Overclocking Core i7 920. Próxima parada 4.2GHz

por Javier Rodríguez 12/11/2008 3

Introducción

Introducción.

 

Este tipo de procesadores disponen de un potencial innato gracias sobretodo a su capacidad de proceso en paralelo con una eficiencia por núcleo suplementada por el sistema Hyperthreading. Esto significa que sus 8 threads permiten que el aprovechamiento por núcleo en aplicaciones preparadas ronde el 100%. Es decir, su sistema de dos threads por núcleo permite sacar todo el rendimiento de cada núcleo cuando trabajan en paralelo.

Hasta aquí perfecto pero también nos encontramos que muchas aplicaciones que no son capaces de usar más que un solo núcleo y ahí las diferencias con procesadores de generaciones anteriores se difumina peligrosamente. Más aun para los que realizamos overclocking que nos podemos permitir subir cualquier Core 2 en torno a los 4GHz sin demasiadas complicaciones.

 

Para el Core i7 es fundamental que sus frecuencias se puedan escalar del mismo modo para mantenerse en liza con los Core 2, u otros procesadores, mientras que la industria se adapta a este nuevo modo de programar para múltiples hilos simultáneos. Aquí encontraras las claves de cómo sacar partido al Core i7 con un overclocking que podríamos calificar de moderadamente positivo.

Cambian los buses y la forma de hacer overclocking

Cambian los buses y la forma de hacer overclocking.

 

Nos hemos acostumbrado, para bien, al sistema de buses del Core 2 y la capacidad de sus chipsets para subir frecuencias de forma brutal. El Core i7 trabaja de una forma muy diferente. Su bus interno es ligero, dispone de una controladora de memoria interna y su bus principal es un bus Quickpath que comunica al procesador con el resto del sistema.

 

Los Core i7 trabajan con un bus interno real de 133MHz por lo que sus frecuencias se ven multiplicadas con niveles muy superiores a los acostumbrados a los Core 2 con bus Quadpumped de 1333 y 1600MHz. Con los Core 2 había que subir mucho el bus frontal para aumentar notablemente las frecuencias de trabajo reales del procesador.

Con el Core i7 el bus frontal tiene dos diferencias fundamentales, por un lado es mucho menor y por tanto se compensa con un multiplicador elevado, y por otro lado es bastante más complicado usar buses elevados ya que afectaremos notablemente a otros buses secundarios que describimos ahora mismo. La ventaja es que no tenemos que forzar mucho la máquina para que un procesador como el Core i920 pueda alcanzar frecuencias de trabajo muy elevadas y eso es una ventaja notable,

 

Los buses que se ven afectados con la subida del QBLK de un Core i920 son el bus Quickpath y otro bus secundario conocido como uncore. Estos buses son manipulables en versiones extreme del Core i7 pero no así en un i920. De este modo deberemos tener cuidado con los aumentos de bus porque producirán efectos secundarios en otros buses que pueden afectar notablemente a la estabilidad del sistema. Aun así nuestra experiencia es que a más de 200MHz de QBLK es complicado subir a cualquiera de estos micros por lo que los picos de overclocking se basaran más en la capacidad de aumento de multiplicador que tienen unas versiones u otras de cada procesador.

Refrigeramos chipset, memorias y procesador de la forma mas eficiente posible.

Multiplicador bloqueado. Verdades a medias

Multiplicador bloqueado. Verdades a medias.

Solo los procesadores Extreme de Intel tienen el multiplicador liberado para que el usuario elija como hacer el overclocking que le parezca oportuno. El multiplicador liberado ofrece una ventaja fundamental ya que permite subir la frecuencia real de trabajo del procesador sin tocar buses y por tanto suele ser un sistema más estable de overclocking. Es el preferido por grandes integradores ya que simplifica notablemente el proceso.

Los procesadores Core 2 y Core i7 permiten de todos modos hacer descender el multiplicador sean o no versiones extreme. Esto significa que podemos en nuestro Core i920 reducir el multiplicador, de 20 a 18x por ejemplo, con un mínimo de 12x y luego establecer el bus que nos permita la maquina o que nosotros creamos oportuno. Es una forma de jugar entre rendimientos de frecuencia de procesador pura y dura y buses. Esto está permitido para cualquier procesador pero aquí no acaban las virtudes del Core i7.

Los Core i7, en principio solo los extreme, tienen capacidad para funcionar con un sistema que Intel denomina como “turbo”. Este sistema permite colocar multiplicadores superiores al multiplicador de serie incluso con diferencias entre núcleos. Podemos hacer que los dos primeros núcleos trabajen con un multiplicador de 24x y los otros dos con uno de 26x o cualquier otra combinación que creamos oportuna. Permite hacer sistemas de overclocking precisamente orientados a lo que decíamos al principio. Forzar uno o dos núcleos para dejar al resto más ligeros en aplicaciones que no aprovechen todas las unidades de cálculo del procesador. Así podemos aumentar rendimiento sin aumentar consumos y temperaturas.

 

Hasta aquí todo perfecto pero lo cierto es que no solo los Extreme tienen acceso al modo turbo. En las placas Asus con chipset X58 podemos usar modos turbo también en procesadores no-extreme con limitaciones. No podremos establecer el multiplicador que queramos, solo gana un nivel, y es único para todos los núcleos. Esto se traduce en que el multiplicador de 20x del i920 puede ser de 21x si activamos esta función facilitando mejores niveles de overclocking a buses “alcanzables”.

Esta fue nuestra primera experiencia con el i920.

Esta es la técnica que usaremos nosotros, combinada con un bus moderado, para alcanzar una frecuencia de trabajo de 4.2GHz que es un nivel de rendimiento muy interesante para que el procesador se comporte bien en aplicaciones que usen un solo núcleo como para conseguir un resultado sobrenatural en aplicaciones que aprovechen sus cuatro núcleos y ocho threads.

Manos a la obra con la ASUS P6T Deluxe

Manos a la obra con la ASUS P6T Deluxe.

 

Como ya ocurría en otros procesadores con controlador de memoria integrado, el Core i7 depende mucho de las memorias que usemos y su configuración de velocidad y latencias. En el Core 2 esto era algo mas indiferente pero en el Core i7 hay tiempos que afectan notablemente al rendimiento y que deberemos cuidar. Además es un procesador delicado con ciertos voltajes, sobretodo el referente a voltaje de memoria RAM, que según Intel no debería superar los 1.65v. Esto es también relativamente cierto ya que se puede compensar relajando otros subsistemas para que no estresen tanto al controlador de memoria. De todos modos los fabricantes de memoria ya disponen en el mercado, y vendrán cosas mejores, de memorias de gran calidad con voltajes de serie de 1.5v. Nosotros concretamente usamos unas memoria Crucial en triple canal con voltajes de 1.6v que dan tiempos 1T a 1600MHz sin ningún tipo de problemas, basta mejorarlas algo la refrigeración.

Nuestro soporte a medida, cortado por agua, nos ofrece un resultado profesional.

Pero antes de entrar en detalles hay que hablar un poco de que hemos usado para conseguir nuestros objetivos ya que para lograr un resultado de calidad en overclocking debemos tener claro que queremos y con qué herramientas debemos actuar para conseguirlo.

 

Cuando se realiza overclocking existen tres pilares fundamentales: el procesador, la placa base y la temperatura. Si conseguimos reducir la influencia del más importante de todos, como es la temperatura, entonces tenemos media batalla ganada. Por eso nosotros hemos usado un sistema de intercambio de fase vapochill LS de Asetek, adaptado por nosotros mismos al nuevo socket, para solo depender de nuestras configuraciones de nuestra placa base y de las virtudes de nuestro procesador.

Para tener el máximo rendimiento pero partir con seguridad hemos utilizado un kit de triple canal de memoria Crucial de 3x2GB de 1333MHz con voltajes de trabajo de serie de 1.5v. De este modo podemos usar voltajes dentro de los parámetros aconsejados por Intel pero a la vez intentar aumentar en lo posible el ancho de banda del procesador.

El Command Rate a 1T es fundamental para maximizar el ancho de banda.

Nuestra placa base ya sabéis perfectamente cuál es, una P6T Deluxe de Asus, que nos permitirá usar ese pequeño puntito extra de multiplicador que nos facilitará superar los 4Ghz sin excedernos de un bus ya bastante complicado como es 200MHz de QCLK.

Configurando la bios de la ASUS P6T Deluxe

Configurando la bios de la ASUS P6T Deluxe.

 

La bios de la P6T ofrece una buena cantidad de opciones con las que parametrizar el procesador y su funcionamiento. Lo primero que debemos hacer es configurar las prestaciones del procesador que deberemos deshabilitar para conseguir un overclocking estable. Lo principal es evitar que el procesador gestione el automáticamente el multiplicador haciendo que los cambios de frecuencia sean continuos y bruscos. Para ello bastara con delimitar el soporte C1E. También podemos eliminar prestaciones añadidas que pensemos que pueden producir más desventajas que beneficios para nuestros objetivos. Nosotros concretamente también eliminamos los estados de reposo avanzados (C-state) y las tecnologías de virtualización asistidas por hardware. Quizás no se consiga un efecto directo y diferenciador pero eliminaremos variables de la ecuación.

El Core i7 es más complejo que el Core 2.

Ahora es fundamental conocer cómo funciona el sistema de buses de estos procesadores y las implicaciones que tienen sus voltajes y sobretodo conocer de que son capaces nuestros componentes para no entrar en un círculo vicioso donde pensemos que una pieza concreta es la responsable cuando en realidad es otra. En este sentido habrá que hacer hincapié en la memoria y su capacidad de overclocking. Es recomendable que aprovechemos los sistemas de frecuencias asíncronas de la memoria para saber su potencial sin tener que realizar ningún overclocking al procesador. Esto en realidad no garantiza nada para el overclocking final pero nos hará tener más confianza en un elemento tan delicado para la estabilidad general del sistema.

Situamos manualmente los timings de memoria fundamentales.

El resto los dejaremos a la elección de la placa.

En nuestro caso disponemos de unas memorias que sin superar los 1.6v son capaces de trabajar a frecuencias de 1600MHz con latencias moderadas o elevadas de 9 pero con tiempos reducidos de 1T lo que permite maximizar notablemente el ancho de banda real del procesador. Ahora nuestro objetivo es que el bus frontal del procesador, conocido en el Core i7 como BCLK, sea el adecuado para aprovechar esta frecuencia que nos permiten nuestras memorias de 1333MHz.

El misterio del Turbo en las ASUS P6T Deluxe

El misterio del Turbo en las ASUS P6T Deluxe.

 

Vamos a intentar aprovechar el máximo potencial de nuestro procesador tanto a nivel de multiplicador como de bus interno así que aprovecharemos la función turbo que habilitan las placas P6T Deluxe de Asus. Con este sistema nuestro procesador pasa de un multiplicador de 20x a uno de 21x dándonos un punto importante de capacidad de overclocking para nuestro procesador.

 

Este sistema no es una prestación única de placas base Asus pero sí que parece que es una de las que más eficientemente lo utiliza y nuestras experiencias así lo confirman. Ahora solo tenemos que usar el bus adecuado y conseguiremos los niveles de overclocking que estamos buscando.

Esta configuración nos ofrecerá un resultado redondo.

Sin frecuencias extrañas en ninguno de los buses.

Objetivo 200MHz BCLK

Objetivo 200MHz BCLK.

 

Como ya hemos dicho los Core i7 trabajan con un bus interno de tan solo 133MHz, digo tan solo porque con los Core 2 llegamos hasta los 400MHz, así que con sus multiplicadores elevados podemos lograr overclocking de calidad sin mucho aumento de bus, en contrapunto encontramos que estos procesadores tampoco son tan amigables a los aumentos de bus como sus antecesores así que 200 es un objetivo alcanzable y deseable que sumado a un multiplicador efectivo de 21x conseguiremos superar los 4GHz con facilidad. Con tanta facilidad como nos permita nuestro procesador y la suerte.

La bios nos marca 4GHz pero con el "turbo" sacaremos un 5% mas de frecuencia.

Pero aunque parece sencillo para lograr estos niveles de bus en este tipo de procesadores lo cierto es que nada más lejos de la realidad. Para alcanzar estos buses tendremos que cuidar mucho los timings de la memoria, aunque las nuestras se han comportado, y aumentar notablemente los voltajes referentes al bus Quickpath y DRAM, puente sur y puente norte. Si no aumentamos los niveles nos será imposible alcanzar los 200MHz y mucho menso superarlos.

Sirva como ejemplo los niveles que hemos utilizado nosotros, quizás no valgan de forma general pero serán un punto de partida creemos que bastante validos.

21x. El turbo funciona y es estable. 4.2GHz de frecuencia real.

Si sumamos el bus elevado a una frecuencia de 4.2GHz entonces también nos veremos obligados a aumentar notablemente el voltaje directo al procesador. En nuestro caso hemos tenido que aumentar notablemente el voltaje, que de serie ronda los 1.2v, hasta los 1.5v. La ventaja es que esta nueva placa de Asus controla de maravilla los niveles de voltaje clavando casi perfectamente los voltajes configurados con los voltajes suministrados en realidad. Eso es una ventaja para alcanzar buenos niveles de estabilidad.

Los voltajes usados son moderados y no ofrecen riesgos.

Con esta configuración nuestro objetivo esta conseguido. Con un procesador de menos de 300€ hemos conseguido un nivel de overclocking de más del 55% que nos permitirá disfrutar de un rendimiento sobresaliente con uno o varios núcleos trabajando en paralelo. Hemos logrado un resultado sin fisuras que nos permitirá disfrutar de un ordenador de altísimo rendimiento. Es el momento de disfrutarlo.

Resumen de componentes

Resumen de componentes.

Para completar el equipo hemos echado mano de la siguiente configuración de hardware:

Placa base: Asus P6T Deluxe.

Procesador: Intel Core i7 i920 2.66 @ 4.2GHz

Memoria: Crucial triple channel kit 3x2GB DDR3 1333 CAS9

F. Alimentación: PC Power & Cooling 750W

T. Gráfica: Gainward Geforce GTX 260.

Disipación: Vapochill LS Asetek (Modificada).

Disco duro: Intel X25 SSD 80GB.

Pruebas de rendimiento

Pruebas de rendimiento.

Prueba de CPU Aritmética. Casi el doble de potencia que un QX9770 de serie.

Prueba de coma flotante. Un 50% mas de rendimiento.

El ancho de banda es espectacular. Casi tres veces más rápido que un Phenom.

Impresionante resultado de CPU en 3DMark Vantage.

El Hyperthreading y el ancho de banda de estos procesadores

consigue mas eficiencia por núcleo.

Los resultados de Crysis, con un solo núcleo, son también notables.

Análisis de resultados

Análisis de resultados.

Los resultados son simplemente impresionantes. Hemos conseguido que nuestro sistema tenga un ancho de banda aproximado de 27GB/s, en la generación Core 2 lo normal son 7-8GB/s, y con el aumento de frecuencias los resultados son espectaculares tanto en aplicaciones capaces de aprovechar todos los núcleos del procesador como en otros que no son capaces como el test de CPU de Crysis.

Otro punto interesante se ve en el espectacular resultado de Cinebench donde no solo conseguimos un excelente resultado combinado sino que la eficiencia de trabajo entre todos los núcleos llega al 100% y esto es gracias a la capacidad que tienen cada núcleo del Core i7 de procesar dos Threads de forma simultanea.

No puedo daros datos reales de temperaturas de trabajo porque curiosamente estos procesadores cuando trabajan a temperaturas muy reducidas, incluso bajo cero, no marcan temperaturas lógicas ni en bios, este -94.5º es simplemente un error, ni tampoco en Windows ya que ninguna aplicación que hayamos probado, incluidas las propias de Asus y hwmonitor, presentaban datos en pantalla. Es como si los sensores se desactivasen. Aun así creo, por nuestra experiencia y capacidad de disipación de este sistema de refrigeración, que las temperaturas de trabajo rondarían los 0-10º y las de reposo descenderían hasta los -5º.

Conclusión.

Nosotros hemos usado nuestro mejor sistema de refrigeración, un sistema que permite un overclocking de buen nivel, no para batir ningún record, pero si para garantizarnos un funcionamiento estable y constante a frecuencias elevadas. Con esta maquina podremos jugar, trabajar y divertirnos sin preocuparnos de dañar ninguno de los elementos del ordenador. Esto es para nosotros un overclocking interesante y responsable. Cierto es que según vamos ganando experiencia con los nuevos procesadores de Intel nos vamos dando cuenta de que este tipo de sistemas tampoco marcan unas diferencias sustanciales con otros sistemas convencionales.

De ahí que nuestro próximo objetivo será overclockear un Core i7 i965 con refrigeración convencional para ver hasta donde pueden llegar estos procesadores en refrigeración convencional para luego pasarlo a nuestro sistema de intercambio de fase y ver que diferencias se pueden marcar con estos procesadores según el sistema de disipación que usemos.

Pero antes quiero destacar el buen funcionamiento de la P6T Deluxe durante estas pruebas y lo mucho que ha mejorado con su ultima bios oficial, la 0804, la placa ha entrado en una madurez interesante de bios y esto la hace mucho más sólida y confiable.

  • Producto: Asus P6T Deluxe
  • Fecha: 12/11/2008 9:35:10
Secciones: Procesadores