Семь недорогих плат на базе Intel Z97: сравнительный обзор и тестирование

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

Основная цель нашего практического тестирования недорогих системных плат состоит в том, чтобы показать допустимость их использования в составе достаточно производительных компьютеров, в том числе и таких, где используется разгон. Поэтому испытания выполнялись с процессором Core i5-4690K, относящимся к серии Devil’s Canyon. Этот процессор имеет более высокий, нежели обычные Haswell, тепловой пакет 88 Вт, а потому он накладывает повышенные требования на систему питания плат. Тесты проводились как при работе CPU в номинальном режиме, так и при его разгоне. Известно, что используемый нами экземпляр процессора может беспроблемно функционировать (в том числе и при проверке стабильности утилитой LinX 0.6.5) на частоте 4,5 ГГц при повышении питающего напряжения до 1,35 В. Способность плат обеспечить этот оверклокерский режим мы также проверяли в рамках настоящего тестирования.

В итоге список задействованных в тестировании аппаратных компонентов выглядел следующим образом:

• процессор: Intel Core i5-4690K (Haswell Refresh, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 6 Мбайт L3);
• процессорный кулер: Noctua NH-U14S;
• материнские платы:
  • ASRock Z97 Extreme4 (LGA1150, Intel Z97, BIOS 1.50);
  • ASRock Z97 Pro4 (LGA1150, Intel Z97, BIOS 1.80);
  • ASUS Z97-A (LGA1150, Intel Z97, BIOS 2012);
  • ASUS Z97-C (LGA1150, Intel Z97, BIOS 2306);
  • ASUS Z97-K (LGA1150, Intel Z97, BIOS 2401);
  • Gigabyte GA-Z97X-UD3H (LGA1150, Intel Z97, BIOS F8e);
  • MSI Z97 Guard-Pro (LGA1150, Intel Z97, BIOS 1.7);
• память: 2 × 8 Гбайт DDR3-2400 SDRAM, 10-12-12-31 (G.Skill [TridentX] F3-2400C10D-16GTX);
• видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 (4 Гбайт/256-бит GDDR5, 1127-1216/7012 МГц);
• дисковая подсистема: Crucial M550 512 Гбайт (CT512M550SSD1);
• блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 10.0.17;
• Intel Management Engine Driver 10.0.0.1204;
• Intel Rapid Storage Technology 13.2.4.1000;
• NVIDIA GeForce 347.25 Driver.

Описание использовавшихся для измерения производительности инструментов:

Бенчмарки:

• Futuremark 3DMark Professional Edition 1.4.828 — тестирование в сценах Sky Driver, Cloud Gate и Fire Strike.

Приложения:

• Adobe Photoshop CC 2014 — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
• Maxon Cinebench R15 — измерение быстродействия фотореалистичного трёхмерного рендеринга в анимационном пакете CINEMA 4D. Применяемая в бенчмарке сцена содержит порядка 2 тысяч объектов и состоит из 300 тысяч полигонов.
• WinRAR 5.1 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2525 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.
• x265 1.4+397 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется тот же видеофайл, что и в тесте скорости транскодирования кодером x264.

Игры:

• Battlefield 4. Настройки для разрешения 1280 × 800: Graphics Quality = Custom, Texture Quality = Ultra, Texture Filtering = Ultra, Lighting Quality = Ultra, Effects Quality = Ultra, Post Process Quality = Ultra, Mesh Quality = Ultra, Terrain Quality = Ultra, Terrain Decoration = Ultra, Antialiasing Deferred = Off, Antialiasing Post = High, Ambient Occlusion = HBAO. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra.
• Civilization: Beyond Earth. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX11, Ultra Quality, Anti-aliasing = Off, Multithreaded rendering = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX11, Ultra Quality, 8x MSAA, Multithreaded rendering = On.
• Metro: Last Light Redux. Настройки для разрешения 1280 × 800: DirectX 11, High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = Off, Tessellation = High, Advanced PhysX = Off. Настройки для разрешения 1920 × 1080: DirectX 11, Very High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = On, Tessellation = High, Advanced PhysX = Off. При тестировании используется сцена Scene 1.
• Thief. Настройки для разрешения 1280 × 800: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = Off, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = Off, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On. Настройки для разрешения 1920 × 1080: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Depth-of-field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = High, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = On, Contact Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On.

⇡#Производительность в номинальном режиме

Тестирование производительности плат в номинальном режиме интересно тем, что позволяет выяснить, насколько они удачно работают с настройками по умолчанию. Соответственно, в этой части испытаний мы не проводили никакого тонкого конфигурирования параметров UEFI, а просто загружали созданный производителем платы профиль универсальных оптимизированных настроек. Такой подход моделирует поведение значительной части пользователей, не уделяющих пристального внимания подбору оптимальных параметров, а доверяющих заложенному разработчиками платы варианту конфигурации системы.

Следует отметить, что в данной ситуации большинство материнских плат устанавливает для подсистемы памяти тайминги, взятые из SPD, а не из XMP. Процессор же обычно конфигурируется для работы в своём штатном режиме, но со включённой технологией Turbo Boost. Это значит, что результаты, приведённые на диаграммах ниже, получены при работе Core i5-4690K на частоте 3,7 ГГц с авторазгоном при низкой нагрузке до 3,9 ГГц и при работе памяти в режиме DDR3-1333 с задержками 9-9-9-24-1T.

Существует, впрочем, одно неприятное исключение — материнская плата Gigabyte GA-Z97X-UD3H, имеющая несколько своеобразное представление о том, как выглядит штатный режим работы процессора Core i5-4690K. На этой плате без какого-либо вмешательства пользователя частота процессора жёстко фиксируется на отметке 3,9 ГГц, а технология Turbo Boost отключается. Иными словами, даже при использовании настроек по умолчанию процессор на Gigabyte GA-Z97X-UD3H функционирует в немного разогнанном виде, что, естественно, сказывается на результатах тестов.

Если закрыть глаза на лучшую производительность Gigabyte GA-Z97X-UD3H в счётных приложениях, которая достигается «читерским» путём, то можно сказать, что все платы показывают очень близкие результаты. Слегка выделяются лишь показатели плат компании ASRock: Z97 Pro4 может похвастать немного более высокой скоростью работы по сравнению с остальными конкурентами, а Z97 Extreme4, напротив, несколько уступает по быстродействию остальным платам.

Давайте посмотрим теперь, как проявляют себя материнские платы в игровых приложениях.

Ситуация в игровых приложениях несколько меняется. Нет, естественно, никаких сильных различий в производительности платформ всё ещё не обнаруживается. Но ASRock Z97 Pro4, которая выделялась в счётных задачах, теперь обычно находится в числе отстающих. Лидерство же в графических тестах переходит к материнским платам ASUS, причём не к самой дорогой Z97-A, а к более дешёвым и простым Z97-C и Z97-K. Ну и естественно, самые верхние позиции на диаграммах продолжает занимать Gigabyte GA-Z97X-UD3H, процессор на которой оказывается разогнан примерно на 200 МГц даже после применения настроек по умолчанию.

⇡#Энергопотребление и температурный режим в номинальном режиме

Производительность однотипных систем, использующих разные материнские платы, но одинаковые наборы остальных комплектующих, различается незначительно. Другое дело — энергопотребление. Схемы питания на разных платах обладают разнородным дизайном, производители используют разные подходы к их охлаждению, и в результате при измерении температур и энергопотребления между разными платами выявляются заметные различия. Причём эти различия на самом деле — отнюдь не второстепенный аргумент при выборе платформы. Неэкономичная плата с высоким нагревом преобразователя питания процессора не только будет дороже в эксплуатации — она ещё и потенциально менее надёжна. Высокие температуры не лучшим образом влияют на электронные компоненты, и при постоянном перегреве они могут преждевременно выходить из строя.

Чтобы получить полное представление об уровне энергопотребления и тепловыделения всех протестированных плат на базе набора логики Intel Z97, мы провели специальное исследование. На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в них компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако, поскольку используемая нами модель БП, Seasonic Platinum SS-760XP2 имеет сертификат 80 Plus Platinum, её влияние должно быть минимальным. Во время измерений нагрузка на тестовые платформы создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой AVX2-инструкций.

Лучший результат в состоянии простоя показывают те платы, которые при настройках по умолчанию корректно активируют процессорные технологии энергосбережения, а кроме того, имеют эффективный при низких нагрузках дизайн схемы преобразования процессорного напряжения. К числу таких материнок можно смело отнести на 3-5 Вт ниже, чем у конкурирующих продуктов.

Под высокой же нагрузкой наиболее важным фактором становится хороший КПД схемы питания. И общая картина здесь не меняется — платы ASUS вновь находятся в верхней части диаграммы. Однако происходит это совсем не благодаря их качественному конвертеру питания, а из-за имеющегося у них дефекта. Дело в том, что платы ASUS при высокой нагрузке на процессор сбрасывают его частоту до номинального значения 3,5 ГГц, в то время как остальные платы в аналогичных условиях Turbo Boost не отключают, и процессор на них работает на частоте 3,7 ГГц. Следует отметить, что такое аномальное поведение продуктов ASUS проявляется лишь при действительно запредельной счётной нагрузке, которую пока способны воссоздать только программы — тесты стабильности, активно задействующие AVX2-инструкции. В реальных же приложениях, как можно судить по приведённым выше диаграммам, подобные негативные явления пока не проявляются. Тем не менее данный дефект профиля настроек по умолчанию плат ASUS следует иметь в виду: для того, чтобы частота не снижалась, требуется вмешательство пользователя в установки BIOS.

Также нужно обратить внимание и на высокое потребление Gigabyte GA-Z97X-UD3H. Это — тоже побочный эффект игрищ инженеров компании с настройками по умолчанию, в результате применения которых частота процессора несколько завышается. Работая на частоте 3,9 ГГц вместо положенных 3,7 ГГц, Core i5-4690K на этой плате потребляет, естественно, больше. Поэтому «номинальный» режим на плате Gigabyte характеризуется повышенным расходом электроэнергии.

Давайте теперь оценим температурный режим плат, наблюдаемый при максимальной нагрузке на тестовые системы. Измерения показателей температуры проводились на открытом стенде, но греющиеся узлы материнских плат при этом обдувались только потоками воздуха от процессорного кулера.

Платы, имеющие наиболее качественное охлаждение процессорного конвертера питания, сильно выделяются на фоне остальных продуктов. Приведённая диаграмма явно указывает на то, что восьмифазные преобразователи питания, оснащённые качественными радиаторами, имеют гораздо больший запас прочности, чем урезанные схемы питания с четырьмя или шестью фазами. Особенно же сильным нагревом страдают шестифазные преобразователи, где система охлаждения не полностью закрывает все греющиеся элементы.

Впрочем, не забывайте, пока мы говорим лишь о работе плат в номинальном режиме, и поэтому температуры и величины энергопотребления в любом случае выглядят вполне пристойно. Настоящей же «боевой» проверкой для плат должна стать их эксплуатация при разгоне процессора. К описанию таких экспериментов мы и перейдём.

⇡#Разгон

Все материнские платы обязаны хорошо работать с процессорами в номинальном режиме по определению, поэтому при обычном тестировании выявить какие-то недоработки в их дизайне практически невозможно. Другое дело — разгон процессора. Нагрузка на платформы в этом случае заметно возрастает, что позволяет хорошо разглядеть слабые места в конструкции тех или иных продуктов. Поскольку набор логики Intel Z97 является оверклокерским по своей природе, все участвующие в данном тестировании материнские платы разгон поддерживают. Соответственно, BIOS любой из рассматриваемых плат имеет полный набор средств для изменения базовой частоты и множителей процессора, его Uncore-части, а также памяти. У всех плат, естественно, имеются и опции, позволяющие управлять напряжением на отдельных узлах платформы, в том числе на памяти и на ядрах CPU.

Иными словами, на первый взгляд никаких принципиальных различий в предлагаемых разными платами оверклокерских возможностях нет. Чтобы проиллюстрировать всё это, описание основных настроек BIOS разных плат, которые могут быть задействованы при разгоне процессора, мы свели в единую таблицу.

Как видите, любая из семи участвующих в нашем тестировании плат обладает вполне достаточным инструментарием для обычного, неэкстремального оверклокинга. Однако на практике оказывается, что при разгоне платы ведут себя совсем по-разному. Более того, некоторые из них оказались вообще неспособны на максимальное увеличение частоты нашего тестового Devil’s Canyon, потенциально достижимое им при использовании обычного воздушного охлаждения.

Было заранее известно, что использовавшийся в тестах экземпляр процессора Core i5-4690K может стабильно работать на частоте 4,5 ГГц при повышении напряжения до 1,35 В. Применяемые же модули памяти G.Skill [TridentX] F3-2400C10D-16GTX изначально позиционируются как DDR3-2400 SDRAM с таймингами 10-12-12-31-1T, способные работать в таком состоянии при напряжении 1,65 В. Суть проверки оверклокерских функций плат состояла в попытке воспроизвести эти режимы на каждой материнской плате. И, к сожалению, оказалось, что полностью беспроблемный разгон возможен лишь на двух из семи участвовавших в испытаниях платформах — на ASRock Z97 Pro4 и ASUS Z97-A. Остальные же платы оказались более капризными и либо потребовали дополнительного ковыряния в настройках, либо вообще не смогли обеспечить функционирование процессора и памяти на целевых частотах.

• ASRock Z97 Extreme4. Плата справилась с разгоном Core i5-4690K до 4,5 ГГц и тактованием памяти на частоте DDR4-2400, однако после применения оверклокерских настроек система проявляла признаки кратковременных (на доли секунды) подвисаний — лагов, которые были особенно хорошо заметны в играх. Как выяснилось, для преодоления этой проблемы необходимо дополнительно отключить процессорные энергосберегающие режимы Package C-State.
• ASRock Z97 Pro4. Эта плата смогла порадовать нас простым и безупречным разгоном процессора и памяти. Для достижения целевых режимов потребовалось лишь увеличить процессорный множитель и множитель для частоты памяти, а также повысить напряжения на CPU и слотах DIMM.
• ASUS Z97-A. Ещё одна материнская плата, к процедуре разгона на которой мы не можем предъявить никаких претензий.
• ASUS Z97-С. Данная плата, к сожалению, не смогла разогнать процессор до 4,5 ГГц. Повышение напряжения питания CPU до 1,35 В перегружало преобразователь питания процессора, который перегревался и вызывал аварийное отключение системы. В результате нам пришлось ограничиться увеличением напряжения на CPU до 1,3 В — в таком состоянии плата уже не демонстрировала симптомов перегрева. Однако максимальная частота процессора, достижимая в этом случае, уменьшилась до 4,4 ГГц. С работой памяти в режиме DDR3-2400 проблем не возникло.
• ASUS Z97-K. Ещё одна недорогая плата ASUS — и те же самые проблемы. Из-за слабости преобразователя питания процессора Core i5-4690K до 4,5 ГГц разогнать не удалось. Максимальная частота, которой удалось добиться, как и на ASUS Z97-С, составила 4,4 ГГц. Память же в режиме DDR4-2400 заработала стабильно.
• Gigabyte GA-Z97X-UD3H. На этой плате разогнать наш тестовый Core i5-4690K до 4,5 ГГц мы смогли. Однако достижение стабильности в таком состоянии потребовало дополнительной настройки. Как оказалось, одного лишь увеличения напряжения на процессоре до 1,35 В на GA-Z97X-UD3H недостаточно, и, помимо этого, нужно поднимать и напряжения CPU I/O Voltage. В нашем случае хватило 0,05-вольтовой прибавки. С тактованием памяти на частоте DDR3-2400 плата справилась без проблем.
• MSI Z97 Guard-Pro. С разгоном процессора до 4,5 ГГц на этой материнской плате проблем не возникло. Всё заработало сразу и без каких-либо дополнительных ухищрений. Но вот перевод памяти в режим DDR3-2400 на данной плате приводил к нестабильности, исправить которую какими-то дополнительными настройками так и не удалось. В итоге частоту работы DDR3 SDRAM пришлось откатить до 2133 МГц.

⇡#Производительность при разгоне

Следующим этапом нашего тестирования стало сопоставление производительности плат при максимально достижимом на них разгоне, который был подробно разобран в предыдущем разделе.

Разгон, при котором настройку плат на максимальную производительность мы проводили в ручном режиме, несколько изменил соотношение сил. Платы ASUS Z97-С и ASUS Z97-K ожидаемо находятся на последних местах, так как процессор на них удалось разогнать слабее, чем на других материнках. Лучшим же быстродействием в счётных задачах может похвастать Gigabyte GA-Z97X-UD3H, добившаяся теперь высокого результата абсолютно честным путём.

Однако картина производительности в игровых приложениях получается иной. При графической нагрузке Gigabyte GA-Z97X-UD3H столь же хорошими скоростными показателями уже не выделяется. Лучшими игровыми оверклокерскими платами оказываются ASUS Z97-A и ASRock Z97-Extreme4 — они позволяют получать в среднем более высокую частоту кадров. В число же аутсайдеров попадают три платы, разгон на которых пришлось ограничить из-за различных проблем: ASUS Z97-С, ASUS Z97-K и MSI Z97 Guard-Pro.

⇡#Энергопотребление и температурны в номинальном режиме

Даже при разгоне платформ потребление в состоянии простоя оказывается невысоким. Отчасти это связано с тем, что для этого теста мы вручную настроили работу всех процессорных энергосберегающих технологий, которые могут эффективно функционировать даже в том случае, когда процессорный множитель принудительно повышен. Наиболее экономичными платами оказываются ASUS Z97-A и ASUS Z97-C. Любопытно, что это — далеко не самые простые участницы сегодняшнего тестирования.

При полной нагрузке на процессор лучшим потреблением ожидаемо выделяются те платы, разгон на которых по тем или иным причинам пришлось ограничить. Если же говорить о тех материнках, которые позволили добиться максимальной частоты процессора и памяти, то лучшее энергопотребление оказывается свойственно ASRock Z97 Extreme4 и другим платам с восьмифазным или более сложным преобразователем питания CPU. Однако следует отметить, что в целом разброс в потреблении различных недорогих материнских плат оказался крайне небольшим.

Давайте теперь взглянем на максимальные температуры конвертеров питания плат, которые были отмечены во время тестирования на стабильность.

Диаграмма более чем показательна. Самая высокая температура конвертера питания наблюдается на тех материнских платах, где разработчики сэкономили на радиаторе и не закрыли им весь набор греющихся элементов. Естественно, лишённые охлаждения MOSFET способны достичь запредельных температур, что они и делают при значительной нагрузке.

В компанию аутсайдеров попала и плата ASUS Z97-K. У неё радиатором закрыт весь блок VRM, однако он выполнен по недостаточно эффективной для работы с разогнанным Core i5-4690K четырёхфазной схеме.

Малый же нагрев схемы питания процессора наблюдается на ASRock Z97 Extreme4 и ASUS Z97-A. На этих платах она имеет продвинутую 12- и 8-фазную конструкцию соответственно и закрыта радиаторами с достаточно существенной площадью поверхности. И как мы видим, это — действительно необходимая мера, а не маркетинговый приём.

⇡#Выводы

По итогам проведённого тестирования теперь мы аргументированно можем говорить о том, что многие недорогие полноразмерные материнские платы, основанные на наборе логики Intel Z97, действительно способны выступать полноценными платформами для современных компьютеров. Иными словами, экономия на системной плате не только допустима, но и при ограничениях в бюджете имеет вполне очевидный практический смысл. Правда, тестирование показало также и то, что отдельные производители, увлёкшись продвижением более дорогих плат из специализированных серий, стали относиться к своим простым безродным продуктам несколько пренебрежительно. Поэтому среди недорогих плат на Z97 нашлись как удачные, так и явно неподходящие для использования продвинутыми пользователями экземпляры, которые произвели на нас далеко не самое лучшее впечатление.

Хорошей же новостью является то, что выделить привлекательные платформы, которые обладают удобным конструктивом, имеют достаточно развитые функциональные возможности и умеют результативно разгонять процессоры, оказывается очень легко. Главное в недорогой плате, чтобы команда её разработчиков не пыталась сэкономить на преобразователе питания процессора, в остальном же достаточность характеристик обеспечивает сам набор системной логики Intel Z97. Поэтому нетрудно сформулировать общий принцип выбора дешёвой, но качественной системной платы для LGA1150-процессоров: предпочитать следует те модели, VRM которых собран как минимум по шестиканальной (ещё лучше — по восьмиканальной) схеме, а радиатор закрывает собой все силовые элементы.

Если же говорить конкретно о тех платах, которые приняли участие в настоящем тестировании, то мы бы хотели отметить следующие продукты.

• ASUS Z97-A — отличная материнская плата от лидера рынка. Это — стабильная и функциональная платформа, практически не имеющая серьёзных недостатков. Она отличается хорошей производительностью, поддерживает SLI и CrossfireX и даже унаследовала от старших собратьев кое-какие фирменные технологии ASUS для энтузиастов. Не радует в ней лишь одно — стоимость этой платы устроит далеко не всех покупателей, заинтересованных в экономии бюджета.

• ASRock Z97 Extreme4 — подходящий вариант для тех потребителей, которые хотят получить максимум возможностей за минимально возможную цену. Хотя эта плата и относится к числу относительно недорогих предложений, она не только обладает поддержкой SLI и CrossfireX и имеет большой набор «фишек» для оверклокеров, но и располагает дополнительными контроллерами SATA и USB, которые расширяют её спецификации. Правда, есть у этой платы и кое-какие изъяны — проблемы с энергосберегающими технологиями и слегка худшая, чем у конкурентов, производительность.

• Gigabyte GA-Z97X-UD3H — хорошая альтернатива для ASUS Z97-A с похожим набором возможностей, красивым и функциональным BIOS и высококачественным звуковым кодеком. Предложение Gigabyte выглядит очень привлекательно и из-за фирменного комплекса технологий Ultra Durable. Однако мы всё-таки не можем поставить его на первое место из-за любви этого производителя к хитростям и принудительного разгона процессора даже при выборе настроек по умолчанию.

Подводя итог, стоит отметить и ещё один факт. Как-то само собой получилось так, что в число рекомендуемых нами плат попали исключительно предложения не дешевле $130. Очень похоже, что через эту сумму проходит символическая граница, опускаться ниже которой можно лишь в том случае, если сборка высокопроизводительной системы и последующий разгон процессора в ваши планы не входит.