Intel Core i7-6900K – výkon a analýza Turbo Boost Max 3.0

 

S uvedením Broadwell-E procesorov Intel uviedol aj novú Turbo technológiu, konkrétne Turbo Boost Max 3.0 (TBM3.0). Osobne túto funkciu vnímam ako pokus Intelu zaujať niečím u Broadwell-E procesorov nakoľko tie oproti Haswell-E nejaké veľké zmeny neprinášajú. Výnimkou je prvý 10-jadrový procesor, ale ani u toho nie je single core výkon nijak zázračný, čo Intel vie a preto sa zrejme rozhodol vymyslieť niečo, čo zvýši výkon jedného jadra. Pri recenzii 10-jadrového Core i7-6950X som sa TBM3.0 venoval viac-menej len teoreticky a dnes sa to teda pokúsim napraviť. S týmto Turbom to totiž nie je tak jednoduché, ako by sa mohlo zdať.

 

Po zakúpení a vložení nového Broadwell-E procesora do dosky totiž TBM3.0 nemáte. Máte ho dostupné, nie však aktívne. Na sprevádzkovanie tohto Turba si musíte zo stránok Intelu stiahnuť ovládač Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 s malým manažérom, ktorí umožnia využívanie tejto technológie. Intel túto funkciu príliš nezdokumentoval a novinárom mnoho neprezradil a tak krátko po uvedení procesorov panovala istá neistota. 

 

Vďaka oficiálnym produktovým stránkam všetkých 4 Broadwell-E procesorov však už aspoň vieme, aký maximálny TBM3.0 takt jednotlivé procesory môžu dosiahnuť. Toto bolo veľkým otáznikom, ktorý sa však našťastie podarilo rozlusknúť. TBM3.0 driver spomedzi všetkých dostupných jadier urobí zoznam jadier podľa ich výkonnosti. Jednoducho na základe určitého interného rozhodovania zoradí jadrá od najlepšie po to najslabšie. Pozor, toto poradie bude spomedzi rovnakých modelov procesorov často iné a líši sa kremík od kremíku! Technológia si vždy sama určí poradie jadier a to môžete vidieť v TBM manažérovi.

 

 

V mojom prípade zvolil systém poradie 7,6,5,4,3,2,1,0. Viem, vyzerá to podozrivo, no naozaj je to iba náhoda, že to vyšlo takto po poradí. Takže 8. jadro (indexuje sa od nuly) je to najlepšie a bude sa primárne používať pri jednovláknovej záťaži. TBM3.0 sa zapína jednoducho. Stačí v manažérovi zaškrknúť políčko „Enable“. Ak ponecháte zaškrtnuté aj políčko „Foreground App Has Priority“ softvér sa automaticky pokúsi prideliť jednovláknovú záťaž na prvé jadro zo zoznamu a tomuto jadru zvýši frekvenciu.

 

 

Aplikácie, ktoré majú ťažiť z TBM3.0 môžete však manuálne pridať aj do zoznamu vľavo. Týchto aplikácii tu môže byť viac pričom vyššia pozícia označuje vyššiu prioritu. Ak softvér teda zistí, že bola spustená nejaká aplikácia z tohto zoznamu, ihneď sa pokúsi prideliť jaj najvrchnejšie jadro zo zoznamu vpravo a zdvihne jeho frekvenciu.

 

O koľko však zdvihne túto frekvenciu? Dobrá otázka. Zavítajme na chvíľu teraz do BIOSu základnej dosky od ASUS. Tu už nie je zoznam priorít jadier, ale je tu označené najlepšie jadro. V prípade ASUS BIOSov musíte však najprv nájsť položku CPU Core Ratio a prepnúť ju z „Auto“ na „By Specific Core“. Pri jednom z jadier sa následne zobrazí hviezdička, ktorá hlási, že práve toto je najlepšie jadro, ktorého frekvencia bude „boostnutá“ vyššie. Kam vyššie? BIOS hlási pri jadre len Auto čo nám moc nepomôže, takže poďme zasa do Windowsu.

 

 

V programe Prime95 som postupne spustil 1-vlaknový, 2-vláknový a 3-vlaknový proces. Poďme postupne.

 

Najprv TBM3.0 deaktivujem a spúšťam postupne záťaž na 1, 2 a 3 vlákna. Po chvíli môžeme vidieť, že najvyššiu frekvenciu dosahuje jedno, dve a tri jadrá. Nie však tie, ktoré sú ako najlepšie určené v TBM3.0 a systém stále záťaž prehadzuje na rozličné jadrá. V prípade deaktivovaného TBM3.0 je frekvencia týchto jadier však iba najvyššia frekvencia akú diktuje Turbo Boost 2.0, teda 3,7GHz. Je pritom jedno, či som zaťažil 1, 2 alebo 3 jadrá, frekvencia nikdy neprekročí 3,7GHz.

 

  

 

Teraz spúšťam rovnakú záťaž, avšak TBM3.0 som aktivoval. V BIOSe som však násobič ponechal na Auto. Ako sa to prejavilo? Frekvencia 7. jadra pri 1-vláknovej záťaži stúpla na 4GHz, tak ako kážu špecifikácie TBM3.0. Pri 2-vláknovej záťaži má toto jadro taktiež 4GHz, druhé jadro zo zoznamu (čiže core 6), však už ide maximálne na Turbo Boost 2 špecifikácii, teda 3,7GHz. Rovnaký scenár sa opakuje pri 3-vláknovej záťaži. Najlepšie jadro zo zoznamu stále šľape na 4GHz, zvyšné 2 už poľavili na 3,7GHz.

 

  

 

Frekvencia Auto sa však v BIOSe dá zmeniť na používateľom definovanú takmer ľubovoľnú hodnotu ako pri pretaktovaní. Ak teda chcete TBM3.0 ručne pomôcť, môžete tak urobiť. Ja som skúsil takt 4,5GHz pre jadro číslo 7. Spúšťam Prime95 pre jedno vlákno, a robí to presne to, čo som očakával. Jedno jadro skutočne fičí na 4,5GHz a ostatné jadra oddychujú v C stave. Pri 2-vláknovej záťaži sa scenár opakuje z predošlej situácie a takt 4,5GHz má opäť len najlepšie jadro a druhé ide na Turbo Boost 2.0 frekvencii 3,7GHz. Keď som takto nastavený TBM3.0 spustil pre 3 vlákna, Windows mi padol do BSOD :) Takt 4,5GHz bol pri Prime95 nad sily tohto procesora aj pre 3 jadrá. Správalo by sa to však rovnako čo môžem ľahko dokázať screenshotom, keď som TBM3.0 nastavil na 4,3GHz (tretí obrázok).

 

  

 

 

TBM3.0 má však ešte jeden háčik. V Turbo Boost Max 3.0 manažérovi sú dostupné 2 nastavenia. Parameter Utilization Threshold v percentách hovorí, nad akou hranicou musí vyťaženie jedného jadra byť, aby prehovoril TBM3.0. Parameter Evaluation Interval zas hovorí, ako dlho musí zaťaženie byť nad touto hranicou, aby TBM3.0 vstúpilo do hry. Natívne je nastavené vyťaženie jadra nad 90%, ktoré musí trvať 10 sekúnd. Teda až po 10 sekundách sa prejaví vplyv TBM3.0. V praxi som odsledoval, že sa to prejavovalo tak, že záťaž jadra samozrejme vyletela vysoko ihneď po zapnutí testu, no zo začiatku systém túto záťaž neustále prehadzoval na rozličné jadrá. Až po krátkom čase sa to ustálilo a zaťažené bolo stabilne jedno jadro, to, ktoré je prvé v TBM3.0 zozname.

 

 

To má hneď niekoľko dôsledkov. V prvom rade musíte spustiť aplikáciu, ktorá 1 jadro vyťaží nad 90% (alebo nad hranicu, ktorú nastavíte). Nie všetky benchamarky/programy to dokážu. V druhom rade musí toto zaťaženie trvať istú dobu, čo pri krátkych benchmarkoch ako napr. SuperPi, ktorý trvá okolo 20s nie je príliš efektívne a polovicu času teda TBM3.0 benchmarku nepomáha. Z týchto dôvodov som sa do výsledkov procesora na predchádzajúcej kapitole rozhodol nezahŕňať výsledky s aktívnym TBM3.0 nakoľko by mohli vyjsť zvláštne výsledky a nebudem tak robiť ani v budúcnosti, prípadne jasné odlíšim, či bol pri teste aktívny TBM3.0 alebo nie. Výsledky s TBM3.0 uvádzam iba teraz na porovnanie výkonu s ním a bez neho. Dosť už bolo teoretizovania, poďme sa pozrieť, ako sa TBM3.0 prejavuje v praxi.

 

 

 

 

Z výsledkov vidieť, že pri jednovláknovej záťaži TBM3.0 skutočne pomáha. Intel sľubuje s TBM3.0 nárast až do 15% pričom samozrejme myslí automatické nastavenia tejto funkcie. V mojom prípade som nameral navýšenie jednojadrového výkonu najviac na úrovni 7% pri nastavení na Auto v BIOSe. Má to však niekoľko „ale“. V prvom rade musíte nainštalovať ovládač, aby ste tuto funkciu využívali. V druhom rade ju musí podporovať BIOS vašej základnej dosky a musíte to mať aktivované ak treba. V treťom rade, pri nastavení automatického taktu je prínos minimálny. Ako vidieť z grafov rozdiel 300MHz v maximálnom takte sa na výsledkoch príliš neprejavil. Významnejšie bolo manuálne pretaktovanie TBM3.0 ak to tak možno nazvať, kedy je už jednojadrový výkon na úrovni Core i7-6700K.

 

 

V čase keď, už bola táto recenzia dávno napísaná a čakala na zverejnenie a doska ASUS X99 Deluxe II s procesorom bola dávno preč, sa mi do rúk dostala doska MSI X99A Xpower Gaming Titanium (recenzia čoskoro) a Gigabyte GA-X99-Ultra Gaming (recenzia onedlho po MSI doske) pričom k obom nám spoločnosti pribalili úplne iný procesor Intel Core i7-6900K. V prípade MSI nebol žiadny problém, stačilo nainštalovať ovládač a v BIOSe bolo po prepnutí "CPU Ratio Apply Mode" na "Per Core" pekne vidieť aj poradie preferovaných jadier a ich takt. Všetko tu fungovalo ako vyššie opisujem na doske od ASUS.

 

 

 

V prípade základnej dosky od Gigabyte mi však TBM3.0 nefungovalo vôbec. Nainštaloval som ovládač a nech som zaťažil ľubovolnľý počet jadier, maximálna frekvencia bola vždy 3500MHz, čo je veľmi čudné nakoľko to nie je ani maximálny takt Turbo Boost 2.0, ktorý by mal byť 3,7GHz. BIOS dosky síce ukazuje maximálny takt 4GHz tak ako by to malo byť a je možné si aj manuálne nastaviť TBM3.0 takty pre jednotlivé jadra, no akákoľvek zmena nemala na výsledne nastavenia vplyv. Nepomohla ani zmena položky "Intel(R) Turbo Boost Technology" z Auto na Enabled. Neviem prečo systém pri nastavení násobiča na "Auto" nastavuje násobič na hodnotu 35x. Manuálnou zmenou násobiča v podstate už robím pretaktovanie. Áno, vtedy už aj TBM3.0 pracuje na nastavenej hodnote, ale to nie je princíp fungovania TBM3.0. Podstatné je, že aj pri násobiči 35x majú 2 jadra nastavené aby pracovali na frekvencii 4GHz, no nedeje sa tak. Ukázať prstom si na 100% nedovolím ani na jedneho podozrivého. Je to nedoladeným BIOSom dosky? Vadným kusom procesora? Nedokonalosťou TBM3.0 technológie? Ťažko povedať, na vylúčenie podozrivých by to chcelo ešte jednu Gigabyte dosku aby dokázal potvrdiť či vyvrátiť, že za to môže BIOS tohto výrobcu.