Guide: ASUS Z170 Overclocking - Voltages - LLC - Απαιτήσεις

Σελίδα 2 από 4: Voltages - LLC - Απαιτήσεις

Official Electrical Specs

Όσον αφορά τις τάσεις να θυμίσουμε πως οι Skylake χρησιμοποιούν τρία σήματα για το Serial Voltage Identification (SVID), το κύκλωμα τροφοδοσίας που ρυθμίζει αυτόματα τη τάση προς τον επεξεργαστή σύμφωνα με τη θερμοκρασία και τον φόρτο εργασίας. Το συγκεκριμένο σύστημα «μιλά» απευθείας με τον voltage controller της μητρικής ανά τακτά χρονικά διαστήματα και κάνει τις απαραίτητες «διορθώσεις» στην τάση που δίνεται στο CPU. Παράλληλα βλέπουμε την απουσία του FIVR από το εσωτερικό των επεξεργαστών κάτι που βοήθησε στη περαιτέρω μείωση των θερμοκρασιών των chip.

Στους Skylake όπως προαναφέραμε έχουμε τρεις βασικές γραμμές τροφοδοσίας, αυτή των πυρήνων, της ενσωματωμένης κάρτας γραφικών και του System Agent που περιλαμβάνει και μια βοηθητική τάση για τον memory controller (IMC). Η τέταρτη στην ουσία τάση είναι αυτή των μνημών και συγκεκριμένα του IMC και η τάση της εξαρτάται από τον τύπο των μνημών που θα εγκατασταθούν. Οι ανοχές στην τάση των μνημών ξεκινούν από τα πρότυπα του νεότερου DDR4 και φτάνουν μέχρι και τα 1.41V. Πρακτικά δε θα έχετε πρόβλημα να τρέξετε τις μνήμες σας (ακόμα και DDR4) με τάση έως 1.41V για καθημερινή χρήση, μιας και οι ανοχές είναι κοινές.

Συνοψίζοντας, τα νέα χαρακτηριστικά/facts που βλέπουμε με τους Skylake, πολλά από τα οποία θα μας χρησιμεύσουν και στον σημερινό οδηγό είναι:

1. Ανεξαρτητοποιημένο BCLK για overclocking και των κλειδωμένων επεξεργαστών σε ορισμένες μητρικές πλακέτες με «κατάλληλο» BIOS. Υποστηρίζεται τόσο από Z170 όσο και από non-Z μητρικές και ανάλογα με τον κατασκευαστή. Συμβουλευτείτε το site του κατασκευαστή πριν οποιαδήποτε αγορά.

2. Το BCLK εξακολουθεί να είναι συνδεδεμένο με τον ελεγκτή μνημών και η αύξησή του επηρεάζει τη συχνότητα τους. Οπότε για να αποφύγουμε πιθανά προβλήματα μειώνουμε σταδιακά τον διαιρέτη των μνημών.

3. Με τους Skylake παρατηρείται αυξημένη ανοχή στις τάσεις, όμως καλό είναι να μη ξεφύγουμε από τα 1.52V σε αέρα – νερό.

4. Οι τάσεις των επεξεργαστών έχουν απλοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό μιας και πλέον δε συναντάμε το κύκλωμα FIVR (και την αντίστοιχη επιλογή για το input voltage) και η μητρική είναι σημαντικός παράγοντας για το overclocking potential και αρκετά πιο σημαντικός όταν μιλάμε για extreme overclocking. Επισημαίνεται πως ακόμα και οι Skylake συνδέονται με έναν εξωτερικό voltage regulator (το πρωτόκολλο SVID) ο οποίος είναι υπεύθυνος για τη δυναμική τάση (adaptive voltage) όπως αναφέραμε νωρίτερα. Οι Haswell στηρίζονταν και στο FIVR για την άμεση αλλαγή των τάσεων ανάλογα με τον φόρτο εργασίας. Στους Skylake έχουμε μόνο το SVID και συνδέεται με τους πυρήνες, την ενσωματωμένη κάρτα γραφικών (2x – μαζί με μια επιπλέον γραμμή) και το System Agent. Συνήθως, ειδικά όταν θέλουμε να αυξήσουμε τη συχνότητα του BCLK προτείνεται η απενεργοποίησή του για πιο σταθερές επιδόσεις/τάση.

5. Η υποστήριξη DDR4 σε όλο και υψηλότερες συχνότητες κάνει την εν λόγω πλατφόρμα όλο και πιο ελκυστική σε όσους ασχολούνται με το tweaking ενώ οι ταχύτερες μνήμες που βλέπουμε κάθε σχεδόν μήνα «ανοίγουν» περισσότερο τη διαφορά από τους Haswell.

Τι χρειάζεστε:

1. Ένα αποδοτικό σύστημα ψύξης. Οι ξεκλείδωτοι Skylake επεξεργαστές (6600K – 6700K) δεν έρχονται με κάποια ψύκτρα οπότε η επένδυση σε ένα καλό σύστημα ψύξης είναι απαραίτητη ειδικά εάν θα ασχοληθείτε με το overclocking.

2. Γνώσεις συνδεσμολογίας υπολογιστή είναι απαραίτητες καθώς θα απλοποιήσουν τη διαδικασία σε μεγάλο βαθμό.

3. Μια μητρική ιδανικά με το Z170 Chipset.

4. Προαιρετικά έναν K «ξεκλείδωτο» επεξεργαστή.

5. Γνώση της τοποθεσίας του CLR CMOS jumper για εύκολο σβήσιμο των ρυθμίσεων του BIOS εάν χρειαστεί. Συμβουλευθείτε το manual της μητρικής.

Κάνοντας πράξη τα όσα μάθαμε στα προηγούμενα άρθρα, περνάμε στο κυρίως θέμα μας που είναι το overclocking ενός συστήματος σε προδιαγραφές υψηλότερες απʼ ότι έχει «προβλέψει» ο κατασκευαστής. Η πλατφόρμα που θα μας απασχολήσει σήμερα είναι η LGA 1151 και πιο συγκεκριμένα αυτή με το Z170 Chipset, που είναι το πιο ολοκληρωμένο από άποψη επιλογών και υποστήριξης hardware. Για την επίτευξη του guide χρησιμοποιούμε μια Z170 της ASUS δείχνοντας πως μπορείτε και εσείς να επιτύχετε αντίστοιχα αποτελέσματα στο δικό σας συμβατό σύστημα. Παράλληλα δε θα σταματήσουμε μόνο στην «επίδειξη» ορισμένων «standard» ρυθμίσεων που μπορείτε να δοκιμάσετε αλλά θα σας δείξουμε ορισμένα tips n tricks για όσο το δυνατόν καλύτερα αποτελέσματα και πιο σταθερό σύστημα.

Για τις δοκιμές θα συνδυάσουμε τη Maximus VIII Hero μητρική της ASUS με έναν Core i7 6700K επεξεργαστή και μνήμες Corsair Dominator Platinum 2133 με timings CL10-12-12-31 στα 1.35V. Η κάρτα γραφικών του συστήματός μας είναι μια XFX Radeon R9 285 με 2GB GDDR5 μνήμη. Ο επεξεργαστής μας ψύχεται από μια τυπική αερόψυξη καθώς και μια Nepton 240M All in One υδρόψυξη της Cooler Master για τα αποτελέσματα του overclocking.

«Silicon Lottery» Τι θέλει να πει ο... ποιητής;

Κάθε επεξεργαστής είναι αποτέλεσμα πολλών μελετών και δοκιμών από την εταιρεία κατασκευής του. Πάντοτε θα υπάρχει διαφορά στη συμπεριφορά του επεξεργαστή και αυτό πηγάζει από το εργοστάσιο και συγκεκριμένα από το wafer, ένα κυκλικό κομμάτι πυριτίου (μήτρα) που περιλαμβάνει πολλά «αντίγραφα» του die που βρίσκεται στο κέντρο του PCB, του επεξεργαστή που κρατάμε στα χέρια μας. Κάθε επεξεργαστής λοιπόν είναι διαφορετικός εκ φύσεως και κατασκευής. Άλλοι απαιτούν λιγότερο ρεύμα για να λειτουργήσουν, ενώ άλλοι χρειάζονται περισσότερο, για την ίδια φυσικά συχνότητα. Αυτοί που λειτουργούν με τη μικρότερη τάση στην εργοστασιακή συχνότητα είναι και συνήθως αυτοί που μπορούν να επιτύχουν ένα καλύτερο overclock καθώς εκτός από τα υψηλότερα MHz που μπορούμε να αποκομίσουμε, οι θερμοκρασίες του είναι σίγουρο πως θα είναι χαμηλότερες. Αυτό είναι το λεγόμενο silicon lottery (η λοταρία του πυριτίου σε ελεύθερη μετάφραση ή αλλιώς η τύχη) και πολλές φορές μπορεί να το δείτε ότι το «κομμάτι», δηλαδή ο επεξεργαστής, είναι «καλό», δηλαδή απαιτεί μικρή τάση για μια συγκεκριμένη συχνότητα. Αυτό υπήρχε ανέκαθεν στο hardware των υπολογιστών και αναφέρεται όχι μόνο σε επεξεργαστές αλλά και κάρτες γραφικών και σχετίζεται με την ποιότητα του πυριτίου και των συνδέσεων στο εσωτερικό.

Το VID ως ένδειξη ενός «καλού» επεξεργαστή

Το κάθε CPU είναι μοναδικό. Κανένα σχεδόν δεν απαιτεί την ίδια τάση για να λειτουργήσει σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Ένας επεξεργαστής που απαιτεί χαμηλή τάση για να λειτουργήσει σε μια συγκεκριμένη συχνότητα συχνά αποκαλείται από την κοινότητα, «καλός» και αναφέρεται σε κάποια από τα χαρακτηριστικά του, συνήθως την τάση VCore. Χαμηλότερη τάση συχνά σημαίνει και μικρότερη έκλυση θερμότητας στην ίδια συχνότητα.

Πολλές φορές χρησιμοποιούμε το VID (Voltage Identification – Τάση Αναγνώρισης) που δείχνει η μητρική στο BIOS όταν δεν έχουμε πειράξει καμία ρύθμιση στο BIOS που να σχετίζεται με το overclocking. Για τους Skylake το VID μπορεί να αλλάξει ελάχιστα ανάλογα με τη μητρική όμως δε σημαίνει πάντα, ότι η χαμηλή τάση συνεπάγεται με αυξημένα όρια στο overclocking. Τονίζουμε πως το VID μας δείχνει κατά προσέγγιση τι θα περιμένουμε από τον δικό μας επεξεργαστή. Στο HWBOT υπάρχει μια λίστα με τις παρτίδες των επεξεργαστών (batches) καθώς και ορισμένα settings ή δοκιμές που έχει πραγματοποιήσει η κοινότητα. Μπορείτε έτσι να συγκρίνετε το δικό σας batch και να δείτε εάν είναι στη λίστα και πως συμπεριφέρεται σε extreme ψύξη, αέρα και νερό. Και πάλι, τα αποτελέσματα δίνονται κατά προσέγγιση και δεν αντικατοπτρίζουν στο 100% τις επιδόσεις του επεξεργαστή στις συνθήκες που αναφέρονται.

Ένας άλλος τομέας όπου θα δούμε να χρησιμοποιείται εκτενώς το VID, είναι στον υπολογισμό του voltage σε ένα υπερχρονισμένο επεξεργαστή. Το VID είναι ουσιαστικά binary πληροφορίες που διαβάζονται από voltage controller της μητρικής και περιγράφουν τις τάσεις που θα πρέπει να δίνονται στον επεξεργαστή. Κάθε επεξεργαστής πλέον διαθέτει πολλές τεχνολογίες που αποσκοπούν στην εξοικονόμηση ενέργειας. Τα C-States, το EIST και το SpeedStep ρυθμίζουν δυναμικά την συχνότητα και την τάση ανάλογα με την κατάσταση του συστήματος (idle, load, medium load κλπ). Πιο ειδικά, τα C-States κλείνουν δυναμικά τμήματα του CPU (PCIe controller, dGPU), το SpeedStep είναι υπεύθυνο μόνο για την συχνότητα λειτουργίας και τέλος το EIST είναι υπεύθυνο για τη μείωση του VID, όταν το CPU είναι σε κατάσταση idle ή χαμηλού φόρτου εργασίας. Όμως ποια η διαφορά του Offset με το κλασικό Manual Voltage Mode; Με το manual mode όλες οι παραπάνω προστασίες/τεχνολογίες γίνονται άχρηστες κατά το ήμισυ, καθώς παρόλο που η συχνότητα λειτουργίας θα μειώνεται ανάλογα με τη χρήση, η τάση που θα δίνεται στον επεξεργαστή θα είναι η ίδια.

Με το Offset η τάση θα μειώνεται κανονικά όπως έχει ορίσει ο κατασκευαστής όμως εξαρτάται και από έναν ακόμη παράγοντα, το Load Line Calibration. Η λειτουργία αυτή «καλιμπράρει» αναλόγως τον voltage controller του κυκλώματος τροφοδοσίας της μητρικής σε πραγματικό χρόνο και προσθέτει στον επεξεργαστή ένα συγκεκριμένο αριθμό mV όταν βρίσκεται σε πλήρες φόρτο για αυξημένη σταθερότητα του συστήματος. Η ρύθμιση γίνεται σε σκαλοπάτια της τάξης των 25mV έως και των 50mV (ανάλογα τη μητρική) που προστίθενται στην τιμή του VID (VID+ Offset = VCore). Συνήθως η επιλογή Auto στο LLC είναι αντίστοιχη με την τελευταία επιλογή (το κατώτερο level ή minimum) στη λίστα όπως φαίνεται και από τα test που πραγματοποιήσαμε τρέχοντας το Cinebench R15 για να καταγράψουμε την επίδραση του κάθε level στο σύστημά μας με τον Core i5 6700K. Το VID του επεξεργαστή μας ήταν 1.152V και εμείς προσθέσαμε άλλα 200mV φτάνοντας θεωρητικά τα 1.35V σε φορτίο για να τον σταθεροποιήσουμε στα 4.5GHz. Τώρα δείτε πως επηρεάζει το LLC το τελικό vCore στο παρακάτω γράφημα.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα δεδομένα δίνονται μόνο για αναφορά, οι τιμές μπορεί να είναι διαφορετικές στο δικό σας σύστημα.

Skylake Voltage Standards

Πριν συνεχίσουμε θα αναφέρουμε χοντρικά τι να περιμένετε από τον Skylake επεξεργαστή που έχετε στη κατοχή σας επάνω σε μια μητρική της ASUS όπως σε αυτό το Guide. Η Intel σε κάθε νέα γενιά επεξεργαστών δημοσιεύει τις τάσεις με τις οποίες μπορεί να λειτουργήσει ένα μοντέλο έτσι ώστε οι συνεργάτες της όπως φυσικά η ASUS να σχεδιάσουν ανάλογα τις μητρικές πλακέτες τους. Ανάμεσα στους συνεργάτες βρίσκονται και άλλες εταιρείες που κατασκευάζουν διάφορα άλλα υποσυστήματα μιας μητρικής όπως voltage regulators, οι οποίοι εφόσον υπογράψουν συμφωνία με την Intel, θα πρέπει τα προϊόντα τους να είναι απολύτως σύμφωνα με τις επίσημες τιμές που δίνονται. Η Intel αναφέρει ελάχιστη τάση vCore 0.55V και μέγιστη 1.52V με ανοχή +/-20mV. Θυμηθείτε πως οι τιμές Auto ρυθμίζονται από την ASUS και τον εκάστοτε κατασκευαστή ενώ οι Normal, είναι στην ουσία οι προτεινόμενες τάσεις της Intel.

Όσον αφορά την ενσωματωμένη κάρτα γραφικών του επεξεργαστή (VccGT ή GT Voltage) μπορεί να λειτουργήσει από την ίδια ελάχιστη τάση όσο και των πυρήνων του επεξεργαστή (0.55V) έως και τα 1.5V.

Τα VCCIO και System Agent Voltage δε θα πρέπει να ξεπερνούν τα 1.25 σε αέρα και νερό. Οπότε τα αφήνουμε στο auto εκτός εάν θέλουμε να ασχοληθούμε και με τις μνήμες όπου προτείνεται η σταδιακή αλλαγή τους σε 1.15 και 1.20V αντίστοιχα. Οι τιμές είναι οι επίσημες που προτείνει η Intel και η συνεργαζόμενη εταιρία κατασκευής μητρικών αντίστοιχα.

Περνώντας στις μνήμες τα πράγματα είναι πιο απλά όταν αναφερόμαστε στις τάσεις λειτουργίας τους. Εάν έχουμε DDR3L τότε η μέγιστη τάση είναι 1.41V όπως ορίζει επίσημα η Intel ή κανονικά 1.35V όπως ορίζει το πρότυπο JEDEC. Στη περίπτωση των DDR4, η default τάση είναι 1.2V και φτάνει μέχρι τα 1.35V σε XMP προφίλ. Αναλυτικότερα δείτε τον παρακάτω πίνακα:

Στο συγκεκριμένο guide θα ασχοληθούμε με τη πλατφόρμα Skylake και θα σπάσουμε τον οδηγό σε τρία τμήματα, CPU OC, RAM OC και ένα ακόμα που θα συνδυάζει τα δύο παραπάνω αναφέροντας τι περιορισμούς μπορεί να συναντήσουμε.

Προτού ξεκινήσουμε, θα χρειαστείτε μερικά προγράμματα του άρθρου σχετικά με το stability του συστήματος. Από αυτά προτείνουμε για αρχή είναι CPUZ, AIDA64 Trial, Prime95, HWInfo, HWMonitor όσον αφορά το logging των θερμοκρασιών και τη παρακολούθηση των συχνοτήτων καθώς και άλλων στοιχείων του συστήματος. Επιπλέον, για να αντιληφθούμε την βελτίωση των επιδόσεων καλό είναι να τρέξουμε και ορισμένα μετροπρογράμματα. Ένα γρήγορο και άκρως αξιόπιστο εργαλείο είναι το CPUZ που πλέον περιλαμβάνει ένα απλοϊκό Bench Tool στο αντίστοιχο tab δείχνοντάς μας τις επιδόσεις single και multithread. Έτσι μπορούμε να εντοπίσουμε πόσο καλά αποδίδουν, ο κάθε πυρήνας αλλά και συνολικά.