Обзор процессора Xeon E5-1660 v3 c AliExpress: разгон по-китайски / Процессоры и память

Платформы на устаревших процессорах Xeon и китайских материнских платах, которые в изобилии продаются на известной всем площадке трансграничной торговли, — тема поистине необъятная. Мы затрагивали её дважды, и оба раза убедились в том, что серверные процессоры 7-8-летней давности на фоне современных CPU совсем не выглядят конкурентоспособными решениями. Однако, как оказалось, это далеко не конец истории. Окончательно и бесповоротно убедить приверженцев старых Xeon, что процессоры с микроархитектурами, отставшими на четыре-пять поколений, не способны обеспечить уровень производительности, свойственный актуальным Core и Ryzen, нам пока не удалось. Каждый раз адепты CPU из прошлого начинают апеллировать к тому, что среди многочисленных Xeon для платформы LGA2011-3 нужно выбрать какую-то иную модель, и вот она уж точно сможет встать по своему быстродействию на один уровень если не с Core i5 и Ryzen 5, то уж хотя бы с Core i3 поколения Alder Lake.

Честно говоря, с каждым разом в это верится всё с большим трудом, поскольку мы протестировали немало разных моделей серий Xeon E5 v3 и v4. В их числе были и сравнительно высокочастотные, и многоядерные варианты, процессоры как на микроархитектуре Haswell, так и на Broadwell, и все они заметно проигрывали по производительности современным недорогим CPU. Однако до сих пор мы не пробовали разгонять серверные процессоры с AliExpress, и такая претензия со стороны любителей старых Xeon действительно выглядит обоснованной. Оставлять какую-то недосказанность в тестах нам не хотелось, поэтому мы решили ещё раз вернуться к теме китайских серверных CPU и посмотреть, может ли им как-то помочь разгон. На первый взгляд увеличение частоты старых Xeon выше номинальных значений кажется не бесполезным: невысокая тактовая частота действительно выступает одним из факторов, сдерживающих их игровую производительность.

Но сразу же нужно оговориться, что разгон старых Xeon – вовсе не то же самое, что разгон современных оверклокерских моделей CPU. Во-первых, у большинства Xeon E5 v3 и v4 коэффициент умножения заблокирован, что логично для серверных процессоров. Поэтому для увеличения частоты выше штатного значения потребуется специальная модель Xeon. Во-вторых, большинство китайских LGA2011-3-материнских плат, которые в настоящее время доступны в продаже, разгон либо не поддерживают совсем, либо поддерживают довольно условно. Так что помимо определённых моделей процессоров нужна и специальная плата. И только при использовании комбинации правильного оборудования получится разогнать китайские Xeon.

Таким образом, чтобы получить оверклокерскую платформу на базе Xeon, придётся потратить чуть больше сил и средств. Но мы прошли весь этот путь и готовы рассказать, стоит ли полученный результат вложенных средств и можно ли разогнанный Xeon восьмилетней давности считать «грозой современных CPU».

⇡#Xeon с разгоном: что это такое

Хотя утверждение, что среди процессоров Xeon прошлых поколений существовали экземпляры с разблокированным множителем, звучит достаточно странно, это действительно так. Сейчас Intel уже не допускает подобных оплошностей, но в 2014 году, когда на рынке появились серверные процессоры семейства Haswell-EP, часть выпущенных моделей действительно оказалась способна на разгон. Произошло так, по всей видимости, потому, что Intel использовала для Xeon E5 v3, рассчитанных на применение в однопроцессорных конфигурациях, и оверклокерских Core-X одни и те же полупроводниковые заготовки. Очевидно, компания рассчитывала, что пытаться разгонять Xeon никому в голову не придёт, но в итоге это их скрытое свойство стало известно, и именно оно теперь служит источником вдохновения для некоторых поклонников систем на старых серверных CPU.

Исходя из сказанного, нетрудно заключить, что возможностью разгона могут обладать представители серии Xeon E5 1600 v3 – они максимально похожи на модели для высокопроизводительных десктопов. Такие процессоры базируются на простом полупроводниковом кристалле LCC (Low Core Count) и не умеют работать парами (и четвёрками), поскольку лишены межпроцессорной шины QPI. И среди Xeon E5 1600 v3 действительно обнаруживается несколько моделей с разблокированным множителем: шестиядерный Xeon E5-1650 v3 и восьмиядерные Xeon E5-1660 v3 и E5-1680 v3. По сути, эти модели аналогичны хорошо знакомым энтузиастам Core i7-5930K и Core i7-5960X Extreme Edition с той лишь разницей, что они имеют несколько иное предназначение, поэтому были выпущены куда большими тиражами, из-за чего теперь и продаются на китайском вторичном рынке по сравнительно невысоким ценам.

К примеру, шестиядерный Xeon E5-1650 v3 можно найти на AliExpress за 4-4,5 тыс. руб., восьмиядерный Xeon E5-1660 v3 продаётся за 6-7 тыс. руб., а Xeon E5-1680 v3 стоит около 11,5-13 тыс. руб. Наиболее популярным для бюджетных сборок решением в этом ряду является Xeon E5-1650 v3, однако мы для подробного исследования выбрали более дорогой Xeon E5-1660 v3 с восемью, а не с шестью полноценными ядрами – у такого процессора куда больше шансов в противостоянии с современными CPU. При этом приобретение под разгон ещё более дорогого Xeon E5-1680 v3 практического смысла лишено совсем: такой процессор отличается от E5-1660 v3 лишь более высокими номинальными частотами, которые в дальнейшем будут нивелированы оверклокингом.

Итак, Xeon E5-1660 v3 – восьмиядерный процессор семейства Haswell-EP, выпущенный в сентябре 2014 года и ориентированный на использование в платформе LGA2011-3 с четырёхканальной DDR4-памятью. Его номинальная частота – 3 ГГц, максимальная – 3,5 ГГц, а объём L3-кеша достигает 20 Мбайт. Тепловой пакет такого процессора – 140 Вт.

Xeon E5-1660 v3 не отличается по характеристикам от самого старшего HEDT-процессора в поколении Haswell, Core i7-5960X Extreme Edition. И что интересно, серверная модель не только без каких-либо проблем работает в потребительских LGA2011-3-материнских платах, но и не требует использования регистровой DDR4-памяти, хотя совместима в том числе и с ней. Но, как и в случае с Core i7-5960X Extreme Edition, с Xeon E5-1660 v3 вполне можно использовать и обычную четырёхканальную DDR4-2133.

Аналогия с Core i7-5960X Extreme Edition распространяется и на разблокированные множители: Xeon E5-1660 v3 – абсолютно разгоняемый процессор, частота которого может быть легко повышена увеличением коэффициента умножения в BIOS. Причём это касается не только частоты самого CPU, но и частоты кольцевой шины и L3-кеша – в этом смысле между Core i7-5960X Extreme Edition и Xeon E5-1660 v3 можно поставить знак тождественного равенства.

Однако подводные камни всё-таки есть. Слабое место – материнские платы. Когда мы тестировали процессоры Xeon семейств Haswell-EP и Broadwell-EP ранее, мы уже говорили, что «оригинальных» гражданских LGA2011-3-плат в доступности почти не осталось – найти их непросто и стоят они неоправданно дорого. Поэтому китайская промышленность наладила производство собственных недорогих LGA2011-3-матплат специально для работы с серверными процессорами. Но для разгона среди них подходят очень немногие.

Общий принцип таков: поддержка оверклокерских функций возможна только в платах на базе набора системной логики X99 либо его серверной версии C612, в то время как многочисленные платы на бюджетном чипсете B85 и тому подобных для этой цели не подойдут. Более того, даже в китайских материнках на старших чипсетах опции для разгона CPU встречаются далеко не всегда, а там, где они есть, их работоспособность не гарантируется.

Ситуация настолько запутанная, что возможность разгона нельзя гарантировать даже на флагманских платах Huananzhi X99-TF и Huananzhi X99-F8, которые считаются наиболее удачными платформами для процессоров серии Xeon E5-1600 v3 и основываются на «правильном» чипсете C612. В частности, на свежих версиях этих плат разгон из коробки работать перестал, и для того, чтобы вернуть его назад, приходится прибегать к версиям BIOS, специально сделанным энтузиастами.

⇡#Разгон Xeon E5-1660 v3 в подробностях

Для экспериментов по разгону мы воспользовались материнской платой Huananzhi X99-F8 образца 2021 года с BIOS версии CX99DE29 авторства iEngineer. Эта модифицированная прошивка как раз относится к числу тех, которые возвращают плате где-то затерявшиеся оверклокерские возможности. Без неё наш экземпляр материнки разгонять Xeon E5-1660 v3 не хотел: при любой попытке изменить хоть одну настройку, затрагивающую частоту CPU, система попросту переставала запускаться.

Набор оверклокерских функций у Huananzhi X99-F8 выглядит вполне обыденно. Несмотря на то, что речь идёт о процессоре для серверных систем, подход к разгону остаётся точно таким, как и в случае привычных процессоров серии Core. После прошивки «правильного» BIOS у платы появляется меню O.C.Feature, где можно задать и множитель, и напряжение процессора – почти как у оверклокерских плат для современных процессоров. Единственное, чего не хватает в настройках китайских плат, – механизм компенсации падения напряжения при росте тока через процессор (Load-Line Calibration).

И тому есть веская причина. Китайские разработчики LGA2011-3-материнок не вкладывают в свои продукты никакого запаса прочности в расчёте на эксплуатацию системы за пределами номинального режима. И Huananzhi X99-F8 – не исключение. Хотя это одна из самых продвинутых китайских плат для Xeon E5 v3, в ней используется хлипкая шестиканальная подсистема питания, в основе которой лежат довольно слабые по мощности полевые транзисторы. И пусть установленная на них система охлаждения с двумя вентиляторами не создаёт у вас ложное впечатление: в реальности предел мощности этой схемы – 140-150 Вт.

В результате разгон восьмиядерного процессора семейства Haswell-EP, выполненного по 22-нм техпроцессу, быстро упирается в возможности конвертера питания. Формально Xeon E5-1660 v3 может потреблять до 140 Вт даже в номинальном режиме, поэтому для его разгона на китайских платах стратегия с увеличением напряжения и частоты «в лоб» подходит плохо. Разгонять нужно так, чтобы не вызывать существенного увеличения энергопотребления CPU, то есть стараться ограничиться минимальным повышением напряжения питания. В противном случае потребление процессора будет выходить за допустимые рамки и при сколько-нибудь серьёзной нагрузке плата принудительно отправит процессор в троттлинг, снижая его тактовую частоту. И это ограничение – аппаратное и неотменяемое, оно связано не с действием пределов PL1/PL2, а со срабатыванием защитных механизмов в схеме питания.

В таких условиях тестовый экземпляр Xeon E5-1660 v3 нам удалось разогнать лишь до 4 ГГц с установкой напряжения питания 1,225 В, которое превышает номинальные 1,19 В совсем незначительно. Для более серьёзного увеличения частоты необходимо было повышать напряжение дальше, но с ним уже не могла справиться схема питания – при многопоточной нагрузке частота процессора падала сразу на несколько сотен мегагерц.

Откровенно говоря, и разгон до 4 ГГц на Huananzhi X99-F8 нельзя назвать стопроцентно стабильным. Так, при рендеринге частота снижалась до 3,9 ГГц, а в стресс-тестах вроде Prime95 она понижалась ещё сильнее – вплоть до 3,7-3,8 ГГц. Но в большинстве приложений, включая игры, Huananzhi X99-F8 всё-таки была в состоянии обеспечить устойчивую работу Xeon E5-1660 v3 при частоте 4 ГГц.

Восемь лет назад, когда мы тестировали аналогичный восьмиядерный Core i7-5960X Extreme Edition на полноценной оверклокерской материнской плате Asus, нам удалось добиться разгона до 4,25 ГГц. И в сегодняшнем эксперименте с китайским Xeon потенциал процессора, очевидно, был далеко не исчерпан. На это, например, указывала сравнительно низкая температура разогнанного до 4 ГГц Xeon E5-1660 v3 под многопоточной нагрузкой – она не превышала 60 градусов. Но имеющиеся сейчас на рынке китайские материнские платы в полной мере раскрыть весь частотный потенциал Xeon E5-1660 v3 не дают – нужно искать либо китайские платы прошлых версий, где конвертер питания был сконструирован более ответственно, либо старые брендовые платы на чипсете X99, которые предназначались для Core i7-5960X Extreme Edition.

Впрочем, стабильная работа Xeon E5-1660 v3 на частоте 4 ГГц – тоже неплохой результат. В номинале при полной нагрузке этот процессор работает на 3,3 ГГц, следовательно, за счёт разгона частоту удалось повысить на 21 %.

В дополнение к повышению частоты вычислительных ядер CPU материнская плата Huananzhi X99-F8 даёт возможность увеличить и частоту кольцевой шины, связанную с частотой L3-кеша.

В номинале она составляет 3 ГГц, но путём изменения соответствующего множителя в BIOS без потери стабильности её можно поднять на 400-500 МГц. В нашем случае Xeon E5-1660 v3 без проблем заработал при частоте кольцевой шины 3,4 ГГц.

И последний момент – в действительности Xeon E5-1660 v3 способен работать с более высокой, чем указано в его спецификации, частотой памяти. Несмотря на то, что для большинства серверных процессоров Xeon E5 v3 предельным режимом памяти выступает DDR4-2133, вместе с Xeon E5-1660 v3 можно использовать и более скоростную DDR4-2400.