Руководство по разгону процессоров Intel Broadwell-E

Разгон многоядерных процессоров семейства Broadwell-E — задача крайне непростая, а все потому, что эти монстры внушительных размеров (CPU для Socket LGA 2066 гораздо больше в плане габаритов, нежели камни для LGA 115x) выделяют огромный объем тепла даже в номинале. Для достижения высоких тактовых частот понадобится мощное охлаждение (желательно жидкостное). И это первое, о чем стоит позаботиться на стадии подготовки к оверклокингу ЦП из указанной линейки.

Для разгона Core i7-6950X необходима кастомная СВО с трехсекционным радиатором.

Предлагаем обратить внимание на опубликованную ниже таблицу. В ней отображены режимы работы ЦП Core i7-6950X с той или иной СО. От выбора системы охлаждения зависит не только стабильная тактовая частота и минимально допустимый вольтаж на ядре, но и успешное прохождение стресс-тестов. Могучего двухвентиляторного кулера Noctua NH-D15 порой недостаточно даже для легкого разгона Core i7-6950X. Здесь нужна хорошая вода.

Эффективное охлаждение центрального процессора, как уже было сказано выше, положительным образом сказывается на температурных показателях, стабильной работе ПК и значении Vcore (чем ниже градусы, тем меньший вольтаж требуется для работы ЦП без сбоев).

Если коротко, то для разгона Core i7-6950X необходима кастомная СВО с трехсекционным радиатором, а не вариант формата AIO (все в одном).

Во время оверклокинга важно отводить тепло не только от ЦП, но и от подсистемы питания материнской платы. Если вы планируете разогнать тот же самый Core i7-6950X выше 4 ГГц, позаботьтесь об установке вентилятора на VRM системной основы.

Материнские платы с чипсетом Intel X99, совместимые с процессорами Broadwell-E, оснащены 8-контактным разъемом EPS 12V и дополнительным 4-контактным коннектором. Оба должны использоваться при разгоне. Если задействован только 8-pin коннектор, может сработать система защиты от перегрузки по току.

Если в вашем распоряжении есть только 8-контактный разъем, убедитесь, что блок питания способен подавать ток свыше 30А на линию EPS 12V.

Статистика разгона

По статистике, только 20% процессоров семейства Broadwell-E способны функционировать на 4,4 ГГц (1,38 В). Более 75% устройств на том же самом вольтаже стабильны на 4,3 ГГц. И лишь 5% CPU запустятся на 4200 МГц, если напряжение на ядре не превышает 1,35 В.

Обратите внимание на максимальные показатели Vcore, которые мы использовали для разгона процессоров Core i7-6850K, Core i7-6800K, Core i7-6900K и Core i7-6950X (во всех случаях применялась мощная система жидкостного охлаждения). Цифры приведены в таблице ниже.

Если вы планируете использовать воздушное охлаждение, то от указанных показателей Vcore необходимо отнять 0,1 В или более (в зависимости от температуры окружающей среды и возможностей используемого кулера).

Про разгон оперативной памяти

Номинально процессоры семейства Broadwell-E совместимы с оперативной памятью DDR4-2400. Любая более высокая тактовая частота (даже применительно к профилям XMP) классифицируется как разгон. Для сравнения, официальная поддержка Haswell-E ограничена стандартом DDR4-2133.

Параметры System Agent (VCCSA) и IO (VCCIO) являются основными для разгона контроллера памяти.

Оптимальная производительность системы, в которой установлен процессор Broadwell-E, зафиксирована при использовании ОЗУ стандарта DDR4-3200, но имейте в виду, что крайне редко четырехканальные наборы памяти хорошо разгоняются. Вам вряд ли удастся завести четыре планки с номиналом DDR4-2400 на 3200 МГц. За хорошие и шустрые модули придется заплатить.

Оптимальным вариантом для пользователей, которые не желают выходить за рамки разумного бюджета, являются наборы стандарта DDR4-2400-3000. Не забывайте и о том, что важно использовать модули, входящие в единый комплект.

Установка различных планок (даже если они одной марки и модели) в систему негативным образом скажется на итогах оверклокинга. Хотя бывают и исключения.

Мы не наблюдали каких-либо негативных последствий, связанных со стабильной работой памяти при разгоне процессора. По большей части ограничения частоты ядра ЦП не зависят от скоростей памяти вплоть до частоты DDR4-3200.

Параметры System Agent (VCCSA) и IO (VCCIO) являются основными для разгона контроллера памяти. При настройке вручную увеличивайте или уменьшайте вольтаж постепенно. Подача слишком высокого напряжения может отрицательно сказаться на стабильной работе ПК, ровно как и недостаточное.

Максимальное напряжение, которое мы используем при ручной настройке этих параметров, составляет 1,30 В. Для скоростей памяти ниже DDR4-3000 достаточно 1,20 В.

Увеличение частоты Uncore

По сравнению с Haswell-E, у семейства Broadwell-E с разгоном функционала Uncore все не так гладко. При стандартных методах охлаждения самая высокая стабильная частота, с которой справляется большинство процессоров, ограничена 3,8 ГГц. ЦП Haswell-E способны работать на частоте выше 4,2 ГГц, а лучшие — на частоте выше 4,6 ГГц.

Есть также несколько побочных эффектов разгона Uncore, о которых нужно помнить. Мы включили несколько снимков осциллографа ниже, показывающих изменения энергопотребления из-за увеличения напряжения и частоты Uncore. Потребляемый ток EPS 12V показан в верхнем левом углу каждого снимка экрана.

При частоте ядра ЦП 4,3 ГГц и частоте Uncore по умолчанию энергопотребление составляет около 200 Вт.

Разгон Uncore до 3,7 ГГц при вольтаже 1,30 В приводит к увеличению энергопотребления на 30 Вт и скачку температуры на пять градусов при полной нагрузке процессора.

Поскольку прирост производительности от разгона Uncore ограничен отдельными рабочими нагрузками, в некоторых случаях имеет смысл оставить этот пункт с настройками по умолчанию с точки зрения энергопотребления и температуры.

Максимальное напряжение, которое мы используем для ручной настройки Uncore, составляет 1,35 В. Все, что выше, приводит к экспоненциальному росту энергопотребления.

Регулируемые настройки в UEFI BIOS

Ai Overclock Tuner: установите значение Manual, если хотите настроить BCLK вручную. После перехода в ручной режим появятся настройки CPU Strap, Source Clock Tuner, PLL Selection, Filter PLL, BCLK Frequency и Initial BCLK Frequency.

CPU Strap: изменяет эталонную тактовую частоту для ЦП и памяти. Значение по умолчанию составляет 100 МГц. Если используется множитель процессора, равный х44, рабочая частота составит 4400 МГц. Если выставить для CPU Strap 125 МГц и множитель х44, получим 5500 МГц (44х125). Предпочтительнее использовать номинальный вариант (100 МГц).

Source Clock Tuner: этот параметр изменяет частоту шины DMI, чтобы она оставалась стабильной при изменении BCLK. Его можно оставить в положении Auto, если вы не планируете экспериментировать с высокими значениями BCLK.

PLL Selection: режим LC PLL предпочтительнее для значения 100 МГц применительно к параметру CPU Strap и BCLK по умолчанию. Вариант SB стоит выбрать, если вы планируете менять базовое значение BCLK. Для обычного использования оставляем режим Auto.

По сравнению с Haswell-E, у семейства Broadwell-E с разгоном функционала Uncore все не так гладко.

Filter PLL: может использоваться для увеличения стабильной работы процессора и памяти при изменении BCLK. Выберите соответствующую настройку High или Low BCLK в соответствии с используемой частотой BCLK.

BCLK Frequency: BCLK — это эталонная тактовая частота для ЦП, шины Uncore, памяти, шин PCIe и DMI. Любые изменения BCLK влияют на указанные шины. Обычно изменения BCLK не требуются для системы, которая используется в качестве рабочей станции или игровой машины. Единственными исключениями из этого правила являются ситуации, когда соотношение DRAM требует небольшого изменения BCLK для получения правильной частоты памяти.

Если необходимо внести изменения вручную, не изменяйте показатель BCLK более, чем на +/- 3 МГц от частоты по умолчанию.

Initial BCLK Frequency: значение BCLK, которое используется при прохождении POST. По умолчанию установлено то же значение, что и частота BCLK. Изменения могут быть полезны в ситуациях, когда система работает стабильно в операционной системе, но не при прохождении POST. Изменение этого показателя на 5 МГц в сторону понижения (относительно частоты BCLK) может помочь последовательно пройти POST.

После корректировки Initial BCLK Frequency все шины заведутся на указанной частоте. Это может повлиять на общую стабильность работы ОС. Поэтому этот вариант следует использовать только в крайнем случае, когда изменения напряжения и таймингов памяти не помогают.

ASUS Multicore Enhancement: при выборе значения Auto коэффициент Turbo применяется ко всем ядрам. Действует только при стандартных настройках ЦП. При ручном разгоне коэффициенты Turbo назначаются в соответствии с настройками соотношения ядер ЦП.

CPU Core Ratio: существует три варианта настройки указанной опции:

• Sync all cores: все ядра будут функционировать на выбранном значении.
• By Core Usage: позволяет независимо применять тот или иной коэффициент к каждому ядру (настраивается вручную с помощью диспетчера задач Windows).
• By Specific Core: этот параметр работает в паре с технологией Intel Turbo Boost Max Technology 3.0. Опция автоматически определяет, какое ядро имеет лучший частотный потенциал, и помечает его как любимое ядро (звездочка в UEFI). По умолчанию драйвер Turbo Boost 3.0 назначает однопоточные рабочие нагрузки любимому или самому быстрому ядру.

Мы рекомендуем использовать параметр Sync all cores вместе с опцией ASUS Thermal Control Tool, чтобы получить максимальную производительность от архитектуры Broadwell-E. Параметры By Core Usage и By Specific Core имеют явные ограничения, которые сводят на нет их преимущества при разгоне системы.

AVX Instruction Core Ratio Negative Offset: этот параметр снижает частоту ядра ЦП на применяемое значение при выполнении рабочей нагрузки с использованием инструкций AVX. Нагрузка на ЦП при запуске профильных задач (с AVX) значительно выше, чем без AVX, поэтому и был введен данный параметр.

Min CPU Cache Ratio: устанавливает минимальное значение множителя Uncore. Минимальное соотношение активно, когда ЦП находится в состоянии пониженного энергопотребления.

Во время оверклокинга важно отводить тепло не только от ЦП, но и от подсистемы питания материнской платы.

Max CPU Cache Ratio: устанавливает максимальное значение множителя Uncore. Максимальный коэффициент активен, когда ЦП загружен. Частота кэша (Uncore) определяется путем умножения BCLK на коэффициент кэша. Целевая частота отображается в левом верхнем углу страницы Ai Tweaker.

Internal PLL Overvoltage: увеличивает внутреннее напряжение PLL для лучшего разгона ЦП, однако мы не обнаружили, что этот параметр хоть как-то влияет на результаты оверклокинга.

BCLK Frequency: DRAM Frequency Ratio: отношение частоты DRAM к BCLK. Для обычного использования эту настройку можно оставить в режиме Auto, так как автоматически будет выбрано наилучшее соотношение в соответствии с выбранной пользователем частотой DRAM.

TPU: предустановленный разгон. Есть два варианта: для ПК с воздушным охлаждением и с жидкостным. Предпочтительнее использовать автоматическую настройку 5-Way Optimization, а не полагаться на указанные профили. Программное обеспечение 5-Way Optimization адаптирует разгон в соответствии с возможностями компонентов системы.

EPU Power Saving Mode: применяет различные протоколы энергосбережения для снижения энергопотребления системы. Этот параметр следует использовать только на штатных частотах процессора. Мы не рекомендуем использовать его при разгоне системы.

Fully Manual Mode: если этот параметр включен, доступны более высокие показатели напряжения, а вольтаж System Agent можно настроить в ручном режиме.

CPU Core Voltage: устанавливает режим управления напряжением на CPU (Vcore):

• Manual Mode: позволяет установить единое Vcore значение, которое применяется независимо от нагрузки.
• Offset Mode: в этом режиме мы можем добавлять или вычитать вольтаж из напряжения ЦП по умолчанию. Напряжение по умолчанию масштабируется в соответствии с активным коэффициентом множителя. Это обеспечивает экономию энергии. Побочным эффектом использования Offset Mode является то, что любое выбранное значение смещения будет применяться ко всем ядрам. Это может привести к нестабильной работе ПК.
• Adaptive Mode: адаптивный режим был разработан с учетом минусов режима Offset Mode. Он используется, когда процессор сталкивается с высокой нагрузкой. Преимуществом адаптивного режима является то, что он не изменяет напряжения для не-Turbo CPU коэффициентов.

Чтобы использовать адаптивный режим, просто введите максимальное напряжение, которое вы хотите использовать при полной нагрузке ЦП (в поле «Additional Turbo Mode CPU Core Voltage»). Если вы хотите установить 1,20 В для полной нагрузки, просто введите 1,20. Целевое напряжение при полной нагрузке отображается в области Total Adaptive Mode CPU Core Voltage.

CPU Cache Voltage: устанавливает вольтаж для Uncore и имеет те же режимы напряжения, что и CPU Core Voltage. Если вы хотите отрегулировать напряжение кэш-памяти процессора, мы рекомендуем использовать ручной режим или Offset Mode, поскольку Adaptive Mode для Uncore не работает должным образом в режиме оверклокинга. Эта проблема микрокода Intel.

Для мониторинга частоты и температуры CPU используйте утилиты HWiNFO и AIDA64.

CPU System Agent: отвечает за обработку операций ввода-вывода между ЦП и другими устройствами. Вольтаж System Agent важен для разгона памяти. По умолчанию можно выбрать только Offset Mode. Чтобы получить доступ к ручному режиму, для параметра Fully Manual Mode выбираем Enabled.

Для скоростей памяти выше DDR4-3000 может потребоваться напряжение до 1,30 В. Некоторые процессоры имеют слабые контроллеры памяти, требующие повышенного вольтажа для стабильности. Если возможно, не переступайте порог в 1,30 В.

CPU SVID Support: эта функция обеспечивает связь между PCU (power control unit) процессора (блок управления питанием) и внешним регулятором напряжения для VCCIN. Это позволяет программному обеспечению считывать данные об энергопотреблении процессора. Роль SVID заключается в обеспечении связи между ЦП и встроенным регулятором напряжения (регулятор VCCIN) для энергосбережения.

CPU Input Voltage: обеспечивает входное напряжение 1,80 В для ЦП (постоянный ток). Все первичные внутренние шины напряжения регулируются этим источником вольтажа. Значение CPU Input Voltage должно быть как минимум на 0,45 В выше, чем CPU Vcore. В противном случае система может вести себя нестабильно. Максимальное напряжение, которое мы используем, составляет 1,95 В. Обратите внимание, что фактическое напряжение, подаваемое на ЦП, зависит от настройки LLC в меню внешнего управления питанием DIGI+.

DRAM SVID Support: связь между блоком управления питанием CPU и встроенными регуляторами напряжения DRAM. Роль SVID с точки зрения регулировки напряжения заключается в том, чтобы позволить ЦП связываться со встроенным регулятором напряжения DRAM (энергосбережение).

DRAM Voltage (CHA, CHB) и DRAM Voltage (CHA, CHB): вольтаж для модулей памяти.

PCH Core Voltage: источник питания для PCH (platform controller hub). Этот параметр не требует настройки в процессе разгона.

PCH I/O Voltage: не нуждается в настройке, если шина DMI не разогнана.

VCCIO CPU 1.05V Voltage: для стабильной работы памяти данный параметр следует установить на значении 0,05 В меньше, чем System Agent Voltage.

VCCIO PCH 1.05V Voltage: не нуждается в регулировке, если шина DMI не разогнана.

VTTDRR: этот параметр следует оставить в режиме Auto.

PLL termination/PLL Reference/PLL Reference Offset Value: оставляем Auto. Регулировка этих параметров необходима лишь в случае экстремального разгона с применением жидкого азота.

CPU Spread Spectrum: оставляем Auto. Выбор Enable может отразиться на стабильности.

Методика тестирования

Прежде чем разгонять систему, запустите стресс-тесты со стандартными настройками. Часового прогона должно хватить. Убедитесь, что максимальная температура ЦП не выходит за рамки приличия и оставляет вам некоторый задел для оверклокерских экспериментов.

Следите за температурой, когда процессор находится под полной нагрузкой в течение нескольких минут. Убедитесь, что он не снижает тактовую частоту из-за перегрева.

Для мониторинга частоты и температуры CPU используйте утилиты HWiNFO и AIDA64.

Если все в порядке, переходим к разгону. Сначала произведите оверклокинг только CPU, коэффициенты памяти и кэша не трогаем. Мы рекомендуем использовать режим адаптивного напряжения, а не ручной или Offset Mode. Для проверки стабильности работы ПК запускайте тест Cinebench R23.

Как только найдете стабильную тактовую частоту CPU, активируйте профиль XMP для модулей памяти и запустите стресс-тест с интенсивным использованием ОЗУ.

Если стабильность не может быть достигнута при включенном профиле XMP, попробуйте уменьшить тактовую частоту CPU. При этом оставьте Vcore на том же значении.

Если система стабильна при более низкой тактовой частоте ЦП, может потребоваться настройка напряжения Vcore, System Agent (VCCSA) и VCCIO. Если ни один из этих способов не помогает, поэкспериментируйте с таймингами памяти или напряжением DRAM.

Ниже опубликованы скриншоты конфигурации для разгона CPU до 4,2 ГГц с применением XMP:

Параметры, которые мы регулировали:

• Ai Overclock Tuner
• CPU Core Ratio
• Core Ratio Limit
• CPU Core Voltage
• Additional Turbo Mode CPU Core Voltage