全球独家 华硕OC Socket超频技术测试

  • 来源:微型计算机
  • 关键字:华硕,插槽,设计
  • 发布时间:2014-10-11 12:32

  从它开始,非公版不再是只属于显卡的专利;从它开始,你将认识真正具有技术含量的非公版设计,不再只是简单地增加供电相数或更换电容,它将完全打破上游厂商最底层的硬件设计框架,改善其设计上的先天缺陷,带来远超普通产品的性能表现。它就是华硕为其X99全系主板研发设计、IT硬件历史上的首款非公版处理器插槽一OC Socket超频底座。接下来,就请各位读者随MC评测室一起来感受它那独一无二的强大威力。

  与OCPANEL、OCSTATION这些独立于主板之外的华硕超频控制器不同,OC Socket超频底座可不是主板的外部附件,没了它,主板将完全无法正常使用,因为OC Socket超频底座其实指的是华硕X99系列主板上最重要的一个元件一处理器插槽。可能大家会有所疑问,处理器插槽不是每块主板上最基本的一个设计吗?为什么华硕X99系列主板上的处理器插槽名字却要叫做OC Socket超频底座?它与普通X99主板上的LGA2011-V3插槽有何不同呢?

  说到这儿,还请各位读者回忆一下我们在2014年9月下刊所做的Haswell-E处理器测试。在这篇测试文章中,我们曾提到Haswell-E背部触点数量实际达到2102个。但与其配套的标准LGA2011-V3插槽的针脚数却仍维持在2011根,也就是说差不多有近百个触点没有相应的针脚,它们显然也就无法与主板“沟通”,传递电信号,执行相应的功能,而英特尔也暂未解释为何如此设计。

  不过在华硕全系列X99主板上,它的处理器插槽却有所不同,OC Socket超频底座补上了所有缺失的针脚,令插槽针脚数明显超过了标准的LGA2011-V3插槽。从对比图上可以看到,OC Socket超频底座在左上、右上、左下、右下,以及左右两侧六个位置的针脚数量都要比标准LGA2011-V3插槽多不少。而华硕对此的官方说明是采用这样的设计后,不仅不会影响Haswell-E处理器的安装兼容性,反而能提高主板对处理器的供电效率,并带来更好的超频性能。那么事实是否如此呢?为此,接下来MC评测室特别对华硕X99主板中的ROG玩家国度RAMPAGE V EXTREME进行了超频测试。

  与以往RAMPAGE系列主板一样,采用X99芯片组的RAMPAGE V EXTREME是ROG玩家国度主板中定位最高端的一款产品。它采用了Extreme Engine Digi+Ⅳ数字供电系统。虽然其仍为8相供电设计,但是它搭配了品质更加优秀的元器件,如可以带来更高磁导率,提升供电转换效率的细微粉末合金电感;拥有电流感应控制技术,可根据导通电阻实时调整电流大小,使得输出电压更加稳定的Powl Rstage一体式MOSFET。而在功能上,RAMPAGE V EXTREME不仅继续沿用了OCPANEL外接超频控制器,还增加了最大无线理论传输速度可达1300Mb/s,拥有3T3R双频天线技术的无线通信模块,以及带宽高达32Gb/s的M.2Socket3接口。

  当然,最让人好奇的还是RAMPAGE V EXTREME配备的OC Socket超频底座,在使用这种处理器插槽后,它的超频能力到底如何?

  我们如何测试

  本次测试最重要的目的是了解OC Socket超频底座是否能带来更好的超频性能,因此我们将使用高性能的海盗船H110水冷散热器对RAMPAGE V EXTREME的超频性能进行全面测试,包括DDR4内存超频测试与CPU超频测试。而为了验证在使用OC Socket后,RAMPAGE V EXTREME主板的超频能力相对于其他X99主板是否具备优势,我们还会使用一款其他品牌的X99主板,进行超频能力对比。该主板在做工、用料上与RAMPAGE V EXTREME非常相近,采用多达12相的处理器供电设计,并也搭配了合金电感、一体式MOSFET、日系电容这些高品质元器件。总体来说,这款X99主板与RAMPAGE V EXTREME的最大区别就是没有采用OC Socket超频底座。

  最高可达DDR43250内存超频能力测试

  首先我们进行了RAMPAGE V EXTREME的内存超频测试,由于Haswell-E处理器的内核设计将处理器运算核心与缓存进行了分离,因此在X99平台上想要获得更好的内存性能,需要调节三部分频率:

  DRAM Frequency:内存频率,其效果非常简单,频率越高,内存性能越好。

  CPUCACHE Ratio:即CPU缓存倍频,电脑中的内存和CPU交换数据时,CPU的缓存是二者之间的必经之路,因此缓存频率越高,缓存的读写速度越快,才能适应内存超频后的高速性能,否则CPU缓存性能不足,就会限制内存性能的发挥。

  CPU频率:同时,用户必须同步提升CPU倍频,只有当CPU倍频大于或等于CPU缓存倍频时,CPU的缓存频率才能进行有效超频。

  接下来,我们率先进行了CPU缓存频率的超频,我们发现在RAMPAGE V EXTREME主板上对这个频率的超频比较简单,只要使用1.4V~1.5V左右的缓存电压,用户调节缓存倍频就能轻松地将处理器缓存频率超频到4.1GHz,并稳定使用。同时,RAMPAGE V EXTREME主板也有很强的内存超频能力,尽管测试中的芝奇RIPJAWS4DDR4内存标称频率已经高达DDR43000,但在RAMPAGE V EXTREME主板上,它还可以继续以1.35V、15-15-15-35@2T的设置将内存超频到DDR43200使用,并通过所有性能测试。此外,如果将延迟放宽到16-16-16-36@2T,并将内存电压提升到1.45V,那么内存的频率还可以小幅提升至DDR43250,并通过AIDA64的DDR4内存带宽测试。

  而在对比测试中的其他X99主板上,我们发现这款主板难以稳定地支持DDR43000这一内存标称频率。即便我们没有对处理器频率与处理器缓存频率进行超频,却也经常出现保存重启后,系统无法正常点亮的情况,只有反复重启,才偶尔实现1~2次正常点亮、工作的状态。而我们也抓住这宝贵的机会,对其内存性能进行了测试。从测试成绩来看,由于普通X99主板在DDR43000频率下工作不稳定,且无法对CPU缓存频率进行超频,因此尽管同样工作在DDR43000下,内存的延迟设置也完全相同,但其内存性能的提升幅度却远远低于在RAMPAGE V EXTREME主板上的效果。其中内存读取、复制带宽差距在10000MB/s左右,而内存写入带宽的差距更高达16701MB/s。

  电压更低、频率更高处理器超频测试

  接下来,我们进行了处理器超频能力测试。在RAMPAGE V EXTREME主板上,我们只需要使用1.38~1.39V处理器电压,以及1.25V处理器缓存电压,就能将处理器频率与缓存频率分别超频到4.6GHz、4GHz,并通过所有性能测试。而在其他X99主板上,我们即便不对处理器缓存频率进行超频,只提高处理器电压(最高尝试到1.4V)与处理器频率,主板也无法在4.6GHz下完成所有性能测试。在遭遇CINEBENCH R15、SiSoftware Sandra这样的多线程高负载运算时极易出现死机、蓝屏现象,因此最终普通主板只能在4.5GHz核心频率下,完成所有性能测试。

  性能测试上,尽管二者的频率差距只有100MHz,但凭借更高的处理器频率、更高的缓存频率,4.6GHz下的RAMPAGE V EXTREME还是有较为明显的优势,在各项测试中均全面获胜。举例来说,其CINEBENCH R15处理器渲染性能已突破1800cb大关,性能领先超频至4.5GHz的对比X99主板约6%。

  从以上测试来看,虽然两款主板在供电设计、用料上都采用了相近的设计方案,但在超频能力上,两款主板却存在明显的差异。其中RAMPAGE V EXTREME主板的内存超频能力要比其他X99主板强很多。得益于CPU缓存频率与内存频率可同时大幅超频的能力,其内存性能领先其他X99主板的幅度普遍达到16%以上,在内存写入带宽测试中的领先优势甚至达到35%。而在CPU超频能力上,虽然CPU主频只高出100MHz,但其性能也有3%~6%的胜出。基于其不错的表现,本刊也特别为RAMPAGE V EXTREME主板颁发《微型计算机》编辑选择奖。

  显然,OC Socket超频底座很可能就是幕后最大的功臣。那么,它为什么能提升主板的超频能力?华硕又是怎样发现这一秘密的?接下来,我们特别对华硕全球副总裁许佑嘉先生进行了专访。

  揭开OC Socket超频底座的背后秘密

  MC:相对于上一代Ivybridge-ECPU,需要怎样的电气工作环境,才能对Haswell-E进行更高频率的超频?

  许佑嘉:Haswell-E是英特尔第一款8核心的消费级处理器产品,相较于之前的Ivybridge-E多了两颗核心,因此超频需要的VRM电流负载会更高。再者,为搭配新一代的DDR4四通道设计,8根内存插槽也占据了不少PCB空间,主板上能预留给电源模块的面积相对较少。所以在元器件的选择上,尤其需要注意元件本身的温度控制与体积大小,方能满足X99平台的需求。这也是为什么这次在ROG玩家国度RAMPAGE V EXTREME上选用了PowIRStageMOSFET与MFAC细微粉末合金电感等体型小、效率高的元器件。同时,我们还为这些元件配备了大型的散热器,可以帮助它们稳定工作。

  另外,在针对DDR4架构上,RAMPAGE V EXTREME的内存部分也采用了数字供电设计,并将PWM转换频率提升至1000kHz,可将突波大小降低40%左右。

  当然最为重要的是,通过使用OC Socket超频底座,我们可以让供电电路的输出电压更加精准,提升了超频的成功概率。

  MC:从外观来看,OC Socket超频底座与标准的LGA2011-V3插槽相比,就是多了一些针脚,请问如果玩家有能力在其他主板上也DIY补齐这些针脚,主板是不是就具备相近的超频能力?同时,也请许总向我们透露一下OC Socket的技术架构与核心原理。

  许佑嘉:要在Haswell-E平台上拥有顶级的超频表现可不是换个CPU插槽就能达成,OC Socket超频底座也不单单是增加针脚就能拥有超强的超频能力。简单地说,我们还必须在主板内部为这些增加的针脚设计相应的电路,配备为其专门开发的UEFI图形化BIOS,从而令该电路发挥出减少电压掉压幅度的作用,才能提升处理器的超频能力。

  我们知道,在处理器供电电路中,当电流产生很大变化的时候,即由低负载向高负载转变的时候,电压会瞬间出现比较大的震荡。举例来说,如果CPU超频后设置的电压为1.45V,同时超频所需要的稳定电压最少为1.4V,那么如缺少防掉压设计,在满载情况下,就很可能掉压到1.35V、甚至1.3V,从而造成超频失败。而我们的OC Socket超频底座及其相应电路所提供的功能就是减小掉压幅度,将CPU核心电压、CPU缓存电压、内存电压等各部分输出电压的掉压幅度控制在10毫伏以内。

  正是借助这一优势,OC Socket超频底座具备更强的超频能力,尤其是对CPU缓存频率、内存频率的超频。根据统计,在普通供电电路环境下,10颗处理器中只有3颗体质特别好的产品可以将内存超频到DDR43200或更高。而如果采用了OC Socket超频底座的配套设计,那么10颗处理器中,有8颗具备将内存频率超频到DDR43200以上的能力。同时,在CPU缓存频率方面也是如此,经多次测试验证,在其他X99主板上,CPU缓存频率难以超过3.8GHz。而如果使用OC Socket超频底座,那么在水冷环境下就具备4GHz~4.5GHz的超频能力。如使用干冰、液氮等极限散热方式,OC Socket超频底座甚至具备将CPU缓存频率超频到5.13GHz或更高频率的能力。

  MC:那么研发人员是怎么发现补齐相应的缺失针脚,开发出相应的配套电路,就能带来更好的超频能力?即OC Socket超频底座是如何诞生的呢?

  许佑嘉:当研发团队在去年早期拿到Haswell-E处理器实物时,我们很快就注意到尽管处理器插槽的针脚都为2011根,但Haswell-E背后的触点数量却要多出很多,与上一代IvyBridge-E处理器针脚、触点一一对应的情形完全不同。因此凭借着研发人员天生的求知欲,以及执着、努力等天性,经过多次反复实验一华硕研发团队揭开了这些“多余的人”的背后秘密,我们发现这些多出的金属触点可不是为了装饰之用。通过使用、解锁它们,我们就可以为主板开发出额外的特殊功能,如前面提到的防掉压功能,从而令主板具备更强的超频能力。

  MC:那么OC Socket超频底座的使用会不会大量增加主板的生产成本,具体有哪些主板将使用OC Socket超频底座呢?能不能在其他如Z97、B85等主流主板上推广这一技术?

  许佑嘉:如果将配备OC Socket的主板与其他品牌同级别产品对比,相信大家可以看到,使用OC Socket超频底座后,主板在价格上并不会带来明显的区别。目前我们将在华硕全系列X99主板上使用这一设计,不论是ROG玩家国度中的旗舰级产品RAMPAGE V EXTREME、还是高端的华硕X99-Deluxe,甚至到主流的X99-A主板,它们都将配备OC Socket超频底座。

  而在其他如Haswell、IvyBridge平台上,由于这些平台的处理器针脚与触点功能英特尔已经全部开放使用,同时华硕研发团队也通过如OCPANEL、ExtremeEngineDigi+Ⅲ数字供电系统等外部优化措施有效地降低了处理器的掉压幅度,因此无需再将OC Socket超频底座引入到其他非Haswell-E平台上。

  MC:OC Socket超频底座会不会很快得到其他主板厂商的模仿,成为继游戏主板之后,各主板厂商竞相追随的一个新对象?

  许佑嘉:我认为短期内不会,首先作为一个经常创新的厂商,对于所有的创新技术、产品,华硕都会一一申请专利保护。目前,针对OC Socket超频底座的专利申请已在备案审核中。同时就像我在前面提到的那样,OC Socket超频底座并不单只是改变CPU插槽而已,还必须搭配主板端的线路设计与完备的UEFI图形化界面BIOS后,才能发挥相应的功能。事实上,在华硕推出OC Socket之后,根据我们的了解,不少厂商已在搜集相关情报,并向下游厂商索取了类似的OC Socket插槽,但目前也仅有一块非量产的主板照片曝光,其类似功能也未见到验证。

  MC:从OC Socket超频底座上可以看到,华硕仍然投入了大量的研发精力在主板超频设计上,那么在当今CPU性能已经非常强大的今天,华硕是怎样看待发展主板超频技术的意义?

  许佑嘉:从RAMPAGE V EXTREME主板已创造出的近30项世界纪录来看,华硕肯定是仍然致力于主板超频的研发设计上。对于主板来说,强大的超频能力就如同跑车引擎的极致性能,虽然多数拥有跑车的玩家并不是每天都狂飙至200KM/H时速出门,但仍希望自己的爱车能有这样的能力。许多极限玩家或发烧友对超频的期待也是如此,另外超频的研发也可以引领主板设计的方向,毕竟用户永远都不会嫌弃自己的跑车跑得太快或自己的PC运行速度过快。另一方面,除了在性能的追求上,更加便利与更有趣的超频使用经验,也是我们目前与未来仍会持续追求进步的重点,目的是提供更简便、更有效的技术与功能来协助用户超频。

  MC点评:

  尽管由于需要商业保密的缘故,在此次采访中,我们无法深入了解到OC Socket超频底座的核心原理,但从实际体验中不难看出,OC Socket超频底座显然不是一个“为了创新而创新”的产物一最大约35%的内存超频性能优势、最高约3%~6%的CPU超频性能领先幅度,令华硕X99系列主板在超频能力上相对其他品牌X99主板已经可以用“装备代差”来形容。此外,对整个主板行业来说,OC Socket超频底座的问世同样具备重大的意义一主板厂商也能拥有打破上游硬件标准与规范、改善其设计上先天缺陷的能力。在主板行业同质化现象依然比较严重,各类游戏主板扎堆上马的今天,突然出现一种在性能上大幅领先自身产品的“秘密武器”,相信也会对其他主板厂商带来不小的刺激,或许这将推动主板行业走向不断创新的良性发展。

  文/《微型计算机》评测室

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