какое напряжение должно быть на процессоре intel
Как разогнать процессор Intel на примере Intel Core i9-9900K
Содержание
Содержание
Разгон процессоров от компании Intel в первую очередь связан с выбором процессора с индексом K или KF (К — означает разблокированный множитель) и материнской платы на Z-чипсете (Z490–170). А также от выбора системы охлаждения.
Чтобы понять весь смыл разгона, нужно определиться, что вы хотите получить от разгона. Стабильной работы и быть уверенным, что не вылезет синий экран смерти? Или же вам нужно перед друзьями пощеголять заветной частотой 5000–5500 MHz?
Сегодня будет рассмотрен именно первый вариант. Стабильный разгон на все случаи жизни, однако и тем, кто выбрал второй вариант, будет полезно к прочтению.
Выбор материнской платы
К разгону нужно подходить очень ответственно и не пытаться разогнать Core i9-9900K на материнских платах, которые не рассчитаны на данный процессор (это, к примеру, ASRock Z390 Phantom Gaming 4, Gigabyte Z390 UD, Asus Prime Z390-P, MSI Z390-A Pro и так далее), так как удел этих материнских плат — процессоры Core i5 и, возможно, Core i7 в умеренном разгоне. Intel Core i9-9900K в результате разгона и при серьезной постоянной нагрузке потребляет от 220 до 300 Ватт, что неминуемо вызовет перегрев цепей питания материнских плат начального уровня и, как следствие, выключение компьютера, либо сброс частоты процессора. И хорошо, если просто к перегреву, а не прогару элементов цепей питания.
Выбор материнской платы для разгона — это одно из самых важных занятий. Ведь именно функционал платы ее настройки и качество элементной базы и отвечают за стабильность и успех в разгоне. Ознакомиться со списком пригодных материнских плат можно по ссылке.
Все материнские платы разделены на 4 группы: от начального уровня до продукта для энтузиастов. По большому счету, материнские платы второй и, с большой натяжкой, третьей группы хорошо справятся с разгоном процессора i9-9900K.
Выбор системы охлаждения
Немаловажным фактором успешного разгона является выбор системы охлаждения. Как я уже говорил, если вы будете разгонять на кулере который для этого не предназначен, у вас ничего хорошего не получится. Нам нужна либо качественная башня, способная реально отводить 220–250 TDP, либо жидкостная система охлаждения подобного уровня. Здесь все зависит только от бюджета.
Из воздушных систем охлаждения обратить внимание стоит на Noctua NH-D15 и be quiet! DARK ROCK PRO 4.
Силиконовая лотерея
И третий элемент, который участвует в разгоне — это сам процессор. Разгон является лотереей, и нельзя со 100% уверенностью сказать, что любой процессор с индексом К получится разогнать до частоты 5000 MHz, не говоря уже о 5300–5500 MHz (имеется в виду именно стабильный разгон). Оценить шансы на выигрыш в лотерее можно, пройдя по ссылке, где собрана статистика по разгону различных процессоров.
Приступаем к разгону
Примером в процессе разгона будет выступать материнская плата ASUS ROG MAXIMUS XI HERO и процессор Intel Core i9-9900K. За охлаждение процессора отвечает топовый воздушный кулер Noctua NH-D15.
Первым делом нам потребуется обновить BIOS материнской платы. Сделать это можно как напрямую, из специального раздела BIOS с подгрузкой из интернета, так и через USB-накопитель, предварительно скачав последнюю версию c сайта производителя. Это необходимо, потому как в новых версиях BIOS уменьшается количество багов. BIOS, что прошит в материнской плате при покупке, скорее всего, имеет одну из самых ранних версий.
Тактовая частота процессора формируется из частоты шины BCLK и коэффициента множителя Core Ratio.
Как уже было сказано, разгон будет осуществляться изменением множителя процессора.
Заходим в BIOS и выбираем вкладку Extreme Tweaker. Именно тут и будет происходить вся магия разгона.
Первым делом меняем значение параметра Ai Overclocker Tuner с Auto в Manual. У нас сразу становятся доступны вкладки, отвечающие за частоту шины BCLK Frequency и CPU Core Ratio, отвечающая за возможность настройки множителя процессора.
ASUS MultiCore Enhancement какой-либо роли, когда Ai Overclocker Tuner в режиме Manual, не играет, можно либо не трогать, либо выключить, чтобы глаза не мозолило. Одна из уникальных функций Asus, расширяет лимиты TDP от Intel.
SVID Behavior — обеспечивает взаимосвязь между процессором и контроллером напряжения материнской платы, данный параметр используется при выставлении адаптивного напряжения или при смещении напряжения (Offset voltages). Начать разгон в любом случае лучше с фиксированного напряжения, чтобы понять, что может конкретно ваш экземпляр процессора, ведь все они уникальны. Если используется фиксация напряжения, значение этого параметра просто игнорируется. Установить Best Case Scenario. Но к этому мы еще вернемся чуть позже.
AVX Instruction Core Ratio Negative Offset — устанавливает отрицательный коэффициент при выполнении AVX-инструкций. Программы, использующие AVX-инструкции, создают сильную нагрузку на процессор, и, чтобы не лишаться заветных мегагерц в более простых задачах, придумана эта настройка. Несмотря на все большее распространение AVX-инструкции, в программах и играх они встречаются все еще редко. Все сугубо индивидуально и зависит от задач пользователя. Я использую значение 1.
Наример, если нужно, чтобы частота процессора при исполнении AVX инструкций была не 5100 MHz, а 5000 MHz, нужно указать 1 (51-1=50).
Далее нас интересует пункт CPU Core Ratio. Для процессоров с индексом K/KF выбираем Sync All Cores (для всех ядер).
1-Core Ratio Limit — именно тут и задается множитель для ядер процессора. Начать лучше с 49–50 для 9 серии и 47–48 для 8 серии процессоров Intel соответственно, с учетом шины BCLK 100 мы как раз получаем 4900–5000 MHz и 4700–4800 MHz.
DRAM Frequency — отвечает за установку частоты оперативной памяти. Но это уже совсем другая история.
CPU SVID Support — данный параметр необходим процессору для взаимодействия с регулятором напряжения материнской платы. Блок управления питанием внутри процессора использует SVID для связи с ШИМ-контроллером, который управляет регулятором напряжения. Это позволяет процессору выбирать оптимальное напряжение в зависимости от текущих условий работы. В адаптивном режиме установить в Auto или Enabled. При отключении пропадет мониторинг значений VID и потребляемой мощности.
CPU Core/Cache Current Limit Max — лимит по току в амперах (A) для процессорных ядер и кэша. Выставляем 210–220 A. Этого должно хватить всем даже для 9900к на частоте 5100MHz. Максимальное значение 255.75.
Min/Max CPU Cache Ratio — множитель кольцевой шины или просто частота кэша. Для установки данного параметра есть неофициальное правило, множитель кольцевой шины примерно на два–три пункта меньше, чем множитель для ядер.
Например, если множитель для ядер 51, то искать стабильность кэша нужно от 47. Все очень индивидуально. Начать лучше с разгона только ядер. Если ядро стабильно, можно постепенно повышать частоту кэша на 1 пункт.
Разгон кольцевой шины в значении 1 к 1 с частотой ядер это идеальный вариант, но встречается такое очень редко на частоте 5000 MHz.
Заходим в раздел Internal CPU Power Management для установки лимитов по энергопотреблению.
SpeedStep — во время разгона, выключаем. На мой взгляд, совершенно бесполезная функция в десктопных компьютерах.
Long Duration Packet Power Limit — задает максимальное энергопотребление процессора в ватах (W) во время долгосрочных нагрузок. Выставляем максимум — 4095/6 в зависимости от версии Bios и производителя.
Short Duration Package Power Limit — задает максимальное возможное энергопотребление процессором в ваттах (W) при очень кратковременных нагрузках. Устанавливаем максимум — 4095/6.
Package Power Time Window — максимальное время, в котором процессору разрешено выходить за установленные лимиты. Устанавливаем максимальное значение 127.
Установка максимальных значений у данных параметров отключает все лимиты.
IA AC Load Line/IA DC Load Line — данные параметры используются в адаптивном режиме установки напряжения, они задают точность работы по VID. Установка этих двух значений на 0,01 приведет ближе к тому напряжению, которое установил пользователь, при этом минимизируются пики. Если компьютер, после установки параметра IA DC Load line в значение 0,01, уходит в «синьку», рекомендуется повысить значение до 0,25. Фиксированное напряжение будет игнорировать значения VID процессора, так что установка IA AC Load Line/IA DC Load Line в значение 0,01 не будет иметь никакого влияния на установку ручного напряжения, только при работе с VID. На материских платах от Gigabyte эти параметры необходимо устанавливать в значение 1.
Возвращаемся в меню Extrime Tweaker для выставления напряжения.
BCLK Aware Adaptive Voltage — если разгоняете с изменением значения шины BCLK, — включить.
CPU Core/Cache Voltage (VCore) — отвечает за установку напряжения для ядер и кэша. В зависимости от того, какой режим установки напряжения вы выберете, дальнейшие настройки могут отличаться.
Существует три варианта установки напряжения: адаптивный, фиксированный и смещение. На эту тему много мнений, однако, в моем случае, адаптивный режим получается холоднее. Зачастую для 9 поколения процессоров Intel оптимальным напряжением для использования 24/7 является 1.350–1.375V. Подобное напряжение имеет место выставлять для 9900К при наличии эффективного охлаждения.
Поднимать напряжение выше 1.4V для 8–9 серии процессоров Intel совершенно нецелесообразно и опасно. Рост потребления и температуры не соразмерен с ростом производительности, которую вы получите в результате такого разгона.
Offset mode Sign — устанавливает, в какую сторону будет происходить смещение напряжения, позволяет добавлять (+) или уменьшать (-) значения к выставленному вольтажу.
Additional Turbo Mode CPU Core Voltage — устанавливает максимальное напряжение для процессора в адаптивном режиме. Я использую 1.350V, данное напряжение является некой золотой серединой по соотношению температура/безопасность.
Offset Voltage — величина смещения напряжения. У меня используется 0.001V, все очень индивидуально и подбирается во время тестирования.
DRAM Voltage — устанавливает напряжение для оперативной памяти. Условно безопасное значение при наличии радиаторов на оперативной памяти составляет 1.4–1.45V, без радиаторов до 1.4V.
CPU VCCIO Voltage (VCCIO) — устанавливает напряжение на IMC и IO.
CPU System Agent Voltage (VCCSA) — напряжение кольцевой шины и контроллера кольцевой шины.
Таблица с соотношением частоты оперативной памяти и напряжениями VCCIO и VCCSA:
Однако, по личному опыту, даже для частоты 4000 MHz требуется напряжение примерно 1.15V для VCCIO и 1.2V для VCCSA. На мой взгляд, разумным пределом является для VCCIO 1.20V и VCCSA 1.25V. Все что выше, должно быть оправдано либо частотой разгона оперативной памяти за 4000MHz +, либо желанием получить максимум на свой страх и риск.
Часто при использовании XMP профиля оперативной памяти параметры VCCIO и VCCSA остаются в значении Auto, тем самым могут повыситься до критических показателей, это, в свою очередь, чревато деградацией контроллера памяти с последующим выхода процессора из строя.
Установка LLC
LLC (Load-Line Calibration) В зависимости от степени нагрузки на процессор, напряжение проседает, это называется Vdroop. LLC компенсирует просадку напряжения (vCore) при высокой нагрузке. Но есть определенные особенности работы с LLC.
Например, мы установили фиксированное напряжение в BIOS для ядер 1.35V. После старта компьютера на рабочем столе мы видим уже не 1.35V, а 1.32V. Но, если запустим более требовательное к ресурсам процессора приложение, например Linx, напряжение может провалиться до 1.15V, и мы получим синий экран или «невязки», ошибки или выпадение ядер.
Чтобы напряжение проседало не так сильно и придумана функция LLC c разным уровнем компенсации просадки. Не стоит сразу гнаться за установкой самого высокого/сильного уровня компенсации. В этом нет никакого смысла. Это может быть даже опасно ввиду чрезвычайно завышенного напряжения (overshoot) в момент запуска и прекращения ресурсоемкой нагрузки перед и после Vdroop. Нужно оптимально подобрать выставленное напряжение с уровнем LLC. Напряжение под нагрузкой и должно проседать, но должна оставаться стабильность. Конкретно у меня в BIOS материнской платы стоит 1.35V c LLC 5. Под нагрузкой напряжение опускается до 1.19–1.21V, при этом процессор остается абсолютно стабильным под длительной и серьезной нагрузкой. Завышенное напряжение выливается в большем потреблении и, как следствие, более высоких температурах.
Например, при установке LCC 6 с напряжением 1.35V во время серьезной нагрузки напряжение проседает до 1.26V, при этом справиться с энергопотреблением и температурой с использованием воздушной системы охлаждения уже нет возможности.
Чтобы наглядно изучить процесс работы LLC и то, какое влияние оказывает завышенный LLC на Overshoot’ы, предлагаю ознакомиться с работами elmora, более подробно здесь.
Идеальным вариантом, с точки зрения Overshoot’ов, является использование LLC в значении 1 (самое слабое на платах Asus), однако добиться стабильности с таким режимом работы LLC во время серьезной нагрузки будет сложно, как выход, существенное завышенное напряжение в BIOS. Что тоже не очень хорошо.
Пример использовании LLC в значении 8 (самое сильно на платах Asus)
При появлении нагрузки на процессоре напряжение просело, но потом в работу включается LLC и компенсирует просадку, причем делая это настолько агрессивно, что напряжение на мгновение стало даже выше установленного в BIOS.
В момент прекращения нагрузки мы видим еще больший скачок напряжения (Overshoot), а потом спад, работа LLC прекратилась. Вот именно эти Overshoot’ы, которые значительно превышают установленное напряжение в BIOS, опасны для процессора. Какого-либо вреда на процессор Undershoot и Vdroop не оказывают, они лишь являются виновниками нестабильности работы процессора при слишком сильных просадках.
CPU Current Capability — увеличивает допустимое значение максимального тока, подаваемого на процессор. Сильно не увлекайтесь, с увеличением растет так же и температура. Оптимально на 130–140%
VRM Spread Spectrum — лучше выключить и кактус у компьютера поставить, незначительное уменьшение излучения за счет ухудшения сигналов да и шина BLCK скакать не будет.
Все остальные настройки нужны исключительно для любителей выжимать максимум из своих систем любой ценой.
Проверка стабильности
После внесения всех изменений, если компьютер не загружается, необходимо повысить напряжение на ядре или понизить частоту. Когда все же удалось загрузить Windows, открываем программу HWinfo или HWMonitor для мониторинга за состоянием температуры процессора и запускаем Linx или любую другую программу для проверки стабильности и проверяем, стабильны ли произведенные настройки. Автор пользуется для проверки стабильности разгона процессора программами Linx с AVX и Prime95 Version 29.8 build 6.
Если вдруг выявилась нестабильность, то повышаем напряжение в пределах разумного и пробуем снова. Если стабильности не удается добиться, понижаем частоту. Все значения частоты и напряжения сугубо индивидуальны, и дать на 100 % верные и подходящие всем значения нельзя. Как уже писалось, разгон — это всегда лотерея, однако, купив более качественный продукт, шанс выиграть всегда будет несколько выше.
Резюмируем все выше сказанное
Максимально допустимое напряжение на процессор составляет до 1.4V. Оптимально в пределах 1.35V, со всем что выше, возникают трудности с температурой под нагрузкой.
Существует 3 способа установки напряжения:
Adaptive mode — это предпочтительный способ для установки напряжения.
Он работает с таблицей значений VID вашего процессора и позволяет снижать напряжение в простое.
Оптимально найти стабильное напряжение в фиксированном режиме, потом выставить адаптивный режим и вбить это знание для адаптивного режима, далее выставить величину смещения по необходимости.
При разгоне оперативной памяти и использовании XMP профиля, необходимо контролировать напряжение на CPU VCCIO Voltage (VCCIO) и CPU System Agent Voltage (VCCSA).
Подобрать оптимальный уровень работы LLC, VDROOP ДОЛЖЕН БЫТЬ.
Название и принцип работы LLC у разных производителей
Разгон на «постоянку» в современных процессорах
Чем отличается разгон на постоянку от обычного?
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.
Мой чиллер на модулях Пельтье
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.
Настройка скорости вентиляторов
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.
И тут надо вообще остановиться на том, что же производители указывают в частотах и TDP.
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.
Нажмите для увеличения
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.
Нажмите для увеличения. График напряжения и VID процессора с LLC4 и 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 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%.
Результат без разгона 
Результат после разгона
Сенбенч 20. Более тяжёлая нагрузка. Естественно и тут 145 Ватт не хватает чтобы не сбрасывать частоты.
Результат без разгона 
Результат после разгона
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.
Без разгона 
С разгоном
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%.
Без разгона 
С разгоном
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.
Общее число кадров в бенчмарке
WWZ прирост составил около 5%.
Общее число кадров в бенчмарке
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
«Этой» — это та, что выделена красным
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.