Intel Core i7 3960X Extreme Edition: Approfondimento Overclock

001-intel-sandy-bridge-e-approfondimento-overclock-copertinaDopo aver pubblicato nei giorni scorsi la recensione completa sulla nuova piattaforma di fascia alta del colosso di Santa Clara, nota con il nome Sandy Bridge-E, vi proponiamo oggi un’analisi approfondita e dettagliata di tutto ciò che ruota attorno alle possibilità di overclock offerte e le implicazioni nell’uso di tali settaggi. Ci soffermeremo sulle nuove possibilità di overclock del Base Clock (BCLK), osserveremo la scalabilità delle prestazioni all’aumentare della frequenza operativa del processore, analizzeremo l’impatto dell’ottimizzazione del comparto di memoria e ultimo, ma non meno importante, l’andamento dei consumi complessivi del sistema. Non possiamo che augurarvi una piacevole lettura!!!


Uno sguardo alle nuove possibilità di overclocking:


Siamo ormai tutti a conoscenza di quelle che sono le possibilità di overclock offerte dalla piattaforma Sandy Bridge di fascia media, basata su socket LGA-1155 e chipset serie 6. L’avere un solo generatore di clock interno legava, di fatto, la frequenza del Base Clock (BCLK) a tutti gli altri componenti (Link DMI, PEG, RAM), riducendo sensibilmente lo spazio di “manovra”, e consentendo un incremento massimo mediamente del 5/6%, vale a dire praticamente 5/6MHz oltre i 100MHz di default, senza incappare in problemi di stabilità.

La via più semplice, quindi, per procedere all’overclock del proprio processore era sicuramente l’aumento del moltiplicatore di frequenza, ovviamente a patto di possedere un modello “serie K”, completamente sbloccato. Con i normali processori “non K” le possibilità di overclock si limitavano a poche centinaia di MHz rispetto alla frequenza nominale, derivati in parte dal piccolo margine di azione sul BCLK ed in parte dalla possibilità di sfruttare i pochi bin in più di moltiplicatore messi a disposizione dal Turbo Boost.

Il margine d’intervento sulla frequenza del comparto di memoria era anch’esso limitato dalle scarse possibilità di overclock del BCLK (i soliti +5/6% in media), in quanto, oltre all’impostazione del rispettivo moltiplicatore all’interno del BIOS, non vi era di fatto nessun altro modo per incrementarne la frequenza.

Con la nuova piattaforma Sandy Bridge-E LGA-2011 il quadro della situazione si fa abbastanza più interessante, per la gioia degli “smanettoni”. Una delle principali novità introdotte riguarda la presenza di un generatore di clock esterno (il chip CK505) dotato di buffer, dedicato esclusivamente alla gestione del Base Clock (BCLK) con possibilità di applicare allo stesso differenti rapporti, impostabili tramite moltiplicatore all’interno del BIOS. Il parametro interessato è denominato “Host Clock Multiplier” e consente l’impostazione di tre valori: 1.00 (default), 1.25 e 1.67.

002-intel-sandy-bridge-e-approfondimento-overclock-specifiche-ck505

L’impostazione di questo moltiplicatore ha effetto solamente sulla frequenza del BCLK e su quella delle memorie RAM, non andando a interferire in alcun modo verso il resto dei componenti (Link DMI e PEG), sempre mantenuti in specifica. Bisognerà quindi ricordarsi, a patto di non voler volontariamente incrementare la frequenza delle proprie RAM, di regolare opportunamente il moltiplicatore a loro dedicato, in maniera da rimanere il più possibile in prossimità delle specifiche, o comunque in una condizione stabile.

Cerchiamo ora di capire un po’ meglio come funziona il tutto, partendo innanzitutto dalla condizione predefinita. Sappiamo bene che la frequenza di BCLK è sempre fissata a 100MHz, al pari della piattaforma Sandy Bridge di fascia media. Da questa dipende in modo diretto, come abbiamo già detto, sia la frequenza operativa del processore e sia quella delle memorie RAM, in entrambi i casi applicata tramite relativo moltiplicatore.

Prendendo come esempio pratico il modello di punta della linea, il Core i7 3960X, ci rendiamo conto, quindi, che la sua frequenza operativa di base sia semplicemente il prodotto di due fattori, il BCLK (100MHz) e il moltiplicatore CPU (fissato a 33x). Alla stessa maniera la frequenza delle memorie RAM è il risultato della moltiplicazione tra il BCLK e il relativo moltiplicatore RAM impostato. Questa nuova piattaforma mette a disposizione tutti i moltiplicatori necessari per il corretto funzionamento di moduli da una frequenza di 800MHz sino a giungere a ben 2400MHz, il tutto senza bisogno di agire sul Base Clock.

Ammettendo quindi di incrementare la frequenza del BCLK sfruttando il nuovo “Host Clock Multiplier” ne deriverebbe un marcato aumento sia della frequenza del processore e sia delle memorie RAM, pur restando entro le specifiche con tutti gli altri componenti.

Sempre prendendo come riferimento il modello di punta (Core i7 3960X) e mantenendo il moltiplicatore CPU al valore predefinito (33x) si otterrebbe:


  • BCLK 125MHz (100MHz x 1.25) x 33 = 4.125MHz
  • BCLK 167MHz (100MHz x 1.67) x 33 = 5.511MHz

Ricordiamo che ovviamente il moltiplicatore CPU è liberamente impostabile verso il basso (fino a un minimo di 12x) con qualsiasi processore della serie, mentre risulta sbloccato a salire (sfruttando il Turbo Boost Ratio) solamente con i modelli Extreme Edition e serie K. Appare evidente che con questa nuova piattaforma avremo a disposizione un ventaglio ben più ampio di frequenze disponibili, rispetto a quanto abbiamo visto con la piattaforma Sandy Bridge di fascia media, in cui la bontà del processore, in termini di “massimo moltiplicatore raggiungibile” era l’unica via per ottenere risultati degni di nota.

Per quanto riguarda la frequenza delle memorie RAM, l’impostazione manuale dell’Host Clock Multiplier ci mette dinanzi al seguente scenario:


BCLK 125MHz (100MHz x 1.25) x DRAM Multiplier:Speed

  • 6:800 = 1000MHz
  • 8:1066 = 1333MHz
  • 10:1333 = 1666MHz
  • 12:1600 = 2000MHz
  • 14:1866 = 2333MHz
  • 16:2133 = 2666MHz
  • 18:2400 = 3000MHz

BCLK 167MHz (100MHz x 1.67) x DRAM Multiplier:Speed

  • 6:800 = 1333MHz
  • 8:1066 = 1777MHz
  • 10:1333 = 2222MHz
  • 12:1600 = 2666MHz
  • 14:1866 = 3111MHz
  • 16:2133 = 3555MHz
  • 18:2400 = 4000MHz

Come abbiamo già detto precedentemente, ognuno sarà libero di impostare il moltiplicatore, scegliendo quello più opportuno in relazione alle caratteristiche del kit posseduto, in maniera da evitare qualsiasi problematica derivante da una condizione operativa troppo superiore rispetto alle specifiche.

Una domanda che forse molti di voi sicuramente si pongono potrebbe essere: l’aumento del BLCK tramite Host Clock Multiplier conduce ad un incremento delle prestazioni? La risposta purtroppo è no, proprio per il fatto che agendo sui nuovi moltiplicatori disponibili non si va in alcun modo ad interferire con i componenti “legati” al BCLK, che continueranno ad operare in specifica, come se il Base Clock restasse a 100MHz. Gli unici effetti si hanno esclusivamente sulla frequenza del processore e su quella delle memorie RAM, ma, ponendo uno scenario che veda alla pari queste due frequenze, non ci saranno vantaggi tangibili tra l’avere un BCLK a 100MHz o averlo, ad esempio, a 125MHz (impostando moltiplicatore 1.25).

A titolo di paragone vi mostriamo qualche benchmark sintetico, all’incirca in pari condizioni (fatta eccezione per una manciata di MHz sulle memorie RAM).

Si nota chiaramente come l’aumento del BCLK, tramite Host Clock Multiplier, non porta ad alcun beneficio in termini prettamente prestazionali. I vantaggi sono ben altri, quali i maggiori margini di overclock di processore e memoria, ed ovviamente il più ampio ventaglio di impostazioni possibili.

{jospagebreak_scroll title=Sistema di Prova e Metodologia di Test&heading=Nuove possibilità di Overclocking:}


Sistema di Prova e Metodologia di Test:


Nella tabella che segue riassumiamo le principali caratteristiche della configurazione impiegata per l’esecuzione delle nostre prove:

Immagine_1_-_Config_di_Prova

Tutti i test eseguiti sono stati ripetuti per ben tre volte, al fine di verificare la veridicità dei risultati. L’hardware è stato montato su di un banchetto di produzione DimasTech.

La scheda video adottata per le prove è una Sapphire Radeon HD6970 mantenuta entro le specifiche (880/1375). I driver usati sono gli ultimi AMD Catalyst 11.10 dotati di certificazione WHQL.


Analisi della scalabilità:


Le prove sono finalizzate a osservare la scalabilità delle prestazioni all’aumentare della frequenza operativa del processore. Tutte le frequenze sono ottenute mantenendo il BCLK in specifica (100MHz) e aumentando semplicemente il moltiplicatore, da un minimo di 34x (3400MHz) fino ad un massimo di 49x (4900MHz). Le memorie sono state fissate a 1600MHz con latenze pari a 9-9-9-24-1T. Tutte le funzionalità di risparmio energetico sono disattivate.

Queste le applicazioni interessate:

  • Cinebench 11.5 64bit;
  • Euler3D Benchmark v2.2;
  • wPrime Benchmark v1.55;
  • WinRAR 4.01 64bit;
  • X264 HD Benchmark v4.0.

Prestazioni all’aumentare della frequenza della RAM:


Le prove sono finalizzate a osservare i benefici derivanti dall’aumento della frequenza delle memorie RAM, ovviamente mantenendo costanti le latenze. Il processore è stato impostato a 4200MHz, semplicemente aumentando il moltiplicatore (42x) e mantenendo il BCLK in specifica (100MHz). Le latenze delle memorie sono state fissate a 9-9-9-24-1T.

Queste le applicazioni interessate:

  • AIDA64 Extreme 2.00.1714;
  • SiSoftware Sandra 2012.01.18.10;
  • Cinebench 11.5 64bit;
  • Blender2.55b 64bit;
  • WinRAR 4.01 64bit;
  • X264 HD Benchmark v4.0.
  • Alien vs Predator – DX11;
  • Metro 2033 – DX11.

Prestazioni a seguito dell’ottimizzazione delle latenze:


Le prove sono finalizzate a osservare i benefici derivanti dall’ottimizzazione delle latenze delle memorie, mantenendo le stesse a una frequenza fissa di 1333MHz. Il processore è stato impostato a 4200MHz, semplicemente aumentando il moltiplicatore (42x) e mantenendo il BCLK in specifica (100MHz).

Queste le applicazioni interessate:

  • AIDA64 Extreme 2.00.1714;
  • SiSoftware Sandra 2012.01.18.10;
  • Cinebench 11.5 64bit;
  • Blender2.55b 64bit;
  • WinRAR 4.01 64bit;
  • X264 HD Benchmark v4.0.
  • Alien vs Predator – DX11;
  • Metro 2033 – DX11.

{jospagebreak_scroll title=Analisi della scalabilità:}


Analisi della scalabilità:


Le prove sono finalizzate a osservare la scalabilità delle prestazioni all’aumentare della frequenza operativa del processore. Tutte le frequenze sono ottenute mantenendo il BCLK in specifica (100MHz) ed aumentando semplicemente il moltiplicatore, da un minimo di 34x (3400MHz) fino ad un massimo di 49x (4900MHz). Le memorie sono state fissate a 1600MHz con latenze pari a 9-9-9-24-1T. Tutte le funzionalità di risparmio energetico sono disattivate. Osserviamo i risultati:


Cinebench R11.5:



Euler3D v2.2:



wPrime Benchmark v1.55:



WinRAR 4.01 64bit:



X264 HD Benchmark 4.0:



Considerazioni:


Dalle prove effettuate appare evidente una certa linearità nell’aumento delle prestazioni al variare della frequenza operativa del processore. In quasi tutti i test le prestazioni aumentano in maniera sensibile e, in alcuni casi, in misura del tutto equiparabile all’aumento della frequenza (circa il +50%). Il beneficio maggiore sembra trarlo il software di compressione WinRAR 4.01, in cui l’aumento della frequenza operativa porta ad un “boost” prestazionale veramente notevole.

{jospagebreak_scroll title=Prestazioni all’aumentare della frequenza RAM:}


Prestazioni all’aumentare della frequenza RAM:


Le prove sono finalizzate a osservare i benefici derivanti dall’aumento della frequenza delle memorie RAM, ovviamente mantenendo costanti le latenze. Il processore è stato impostato a 4200MHz, semplicemente aumentando il moltiplicatore (42x) e mantenendo il BCLK in specifica (100MHz). Le latenze delle memorie sono state fissate a 9-9-9-24-1T. Osserviamo i risultati:


AIDA64 Extreme Edition 2.00.1714:



SiSoftware Sandra 2012.01.18.10:



Cinebench R11.5:



Blender 2.55b:



WinRAR 4.01 64bit:



X264 HD Benchmark 4.0:



Aliens vs Predator:


Immagine_2_-_Alien_vs_Predator



Metro 2033:


Immagine_3_-_Metro_2033


Considerazioni:


Come notiamo dai risultati, i miglioramenti più apprezzabili, derivati dall’incremento della frequenza delle memorie RAM, si osservano con i benchmark sintetici, quali ad esempio AIDA64 e Sandra, nei quali viene registrato un netto aumento della bandwidth a disposizione. Negli scenari di utilizzo tipico il vantaggio tende a essere decisamente più contenuto e difficilmente percepibile ad occhio, soprattutto utilizzando moduli al di sopra dei 1600MHz. Nei giochi non si nota praticamente alcun beneficio tangibile derivato dall’aumento della frequenza delle RAM, come prevedibile del resto.

{jospagebreak_scroll title=Prestazioni a seguito dell’ottimizzazione delle latenze:}


Prestazioni a seguito dell’ottimizzazione delle latenze:


Le prove sono finalizzate a osservare i benefici derivanti dall’ottimizzazione delle latenze delle memorie, mantenendo le stesse a una frequenza fissa di 1333MHz. Il processore è stato impostato a 4200MHz, semplicemente aumentando il moltiplicatore (42x) e mantenendo il BCLK in specifica (100MHz). Osserviamo i risultati:


AIDA64 Extreme Edition 2.00.1714:



SiSoftware Sandra 2012.01.18.10:



Cinebench R11.5:



Blender 2.55b:



WinRAR 4.01 64bit:



X264 HD Benchmark 4.0:



Aliens vs Predator:


Immagine_2_-_Alien_vs_Predator


Metro 2033:


Immagine_3_-_Metro_2033


Considerazioni:


L’ottimizzazione delle latenze, come vediamo, influisce senz’altro in misura inferiore sulle performance complessive, rispetto all’aumento della frequenza operativa. In quasi tutti gli applicativi testati non vi è un margine di miglioramento tale da portarci a preferire l’una o l’altra impostazione, le differenze sono talmente contenute da risultare praticamente impercettibili, sembrando derivate più dalla normale variabilità tra un test e l’altro che non dall’effettiva ottimizzazione delle latenze. Ancora una volta le differenze “maggiori” le notiamo con il software di compressione WinRAR 4.01, ma anche in questo caso in misura ben più contenuta rispetto a quella osservata a seguito dell’aumento della frequenza operativa.

{jospagebreak_scroll title=Analisi dei consumi:}


Analisi dei Consumi:


Le prove sono finalizzate a osservare l’andamento dei consumi complessivi del sistema di prova, direttamente alla presa di corrente, al variare della frequenza operativa del processore. Tutte le frequenze sono ottenute mantenendo il BCLK in specifica (100MHz) e aumentando semplicemente il moltiplicatore, da un minimo di 34x (3400MHz) fino a un massimo di 49x (4900MHz). Abbiamo lasciato impostare automaticamente alla scheda madre la tensione di alimentazione del processore, in relazione alla frequenza operativa. Le memorie sono state fissate a 1600MHz con latenze pari a 9-9-9-24-1T. Tutte le funzionalità di risparmio energetico sono disattivate. Le misurazioni sono state ripetute più volte, nel grafico la media delle letture nella seguente condizione:

Full-Load eseguendo un wPrime Benchmark 1.55 (1024M).


Considerazioni:


Possiamo notare come i consumi complessivi del sistema aumentino in maniera non proprio lineare all’aumentare della frequenza operativa. Questo è dovuto, con molta probabilità, alla gestione automatica, da parte della scheda madre, della tensione di alimentazione del processore, che ad alte frequenze tende a fornire più di quanto realmente necessario. Ottimizzandola manualmente si riuscirebbe certamente, per non dire ovviamente, ad ottenere un andamento leggermente più lineare dei consumi rispetto a quello mostrato nel grafico. Noi abbiamo preferito mostrarvi questo scenario poiché è semplicemente, a nostro avviso, quello “peggiore” al quale è possibile andare incontro, e quindi, di fatto, il più indicativo.


Gianluca Cecca – delly – Admin di HW Legend

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