Как разогнать Core i7-9700K или да ну его

⇡#Что можно сделать ещё

Увеличение рабочей частоты процессора – не единственная вещь, которую можно предпринять для достижения более высокого уровня производительности. Попутно можно провести ряд смежных мероприятий, которые пусть и не столь заметно, но всё же позволят сделать систему на базе Core i7-9700K ещё немного быстрее.

Например, разгон вычислительных ядер процессора можно сопроводить увеличением частоты работы L3-кеша и внутрипроцессорной кольцевой шины Ring Bus. В стандартной конфигурации они работают на 4,3 ГГц, но, как показывает опыт, частота может быть беспрепятственно повышена до 4,6 или даже 4,7 ГГц. Для этого достаточно поменять в BIOS лишь одну опцию – Min/Max CPU Cache Ratio (у разных производителей плат она может также называться CPU Cache Ratio, Uncore Ratio или Ring Ratio).

Для питания L3-кеша в процессоре используется то же самое напряжение, что и для вычислительных ядер. Поэтому вполне логично, что при разгоне процессора определённый дополнительный частотный потенциал открывается и у кеш-памяти третьего уровня. Остаётся лишь задействовать его соответствующей настройкой.

Проверить стабильность при разгоне кеш-памяти проще всего той же утилитой Prime95 29.4, но в режиме Blend, в котором эта программа работает с большими объёмами данных и активно эксплуатирует подсистему кеш-памяти.

Естественно, в разогнанной системе логично использовать и скоростную память. Разгон памяти к теме данной статьи относится лишь косвенно, однако нужно упомянуть, что использование модулей DDR4 SDRAM с высокой частотой требует повышения процессорных напряжений VCCIO и на VCCSA. Первое отвечает за питание схем ввода-вывода CPU и контроллера памяти, второе – определяет напряжение на процессорном системном агенте.

При использовании модулей DDR4-3600 и более скоростных эти напряжения имеет смысл поднять до уровня 1,1-1,25 В. При этом нужно иметь в виду, что VCCSA влияет на разгон памяти сильнее, а напряжение VCCIO должно быть не выше, чем VCCSA.

И ещё одно важное напряжение, которое может иметь смысл скорректировать в разогнанной системе, – это CPU PLL. Практика показывает, что многие материнские платы завышают его во время разгона, в то время как оно оказывает существенное влияние на температурный режим процессора. Поэтому рекомендуется фиксировать его вручную в диапазоне 1,05-1,1 В.

⇡#Описание тестовых систем и методики тестирования

До сих пор мы отвечали на вопрос, поставленный первой частью названия этой статьи: как разогнать Core i7-9700K до 5 ГГц? Теперь же пришло время дать ответ и на второй вопрос: а стоит ли вообще разгонять такой процессор? Ведь он достаточно быстр и без того, а его оверклокинг не приводит к принципиальному улучшению частотной формулы, но зато очень существенно увеличивает энергопотребление и тепловыделение системы.

Для того, чтобы всесторонне разобраться в целесообразности разгона Core i7-9700K, мы провели его тестирование в трех режимах: в номинале; при включении технологии Multi-Core Enhancements; и при его типичном ручном разгоне до 5,0 ГГц (4,8 ГГц при исполнении AVX-инструкций) с одновременным увеличением частоты работы L3-кеша до 4,6 ГГц.

Для полноты картины производительность восьмиядерного Core i7-9700K мы сравним с результатами тестов шестиядерного Core i7-8700К и Ryzen 7 2700X, которые так же, как и главный герой, были протестированы в номинале и при разгоне до наиболее типичных значений частот. Для Core i7-8700K это – 5,0 ГГц с увеличением частоты кеша до 4,8 ГГц, а для Ryzen 7 2700X – 4,1 ГГц.

В конечном итоге список задействованных в тестировании комплектующих получился таким:

• Процессоры:
  • AMD Ryzen 7 2700X (Pinnacle Ridge, 8 ядер + SMT, 3,7-4,3 ГГц, 16 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-9700K (Coffee Lake Refresh, 8 ядер, 3,6-4,9 ГГц, 12 Мбайт L3);
  • Intel Core i7-8700K (Coffee Lake, 6 ядер + HT, 3,7-4,7 ГГц, 12 Мбайт L3);
  • Процессорный кулер: Corsair Hydro Series H115i;
• Материнские платы:
  • ASRock X470 Taichi (Socket AM4, AMD X470);
  • ASUS Maximus XI Hero (LGA 1151v2, Intel Z390);
• Память:
  • 2 × 8 Гбайт DDR4-3600 SDRAM, 16-16-16-36 (G.Skill Trident Z RGB F4-3600C16D-16GTZR).
  • Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (TU102, 1350/14000 МГц, 11 Гбайт GDDR6 352-бит).
  • Дисковая подсистема: Samsung 960 PRO 1TB (MZ-V6P1T0BW).
  • Блок питания: Thermaltake Toughpower DPS G RGB 1000W Titanium (80 Plus Titanium, 1000 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise (v1803) Build 17137.1 с использованием следующего комплекта драйверов:

• AMD Chipset Driver 18.10;
• Intel Chipset Driver 10.1.1.45;
• Intel Management Engine Interface Driver 11.7.0.1017;
• NVIDIA GeForce 416.34 Driver.

Описание использовавшихся для измерения вычислительной производительности инструментов:

Комплексные бенчмарки:

• BAPCo SYSmark 2018 – тестирование в сценариях Productivity (офисная работа: обработка электронных таблиц, архивация и разархивация файлов, работа с PDF и тестовыми документами, электронная почта, установка и удаление программ, создание презентаций, оптическое распознавание просканированного документа), Creativity (работа над мультимедийным контентом — склейка панорам из нескольких изображений, создание HDR-фотографий, подготовка изображений к печати, импорт и эксперт фотографий, распознавание лиц на фото с применением ИИ-алгоритмов, перекодирование видео, подготовка видео к публикации в веб), Responsiveness (запуск «тяжёлых» программных пакетов, работа в браузере с большим числом открытых вкладок, установка и удаление программ, переключение между вкладками браузера и открытыми приложениями, запись набора документов в папку).
• Futuremark 3DMark Professional Edition 2.4.4264 — тестирование в сцене Time Spy Extreme 1.0.

Приложения:

• 7-zip 18.05 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 3,1 Гбайт. Используется алгоритм LZMA2 и максимальная степень компрессии.
• Adobe Photoshop Lightroom Classic СС 7.3 – тестирование производительности при пакетной обработке серии изображений в RAW-формате. Тестовый сценарий включает постобработку и экспорт в JPEG с разрешением 1920 × 1080 и максимальным качеством двухсот 16-мегапиксельных изображений в RAW-формате, сделанных цифровой камерой Fujifilm X-T1.
• Adobe Premiere Pro CC 2018 12.1.0 — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат YouTube 4K проекта, содержащего HDV 2160p30 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Blender 2.79b – тестирование скорости финального рендеринга в одном из популярных свободных пакетов для создания трёхмерной графики. Измеряется продолжительность построения финальной модели из Blender Cycles Benchmark rev4.
• Corona 1.3 – тестирование скорости рендеринга при помощи одноимённого рендерера. Измеряется скорость построения стандартной сцены BTR, используемой для измерения производительности.
• Stockfish 9 – тестирование скорости работы популярного шахматного движка. Измеряется скорость перебора вариантов в позиции «1q6/1r2k1p1/4pp1p/1P1b1P2/3Q4/7P/4B1P1/2R3K1 w».
• VeraCrypt 1.22.9 – тестирование криптографической производительности. Используется встроенный в программу бенчмарк, задействующий тройное шифрование Kuznyechik-Serpent-Camellia.
• x265 2.4+14 8bpp — тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC. Для оценки производительности используется исходный 2160p@24FPS AVC-видеофайл, имеющий битрейт около 42 Мбит/с.

Игры:

• Ashes of Singularity. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality Profile = Extreme. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Quality Profile = Extreme.
• Assassin’s Creed: Origins. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra High. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra High.
• Far Cry 5. Разрешение 1920 × 1080: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On. Разрешение 3840 × 2160: Graphics Quality = Ultra, Anti-Aliasing = TAA, Motion Blur = On.
• Kingdom Come: Deliverance. Разрешение 1920 × 1080: Overall Image Quality = Ultra High. Разрешение 3840 × 2160: Overall Image Quality = Ultra High.
• Shadow of the Tomb Raider. Разрешение 1920 × 1080: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = TAA. Разрешение 3840 × 2160: DirectX12, Preset = Highest, Anti-Aliasing = Off.
• Total War: Warhammer II. Разрешение 1920 × 1080: DirectX 12, Quality = Ultra. Разрешение 3840 × 2160: DirectX 12, Quality = Ultra.
• Watch Dogs 2. Разрешение 1920 × 1080: Field of View = 70°, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%. Разрешение 3840 × 2160: Field of View = 70°, Pixel Density = 1.00, Graphics Quality = Ultra, Extra Details = 100%.

Во всех игровых тестах в качестве результатов приводится среднее количество кадров в секунду, а также 0,01-квантиль (первая перцентиль) для значений FPS. Использование 0,01-квантиля вместо показателей минимального FPS обусловлено стремлением очистить результаты от случайных всплесков производительности, которые были спровоцированы не связанными напрямую с работой основных компонентов платформы причинами.

⇡#Производительность в комплексных тестах

Результаты SYSmark 2018 позволяют оценить, насколько заметный эффект даёт разгон Core i7-9700K с точки зрения производительности при обычной повседневной работе. Этот тест хорош тем, что использует реальные сценарии работы пользователя в распространённых приложениях, список которых включает Acrobat Pro DC, Photoshop CC, Lightroom Classic CC, BowPad 2.3, CyberLink PowerDirector 15, FileZilla 3, Chrome 65, Excel 2016, OneNote 2016, Outlook 2016, PowerPoint 2016 и Word 2016. И полученные в нём результаты явно указывают на то, что существенного прироста быстродействия ждать не следует. Если в случае разгона Core i7-8700K быстродействие можно было поднять на достаточно ощутимые 17 %, то оверклокинг Core i7-9700K даёт гораздо более скромный результат – 9 % в лучшем случае.

Если же в качестве метрики взять тест 3DMark Time Spy Extreme, который моделирует гипотетическую идеальную в плане параллелизма игровую нагрузку, то здесь увеличение частоты Core i7-9700K до 5,0 ГГц (с применением корректирующего коэффициента -2 для AVX-инструкций) позволяет получить прирост быстродействия на уровне 11 %. В то же время разгон Core i7-8700K позволял увеличить показатель процессорной производительности на 15 %, что выступает ещё одним подтверждением наблюдения, что по мере выхода новых поколений интеловских процессоров, их оверклокерский потенциал планомерно снижается.

⇡#Производительность в ресурсоёмких приложениях

Несмотря на то, что Core i7-9700K допускает относительно небольшой разгон, приложения для создания и обработки контента реагируют на него достаточно чутко. Даже простое включение MCE, отменяющее для CPU ограничения по энергопотреблению, позволяет получить примерно 5-процентное увеличение быстродействия. Если же заняться оверклокингом вручную, то из Core i7-9700K можно выжать дополнительные 10 % быстродействия.

Рендеринг:

Обработка фото:

Работа с видео:

Перекодирование видео:

Архивация:

Шифрование:

Шахматы:

⇡#Производительность в играх

⇡#Тесты в разрешении FullHD

О том, что Core i7-9700K – отличный процессор для игровых систем, мы уже говорили не раз. И это утверждение в полной мере относится к его работе в номинальном режиме. На вопрос же о том, нуждаются ли игроки в его дополнительном разгоне, скорее следует дать отрицательный ответ. Как видно по результатам тестирования, включение MCE не даёт практически никакого прироста в кадровой частоте даже в процессорозависимом разрешении FullHD. Оверклокинг Core i7-9700K до 5,0 ГГц позволяет получить примерно 3-процентный прирост fps, который не просто мало что меняет, но и скорее всего вообще не будет заметен.

Впрочем, справедливости ради нужно заметить, что эти 3 % - это именно тот разрыв, который существует между главным героем этого обзора и флагманским процессором Core i9-9900K. Следовательно, разогнав Core i7-9700K до 5,0 ГГц, его игровую производительность можно довести до того уровня, который выдаёт старший восьмиядерник с Hyper-Threading.

⇡#Тесты в разрешении 4K

Если же вести речь о играх в разрешении 4K, то в этом случае от разгона Core i7-9700K ни горячо, ни холодно. Интеловские процессоры последнего поколения производительны настолько, что их скорость попросту упирается в мощность графического ускорителя даже тогда, когда в системе установлена самая-самая на данный момент видеокарта GeForce RTX 2080 Ti. Поэтому пока на рынке не появятся ещё более мощные GPU, разгонять восьмиядерники Intel в игровых системах, оснащённых 4K-мониторами, нет почти никакого смысла.

⇡#Энергопотребление

Как уже было показано в первой части материала, разгон восьмиядерных процессоров сопровождается колоссальным ростом их тепловыделения и энергопотребления. Позволим себе проиллюстрировать это ещё раз, измерив полное потребление тестовой системы с разными процессорами, работающими в разных режимах.

Используемый нами в тестовой системе цифровой блок питания серии Thermaltake Toughpower DPS G позволяет контролировать потребляемую и выдаваемую электрическую мощность, чем мы и пользуемся для измерений. На графиках ниже приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное «после» блока питания и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в системе компонентов. КПД самого блока питания в данном случае не учитывается.

Главное, что следует вынести из этих графиков, это то, что любой разгон Core i7-9700K приводит к росту энергопотребления в полтора-два раза. И это не только накладывает особые требования на системы охлаждения и материнские платы. По этой же причине следует задуматься о целесообразности оверклокинга вообще, поскольку рост энергозатрат и тепловыделения совершенно несопоставим с тем приростом производительности, который можно получить при увеличении рабочей частоты выше номинальных значений.

⇡#Заключение

Обновленный Core i7 девятого поколения – вне всяких сомнений, очень интересный процессор для высокопроизводительных конфигураций. Даже самые отъявленные скептики, которые раньше любили рассуждать, что «шести ядер скоро перестанет хватать для игр», теперь лишены каких-либо аргументов. Ведь Core i7-9700K в отличие от своего предшественника – это полноценный восьмиядерник, правда, лишённый технологии Hyper-Threading.

Увеличение числа ядер благотворно сказалось на производительности. Если сравнивать Core i7-9700K и Core i7-8700K, то новинка быстрее и в большинстве приложений, и в играх. И даже больше того, в какой-то мере о Core i7-9700K теперь можно говорить, как о лучшем в своём сегменте варианте по соотношению быстродействия и цены. Его главный конкурент, Ryzen 7 2700X, предлагает сопоставимую или более высокую производительность только в ресурсоёмких счётных нагрузках вроде рендеринга 3D-моделей или видеороликов. А при решении задач, свойственных для среднестатистических потребительских систем, Ryzen 7 2700X явно уступает Core i7-9700K. Ярче всего это проявляется в играх, где преимущество интеловского восьмиядерника достигает 30 % (если говорить о разрешении FullHD, где производительность процессора не упирается в потенциал графической карты). При этом, напомним, по рекомендованной цене Ryzen 7 2700X дешевле Core i7-9700K всего на 15 %.

Конечно, к тезису о превосходстве интеловского восьмиядерника нужно сделать массу оговорок. Во-первых, купить Core i7-9700K по цене, близкой к рекомендованной, пока невозможно. Во-вторых, пользователи, не обладающие 144-герцовыми мониторами и видеокартами последнего поколения игровое превосходство Core i7-9700K пока не ощутят. Но всё равно, в качестве основы игровой системы этот CPU предлагает больший задел на будущее, плюс его преимущество в производительности над конкурирующим продуктом AMD нередко проявляется и в ресурсоёмких приложениях.

И здесь, казалось бы, должен прийтись к месту ещё один аргумент в пользу Core i7-9700K – разгон, ведь Ryzen 7 2700X – процессор, заметно нарастить производительность которого посредством оверклокинга практически невозможно. А интеловские чипы традиционно разгонялись заметно охотнее, позволяя их владельцам достаточно легко получать дополнительный прирост производительности. Но в случае с Core i7-9700K привычная ситуация кардинально поменялась, и похвастать хорошими оверклокерскими качествами он уже не может.

Добавив в процессорный кристалл Coffee Lake два дополнительных ядра, Intel подошла вплотную к возможностям своего 14-нм техпроцесса. Как мы видели по результатам тестов, восьмиядерные процессоры не только не способны удерживать свои аппетиты в рамках 95-ваттного теплового пакета, но и быстро перегреваются при попытках поднять их частоты выше определённых в спецификации значений. Иными словами, оверклокерский потенциал у Core i7-9700K – сплошное разочарование. Несмотря на то, что в новом поколении своих потребительских CPU компания Intel вернулась к использованию припоя в качестве внутреннего термоинтерфейса, новый восьмиядерник – очень «горячий» и плохо приспособленный для повседневной эксплуатации в оверклокерских режимах процессор.

Конечно, если правильно подойти к делу, кое-каких успехов при разгоне Core i7-9700K добиться всё-таки можно. Например, 5-процентный прирост производительности в приложениях способно дать простое включение функции Multi-Core Enhancements. А если заняться ручным подбором параметров в BIOS, то скорее всего Core i7-9700K получится заставить работать на частотах порядка 4,8–5,0 ГГц, что даст увеличение быстродействия в ресурсоёмких задачах на 10 % и в играх – на 3 %.

Причём, как показала практика, вывести Core i7-9700K на частоту 5,0 ГГц (с применением корректирующего коэффициента -2 для AVX-инструкций) не так уж и сложно. Такой режим работы легко достижим для большинства экземпляров восьмиядерников при увеличении напряжения питания до 1,3-1,375 В. Главное же при таком разгоне – подобрать эффективное охлаждение, способное отвести от CPU порядка 250 Вт тепла, и не попасть впросак с материнской платой, качественная реализация схемы питания на которой теперь стала иметь чуть ли не определяющее значение.

Но в конечном итоге мы бы всё же не стали однозначно рекомендовать разгонять новые восьмиядерные LGA 1151v2-процессоры Intel. Они хороши и в штатном режиме, а оверклокинг поднимает производительность не слишком заметно, зато влечёт за собой массу проблем, сопутствующих серьёзному росту температур и кратному увеличению энергетических аппетитов.