Разгон CPU Xeon E5-2650 v2 и GPU Radeon RX 470

Hardware
Test
CPU
GPU
[ 04.12.2020 ]
Update: [ 16.08.2021 ]

В процессе планового обслуживания рабочей станции появилось предложение о комплексном увеличении производительности системы. Предстоял разгон основных узлов оборудования. Посмотрим какой прирост удастся получить.

Разгон CPU Xeon E5-2650 v2

Так как множитель Xeon E5-2650 v2 заблокирован, единственный способ немного поднять частоту процессора остаётся с помощью разгона базовой шины FSB. Для этого можно использовать утилиту SetFSB, которая позволяет скоректировать работу тактового генератора в диапазоне от 90 до 110 MHz. Стоит отметить, что при настройке надо точно понимать свои действия и их последствия.

devstratum - SetFSB

Для текущей материнской платы X79Z 2.4F в вкладке Diagnosis выбираем Clock Generator пункт PLL diagnosis. После нажатия Get FSB считываются байты конфигурации PLL Control Registers, где нас интересует шестой байт. По умолчанию бинарное значение 00011000 соответствует частоте шины 100 MHz. Опытным путём перебора значений по таблице в моём случае было выявлено, что материнская плата держит частоту шины 107.55 MHz (разгон на 7.5%), чему соответствует бинарное значение 00011110. После обновления (Update) и применения (Apply) нового параметра, компьютер ожидаемо зависает. Перезагружаемся и новый параметр остаётся в силе. Частота системной шины влияет и на частоты других шин, а также памяти. Работа устройств на таких настройках индивидуальна для каждой конфигурации. 

Новые значения байта конфигурации частоты шины сохраняются после перезагрузки или выключения компьютера при наличии дежурного питания от сети. При полном обесточивании блока питания компьютера, настройки сбрасываются через несколько десятков секунд.

С настройками по умолчанию, CPU работает на частоте около 3000 MHz при бусте всех ядер и до 3400 MHz при бусте на одно ядро. Память 1600 DDR3 работает стандартно, на реальной частоте 800 MHz с таймингами 11-11-11-28-128-1T. Настройка таймингов текущей материнской платой не поддерживается.

devstratum - CPU-Z

После разгона шины, частота CPU составляет 3226 MHz при бусте всех ядер и до 3656 MHz при бусте на одно ядро. Память в BIOS была переключена в режим 1866 DDR3 (материнская плата поддерживает) и её итоговая частота, с учётом разгона шины, составила чуть более реальных 1000 MHz, что соответствует значению 2000 DDR3. Четыре модуля памяти Samsung по 8 GB DDR3 1600 ECC на такой частоте запустились и работали стабильно. Правда, тайминги немного выросли, жаль их нельзя настроить.

devstratum - CPU-Z

Разгон GPU Radeon RX 470

Приступим к видеокарте. В моём случае процесс разгона оказался не простым из-за не удачной модели видеокарты Asus ROG Strix Radeon RX 470 4 GB. Основной недостаток модели заключается в малом радиаторе охлаждения на цепях системы питания GPU, состоящей из 4 фаз. Видимо, производитель подстраховался и ограничил стандартный лимит энергопотребления (120 W в базовом дизайне) до 95 W в своей конструкции печатной платы.

devstratum - RX470

В итоге, видеокарта с заводскими настройками не достигает заявленных частот буста до 1250 MHz на GPU. Под нагрузкой частота плавает ниже 1200 MHz, чтобы вписаться в отведённые лимиты температуры и потребляемой мощности 95 W. При перегреве цепей питания VRM может происходить сброс частот GPU до 300 MHz, что негативно влияет на производительность. Это также связано и с завышенным напряжением питания GPU с заводскими настройками.

devstratum - GPU Settings Def

Частично исправить ситуацию возможно перепрошивкой BIOS видеокарты с нужными параметрами. Перед редактированием файла биоса, его нужно сначала получить. Воспользуемся утилитой ATI WinFlash, которая позволяет сохранить родной BIOS и зашить модифицированный.

Для редактирования настроек файла прошивки воспользуемся программой Polaris Bios Editor. В секции POWERLAY я увеличил диапазон Power Control Limit до значения 50% с стандартных 25%. Для разгона это не пригодилось, но для профиля с низким энергопотреблением видеокарты будет полезно. Далее, в секции FAN повысил параметр Target Temp до 75 с 60, это позволило несколько уменьшить уровень шума от вентиляторов системы охлаждения.

В секции POWERTUNE значение Max Power Limit было повышенно до 130 W с стандартных 95 W, таким образом расширяем лимит энергопотребления для более стабильного удержания частот работы GPU. И в завершении, я исправил тайминги памяти Timing Strap скопировав значение от пункта 1500 на все частоты, что идут выше. Это будет полезно для разгона памяти. Если мы повышаем частоту памяти, то по умолчанию применяются зашитые более высокие тайминги, от чего эффект разгона не особо заметен. Теперь, на более высоких частотах, будут более низкие тайминги памяти, что лучше скажется на рост производительности.

devstratum - PolarisBiosEditor

После подготовки модифицированного файла BIOS зашиваем его в видеокарту, упомянутой программой ATI WinFlash. Чтобы изменения вступили в силу, нужна перезагрузка, от неё отказываемся. Сначала надо пропатчить драйвер видеокарты AMD с помощью atikmdag patcher, иначе после перезагрузки драйвер модификацию не примет. Есть такой минус, что каждую новую версию драйвера при модифицированном биосе придётся патчить. После патча перезагружаемся.

Переходим к настройке частот и напряжений в встроенном инструменте драйвера AMD, в вкладке Производительность -» Настройка. Подбор более низких напряжений GPU рекомендуется всем. При правильной настройке мы получим: более низкое энергопотребление, меньшие температуры и более стабильные частоты буста, что благоприятно скажется на производительности.

Я остановился на максимальном бусте частоты GPU 1300 MHz при напряжении 1060 mV. Частота памяти видеокарты от производителя Hynix была поднята с 1650 до 2000 MHz без изменения стандартного значения напряжения 1000 mV. В ходе тестирования ошибок памяти не выявлено. Конечно, все настройки индивидуальны для каждого экземпляра видеокарты.

devstratum - GPU Settings OC

Прошитого лимита Max Power Limit в 130 W хватило для стабильной частоты около 1300 MHz в нагрузке. Температура GPU доходила до 70° C, уровень шума оставался относительно комфортным. По показаниям датчиков, потребляемая мощность GPU держалась в среднем около 100 W. Если я повышал параметры разгона, при мощности за 110 W происходил периодический сброс частоты GPU до 300 MHz из-за перегрева цепей питания, что визуально отражалось негативно в виде фризов.

Тестирование

Результаты тестирования приведены для настроек оборудования по умолчанию и с разгоном всех узлов, что получилось выжать. Список программного обеспечения не большой, но разницу в производительности отследить можно.

Тестовый стенд:

  • Процессор: Xeon E5-2650 v2
  • Материнская плата: X79Z 2.4F
  • Оперативная память: Samsung 4 x 8 GB DDR3 1600 ECC
  • Видеокарта: Asus ROG Strix Radeon RX 470 4 GB

ПО для тестирования:

  • Windows 7 x64
  • CPU-Z 1.94
  • Cinebench R20.060
  • Handbrake 1.3.3
  • WinRAR 5.80
  • 3DMark FireStrike 1.1.44
  • Unigine Superposition 1.1
  • Dirt Rally
  • Deus Ex Mankind Divided
  • Total War Saga: Thrones of Britannia

CPU-Z

devstratum - CPU-Z

Встроенный бенчмарк в CPU-Z. Производительность при одном потоке и при многопоточности выросла на 7%, что линейно соответствует разгону процессора.

Cinebench R20

devstratum - Cinebench R20

Тест задачи рендеринга трехмерной сцены из пакета для работы с трёхмерной графикой Cinema 4D. Задача очень хорошо распараллеливается и нагружает все потоки CPU. В многопоточном режиме прирост составил 7%.

HandBrake

devstratum - HandBrake

Свободное ПО для кодирования видео в различные форматы. Использовался ролик с разрешением 4K длительностью 3 минуты 11 секунд (47.5 Mbps). Он перекодировался в разрешение Full HD с опцией настройки Vimeo Youtube HQ 1080p60 кодеками H.264 и H.265. Рост производительности составил всё те же 7-8% от разгона CPU.

WinRar

devstratum - WinRar

Встроенный тест в архиваторе. При одном потоке производительность выросла примерно на 8%, в многопоточном режиме рост составил около 20%. Своё влияние оказала память на повышенной частоте в четырёхканальном режиме, что характерно для этого теста.

3DMark

devstratum - 3DMark

Далее в тестирование 3D сцен и игр включается в нагрузку и видеокарта. В 3DMark при режиме теста FireStrike общий бал Overall в разгоне системы вырос на 8%.

Unigine Superposition

devstratum - Unigine Superposition

Тест Superposition показал прирост по балам в режимах с средними и высокими настройками теста около 12%. Заметный результат.

Dirt Rally

devstratum - Dirt Rally

В игре Dirt Rally от разгона системы видим в среднем очень хороший прирост на 20 кадров в секунду (22%) и на 13 кадров (19%) больше по минимальному количеству FPS в сравнении с системой без разгона. 

Deus Ex Mankind Divided

devstratum - Deus Ex Mankind Divided

При разгоне в Deus Ex Mankind Divided получаем более 60 заветных FPS, прирост по среднему и минимальному показателю составил около 8 кадров в секунду (12%).

Total War Saga: Thrones of Britannia

devstratum - Total War Saga: Thrones of Britannia

Для стратегий высокий FPS не так важен как в более динамичных играх, поэтому настройки были выставлены в режим Ultra. Количество кадров в секунду по среднему показателю при разгоне выросло на 8 кадров (15%).

Заключение

Комплексный разгон системы при условии её стабильности приносит свои результаты. В случае производительности процессора прирост получается не таким большим, как хотелось бы видеть из-за технических ограничений модели CPU, но он есть. Что касается видеокарты, более тонкая настройка состояний частоты и напряжения GPU рекомендуется без исключений. Это приносит более низкую температуру, пониженное энергопотребление и лучшую стабильность FPS, что хорошо влияет на производительность.