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Gigabyte EX58-UD3R e DDR3 Corsair Dominator: alla scoperta di Intel Nehalem [Parte 2] - 11) Test di overclock sulla piattaforma

Indice
Gigabyte EX58-UD3R e DDR3 Corsair Dominator: alla scoperta di Intel Nehalem [Parte 2]
9) Il BIOS
10) Memorie Corsair Dominator TriChannel
11) Test di overclock sulla piattaforma
12) Benchmark: performance default vs overclock
13) Considerazioni finali e conclusioni
Tutte le pagine

Avevo già accennato in precedenza alla difficoltà dell'overclock su piattaforma Nehalem. In realtà, non c'è nulla di difficile: è però cruciale tenere a mente la schematizzazione riportata all'inizio del paragrafo sull'OC di Core i7 in modo da focalizzare al meglio l'attenzione sulle componenti su cui effettuare incrementi di frequenza e/o di tensioni di alimentazione. Di seguito ripropongo l'esperienza di overclock adottata personalmente, riportando in sintesi i principali step compiuti.

Il problema del calore

Come avremo modo di notare a breve, Nehalem scalda maledettamente: gli 8 thread complessivi, se utilizzati appieno da software di stress test / benchmark, sviluppano nel complesso un quantitativo di calore davvero notevole che, in caso di overclock, si traduce in un TDP complessivo ben superiore ai 130W. Il dissipatore stock fornito da Intel non è certo adeguato per "grandi" overclock.

Il test è stato condotto con un sample Intel Core i7 920 nello stepping D0 (acquistato personalmente). Tale stepping, come riportato in QUESTO articolo su InformaticaEasy, richiede mediamente una tensione di alimentazione sensibilmente inferiore rispetto a quella necessaria ad un C0 (ovviamente a parità di frequenza raggiunta). Vi è però un rovescio della medaglia: nonostante la tensione di alimentazione richiesta sia inferiore, paradossalmente i sample D0 scaldano ancor più dei C0.

Il dissipatore usato nei test

Ho voluto cercare di spremere al massimo la CPU pur restando nelle specifiche Intel, evitando di superare i 70 °C in full load. In realtà le temperature raggiunte durante i test hanno superato abbondantemente questa soglia. Per benchmark veloci non ci sono problemi, tuttavia temperature troppo elevate sono assolutamente sconsigliate in un utilizzo daily.

Ritornando al discorso overclock, vedendolo dal punto di vista della salvaguardia contro le elevate temperature, sono stati utilizzati due dissipatori. In primis è stato adottato un Thermalright IFX-14 lappato con n°2 ventole Nanoxia FX-12 2000 (cliccando sui nomi dei prodotti sarete condotti alle rispettive recensioni di InformaticaEasy); con tale dissipatore sono state raggiunte le frequenze e le tensioni più elevate: l'IFX-14 è attualmente ancora il miglior dissipatore ad aria sul mercato, e garantisce quindi maggiore sicurezza, stabilità e tranquillità durante le prove di overclock piuttosto spinte. Secondariamente, una volta stabilizzato l'overclock a valori ottimali, il sistema è stato portato ad una frequenza di clock leggermente inferiore, consigliata per un daily use in accoppiata con un dissipatore meno prestante rispetto all'IFX.14, un Noctua NH-C12P con una ventola Nanoxia FX-12 2000. Ho voluto, in pratica, mostrare quali sono gli overclock per un buon daily use sia con un dissipatore altamente performante che con un heatsink di medie performance.

Come testare la stabilità del sistema

La verifica della stabilità dell'overclock è stata eseguita utilizzando l'utility di stress test LinX; una sola istanza di questo programma supporta gli 8 thread di Nehalem, facendoli lavorare tutti al 100%. Il software è uno tra i più "spietati" in circolazione: eventuali instabilità sorgono solitamente dopo 10 / 15 minuti e, usando LinX, possiamo osservare, in abbinamento a software di rilevazione delle temperature sul die (a tal proposito, è stato usato CoreTemp), la massima temperatura raggiunta dalla CPU stressata ad una determinata frequenza operativa e relativa tensione di alimentazione.

Thermalright IFX-14: la chimera dei 4 GHz (ad aria)

Ciancio alle bande (come direbbe il mio prof di Informatica), iniziamo con l'overclock. Partiamo con lo speed-up della CPU, mantenendo le memorie alla loro frequenza nominale. In tutte le prove è stato portato il Base Clock (che d'ora in avanti chiamerò BCLK per brevità) a 200 MHz, frequenza ottimamente retta dalla Gigabyte EX58-UD3R. Con tale frequenza, è stato selezionato un moltiplicatore per le memorie pari a 8x, in modo da far lavorare le DDR3 a 1600MHz, ovvero alla loro frequenza di fabbrica, con UnCore a 3200 MHz (moltiplicatore doppio, ovvero 16x). Tensione di alimentazione delle DDR3 fissa a 1,64V.

In accoppiata al BCLK @ 200MHz, è stato selezionato il minimo moltiplicatore per il QPI, pari cioè a 36x: il Quick Path Interconnect lavora così a 7200 MHz, frequenza ben superiore ai 6,4GT/s delle CPU i7 Extreme che è più che sufficiente anche in caso di overclock parecchio spinti: davvero impossibile saturare la banda del QPI.

Ho inizialmente disattivato SpeedStep e EIST/C1E, nonchè TurboBoost: saremo noi a governare l'overclock in tutte le sue sfaccettature e tecnologie per la gestione automatica di moltiplicatori e tensioni non possono che infastidire e creare instabilità.

Ho fixato il moltiplicatore della CPU a 20x (frequenza complessiva 4000 MHz, ovvero 4GHz), in abbinamento ad un vQPI pari a 1,26V e vPLL pari a 1,8V; vCore inizialmente settato a 1,21875V da BIOS. Con tale vCore il POST è avvenuto senza problemi ma si è verificato un BSOD all'avvio di Windows. Ho quindi incrementato la tensione di alimentazione della CPU a 1,23125V, ottenendo però un BSOD in Windows (avvio riuscito). Con vCore a 1,25V, è stato almeno possibile avviare LinX: il software ha però fallito dopo 5 minuti e 30 secondi circa. Incrementando il vCore a 1,25625V (effettivi 1,216V con picchi di 1,232V) LinX ha mostrato ugualmente errore dopo pochi minuti. Idem aumentando vQPI a 1,35V e vPLL a 1,84V. Nessuna miglioria disattivando il Load Line Calibration (LLC), nè incrementando ulteriormente il vCore a 1,2625V nè a 1,26875V.

In abbinamento a quest'ultimo vCore (ricordo che la CPU lavora a 200x20 MHz), il sistema è crashato dopo 10 minuti di test. E' un risultato rassicurante in quanto significa che, con un ulteriore minimo incremento di vCore, si sarebbe raggiunta la piena stabilità operativa a 4GHz. In realtà, le temperature hanno raggiunto e superato di poco gli 80°C sui core, decisamente troppo. Adottando un sistema di dissipazione migliore, i 4GHz in daily sono certamente possibili. Ulteriori incrementi di vCore in abbinamento a moltiplicatori dispari (211x19) hanno peggiorato la situazione.

Thermalright IFX-14: 3,8GHz invece possibili

Ho riportato quindi il sistema a 200x19 = 3,8GHz con vQPI a 1,26V e vPLL a 1,8V. Sarà questo il nuovo obiettivo da stabilizzare in abbinamento ad una adeguata tensione di alimentazione. Ripartendo con un vCore pari a 1,225V (effettivi 1,2V in idle e 1,184V in full load). Secondo molti, in overclock Nehalem pare sia più "suscettibile" ai moltiplicatori pari; vediamo quindi cosa accade col moltiplicatore per la CPU impostato a 19x. Con le ultime impostazioni menzionate due righe fa il sistema si è rivelato stabile: LinX non ha mostrato alcuna instabilità; le temperature in full load hanno raggiunto i valori 72-73-70-67. Cerchiamo di lavorare quindi sulla tensione di alimentazione, riducendola al minimo sindacale. Minor vCore significa temperature inferiori, a patto ovviamente che la CPU regga con quel determinato vCore.

Ho provato a ridurre il vCore a 1,20625V da BIOS (effettivi 1,184V in idle e 1,168V in full load). Anche in questo caso il test di stabilità è stato superato senza problemi, con temperature in full load già ridotte di un paio di gradi: 71-71-68-67.

Estremamente ottimista circa la tolleranza di Nehalem a vCore decisamente irrisori, ho osato con 1,16250V da BIOS (effettivi 1,136V in idle e 1,120V in full load). In questo caso, però, LinX ha mostrato un errore dopo pochi minuti. Errore dopo 15 minuti incrementando il vCore a 1,16875V da BIOS (1,136V idle / 1,136V in full load).

A 3800MHz, ottenuti con BCLK @ 200 MHz e moltiplicatore CPU a 19x, la piena stabilità è stata raggiunta con un vCore effettivo di 1,136V (in full load, corrispondente a 1,152V in idle e 1,175V teorici da BIOS). Un risultato niente male che ha consentito di guadagnare ulteriormente sulle temperature sui core che, sempre sotto IFX-14, hanno raggiunto al massimo rispettivamente i 68-68-66-64 °C. In idle le temperature si mantengono attorno ai 41-40-40-36 °C sui quattro core. Ecco uno screen a tal proposito:

Gigabyte EX58-UD3R

 

Overclock alla portata di tutti (i dissipatori)

Siamo realisti: non tutti possono contare su un dissipatore a liquido o su un più economico Thermalright IFX-14 (o simili). Eppure il sogno di molti è e resta l'overclock. Vediamo quindi la tolleranza all'OC di Nehalem (mi riferisco alle temperature in full load) in abbinamento a dissipatori più modesti. In particolare è stato utilizzato un dissipatore ad aria Nocua NH-C12P, recensito su InformaticaEasy a QUESTO link.

Con tale dissipatore, è stato possibile stabilizzare la CPU con temperature massime pari a 70-70-67-66 °C a 3600MHz (BCLK 200 MHz e moltiplicatore CPU x18) con una tensione di alimentazione effettiva in full load pari a soli 1,104V  (1,12V in idle e 1,14375V teorici da BIOS):

Gigabyte EX58-UD3R
 
Overclock delle memorie: motherboard-limited?

Ero (e sono) ottimista circa le memorie Corsair, relativamente non solo alle loro prestazioni a default (che come avrete modo di vedere nella prossima pagina della recensione lasciano a bocca aperta) ma anche per quanto concerne l'overclock. Purtroppo, però, l'overclock delle Corsair non si è rivelato particolarmente entusiasmante su questa scheda madre. In realtà in rete sono presenti diversi test e recensioni relative all'overclock di questi moduli; ecco alcuni risultati raggiunti senza nessun tuning particolare del sistema (neppure a livello di dissipazione del calore); in grassetto i parametri più interessanti:

  • 1600 MHz @ 8-8-8-48 1T, 1.5V ;
  • 1600 MHz @ 7-7-7-21 1T, 1.6V ;
  • 1835 MHz @ 8-8-8-24 1T, 1.65V;
  • 1800 MHz @ 8-8-8-24 1T, 1.73V
  • 1860 MHz @ 8-8-8-24 1T, 1.80V.

Le RAM Corsair non sembrano quindi aver fatto mai cilecca. D'altronde si tratta di risultati affidabili in quanto raggiunti da team di overclock molto famosi e validati tramite screenshot.

Sulla Gigabyte EX58-UD3R, a quanto pare, i moduli non riescono ad esprimere pienamente il loro potenziale in overclock. Sia ben chiaro: con i parametri di specifica (1600MHz @ 8-8-8-24 2T, 1.65V) nessun problema di instabilità, eppure appena iniziamo a toccare la frequenza oppure i timing il sistema spesso non regge e, spessissimo, la motherboard ha rifiutato di avviarsi segnalando il problema tramite beep ininterrotti.

Ad esempio, la situazione di errore si è presentata a 1600MHz con timing 8-8-8-24 1T e 1,5V di vDimm. Idem mantenendo gli stessi parametri tranne i timing (7-7-7-21 1T) e la tensione di alimentazione, portata fino a 1.73V. Anche riducendo il BCLK a 180MHz e impostando le memorie a 1800MHz con timing default 8-8-8-24 2T e tensione di alimentazione superiore a 1,75V non ci sono stati miglioramenti evidenti. In quest'ultimo caso, infatti, MemTest ha dato errore dopo pochi istanti. Eppure sono state prese tutte le dovute precauzioni del caso, riadattando ad esempio la frequenza dell'UnCore e impostando il vQPI a 1,35V in modo da evitare problemi causati da una tensione di alimentazione prossima agli 1,8V.

In ogni caso, ecco i risultati in overclock (tutti con timing default 8-8-8-24 2T) risultati stabili ad una rapida ed intensiva sessione di stress test con MemTest. Ho voluto determinare la frequenza massima stabile alle tensioni di 1,64V; 1,7V e 1,8V:

 

vDIMM 1,64V - BCLK @ 205 MHz → RAM @ 1640 MHz
Corsair Dominator DDR3 TriChannel
 
 
vDIMM 1,7V - BCLK @ 212 MHz → RAM @ 1696 MHz
Corsair Dominator DDR3 TriChannel
 
 
vDIMM 1,8V - BCLK @ 218 MHz → RAM @ 1744 MHz
Corsair Dominator DDR3 TriChannel

 

In realtà, ritornando all'overclock generale della piattaforma, risulta forse più conveniente mantenere le memorie a 1600MHz, frequenza di default. In caso contrario, relativamente alla CPU adottata per il test, accade che l'overclock sulle memorie diviene eccessivo (200x10 = 2GHz, non disponendo di moltiplicatori dispari per le RAM, ad esempio 9x) oppure ancora l'overclock delle RAM implica una riduzione della frequenza del BCLK e, di conseguenza, un minor overclock sulla CPU. Oppure si rende necessario incrementare ben oltre i 200 MHz il BCLK...

 




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