Как платы на чипсете B560 (не) портят производительность Rocket Lake. Проверяем на примере MSI

Представленные весной этого года процессоры семейства Rocket Lake ознаменовали желание Intel заняться коренной переделкой микроархитектуры, которая используется в решениях для настольных ПК. Применявшаяся до этого микроархитектура Skylake, которой недавно исполнилось шесть лет, на фоне бурного развития процессоров Ryzen постепенно стала не слишком конкурентоспособной. Чтобы исправить проблему, Intel создала Rocket Lake: эти процессоры можно считать первым ответом «синих» на изменение положения дел на рынке.

Rocket Lake основаны на ядрах Cypress Cove, удельная производительность на такт у них ан 19% выше, чем у Skylake. Это можно было бы назвать весьма убедительным ответом Intel на изменившиеся рыночные реалии, если бы не одно «но». Rocket Lake не смогли перейти на более современную технологию производства и выпускаются с применением старых 14-нм норм. А это в свою очередь привело к тому, что в CPU нового поколения вместе с производительностью выросло и тепловыделение, причём, судя по результатам тестов, вторая величина в некоторых случаях выросла даже сильнее, чем первая. Например, при тестировании флагманского Rocket Lake, восьмиядерного Core i9-11900K, нам удалось зафиксировать энергопотребление процессора около 260 Вт в условиях довольно обычной нагрузки – при рендеринге. Это на несколько десятков ватт выше показателей, которые в аналогичных ситуациях демонстрирует десятиядерный Comet Lake прошлого поколения.

Столь существенный рост энергопотребления и тепловыделения процессора поднимает сразу две проблемы на уровне платформы ПК. Во-первых, дополнительное тепло необходимо как-то отводить. Во-вторых, рост энергопотребления увеличивает требования к схеме питания процессора – она должна без проблем справляться с более высокими токами. И если рост тепловыделения не вызывает особого беспокойства, поскольку производители систем охлаждения давно научились делать высокоэффективные кулеры с большим запасом прочности, то с подачей на процессор дополнительного питания, кажется, есть проблема.

По крайней мере, именно такое ощущение могло сложиться у тех, кто внимательно следил за новостями о Rocket Lake. Весной, когда эти процессоры только появились на рынке, в прессе довольно часто мелькали заголовки вроде «Некоторые платы на Intel B560 поймали на том, что они портят производительность старших Rocket Lake», «Материнские платы с чипсетом B560 занижают производительность процессоров Rocket Lake» или даже «Новейшие процессоры Intel работают вдвое медленнее на дешевых материнских платах». Они создавали впечатление, что производители материнских плат что-то не рассчитали и платы, не относящиеся к классу флагманских, не могут выжать из Rocket Lake максимальную производительность, поскольку оказываются неспособны обеспечить их необходимым электропитанием.

В целом, в этом нет ничего нового: подобная ситуация возникала и с другими платформами. Бюджетные материнские платы действительно оснащаются более простыми схемами питания по сравнению с дорогими моделями: в них задействуется меньшее число каналов питания, а силовые элементы выбираются попроще – с меньшими допусками по предельным токам и температурам. Всё это нередко приводит к тому, что недорогие платы не могут нормально работать со старшими многоядерными процессорами – конвертер питания на них перегревается, срабатывает защита и частота процессора принудительно сбрасывается до минимальных значений. Однако раньше такая проблема не была массовой, она могла возникнуть только при кардинальном несоответствии класса выбранного процессора классу материнской платы. Теперь же с процессорами Rocket Lake, если верить паническим сообщениям, такая ситуация возникает чуть ли ни у каждой второй (если не первой) платы на базе «среднего» набора логики Intel В560.

Мы решили проверить, насколько всё это соответствует действительности и не является ли утверждение о несоответствии схем питания на платах с чипсетом Intel B560 потребностям процессоров семейства Rocket Lake художественным преувеличением. Для практического исследования были взяты три популярных материнских платы компании MSI, построенный на наборе системной логики B560: MAG B560 Tomahawk WiFi, MAG B560M Mortar WiFi и B560M Pro-VDH. Они относятся к разным ценовым категориям и их практическое тестирование с восьмиядерными и шестиядерными Rocket Lake должно позволить нам всесторонне оценить, как подобные платы, которые трудно назвать флагманскими, работают с современными высокопроизводительными процессорами. Главный вопрос, на которой мы постараемся ответить в этом материале, касается того, действительно ли производительность Rocket Lake занижается в платах на B560, и если это и правда так, то можно ли что-то сделать, чтобы нейтрализовать эту проблему.

⇡#MSI MAG B560 Tomahawk WiFi

Материнские платы серии Tomahawk в последние несколько лет привлекают к себе пристальное внимание продвинутых пользователей. Относясь к игровому семейству MAG среднего класса, они обычно предлагают хорошие возможности по весьма конкурентной цене. MSI MAG B560 Tomahawk WiFi выглядит как дальнейшее развитие этой концепции. С одной стороны, она основана на среднем чипсете Intel B560, а с другой — оснащена получше многих плат на базе Z590. Стоимость платы в российских магазинах при этом находится в районе 14 тысяч рублей (рекомендованная цена $189), то есть в случае использования неоверклокерских процессоров она может стать разумной альтернативой дешёвым Z590-платам с более бедным оснащением.

MSI MAG B560 Tomahawk WiFi выполнена в стандартном формате ATXи оформлена в строгом милитаристском стиле с чёрным текстолитом, серыми радиаторами и с аппаратно отключаемой RGB-подсветкой под радиатором чипсета.

MAG B560 Tomahawk WiFi оборудована парой полноразмерных PCIe x16-слотов. Верхний подключён к процессору и при использовании в системе процессора Rocket Lake работает в режиме PCIe 4.0 x16. Данный слот предназначен для установки видеокарты и механически усилен стальной рамкой и прочным креплением к плате. За нижний слот отвечает чипсет, поэтому он работает в режиме PCIe 3.0 x4. Также на плате предусмотрен слот PCIe 3.0 x1.

Плата оборудована сразу тремя разъёмами M.2 для накопителей. Это сильная сторона B560 Tomahawk WiFi: такое количество NVMe SSD в B560-платах обычно не поддерживается. Для двух слотов M.2 из трёх предусмотрено штатное охлаждение. Но нужно иметь в виду, что ближайший к процессору слот, который поддерживает PCIe 4.0 x4-накопители, работает только при установке в систему Rocket Lake. Также к плате можно подключить шесть SATA-накопителей. Четыре соответствующих разъёма размещены параллельно плате и расположены у выреза в текстолите, который облегчает их использование в тесных корпусах.

Как на большинстве LGA1200-материнок, на B560 Tomahawk WiFi имеется четыре слота DDR4 DIMM. Чипсет B560 поддерживает разгон памяти, и MSI говорит о способности Tomahawk работать с модулями памяти вплоть до DDR-5066.

Отдельно стоит отметить наличие шести четырёхконтактных разъёмов для вентиляторов (включая процессорный) и одного аналогичного разъёма для помпы СЖО. На чипсете установлен довольно внушительный радиатор, солидно выглядит и система охлаждения процессорного конвертера питания. Для полного счастья не хватает разве только тепловой трубки, связывающей секции радиатора VRM.

Схема питания процессора основана на шестиканальном ШИМ-контроллере Renesas RAA 229001. В каждом канале использованы пары MOSFET SinoPower SM4337NS и SM4503NH. Пиковый ток этой схемы по спецификациям – 660 А (при температуре 25 градусов). Таким образом, по мощности схемы питания MAG B560 Tomahawk WiFi вполне сопоставима с недорогими платами на Z590, а некоторые из них даже превосходит.

На заднюю панель B560 Tomahawk WiFi вынесен порт USB 3.2 Gen2x2 Type-C, четыре порта USB 3.2 Gen1 Type-A и четыре порта USB 2.0. Для обеспечения работы звукового тракта используется кодек Realtek ALC897 – с его помощью плата получила пять 3,5-мм аудиогнёзд и оптический выход S/PDIF. Рядом располагаются антенные коннекторы модуля Intel AX210 Wi-Fi 6E CNVi, а функционирование проводной сети реализовано через 2,5-гигабитный контроллер Realtek RTL8125B. Весь этот набор дополняет дуэт мониторных выходов – HDMI 2.0 и DisplayPort 1.4.

⇡#MSI MAG B560M Mortar WiFi

MSI MAG B560M Mortar WiFi – материнская плата формата Micro ATX, но тем не менее её также можно отнести к числу хорошо оснащённых и добротных продуктов на базе системной логики B560. Поэтому неудивительно, что её тоже трудно назвать бюджетной. Стоимость данной модели в России – около 13 тысяч рублей (рекомендованная цена — $179). Если это кажется дороговато, в ассортименте MSI есть вариант подешевле – такая же плата без окончания WiFi в названии с рекомендованной ценой $159, которая отличается отсутствием штатного адаптера Wi-Fi 6E CNVi. В остальном B560M Mortar WiFi и B560M Mortar идентичны.

MSI уделяет большое внимание внешнему виду своих плат что отлично прослеживается по B560M Mortar WiFi. Чёрный текстолит и массивные серебристые радиаторы задают строгий контрастный стиль. Радиаторов на плате четыре: два отвечают за охлаждение схемы питания процессора, третий расположен на чипсете, а четвёртый закрывает один из слотов M.2.

Несмотря на ограничения формата micro-ATX, на B560M Mortar WiFi поместилось два слота PCIe x16 и один PCIe x1. Первый слот PCIe x16 предназначается для установки графической карты и укреплён металлической рамкой, а с процессором Rocket Lake он, как и положено, может работать в режиме PCIe 4.0. Остальные слоты PCIe подсоединены к чипсету, поэтому второй PCIe x16 работает в режиме PCIe x4 3.0.

Два слота M.2 реализованы по довольно оригинальной схеме. С процессором Rocket Lake первый слот работает от его линий PCIe и поддерживает соответственно высокоскоростные PCIe 4.0 SSD. Но если в систему установлен Comet Lake, то этот слот M.2 автоматически переключается на чипсет, и поддерживает уже лишь PCIe 3.0-накопители. Второй M.2-слот при этом исключительно чипсетный, он готов принять накопители с интерфейсом PCIe 3.0 x4 или SATA. Для традиционных 2,5-дюймовых SATA SSD на плате есть шесть соответствующих разъёмов.

На MSI MAG B560M Mortar WiFi без труда поместились четыре DDR4 DIMM, в которые можно установить до 128 Гбайт DDR4 SDRAM. MSI обещает, что схемотехника платы гарантирует стабильную работоспособность памяти с процессорами семейства Rocket Lake в режимах вплоть до DDR4-5066.

За стабилизацию питания процессора на плате отвечает схема, похожая на ту, что используется в B560 Tomahawk WiFi. Ей управляет шестиканальный (6+2) ШИМ-контроллер Renesas RAA229001, а в верхнем и нижнем плече установлены пары полевых транзисторов SinoPower SM4337NS и SM4503NH.

Система охлаждения конвертера питания, состоящая из двух раздельных радиаторов солидного размера, смотрится довольно внушительно. Не выглядит обделённым охлаждением и чипсет. Для подключения вентиляторов на плате есть три коннектора, включая процессорный. Дополнительно предусмотрен отдельный разъём для помпы СЖО.

На задней панели MAG B560M Mortar WiFi помимо антенных выводов адаптера Intel AX210 Wi-Fi 6E CNVi расположен разъём для подключения 2,5-гигабитной сети, за который отвечает контроллер Realtek RTL8125B, а также набор аудиогнёзд, восемь портов USB (один USB 3.2 Gen2x2 Type-C, один USB 3.2 Gen2 Type-A, два USB 3.2 Gen1 Type-A и четыре USB 2.0) и мониторные выводы HDMI и DisplayPort. Звук здесь реализован кодеком среднего уровня Realtek ALC897.

⇡#MSI B560M Pro-VDH

Если на дизайне плат MSI MAG B560M Mortar WiFi и B560 Tomahawk WiFi производитель не пытался экономить, то MSI B560M Pro-VDH – куда более простая материнка. Она относится к серии Pro, которая несмотря на название ориентирована на рядовых пользователей. В соответствии с этой концепцией B560M Pro-VDH представляет собой довольно непритязательный продукт, спроектированный по принципу минимальной достаточности. Однако стоит отметить, что у этой платы есть модификация с Wi-Fi контроллером, который прибавляет к рекомендованной цене дополнительные $20. Официальная стоимость MSI B560M Pro-VDH при этом составляет $129, а на российском рынке данная плата продаётся за 8-9 тысяч рублей.

B560M Pro-VDH выполнена на чёрном текстолите с геометрическим рисунком и совсем не поражает размером радиаторов на выделяющих тепло компонентах. Но хорошо, что они хотя бы есть – два на силовых элементах схемы питания и по одному на чипсете и первом слоте M.2. На прилавках магазинов можно встретить ещё более дешёвые платы вообще без радиаторов, но использовать их с процессорами серий Core i5 и выше настоятельно не рекомендуется.

Хотя B560M Pro-VDH, как и B560M Mortar WiFi, имеет формат Micro ATX, слот PCIe x16 на ней только один. Он предназначен для видеокарты, имеет металлическое усиление и поддерживает PCIe 4.0 при использовании процессора поколения Rocket Lake. Дополнительно на плате установлено два слота PCIe 3.0 x1, за работу которых отвечает чипсет B560.

На плате также есть два слота M.2 для NVMe SSD, причём первый слот автоматически переключается с чипсетных на процессорные линии PCIe 4.0 в случае, если в системе установлен Rocket Lake. Также носители информации можно подключить к шести SATA-портам. Как и другие платы на базе Intel B560, B560M Pro-VDH поддерживает RAID-массивы.

Никаких ограничений в части поддержки памяти B560M Pro-VDH не накладывает. На ней размещены четыре слота DIMM, в которые можно установить до 128 Гбайт двухканальной видеопамяти. MSI обещает, что с процессорами Rocket Lake в этой плате смогут работать в том числе и скоростные модули вплоть до DDR4-5066.

Для корпусных вентиляторов на плате предусмотрено два четырёхконтактных разъёма. Кроме этого есть разъёмы для подключения процессорного кулера и помпы СЖО. Отдельно хочется отметить, что несмотря на невысокую цену MSI реализовала на B560M Pro-VDH диагностическую систему из четырёх светодиодов, как на более дорогих материнках.

Конвертер питания процессора B560M Pro-VDH собран по пятиканальной схеме с дублированием силовых элементов. Управляет конвертером ШИМ-контроллер Richtek RT3609BE, а полевые транзисторы используются такие же, как и в более дорогих платах – SinoPower SM4337NS и SM4503NH. Максимальный ток, который способна выдать такая схема, — 550 А, что для LGA1200-материнок считается средним показателем.

На тыльной панели платы можно обнаружить довольно экзотические разъёмы, например, D-Sub для подключения аналоговых мониторов или PS/2 для соответствующей периферии. Из числа более привычных портов имеются HDMI 2.0b, DisplayPort 1.4, USB 3.2 Gen2 Type-A, два USB 3.2 Gen1 Type-A и два порта USB 2.0. Также есть разъём для подключения проводной сети, работу которого обеспечивает 2,5-гигабитный контроллер Realtek RTL8125, и три аналоговых аудиогнезда – их обслуживает кодек Realtek ALC897. Хотя с точки зрения элементной базы B560M Pro-VDH почти не отличается от более дорогих материнок, предлагаемый набор внешних интерфейсов выглядит несколько урезанным, например, портов USB меньше, чем обычно, и среди них нет USB Type-C.

⇡#Хватает ли мощности схемы питания B560-плат для Core i5-11400F и Core i7-11700F?

Процессоры Rocket Lake отличаются небывалым аппетитом в части энергопотребления. Как ранее было установлено в тестах, даже те модели, которые не относятся к числу оверклокерских и, скорее всего, будут попадать в системы с чипсетом B560, вполне способны потреблять до 250 Вт электроэнергии. Этот показатель достигается при AVX2-нагрузке в стресс-утилитах типа Prime95. В более приземлённых задачах вроде обычного рендеринга восьмиядерный Core i7-11700F способен потреблять до 200 Вт, а шестиядерный Core i5-11400F – до 160 Вт.

Столь высокое энергопотребление становится возможным, если у процессора сняты лимиты PL1 и PL2, которые должны ограничивать его запросы заложенными в спецификации величинами 65 или 125 Вт. Но отмена пределов потребления – это не какой-то хитрый оверклокерский режим, в нём процессор не работает за пределами паспортных частот, а лишь удерживает максимально доступные для него турбочастоты, именно так как раз и целесообразно пользоваться Rocket Lake. В случае, если потребление ограничено рамками PL1 и PL2, эти процессоры на максимальные турбочастоты не выходят, результатом чего становится их отставание от предшественников поколения Comet Lake, что мы и продемонстрировали в одном из недавних тестирований.

При этом считается, что производительность Rocket Lake может сдерживаться не только поддающимися регулировке пределами PL1 и PL2, но и дизайном схем питания материнских плат. Можно найти массу публикаций, где утверждается, что на недорогих платах на базе чипсета Intel B560 частота CPU падает ниже доступного максимума даже при деактивированных пределах потребления.

Отсутствие совместимости LGA1200-материнских плат прошлого поколения с процессорами Rocket Lake отчасти оправдывалось изменением требований к схеме питания и платы, основанные на чипсетах 500-й серии, по идее должны учитывать аппетиты новых CPU. Платы на базе B560 действительно обладают более мощными конвертерами питания, чем их предшественники, но порой оказывается недостаточно и таких усиленных схем. В некоторых случаях на платах с чипсетом B560 действительно можно столкнуться с перегревом конвертера питания процессора, особенно если на установленный в систему Rocket Lake ложится длительная высокая нагрузка.

Мы провели небольшой тест и убедились, что далеко не флагманский восьмиядерный Core i7-11700F с нагрузкой в виде Prime95 (с AVX2-инструкциями) рано или поздно загоняет все три платы MSI (MAG B560 Tomahawk WiFi, MAG B560M Mortar WiFi и B560M Pro-VDH) в состояние перегрева VRM. Выглядит это так: когда температура силовой схемы зашкаливает за 100 градусов и доходит до критического предела, платы принудительно сбрасывают частоту процессора до 2,5 ГГц до тех пор, пока схема VRM немного не остынет.

На MSI MAG B560 Tomahawk WiFi схема питания перегревается примерно за 20 минут высокой нагрузки. Защита включается при её нагреве выше 110 градусов. На скриншоте хорошо прослеживаются эти моменты кратковременного сброса тактовой частоты CPU.

Похоже, установленных на этой плате массивных радиаторов не хватает, чтобы отвести всё тепло, выделяемое схемой питания. Это нельзя назвать неожиданностью: согласно спецификации, каждый из 12 используемых в схеме транзисторов может рассеивать до 12,8 Вт. Нагрев элементов системы охлаждения при такой нагрузке можно оценить по тепловому снимку: радиаторы имеют температуру 75-80 градусов, печатная плата – выше 90 градусов.

Micro ATX-плата MSI MAG B560M Mortar WiFi имеет аналогичную схему питания, однако радиаторы охлаждения на ней установлены другие, они заметно лучше справляются с возложенной на них задачей. Температура VRM доходит до критической точки примерно за 35-40 минут суровой процессорной нагрузки.

Похоже, что в MAG B560M Mortar WiFi обеспечивается лучший контакт радиаторов и силовых элементов схемы питания. По крайней мере, как видно по термоснимку, температуры радиаторов оказываются на 5 градусов выше, чем у MAG B560 Tomahawk WiFi, при том, что температура печатной платы примерно такая же.

Третья плата, MSI B560M Pro-VDH, на первый взгляд имеет более слабую схему питания, а её радиаторы и вовсе вызывают большие сомнения. Однако в практическом испытании с хорошо нагруженным Core i7-11700F она проявляет себя не так уж и плохо. До того момента, как у этой платы срабатывает защита по перегреву VRM и частота процессора начинает сбрасываться до 2,5 ГГц, проходит 8-9 минут. Кстати, критическая температура VRM у B560M Pro-VDH, как и у других плат MSI, составляет 110 градусов.

Ещё любопытнее выглядит термоснимок околопроцессорной зоны. По нему видно, что тех скромных радиаторов, которые установлены на B560M Pro-VDH, явно не хватает. Печатная плата вокруг сокета кажется просто раскалённой, хотя и сами радиаторы имеют высокую температуру — 82-88 градусов.

Всё это значит, что в целом нарекания к системам питания плат на B560 действительно обоснованы. Но в то же время ситуация не выглядит катастрофической. Мы говорим о платах среднего и нижнего ценового диапазона и вполне логично, что они не обладают значительным запасом прочности, который есть у флагманских плат. К тому же в случае необходимости платы MAG B560 Tomahawk WiFi и MAG B560M Mortar WiFi позволяют поднять критическую температуру VRM, при которой включается защита, с установленных по умолчанию 110 градусов до 150. Соответствующая настройка доступна в разделе DigaiALL Power в BIOS Setup.

И главное: у среднестатистических пользователей нагрузка, сравнимая по требовательности с Prime95, не встречается, им наверняка хватит имеющихся на платах схем питания и их систем охлаждения для обеспечения нормальной бесперебойной работы процессоров класса Core i7-11700F или Core i5-11400F. Это можно наглядно подтвердить тестами. Мы сравнили температурный режим схем питания всех трёх плат MSI в более приземлённой нагрузке: при получасовом рендеринге в Cinebench R23 и при игре в Horizon Zero Dawn.

Ситуация при рендеринге, когда в платах установлен Сore i7-11700F, выглядит следующим образом.

Температура VRM приближается к 100 градусом только у одной платы – B560M Pro-VDH, но даже у неё защита по перегреву с Cinebench R23 не срабатывает. Платы же с более продвинутым охлаждением зоны VRM – MAG B560 Tomahawk WiFi и MAG B560M Mortar WiFi – и вовсе удерживают температуры силовых элементов ниже 90 градусов.

Если же речь идёт об игровой нагрузке, то температурный режим вообще не вызывает никакого беспокойства: конвертер питания плат не разогревается выше 70 градусов. Любопытно, что в игровом тесте самая дешёвая плата, B560M Pro-VDH, выглядит не хуже более дорогих моделей. Более того, самый высокий нагрев VRM фиксируется у самой дорогой платы — MAG B560 Tomahawk WiFi.

Аналогичные тесты были проведены с шестиядерным процессором Core i5-11400F. Понятно, что нагрузку на подсистему питания он создает заметно меньшую, но посмотреть, как это сказывается на температурном режиме зоны VRM, всё равно интересно.

В получасовом тесте рендеринга температуры силовых элементов при использовании шестиядерника ниже примерно на 10-20 градусов. В антилидерах вновь B560M Pro-VDH, но на этот раз её схема VRM греется совсем ненамного сильнее. Можно даже сказать, что процессор Core i5-11400F для этой недорогой платы подходит просто идеально.

При использовании шестиядерного процессора с игровой нагрузкой подсистемы питания плат справляются с лёгкостью. А у самой простой B560M Pro-VDH нагрев зоны VRM и вовсе не выходит за 60 градусов. Да и вообще эта плата преподнесла сюрприз и продемонстрировала весьма умеренную температуру VRM — видимо потому, что игровая нагрузка попала в зону максимального КПД её конвертера питания. Наибольший нагрев наблюдается у самой дорогой MAG B560 Tomahawk WiFi, хотя нужно уточнить, что в данном случае мы говорим о совершенно нормальных 65 градусах.

Таким образом, несмотря на наблюдаемые проблемы в синтетическом стресс-тесте, в реальной жизни у плат MSI, основанных на B560, ничего не перегревается. И шестиядерные, и восьмиядерные процессоры среднего уровня — Core i5-11400F и Core i7-11700F — любая из проверенных плат «вытягивает» без перегрева VRM даже в том случае, когда пределы потребления PL1 и PL2 полностью отменены.