Гайд по адаптивному разгону процессоров Intel Core 12-го поколения
Разгоняем 12900K до 5.6 ГГц для повседневного использования
30 ноября 2021
Обновлено 31.12.21
Разгон процессоров с использованием статичного напряжения мертв — разгон по всем ядрам позволяет увеличить производительность в многопоточных нагрузках, но про однопоток и игры можно забыть — без турбобуста отдельных ядер до более высоких частот производительность только уменьшится. Так еще и современные функции по энергосбережению перестают работать в полную силу, и постоянно высокий уровень напряжения независимо от типа нагрузок на пользу процессору не идет. На процессорах Intel уже несколько поколений доступа функция адаптивного разгона, которая позволяет оптимизировать отдельные значения напряжения/частоты для достижения более высокой частоты ядер как в многопоточных, так и однопоточных нагрузках с сохранением абсолютно всех современных фишек и оптимизаций по энергосбережению.
Однако процесс разгона и стабилизации напряжения на процессорах 9, 10 и 11 поколений был далеко не самый простой, но с приходом 12-го поколения процессоров все изменилось — выжать максимум из Alder Lake значительно проще и на стабилизацию разгона уходит всего несколько часов — можно за 1-2 вечера управиться, если делать все грамотно и по порядку. Как — именно этому я вас и научу.
Полный список программ, используемых в гайде:
- HWInfo — программа для мониторинга сенсоров
- Cinebench R15 — бенчмарк рендеринга Cinema 4D, использующий SSE-инструкции
- Cinebench R23 — бенчмарк рендеринга Cinema 4D, использующий AVX2-инструкции
- OCCT — набор бенчмарков, стресс-тестов и мониторинга
- y-Cruncher — набор бенчмарков и стресс-тестов CPU и памяти, нам интересен тест n32, который можно использовать, выбрав пункты меню в последовательности 1 — 8 — 15 — 0
- Stockfish — шахматный движок, использующий AVX2 инструкции и предоставляющий отличный стресс-тест CPU. Используется в паре с «доской», как Tarrasch Chess GUI
- x264 — стресс-тест системы на основе x264 видео-энкодера
Подготовка
Во-первых, нам нужна программа для мониторинга температур, напряжений и энергопотребления — лучшим выбором будет HWInfo64, а для начального тестирования будет достаточно Cinebench R15 и Cinebench R23 — понадобятся обе версии программы, так как R15 использует только SSE инструкции, а R23 добавляет AVX2 — напряжения, температуры и энергопотребление будут различаться, а значит и стабильность системы. Также мы будем использовать OCCT для проверки одноядерного разгона.
Далее — настроим BIOS для нашего удобства. Чем дороже и лучше у вас материнская плата, тем больше функционала настройки биоса будет присутствовать. Во-первых, нам интересно снять всевозможные лимиты энергопотребления и напряжения в окне Internal CPU Power Management. По идее, настройка “авто” должна их все отключать, но для избежания потенциальных проблем, багов и некорректного поведения BIOS лучше выставить все ручками в максимум — прописываем 999999 в каждое окно и максимальная отметка выставляется автоматически.
Дополнительно можно выставить пару защитных функций — установить максимальную температуру ядра/пакета на 100/105 градусов и максимально допустимое напряжение IA VR Voltage Limit 1500-1700.
Дальше переходим в окно VRM и выставляем настройки “под разгон”: датчик напряжения — Die Sense (самый точный), 120-140% макс напряжение, можно поднять на максимум герцовку VRM (чем дороже плата, тем выше — у меня 800 кГц), автоматически задействовать все фазы, отключить Spread Spectrum и установить время отклика на Extreme.
Если у вас этих настроек нет — переживать не стоит, практика показывает, что работающая на “экстремальных” настройках система питания позволяет легче стабилизировать разгон, но речь идет о паре процентов разницы.
Дальше мы перейдем в меню TVB или Thermal Velocity Boost, чтобы включить Thermal Velocity Boost Voltage Optimizations = Enabled и отключить дополнительный буст Overclocking TVB = Disabled.
Так как я показываю все настройки на примере материнской платы ASUS, у вас на Гигабайтах и МСИ функционал будет разложен по другим меню — читайте названия, читайте описание, а если и так не получается найти — воспользуйтесь поиском, который обычно забинден на F9.
Настройка LLC
Самый важный и трудоемкий этап — правильная настройка LLC. LLC или Load Line Calibration — это механизм компенсации напряжения, который удерживает колебания напряжения в определенном регионе. Подробнее почитать о принципах работы LLC и настройки, которую мы проводим, лучше на технических ресурсах — мои знания не позволяют корректно и полноценно разобрать вопрос. Грубо говоря — настройка LLC контролирует, как сильно VRM будет компенсировать потенциальные просадки напряжения во время изменения нагрузки на процессор. Расслабленный режим LLC будет допускать большие просадки напряжения и не сильно перегружать процессор во время компенсации, а более агрессивный режим работы LLC будет более агрессивно компенсировать просадки напряжения перенапряжением процессора. Наша цель подобрать режим работы LLC и установить сопротивление материнской платы на отметки, при которых просадки напряжения не будут приводить к нестабильности, а компенсация не будет перегружать и перегревать наш процессор.
На этом этапе мы обратимся к V/F Curve — функционалу кривой напряжения/частоты процессора. На более дорогих материнских платах функционал V/F полностью открыт в BIOS, а обладатели бюджетных материнских плат должны будут установить Intel XTU, чтобы проверить свою кривую работы V/F, как нарисовано на скриншоте. Нажимаем кнопку и записываем напряжение 6 V/F точки — в случае i9-12900K это 4800 МГц.
На моей материнской плате V/F кривая открыта для просмотра в BIOS, поэтому использовать XTU мне не нужно. V/F кривая различается между процессорами ввиду производственных погрешностей — одни процессоры требуют больше напряжения для определенной частоты, другие — меньше. То значение, которое вы видите в BIOS или XTU — это напряжение, которое будет требовать процессор на частоте 4800 МГц — в моем случае 1.199 вольт.
Теперь мы выбираем пункт разгона Per Core и выставляем все ядра на х48 — больше ничего трогать не нужно. Идем в меню LLC и выставляем LLC выше на один уровень “рекомендуемого для разгона” режима — в случае ASUS это LLC5, после этого идем в меню настройки питания и выставляем AC и DC сопротивления на определенную отметку, скажем, 0.7 миллиом, где AC = DC. Загружаем систему, включаем HWInfo и Cinebench R15. Нам интересен датчик vcore или vout, который максимально точно рапортует о напряжении процессора со средней погрешностью в районе ~20-40 милливольт. Учитывайте, что на дешевых материнках этот датчик может давать совсем неточную информацию — ориентируйтесь и на энергопотребление, и на тепловыделение.
Что мы хотим видеть: под нагрузкой датчик должен рапортовать напряжение максимально приближенное к 1.199 вольт или вашей точке кривой V/F, соответствующей 4800 МГц, а в простое не превышать 1.26-1.27 вольт. Если наше напряжение под нагрузкой выше 1.19 вольт, то мы опускаем значения сопротивления — скажем, с 0.6 до 0.5, если значительно ниже — поднимаем сопротивление. Идеальная отметка — это когда напряжение во время прогона R15 прыгает между 1.18-1.19, а в простое процессор не превышает напряжения в 1.26-1.27 вольт.
Более агрессивные режимы работы LLC позволят добиться уменьшения региона колебания, но при этом процессор будет банально перегреваться под нагрузкой — нам этого не нужно. Разница в 0.06-0.08 вольт между отметкой нагрузки и спайками в простое более чем комфортны. Чтобы убедиться, что мы нашли правильное значение LLC и датчик нас не обманывает, включим функцию CEP или Current Execution Protection в меню настроек напряжения BIOS и снова прогоним R15.
Точный принцип работы CEP еще не известен — это новый функционал процессоров Alder Lake, о котором Intel по какой-то причине пока не хочется распространяться. Понятно только то, что CEP предлагает новый алгоритм защиты от пере/недо напряжения процессора при большом vdroop, когда LLC слишком сильно проваливает напряжение. Если процессор будет недополучать напряжения из-за большого vdroop, CEP начнет незаметно снижать производительность процессора, что будет явно видно в результатах Cinebench R15. Если включение CEP привело к падению производительности, то мы увеличим значения сопротивления AC/DC — скажем, с 0.5 до 0.53 и проверим снова. Даже с включенным CEP можно понизить сопротивление AC/DC, чтобы уменьшить напряжение процессора под нагрузкой — CEP поможет найти порог стабильности. Рекомендую опустить отметку до уровня на ~30-50 миливольт ниже отметки V/F 6, что в моем случае соответсвует ~1.140 вольт. После этого отключаем CEP и переходим к следующему этапу.
Поиск стабильности all-core
Правильно настроив LLC, мы обрели контроль над напряжением процессора и можем точно высчитать, какое напряжение он будет получать на какой частоте. Понимая, что хочет процессор, нам будет проще стабилизировать разгон. Начать рекомендую с отметки в 5.1 ГГц — с этим справится практически любой 12900K под качественной водой. Если не тянет — 5.0 ГГц. Рассчитать напряжение для точки 5.1 ГГц поможет формула (V @ 5.3) — (V @ 4.8) / 5 = мв 1 шага, где V — напряжение точки кривой V/F в BIOS или XTU. Андервольт для 5.1 мы начнем производить при помощи понижения напряжения на точке 5.3, однако стоит помнить, что 5.3 ГГц нам будут нужны для последующего разгона — тут и начнем искать стабильность.
Выставляем Per Core OC на P-ядра, ставим модификатор x53 для нагрузок 1-7 ядер и x48 для 8 ядер. Можно сразу выставить небольшой отрицательный оффсет в меню V/F Curve для точки V/F 7 на -0.040 вольт. Меняя оффсет на точке V/F 7 ОБЯЗАТЕЛЬНО выставлять такой же оффсет точкам V/F 8, V/F 9 и V/F 10 иначе компьютер просто не включится! Переходим в Windows, запускаем OCCT и выставляем следующие настройки:
В этом тесте каждые 5 секунды будут нагружаться 2 ядра и 4 потока по кругу. Прогнали 15 минут SSE, делаем то же самое для AVX2 инструкций. Стабильно? Уменьшаем напряжение на точках V/F 7-10. Нашли нестабильность — увеличиваем на 10-20 милливольт и переходим к следующему этапу — комфортной частоты для тяжелой нагрузки.
Выставляем P-ядра на х51 и E-ядра на х40. Больше ничего менять нам не нужно, мы заходим в систему и начинаем гонять Cinebench R15 — скорее всего, на дефолтном напряжении для 5.1 ГГц вы увидите 100 градусов на процессоре и тротлинг частот — теперь мы начинаем андервольтить CPU в поисках стабильности и комфортных температур. Обладатели материнских плат ASUS могут воспользоваться OC Tool, который позволяет андервольтить V/F кривую прямо из Windows, а остальным придется самим перезагружать компьютер, применяя андервольт.
Учитывайте, что кривая V/F может идти только вверх, а значит опустив напряжение до -145 милливольт на V/F 6 мы не сможем идти ниже, т.к. V/F 5 будет = V/F 6 и дальнейший андервольт применяться не будет. Так как мы уже опустили значение V/F 7, скорее всего наша стабильность будет где-то на максимуме отрицательного оффсета для точки V/F 6 — ставим -0.100 вольт и тестируем стабильность при помощи Cinebench R15 и R23 — SSE и AVX2 инструкции требуют разного напряжения и стабильность может хватать для одного типа нагрузок и не хватать другому. Если выставили максимально возможный отрицательный оффсет V/F 6, а процессор все еще стабилен — можно дальше уменьшить сопротивление материнской платы через уменьшением значений AC_LL и DC_LL шагом в 0.01. Нашли нестабильность — увеличили напряжение с запасом в ~20 милливольт. После этого рекомендую прогнать более серьезные тесты на стабильность разгона — OCCT Large AVX2 Extreme, Stockfish, y-Cruncher n32 или x264 Benchmark.
Дальше я рекомендую погонять Cinebench R23 минут десять, чтобы убедиться, что температуры находятся на комфортной отметке и поиграть с разгоном E-ядер. Даже самые лучшие E-ядра гонятся лишь до 4300 МГц, посему среднестатистический оверклок будет в регионе 4000-4200 МГц. Нестабильность Е-ядер сразу проявится в Cinebench R23 в виде ошибки — на этом этапе следует стабилизировать частоту E-ядер. Так как они делятся на два блока из четырех ядер, функцией Specific E-Core можно разделить блоки, чтобы один работал на 4100, а другой на 4000. На моем процессоре удалось стабилизировать E-ядра на отметке х41.
Если R23 все-таки вас перегревает, можно увеличить vdroop путем дальнейшего уменьшения сопротивления AC/DC: скажем, с 0.5 до 0.47 и так далее, пока не потеряем стабильность. Рекомендую настроить систему так, чтобы продолжительный тест при помощи R23 не перегревал процессор выше ~92 градусов, т.к. для стабилизации разгона мы будем применять более тяжелые тесты, которые нагреют его серьезнее.
Разгон Single Core
На следующем этапе мы будем разгонять ядра для достижения более высокого буста в однопоточных нагрузках. Для этого мы посмотрим на VID отдельных ядер прцоессора. В материнсках платах ASUS этот функционал скрывается за окном AI Features. Чем выше VID ядра, тем оно хуже. Запоминаем какие и сколько ядер у нас самые лучше и какие самые худшие. Идем в окно Specific Core и задаем максимальный модификатор х56 для четырех лучших ядер, х55 для двух менее хороших и х54 для двух самых плохих.
После этого ставим Per Core 56х4, 55х6, 54х7 и 51х8 на главное странице, включаем Adaptive Voltage в меню настройки напряжения, в графу Additional Turbo Voltage ставим значение в регионе 1.45 вольт, после этого добавляем напряжения для последней точки V/F — без дополнительного турбо процессор не будет давать напряжения больше, чем значение 5.3. Считаем напряжение Turbo минус V/F 7 = это наше значение для V/F 11 с оффсетом +. Переходим к настройке Thermal Velocity Boost.
Thermal Velocity Boost
TVB или Thermal Velocity Boost позволяет добавить до 200 МГц сверху к частоте процессора, если позволяет система охлаждения. Мы будем пользоваться отрицательным оффсетом, когда исходные значения будут на 200 МГц выше стандартного, а TVB будет их автоматически понижать. 5600 МГц для четырех P-ядер будет применяться в выставляемых нами условиях. Оффсет -1 = -100 МГц. Для температур высоко идти не рекомендую, лучше выставить 65 градусов -1 и 75 градусов -1 для 1-4 ядер, 5-7 60 градусов -1 и 70 градусов -1. Для 8 ядер мы выставляем оффсет 0 и любые температуры, так как для нагрузки на все ядра мы не будем пользоваться TVB.
Заходим в виндовс и начинаем катать R23 тестом для одного ядра. Нестабильно — повышаем V/F 11 и Additional Turbo Voltage. Учитывайте, что вы не будете держать 5.6 ГГц на постоянке — любая случайная нагрузка на P-ядра, когда нагружены больше четырех ядер и вы упадете до 5.5 ГГц. Нагрелись выше установленной отметки TVB — получите -100 МГц, а потом еще -100. Чтобы получить реальные 5.6 ГГц на постоянку, нужно иметь качественную кастомную систему охлаждения, но при нашем разгоне стабильно держать 5.4-5.5 ГГц вполне реально в повседневных нагрузках.
Стабильно в Cinebench? Возвращаемся к OCCT и ставим следующие настройки:
Как и раньше, используем и SSE и AVX2 инструкции. Тест будет по очереди нагружать по 1 ядру и 1 потоку и хорошо позволяет оценить стабильность во время транзиентных скачков напряжения. Не стабильно — увеличиваем положительный оффсет напряжения для точки V/F 11 и Additional Turbo Voltage шагами в 10 милливольт. Стабильно? Пробуем опустить эти же значения шагом в 10 милливольт.
Финальные тесты стабильности
Для тестов стабильность я рекомендую использовать два дополнительных теста к тем, что мы уже использовали: это шахматный движок Stockfish, который помогает анализировать ходы — он использует AVX2, нагружает все ядра и потоки процессора, а также реально используется шахматистами. Использовать его нужно в паре с приложением доски для игры в шахматы. Второй тест — это x264 рендерер, бенчмарк которого можно найти здесь. И тот, и другой серьезно нагрузят вашу систему и протестируют ее стабильность. Т.к. Оба теста нагружают абсолютно все ядра, стабилизируем разгон при помощи уменьшения андервольта для V/F = 6.
Если процессор перезагружается и зависает в играх и других легких нагрузках — увеличиваем оффсет точки V/F 11 и на то же значение Additional Turbo Voltage.
Далее выставляем Ring Ratio на тот же уровень, что и максимальный буст E-ядер, в моем случае — х41, это практически гарантировано стабильная отметка. Ring Down = Enabled, Minimum = 41, Maximum = 41. С отключенными E-ядрами Ring можно поднять на более высокую отметку, чем со включенными. К счастью, кэш больше не требует высокого напряжения, поэтому париться о стабильности или перегреве процессора при разгоне Ring не стоит — просто выставляем на уровень E-ядер и забываем.
Дополнительно повысить стабильность Ring позволяет небольшое увеличение PLL Ring Voltage в регионе от 1.095 до 1.15. Это позволит поднять частоту кэша на 100-200 МГц сверху. Кэш проще всего тестировать при помощи y-Cruncher, стресс-тестом n32 — 20 минут хватит, чтобы проявилась нестабильность. Дополнительным тестом будет поведение компьютера в простое, когда вы ничего с ним не делаете, а Windows зависает. Тут уже придется опустить кэш на 100 МГц.
Хвастаемся бенчмарками
Как я писал в обзоре разогнанного i9-12900K, основным ботлнеком на сегодняшний день является память, и в играх прирост производительности от разгона частоты процессора не всегда заметен. Но посмотрите на эти цифры в бенчмарках! Больше 900 очков сингл треда в CPU-Z, 2175 очков в Cinebench R23 — вах! И обязательно маме расскажите, какими классными вы стали оверклокерами.
В следующих материалах мы поговорим о процессоре Intel Core i5-12600K, рассмотрим его производительность в паре с DDR4 и DDR5 памятью и оценим его разгонный потенциал, чтобы помочь вам сделать правильный выбор. Следите за новостями!
Разгон на «постоянку» в современных процессорах
В текущий момент процессоры поступают в продажу по сути уже практически с максимальным разгоном, если говорить про обычный подход к разгону, когда задача — выставить максимальную частоту и подобрать к ней рабочее напряжение.
На Intel так можно получить лишь сущие копейки производительности, а на AMD так и вовсе результат в разгоне в играх может быть ниже, чем в стоке.
Причина тут проста — для того чтобы зафиксировать максимальную частоту — нужно добиться стабильной работы на этой частоте, в том числе и в тяжёлых задачах. Которые по сути мало кому нужны и подобные нагрузки у обычных пользователей длятся считанные секунды, но этого хватает, чтобы система зависала при нестбильном разгоне.
В общем — самый обычный метод разгона работать уже практически перестал и по сути — устарел. Применим он только для оверклокинга не для повседневной работы, а для, так скажем, спортивного разгона.
Когда есть желание получить какие-то высокие частоты с целью просто получить их ради любопытства или чувств соревновательности.
Но это не значит, что увеличить производительность купленного железа вовсе нельзя.
И в этой статье я расскажу о том методе, который ещё хоть как-то работает для повседневной работы компьютера.
Что требуется для повседневного разгона?
Задачи, в общем-то максимально простая — сделать так, чтобы было тихо, процессор не жрал энергию как не в себя и при этом был быстрее, чем сток.
Настройка вентиляторов и выбор будущей максимальной температуры
И первый шаг на встречу к этому результату я предлагаю довольно неожиданный. Сразу изначально поставить для себя предельную цель по максимальному теплу и шуму от процессора, которые вы считаете приемлемыми.
В качестве примера посмотрим на то что можно получить с i9 9900k на тонкой башне на 4 тепловые трубки и 120 мм вентилятором.
У меня на башне стоит очень тихий вентилятор от арктик, и даже без корпуса шум для меня приемлем при скорости его вращения примерно в полторы тысячи оборотов.
Теперь надо понять сколько тепла от процессора в таком режиме сможет отвести кулер. Для этого надо выбрать для себя какую-то грузилку процессора. Это может быть Prime95, LinX, Linpack, OCCT или тест стабильности в AIDA64. Главное — просто нагружать процессор.
Далее используя intel Extreme Tuning Utility или райзен мастер надо постепенно увеличивать поверлимит процессору, разрешая ему потреблять всё больше и больше энергии при сформированном управлении вентилятором и дойти до такого потребления, при котором вы считаете, что температура ещё приемлемая.
Мой выбор для i9 9900k — это температура по ядрам — 80 градусов.
Получил я эту температуру на TDP 145 Ватт.
В общем — на этом были получены важные критерии будущего разгона. У меня будет процессор с TDP в 145 Ватт с уже известными мне температурами и шумом.
Оптимизация питания процессора
Осталось только сделать так чтобы процессор использовал эти дополнительные ватты не бездумно, переводя непойми что в тепло, а становился быстрее, чем он был.
Как я уже сказал вначале — установка наивысшей частоты и фиксация напряжения — тут не поможет. Я не смогу поставить даже 4,7 ГГц, так как с AVX с таким охлаждением процессор просто будут уходить в троттлинг из-за перегрева.
А в стоке в играх отдельные ядра хоть иногда, но прыгают до 4,9 ГГц, в таком случае я от разгона до 4,7 ГГц только потеряю производительность. Ну и по превью вы наверное уже видели, что в итоге после всех манипуляций будет получена частота 5,2 ГГц.
И получена она будет за счёт штатных возможностей авторазгона процессора. Кроме того в работе останутся все штатные функции энергосбережения. То есть процессор в простое будет потреблять 5-10 Ватт.
Для начала я расскажу и покажу как дела обстоят с Intel, а потом расскажу, чем отличается логика работы в AMD, к сожалению показать не смогу, так как у меня нет последних линеек райзенов.
Логика работы процессора при выборе частоты
Частоту процессор динамически выбирает исходя из текущей потребности в производительности, доступного лимита энергопотребления и ограничений по току.
То есть заявленные базовые частоты — это некие мифические частоты, которые вы никогда не увидите ни на intel ни на AMD.
С заявленными максимальными частота дела обстоят не лучше.
У меня было на YouTube канале видео про то как процессоры выбирают частоты и что такое турбо буст.
На счёт этих параметров частенько разгораются жаркие споры. Некоторые утверждают, что TDP указывается для процессора, работающего на базовой заявленной частоте. Другие настаивают, что TDP — это то выделение, которые процессор производит на максимальных заявленных турбо частотах.
Естественно и те и другие не правы.
В текущий момент частоты зависят от конкретной задачи. Если задача простая, с промежутками, допустим для синхронизации результатов между потоками процессора или с простоями в ожидании данных. То есть в играх, например, то процессор часто простаивает. Соответственно и энергопотребление у него ниже, в таком случае в рамках ограниченного энергопотребления он может позволить себе работу на более высокой частоте, повышая частоты до тех пор пока не упрётся в лимит. Это позволяет в подобной нагрузке компенсировать простои. То есть плохая оптимизация софта становиться не столь критичной за счёт роста частоты процессора. Однако, если задача вдруг перестала быть такой простой с точки зрения энергопотребления. Ложиться на все потоки процессора ровно и постоянно — тут уже чтобы не выходить за пределы TDP процессору приходиться снижать частоты.
А бывают нагрузки задействующие предельно транзисторные возможности процессора. Допустим нагружалки процессора. В таких условиях процессору приходится снижать частоту ещё сильнее.
Тут то и кроется главная проблема классического разгона с локом частоты и напряжения. Надо подстраивать систему именно под самые высокие нагрузки, при том, что пользоваться вы будите потом этим всем в самых простых нагрузках, то есть в играх.
Разрешаем процессору, самому выбирать для себя частоты
В общем я веду к тому, что современные проблемы требуют современных решений. И если раньше для разгона надо было отключать все оптимизации, чтобы повысить стабильность работы только на самой высокой частоте, то теперь надо делать всё наоборот, то есть оставлять все оптимизации, просто расширяя компетенции этих оптимизаций на большие диапазоны частот.
И разгон сводиться именно к тому, чтобы дать процессору новый, бОльший лимит по потреблению, снять заводские лимиты по формуле турбобуста на intel и научить материнскую плату работе с вашим экземпляром процессора, чтобы плата подавала оптимальные напряжения на всех диапазонах частот работы процессора.
И напомню, что важную часть этой работы мы уже сделали. А именно определили, что хотим чтобы процессор потреблял не 95 Ватт, а до 145. На самом деле даже не трогая частотную формулу турбобуста — процессор уже в тяжёлой нагрузке будет производительнее. То есть если раньше ему в сложной задаче приходилось, скидывать частоты, условно, до 4 ГГц чтобы уместить в 95 Ватт, то теперь штатными алгоритмами процессор умещаясь в 145 Ватт будет, условно, сбрасывать частоты до 4,4 ГГц.
Ну и на самом деле и на intel и на AMD производители материнских плат и так выставляют лимиты по мощности выше заводских для процессоров.
То есть на самом деле — установка 145 Ватт тут скорее является альтернативе заводским 200 Ваттам для используемой материнской платы.
Но учитывая то, что плата всё равно не знает какие напряжение ей надо подавать — 200 Ватт эти не дают толком никакого прироста. А лишь греют комнату и процессор.
Далее переходим ко второй важной части при разгоне. Начинаем учить материнскую плату подавать правильный вольтаж. Это очень важно, так как вольтах очень сильно влияет на потребление. Зависимость эта примерно квадратичная.
То есть условно при 1 Вольте у нас энергопотребление — 1 единица, а на 1,1 Вольта — уже потребление примерно 1,2 единицы, а на напряжении 1,4 Вольта потребление уже около 2-х единиц энергии. При этом частота влечёт примерно к линейному увеличению потребления. То есть разгон с 5 до 5,5 ГГц, если бы он был возможен без роста напряжения, приводил бы к росту потребления на 10%.
На деле рассказать плате о том, что она ставит неправильное напряжение довольно просто, и делается это в пару кликов, но я бы хотел чтобы вы не бездумно это делали, а с пониманием происходящего.
Поэтому для начала расскажу очень важную вещь.
VID и Vcore (напряжение на ядра) — это разные вещи!
Дело в том, что в классическом разгоне, с выставлением напряжения в ручном режиме — некоторые считают, что не отключая функцию SpeedStep и SpeedShift у процессора (это те технологии которые скрываются за автоматической подстройкой частот к нагрузке и переводу процессора и его обвязки в более энергоэффективные режимы в простое) — они остаются с процессором, который при снижении частот для оптимизации питания снижает и напряжение на ядра.
Думают так люди по очень простой причине — потому что в программах мониторинга зачастую вместо более важного параметра — напряжения на ядра (Vcore) — указывается такой параметр как VID. И этот параметр при снижении частоты в мануальном режиме задания напряжения на ядра — тоже снижается до тех значений, которые нужны были бы для питания процессора на сниженных частотах.
Собственно, что и логично, потому что значение VID — как раз и описывает то напряжение, которое было бы правильным с точки зрения процессора для его питания.
Но, когда вы задаёте напряжение в ручном режиме вы сами говорите плате, мол: «VID, конечно, штука классная, но ты не него не смотри. Подавай то напряжение, что я задал в мануальном режиме».
То есть вы оставляете оптимизации и процессор постоянно сообщает, что ему нужно одно напряжение, а вы даже для сниженных частот подаёте ему такое, которое нужно было бы для работы на высокой частоте. А как я ранее уже сказал — сама по себе частота не так сильно влияет на энергопотребление процессора. Иными словами — в рамках ограниченного TDP процессору с залоченным напряжением (выставленном в ручном режиме) нужно намного сильнее сбрасывать частоту работы в сложных задачах, чем если бы напряжение было дозволено снижать. Поэтому для повседневного разгона не в коем случае не надо переводить управление напряжение в ручной режим.
Корректировка напряжения Offset.
Благо есть ещё такой режим, который называется offset.
Суть этого режима в смещении вольт частотных таблиц питания.
Я задал процессору нагрузку и при помощи интеловской утилиты я изменял частоту ядер, замеряя VID и напряжения питания процессора для разных частот (вам это при разгоне делать не надо, я просто показываю что изменится).
На основе полученных данных я составил для вас график.
По горизонтали тут множитель процессора, то есть частота, а по вертикали — напряжение. По этому графику видно, что VID и реальные напряжения на ядра отличаются. Сделано это не просто так. Дело в том, что материнская плата компенсирует потенциальные просадки по питанию во время серьёзной нагрузки на процессор.
И это один из методов коррекции напряжения для процессора. Классический offset предполагает, что вы указываете материнской плате, что ей надо либо сдвинуть эту характеристику выше,
либо то, что ей надо сдвинуть её ниже.
Но кроме того — вы можете за счёт LLC позволять при высокой нагрузке проседать напряжению по естественным причинам, ну то есть увеличивается нагрузка и напряжение естественно просаживается.
Либо вы можете задать настройки так, чтобы материнская плата держала напряжение на нужном уровне или даже задирала его в период высокой нагрузки. Собственно так вы можете обойтись без корректировки offset, допустим позволяя напряжению просаживаться в высокой нагрузке из-за чего естественным образом будет снижаться и энергопотребление, а значит в рамках ограниченного TDP процессор сможет выставлять более высокие частоты.
Но тут есть важный нюанс. В процессе изменения нагрузки очень резко скачет напряжение на ядра из-за чего возникает нестабильность работы.
В целом — в рамках стоковых частот — использовать LLC как аналог offset можно, но когда вы выходите на высокие частоты — броски дают нестабильность.
И для наглядности я сделал для вас сравнения напряжений в нагрузке для автоматической настройки в плате ASUS Maximus Gene XI, на значении LLC4 и на значении LLC8.
Тут кстати, так же можно увидеть, что плата способна сохранять устойчивую работу на частоте 5,1 ГГц без вмешательств в управление питанием, то есть я просто разрешил брать 5,1 ГГц, и процессор взял их. Но на 5,2 Плата уже ставить не рабочее напряжение для процессора.
Ну и для LLC8 видно, что результаты прерываются на частоте 4,9 ГГц потому что начался троттлинг из-за перегрева процессора выше 100 градусов.
Скорее всего значение авто у платы — это LLC3 или 2.
Но вернёмся к тому что нам надо подкрутить график зависимости напряжения от частоты так, чтобы он был оптимален для моего экземпляра процессора а не использовался некий общий, созданный с запасом.
Опять же — то что проделал я — делать вам при разгоне на надо, я просто показываю саму суть.
Для этого я провёл классический разгон, то есть лочил напряжения и частоту, выявляя наименьшие рабочие напряжения для своего процессора на разных частотах.
Начиная с напряжения на ядра 1,15 Вольта. Это напряжение позволяет процессору взять частоту 4,9 ГГц.
В штатных режимах работы напряжение на 4,9 Ггц было 1,26 Вольта.
То есть по дефолту набрасывалось на целую десятую часть вольта больше, чем нужно.
5 ГГц мой процессор без нагрузки с AVX берет на напряжении 1,23 Вольта. 5,1 ГГц на 1,27 Вольта, а 5,2 ГГц на напряжении 1,38 Вольта. 5,3 ГГц мой процессор к сожалению не берёт даже на полутора вольтах. И это мы говорим не про перегрев или ещё что-то.
В общем — получается вот такой график.
Можно мысленно продлить практический график в сторону низких частот.
Если судить по 4,9 ГГц то может показаться, что к стоковым напряжениям можно снять офсетом целых 0,09 Вольта, то есть почти одну десятую вольта, но если это сделать, то на низких частотах процессор будет недостаточно стабилен, так что так много снизить не удалось.
Как на практике вводить offset корректировку?
Опять же — на практике не надо делать никаких замеров частоты и реальных напряжений, строить графики и т.д. Это я просто показал вам для наглядности предпосылки к офсету.
На практике всё просто — вы вводите значение на понижение напряжение офсетом (это действие в простонародье называется андервольтингом процессора).
Благодаря этому процессор начинает меньше потреблять энергии, а значит может меньше сбрасывать частоты в нагрузке, опять же в купе с расширением TDP это помогает повысить реальные частоты. И к слову — всё проделанное сейчас работает и на процессорах intel без индекса k, так что немного вы можете разогнать и свой процессор без индекса k (кроме моих эксперимериментов для графиков).
И надо снижать напряжение до тех пор пока система стабильна. опять же используя различные грузилки производительности на свой вкус, а когда система начнёт зависать или уходить в синий экран — значит вы уже задали перебор снижения напряжения и стоит остановиться на значении, чуть ниже — самого устойчивого из полученных. То есть если на -0,08 Вольта система стабильна, а на -0,09 она не стабильна, то стоит для постоянной работы выставить -0,07 чтобы наверняка.
У меня же это получилось -0,05 для дальнейших тестов.
И выходит не слишком много. На рабочих для процессора частотах — это ещё сколько-то даёт эффект, но в диапазоне частот, которые будут уже разгоном — это снижение напряжения — капля в море.
Повышение частоты выше заводских лимитов
И тут мы переходим к повышению частоты. Если не трогать никакие опции оптимизации питания, а просто задать высокую частоту для ядер в биосе или из под винды, то это работает как продление функции турбо буст на большую частоту. То есть я поставив 5,2 ГГц могу получить эти 5,2 ГГц, но когда процессор потребляет слишком много — частота снижается. так же и в простое частота падает для экономии энергии.
Ну и на 5,2 ГГц — плата сама не смогла выставить напряжение, то есть заложенные таблицы напряжений для этого процессора не позволили в моём экземпляре попасть в нужное напряжение. Да и если бы попали, то были бы не самыми оптимальными.
В добавок ещё и офсет вмешивается в работу, усложняя задачу для платы.
Adaptive mode
Тут в силу вступает вторая часть ручной корректировки напряжений, потому что intel об этой проблеме уже давно подумали. Называется это дело — управление напряжением в адаптивном режиме (Adaptive mode).
Суть в том, что на штатном участке частот напряжения подаются штатные для процессора,
а на заштатном участке вы сами задаёте максимальное напряжение для выставленной частоты.
То есть в моём случае это 5,2 ГГц.
Я с небольшим запасом для стабильности поставил 1,41 Вольта,
напомню это напряжение я определил уже чуть ранее, когда делал графики (вам же надо провести классический разгон, но нагружать систему не на все ядра, чтобы не уходить в лимит по температуре, многие утилиты для тестов стабильности позволяют выбрать число потоков для загрузки, а Windows желая оптимизировать задачу сама периодически разрасывает эту нагрузку на разные ядра). И того — у платы есть кусок графика штатных напряжений для штатных частот и одна точка для нештатного напряжения повышенной частоты.
И дальше — имея эти куски данных плата соединяет их до единого графика досчитывая для себя все промежуточные напряжения для всего диапазона нештатных частот.
Adaptiv mode + offset mode
Естественно не забыты остались и коррекции офсетом. Так что помимо максимального напряжения для максимальной частоты — можно указать ещё и смещение напряжения офсетом. Причём смещение частоты ещё распространяется и на заданное максимальное напряжение.
Тут материнская плата заботливо пересчитывает заданное напряжение с учётом офсета, чтобы пользователи сами не считали в уме циферки.
Итого мы получаем вместо некой штатной вольт частотной зависимости — зависимость конкретно для вашего экземпляра процессора.
Естественно на самом деле система охлаждения не справилась бы с этим процессором на 5,2 ГГц без лимита мощности в 145 Ватт. Более того я не делал даже снижение частот на AVX. не стал я делать его, потому что в высокой нагрузке 145 Ватт это даже с учётом снижения напряжений всё равно не больше 4,7 ГГц на все ядра, а там — полученного напряжения и так достаточно.
Не забывайте про разгон кеша L3 на Intel
Кроме того не надо ещё забывать про разгон кеша L3 и кольцевой шины процессора.
На это есть отдельный множитель. Надо выставлять значения на 200-300 МГц ниже максимальной частоты. Я выставил 5 ГГц. Но выставил только максимальное значение, не трогая ограничения по минимальной частоте. Сделал я это потому что процессор частоты у нас будет сбрасывать, и в таком случае ему нужно сбрасывать и частоту кольца и кеша. делать процессор это всё будет автоматически, но если не разрешить ему увеличивать частоту, то он будет держать её на штатных частотах — 4,3 ГГц для i9 9900k.
Единственная ожидающая меня неприятность заключалась в том, что почему-то при активации адаптив мода перестала работать LLC. То есть в нагрузке напряжения начали дико просаживаться. Так что в итоге пришлось сильно задрать напряжения. В целом не до критических значений, учитывая, что на высоких токах напряжения будут ниже. Просто это усложняет контроль. И если бы у меня лимит был бы не 145, а, допустим, 200 Ватт, то падения напряжений были бы уже очень большими.
Тесты и прирост от разгона
Остаётся теперь замерить — что дали все эти изменения на практике в бенчмарках и играх.
Сенбенч R15. В разгоне естественно не хватает 145 Ватт TDP и процессор начинает сбрасывать частоты, но естественно, не так сильно как в стоке.
Прирост чуть более 8%.
Сенбенч 20. Более тяжёлая нагрузка. Естественно и тут 145 Ватт не хватает чтобы не сбрасывать частоты.
Но прирост уже составил примерно 12%.
В целом — прирост с одной стороны — для текущих реалиев процессоров разогнанных до предела с завода — не плохой, особенно помня, что осталась тишина и умеренные температуры процессора. Но для прибавки производительности на 12% пришлось прибавить почти 50% к энергопотреблению. В общем — неспроста заводские частоты у этого процессора такие, какие они есть, а не больше или меньше.
Win-rar. Этот тест ещё очень сильно любит разгон кеша.
Собственно прирост в без малого в 6% — это вероятнее всего в большей степени заслуга именно разгона кеш памяти.
Тесты в играх
Начнём с CPU тестов 3D Mark TS.
В обычном CPU тесте прирост около 10% и тут уже процессор в разгоне может похвастаться высокими частотами.
В экстрим тесте прирост от разгона процессора составил уже 11%.
Если говорить про реальные игры, то надо понимать, что это i9 9900k, и в целом — сложно представить что владельцы этих систем сидят на FullHD и специально занижают настройки сглаживания что-бы на RTX 3090 увидеть разницу в производительности.
Мне же с RTX 2070 совсем сложно добиться упора системы в процессор, при котором и будет видна разница производительности. Естественно при упоре игры в видеокарту — разница будет 0%.
В играх я оставлял максимальные настройки, но без сглаживания и в пониженном разрешении до 720p и при наличие в играх опций по снижению разрешения рендеринга — я снижал разрешение рендеринга, чтобы увеличить нагрузку на процессор.
А так же старался использовать игры, которые хоть как-то умеют работать с большим количеством потоков процессора.
Но даже так — результаты разгона минимальны.
В Division 2 — примерно 2% прироста.
(сравнения частот для игр не показываю, есть в видео версии статьи, с разгоном 5,2 ГГц с периодическими сбросами до 4,9 ГГц, без разгона — 4,7 ГГц)
Shadow of the Tomb Raider — около 4% прироста.
Far Cry 5 — так же около 4% прироста.
WWZ прирост составил около 5%.
В общем — результат есть, но именно для этого процессора и в играх — этот результат никому не нужен.
Так же стоит отметить, что из-за неполной загрузки ядер, что для 16 поточного процессора в играх норма — процессор иногда стремился снижать частоты работы с 5200 до 4900 МГц. И это обратная сторона сохранения всех оптимизаций процессора.
Но в целом — никаких проблем со стабильность или температурами не было. В стоке с теми же настройками кулера процессор греется градусов до 70. В разгоне временами температуры прыгают до 80.
Выводы
Безусловно — в сравнении со стоком, если очень долго просидеть на стоке — разница видна. Не в играх, конечно, а скорее в скорости загрузки приложений типа браузера. Это некие эфемерные доли секунды, но на повседневных задачах они ощущаются.
И, безусловно — подобный разгон нужен скорее для решений под разгон в младших линейках, для i9 — дело это несколько бессмысленное по крайней мере в текущее время, может быть через лет 7, когда процессор уже будет устаревшим — тогда может быть будет смысл добывать эти крупицы.
Чем отличается написанное выше для Ryzen?
Теперь немного про различия работы с разгоном на AMD. В целом — различия заключаются в том, что у AMD нет режима адаптивного разгона просто в силу того, что заявленные заводские частоты — это и есть максимальные для разгона частоты, и то, если повезёт. То есть если сравнивать с intel, то этой части частот
в принципе не существует и в рамках разгона на райзенах вы останетесь в тех пределах, где хорошо работают штатные механизмы задания напряжений. И доступна только задание offset напряжения. Ну или иными словами нужно сделать андервольт процессора и расширить для него лимиты по току и мощности и он сам разгонится.
А как же память?
Но, что касается разгона — процессор это только пол дела. Я не слова не говорил про оперативную память в тесте. А память тут стоит примерно такая которая стоит как самый дешёвый вариант, но уже с каким-никаким XMP профилем на 3000 МГц.
Следующей статье будет продолжением этой, где эти посредственные планки сменяться на нечто более интересное.
У меня есть новый комплект памяти, который тоже очень ждет чтобы его разогнали. И мы посмотрим что важнее, пыжиться с частотами и выжимать последние капли из процессора, или гнать память. Посмотрим память на родном XMP профиле на 4400 МГц, а также в лучшей конфигурации памяти, что мне удасться получить в ручном разгоне.
Видео на YouTube канале «Этот компьютер»
Источник https://www.goha.ru/gajd-po-adaptivnomu-razgonu-processorov-intel-core-12-go-pokoleniya-dBzOQo
Источник https://pc-01.tech/overklock_postoyanka/