Обзор и тестирование материнской платы MSI MPG Z590 Gaming Force. Экспериментируем с разгоном Intel Core i7-11700K
Тестовый стенд
В состав открытого стенда вошли:
- процессор: Intel Core i7-11700K (3,6 ГГц);
- AIO: NZXT Kraken X72;
- термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
- память: Kingston HyperX Fury RGB HX434C16FB3AK2/16 (2×8 ГБ, 3466 МГц, 16-18-18-36-2T, 1,35 В, Samsung B-die);
- видеокарта: ASUS ROG-STRIX-GTX1660S-O6G-Gaming (Performance mode);
- накопитель: Silicon Power Slim S55 (240 ГБ, SATA 6 Гбит/с, AHCI mode);
- блок питания: SilverStone SST-ST65F-PT (650 Вт) + дополнительный процессорный кабель питания;
- операционная система: Windows 10 Pro x64 (10.0.19042.928);
- драйверы: Intel Chipset Software Installation Utility (10.1.18634.8254), Intel Management Engine (2101.15.0.2080), Intel Optane Memory and Storage Management (software — 18.1.1015.0, driver — 18.31.2.1034), GeForce 466.11.
Эксперименты сперва проводились на прошивке A.17, затем — на финальной сборке A.10, обновление данных в HWiNFO64 происходило с периодичностью 500 мс (Pooling Period). Тест кадровой частоты FPS Benchmark в CS:GO запускался со следующими настройками — 1, 2.
Система охлаждения
В фирменной среде управления NZXT CAM режим работы помпы устанавливался на 100 % (2725 об/мин), для вентиляторов я остановился на 88 % (1575 об/мин). Это не вызывало явного акустического дискомфорта рядом со стендом. Форсаж настроек происходил сразу по загрузке ОС, после чего NZXT CAM закрывался (выгружался), чтобы исключить влияние на загрузку ядер CPU и опрос датчиков другими утилитами. ПО HWiNFO64 корректно взаимодействовало с доступными переменными у AIO, отображая все текущие значения физических величин.
Разгонный потенциал
Два самых способных ядра ускорятся до 5,0 ГГц в однопоточной нагрузке, остальные не покажут больше, чем 4,9 ГГц.
С переходом к двухпоточной задаче 5,0 ГГц уже не увидеть, предел — 4,9, но уже на любом участке кристалла. Неотобранные ядра, очевидно, выполняют задачу лишь на 4,7 ГГц, тогда как 4,9 ГГц для них — не более, чем частотные пики.
Наращивание нагрузки до четырёх потоков в бенчмарке 7-Zip переводит большинство ядер на постоянные 4,7 ГГц, изредка видны «всплески» до 4,9 ГГц и провалы до 4,6 ГГц. Частота Uncore снижается до 3,9 ГГц.
Шесть потоков и частота опускается до рядовых 4,6 ГГц с редкими пиками до уровня 4,7 ГГц. Кольцевая шина переходит на 3,8 ГГц.
С восемью потоками у Core i7-11700K, к моему удивлению, окончательной стабилизации частоты на 4,6 ГГц не происходит, кое-когда какие-то из ядер прыгают чуть выше базового рубежа.
При полной загрузке ЦП в лице шестнадцатипоточного сценария ничего кроме 4,6 ГГц уже не увидеть.
Как и было задумано специалистами Intel, отставание от Core i9-11900K здесь составляет 200 МГц. Начальные установки выглядели так:
Предметнее с частотами ядер, напряжением, температурой и другими переменными в зависимости от типа поставленной задачи можно ознакомится на снимках экрана ниже. В CS:GO нагрев ядер не превысил 43 °С, а при нагрузке вида Cinebench R23 пиковыми были 63 градуса, словом, о каких-то высоких цифрах речь вообще не идёт. Очень сильно улучшилась латентность памяти, работа над микрокодом ведётся и это заметно.
Сценарий Prime95 Blend с деактивированным AVX греет процессор даже меньше, чем Cinebench, LinX доводит систему до троттлинга уже на третьем проходе, а ведь это память функционировала на скромных 2400 МГц. В AIDA64 стресс-тест FPU без AVX-512 не создаёт особых проблем для стендовой СЖО — в пике 75 градусов. При активации современных векторных инструкций троттлинг проявляется очень быстро, как в задаче AIDA64, так и в Prime95 с подтестом Small FFTs. Словом, разительных изменений относительно Core i9-11900K нет, разница лишь в температуре ядер и активной частоте для тех мест, где не было троттлинга. Ключевыми в перегреве CPU являются частота и напряжение для случаев использования AVX-512, без снижения чего-то одного (а то и обоих) перегрева не избежать. Напомню, мы работаем в системе с деактивированными лимитами потребления.
Потребление энергии стендом в простое снижалось до 52 Вт, пиковыми в нагрузке, соответственно, стали такие значения: 244, 378, 266, 376 и 405 (Вт).
Ускорим систему путём активации XMP. SA Voltage вырос с 0,9 до 1,3 В, а IO 2 (равнялось 1 В) вместе с DRAM (1,2 В) повысились до 1,35 В. Частота памяти составила 3466 МГц, а делитель для КП не форсировался, то есть плата работала с Gear 1.
Изменения частоты ядер ЦП не произошло, в несложных тестах роста температуры тоже не заметно. Снова констатирую снижение латентности, что не может не радовать.
Там, где был троттлинг, он только усилился, но никаких признаков того, что он появится в остальных случаях.
В простое потребление выросло до 61–62 Вт, уровни, характерные для нагрузки, составили: 271, 398, 276, 386 и невиданных 438 пиковых Вт.
Изучим фирменный разгонный сценарий Game Boost. С ним напряжение ЦП фиксируется на 1,4 В, а для всех ядер обещан прирост в один множитель или плюс 100 МГц. Профиль XMP оставался активным.
Как показали тесты, проблем со стабильностью не было, а рост частоты хоть и на малую долю, но повысил продуктивность ПК.
Где перегрев был, там он и остался, в прочих задачах рост температуры сильно подрывает идею «лишних» 100 МГц, во всяком случае, в сценариях, где загрузка ЦП близка к предельной.
В играх картина может выглядеть совсем иначе, но здесь рост потребления повысил цифры до 66 Вт в простое, а в нагрузке они равнялись: 368, 413, 349, 399 и 448 Вт (очередной новый «рекорд»).
Собственные эксперименты я начал с единым множителем и шести многопоточных проходов в Cinebench R23 в качестве ориентира стабильной рабочей частоты ЦП. Удалось стабилизировать процессор на 5040 МГц, тут же отмечу грамотную работу инженеров, которые фактически в точку попали с уровнем напряжения, посредством техники «offset» я лишь прибавил 0,01 В. Второстепенные напряжения были выставлены на базовую отметку с целью уберечь CPU от лишнего нагрева.
Уход BCLK в сторону от штатных 100 МГц на платах MSI приводит с автоматической модификации CL для DRAM, чему я препятствовать не стал. В итоге система вполне стабильна; оказывается, у Core i7-11700K есть солидный частотный «запас», но он, очевидно, требует совсем немалого напряжения.
И если прошлый подход подойдёт для условно-стабильных систем вроде игровых, то части пользователей это претит — им необходим абсолютно стабильный ПК в любой задаче. Что же, тогда придётся тщательно отстроить поведение ЦП с различными нагрузками AVX, притом каждый из сценариев будет греть процессор буквально совершенно по-разному. Я остановился на LinX для инструкций AVX-512, а профиль FPU в стресс-тестировании AIDA64 подойдёт для AVX. Поскольку целью был разумный максимум, то пришлось использовать понижающие множители, чтобы вывести частоту Core i7-11700K с нетребовательными нагрузками на высокий уровень. Выйти на психологические 5 ГГц не получилось из-за ограничений по уровню напряжения (и нагреву), финальными стали 4,97 ГГц путём снижения BCLK до 99,4 МГц. Фиксированным 1,36 В помогал профиль LLC с именем Mode 3, обеспечивающий хорошую стабилизацию. Для AVX компенсирующим множителем стала единица, а для AVX-512 — двойка. Когда все режимы были проверены, я дополнительно провёл эксперименты с повышением CPU Cache: с базовыми вторичными напряжениями удалось нарастить множитель до x42, что сильно скромнее, чем возможности побывавшего в лаборатории Core i9-11900K (там без хлопот получилось увидеть 4459 МГц).
В несложных задачах говорить о излишнем нагреве процессора с фиксированным напряжением совершенно не приходится. Ускоренный ПК получил прибавку даже в однопоточных нагрузках, несмотря на то, форсаж лучших ядер до 5 ГГц подразумевается штатной схемой функционирования Core i7-11700K (припомним, что ускорилась здесь ещё и кольцевая шина). Во многопоточных тестах, само собой, лидерство при разгоне куда очевиднее.
Как и было запланировано, нет перегрева ЦП, а система со всеми типами стресс-тестов не показывает проблем.
Преобразователь показал отличную стабилизацию напряжения CPU, уровень был близким к плановому. О его температуре правдиво сообщает встроенный датчик с именованием MOS. Контроль я проводил при содействии пирометра и замеров тыльной стороны платы. Так, участок слева от сокета грелся до 67 °C, а сверху — лишь до 64 °C, в это же время программные показатели достигали отметки в 70 градусов. Над дросселями площадка радиатора грелась, соответственно, до 59 и 57 градусов, а основная его область с рёбрами была ещё холоднее. Все работы со стендом проходили при комнатной температуре величиной около 22 градусов. Фиксированное напряжение вряд ли является оптимальным с точки зрения КПД работы всей сборки, но, при подобной визии у пользователя, так плата MPG Z590 Gaming Force способна без опасок работать даже с разогнанным мощным ЦП, прошу заметить, без какого-либо обдува VRM. И о потреблении: в простое оно снижается до 64 Вт, а нагрузка определила пиковые 365, 324 и 342 Вт. Последние два числа вряд ли кого обрадуют, если вспомнить насколько ниже были цифры с базовыми настройками, но такова цена разгона и фиксированного уровня напряжения. А вот 365 Вт — это даже меньше, чем тогда, что вряд ли будет удивлением, ведь только понижающий множитель поможет избежать перегрева процессора в LinX.
Обновив прошивку до финальной сборки (A.10), подоспевшей к этому времени, начнём поиск максимальных пределов ядер процессора по динамической схеме разгона. Полный цикл стресс-тестов был выше, для игровых сборок с уклоном в максимализм важнее как можно бо́льшая частота, а перегрев ЦП, вызванный избыточным напряжениям, вряд ли тут произойдёт. Другими словами, компенсирующие множители AVX в этот раз были за кадром, основная схема сформировалась как 52-51-51-51-51-50-50-50. Память была ускорена посредством XMP со всеми избыточными добавочными напряжениями. Для моих целей наиболее контролируемым поведением стабилизатора напряжения процессора оказалась комбинация Adaptive 1,3 В и добавочных 0,07 вольт. Профиль LLC — Mode 7. С этой комбинацией пиковым напряжение оказывалось на малопроточных задачах, с большим сопутствующим множителем для ядер, а с приближением к максимальному числу потоков оно планомерно снижалось. Нижний предел мы уже выяснили прежде, дело оказалось лишь за подборкой общей схемы.
На определение множителей влияло поведение системы в Prime95 со схемой работы Blend without AVX, притом в первом каскаде работы, когда нагрузка сниженная. Каждый в праве выбрать свой сценарий. Итак, выше x52 с напряжением не больше 1,5 В выйти не удалось, более того, уже с двумя потоками пришлось отказаться и от этого, опустившись до x51. Частота ядер постоянно меняется и оказывается смежной с несколькими соседними уровнями. Итак, поскольку игры были плановым сценарием, то с них и начнём. Видно, как до 5,2 ГГц был рост частоты на многих ядрах, как в CS:GO, так и в куда более сложной SOTTR (использовалась демоверсия игры). 57 и 69 пиковых градусов не позволяют беспокоиться об избыточном нагреве процессора, несмотря на немалое напряжение на нём.
Экспресс-тесты в ряде программ прошли без заминок, включая шесть проходов с Cinebench R15. Он, конечно, греет заметно слабее, чем более современные версии, но стабильность работы ПК в нём это уже хороший итог. В целом, если не говорить про истинно одно- или двухпоточные игры, то такой разгон Core i7-11700K позволяет обойти Core i9-11900K в его базовой схеме функционирования.
Сравним потребление энергии стендом с режимом активного XMP. В простое уровень совпал — 62 Вт. При нагрузке тогда пиковыми были 271 Вт, но они были характерны для второго каскада тестов, на первом будет правильным говорить о 226 Вт, здесь они сменились на 306 Вт.
Готовых разгонных профилей DRAM, как в серии MEG, здесь нет, потому изучим поведение механизма Memory Try It! Наш комплект заработал со стартовым сценарием DDR4-3733 CL14 Gear1 с коррекцией напряжения DRAM до 1,5 В, изначально предлагается всего 1,35 В, чего было явно мало. Есть подтверждение работоспособности системы с 3733 МГц без использования делителя, да ещё и с CL14 (хотя задержки тут имеют больше вторичную роль)!
Но если рост IO 2 — мера вынужденная, то величина SA Voltage способна шокировать — 1,596 В! Вряд ли всё это теперь имеет хоть какой-то смысл, кроме спортивного интереса.
Покорить 3733 МГц с адекватным напряжением SA не вышло и потому пришлось вернуться к уже знакомым 3600 МГц, а вместе с этим и к привычной схеме задержек 13-13-13-28-240. Латентность стала ощутимо лучше, возможно поэтому никаких «бесплатных» CR=1 теперь больше нет, а может в этом теперь и смысла тоже нет, ведь показатели и с «2» стали существенно лучше. Остаётся подобрать вспомогательные величины. SA — 1,2 В, IO 2 — 1,35 В. Для планок памяти хватило 1,48 В. С возросшими напряжениями получилось улучшить Ring Ratio до х44. Окончательную стабилизацию я оформил на частоте 4,7 ГГц для процессора вместе с невысокими 1,315 вольт в связке с LLC Mode 3. В таком виде ПК был готов к различным нагрузкам, включая AVX-512, без активации компенсирующего понижающего множителя ЦП.
Стабилизация напряжения DRAM оказалась высокого качества. Снижение латентности привело к цифре 40,4 нс, что, согласитесь, куда приятнее, чем было на старте продаж процессоров Rocket Lake-S. Кроме того, также есть прибавка и у скорости копирования. Словом, обновления в микрокоде очень даже заметные.
Повышение ряда добавочных напряжений и фиксированное процессорное привели к высоким 91 Вт в простое, а при работе LinX не случилось превышения планки в 361 Вт.
Базовая частота меняется с небольшим шагом, это может пригодиться при разгоне младших процессоров Intel, а максимальный разгон сопряжён с рядом трудностей. К примеру, нет проблем с пуском системы на отметке в 250 МГц, а вот ни с 240, ни с 230 успеха с POST уже нет, следующий островок стабильности — 220 МГц. В итоге я остановился на 252 МГц, хотя возможно, это и не предел. Вспомогательные настройки остались неизменными после разгона памяти.
Кроме завышения, может оказаться полезным и снизить частоту, что плата тоже делает вполне успешно, выше этому уже было свидетельство. Словом, к модификации BCLK устройство подготовлено.
Вывод
Подыскивая мощную материнскую плату на базе Intel Z590, будущий владелец наверняка помышляет если не о предельном разгоне старших процессоров, то хотя бы о всяческом контроле их работы, ведь для базовой схемы будут достаточны платы намного проще. MPG Z590 Gaming Force готова стать центром по контролю, UEFI уже на сегодня проработан отлично, вариантов настроек большое количество и на самые разные вкусы. Работа VRM не вызывает нареканий. Двух вилок питания ЦП будет достаточно для самых разных экспериментов, в том числе и с векторными инструкциями, если, конечно, удастся отвести огромное количество тепла от самого процессора. Есть множество профилей LLC, как и вариантов по установке напряжения. При работе с Intel Core i7-11700K и необслуживаемой СЖО беспокоиться о температуре преобразователя не приходилось. Смешанная нагрузка большой мощности, коей у нас выступил LinX (AVX-512), приводит к появлению звуков от дросселей, но об этом факте можно лишь сказать как о случившемся, поскольку «электронный» шум был даже меньшим, чем от помпы рядом. В наличии датчик температуры MOS, соответствующий стабилизатору, который показывает правдивые цифры, эти данные можно вплести в алгоритмы замедления работы системных вентиляторов.
Работа над прошивками ведётся и результатом трудов стало существенное падение латентности как в обычных режимах функционирования ОЗУ, включая активацию XMP, так и после приличного её разгона с Gear 1. Хорошо работал и стабилизатор напряжения DRAM, не требующей чуткого внимания для поисков безошибочных схем эксплуатации всей сборки. На плате находится меньшее число вспомогательных элементов, чем в серии MEG, но, как мы уже поняли, для проведения разгонных экспериментов испытуемая подходит, чего уже там говорить про разовую сборку и отстройку ПК. Кого-то может не устроить лишь один контроллер для Сети, во вступлении эта тема уже раскрывалась. Взамен плате придали нетривиальный внешний вид. Насколько приживётся модель в рядах устройств компании MSI покажут лишь продажи, а мне остаётся порекомендовать её к добавлению в список желаний, если основной набор возможностей выглядит достаточным для обладателя будущего ПК.
Источник