью чувствительности, что любое случайное касание приводит к их немедленному срабатыванию. Из-за этого во время подстройки частоты BCLK кнопками Direct OC Base Clock очень легко случайно выключить компьютер, что будет стоить нескольких литров азота и необходимости отогревать систему выше уровня Cold Boot.

[-] Отсутствие напряжения CPU PLL в BIOS. Хотя есть подозрение, что PCH 1.80 это и есть CPU PLL.

[-] Неспособность показывать отрицательные температуры ни в BIOS, ни на индикаторе POST-кодов (даже по модулю, то есть без знака "-"). В целом каких-то серьезных претензий к материнской плате нет. Проблемы с охлаждением и разгоном отсутствуют. Два основных недостатка (Vdrop/Vdroop и турбо-троттлинг) уже исправлены в новой версии BIOS, а остальное совсем не критично. По сравнению предыдущими платами MSI (включая модели на чипсете X58) все стало лучше, и даже появилась специальная кнопка для тех кто "тоже хочет разогнать, но не знает как". Но прежде чем делать окончательные выводы нужно проверить в действии платы на чипсете P55 от других производителей.

Выражаем благодарность:

Компании MSI за предоставленную на тестирование материнскую плату MSI P55-GD80;

Компании Intel за предоставленный образец процессора Core i7-870;

Компании ProModz за водоблок ProModz CPU V3 и другие компоненты для системы жидкостного охлаждения.

Отдельно благодарю Nordling за помощь в подготовке фотографий для статьи.

За рамками данной статьи осталось тестирование производительности новых процессоров Lynnfield в бенчмарках и сравнение с процессорами Bloomfield. Оно появится позже в виде отдельной статьи.

Дополнительную информацию по процессору Core i7 также можно почерпнуть в следующих материалах:

Разгон Intel Core i7-870 под жидким азотом

Технология Direct OC Base CLOCK на MSI P55-GD80 и её применение в бенчмаркинге