风冷超频65%!非K版 Skylake处理器破解超频实战

  • 来源:微型计算机
  • 关键字:Skylake,处理器,英特尔
  • 发布时间:2016-02-16 14:47

  还记得2014年,英特尔在奔腾处理器诞生20周年之际推出面向中低端市场的超频处理器Pentium G3258,掀起一阵“全民平价超倍频”热潮。但我们也发现,近年来英特尔处理器通常只能在倍频上“折腾”,外频则由于与PCI-E频率的对应关系难以上调……然而,不久前各大厂商纷纷推出特殊版BIOS文件,只要搭配更新特殊BIOS之后的Z170主板,Core i3 6100这样的锁定倍频版处理器也能享用免费超频“大餐”!等等,非K处理器也能超频?是的!而且实测个别型号的风冷超频幅度高达65%……那么这顿免费大餐怎么吃?好不好吃?请跟《微型计算机》评测室一同细细品尝吧。

  超外频:久违的玩法终于回归

  在现如今“性能过剩”的呼声下,为什要超频?相信有朋友会提出这样的疑问。其实性能是否过剩目前来看尚无定论,殊不知高清游戏、设计、工程等领域对高性能处理器依然孜孜以求。超频除了带给用户免费的性能提升之外,对处理器体质也是一个比较好的检验手段;超频还能检验主板是否能在极端工作环境下稳定工作……更重要的是,这是一种属于DIYer的探索精神。

  Sandy Bridge、Ivy Bridge及Haswell这几代的处理器中,外频(BCLK频率)与其它单元的频率具有同步性,比如PCI-E频率,所以BCLK稍加超频后很容易引起连锁反应导致数据损失、蓝屏等现象。到了Skylake时代,我们发现英特尔改进了外频与其他系统之间的联系,芯片组及PCI-E现在都有自己的时钟频率,这就解放了外频—现在它只跟CPU、集显及内存频率有关。于是,Skylake处理器外频的提升便有了技术基础。去年12月中下旬开始,各大主板厂商旗下不断有针对非K版 Skylake处理器的特殊版超频BIOS流出,有些厂商甚至在官方设立了专门页面提供此类BIOS下载,玩家可在刷新了这些BIOS的Z170主板上实现外频超频功能。要知道,上一次我们见到英特尔非K处理器外频超频“盛况”还是在C ore2时期(Core 2 Duo E6320)。截至本文发稿,英特尔官方并未明确表示禁止此类行为,个中缘由我们暂不得而知。言归正传,在进行超频测试之前,我们还需要做一些必要的功课。

  哪些非K处理器支持超频?

  答案是目前市售的全部Skylake架构非K版处理器!包括且不限于奔腾G4400、Core i3 6100、Core i5 6400、Core i7 6700等处理器。相对于2014年只有G3258一款普通版处理器被解锁,本次免费大餐的规模更加可观。

  哪些主板支持非K Skylake处理器超频?

  需要注意的是,除了超微旗下一款H170主板之外,目前能支持非K Skyl ake处理器超频的主板均采用Z170芯片组。具体到厂商方面,华硕、技嘉、华擎、映泰等厂家旗下的Z170主板大部分都支持非KSk ylake处理器超频。其中华擎和映泰的特殊版BIOS可直接在官网下载(华擎的位于“beta”区域),而华硕、技嘉对应的的特殊版BIOS则更多见诸于国外网站。有消息表示,B150、H110芯片组的超频版BIOS有望推出,但这一消息未经厂商证实。联想到之前B85超频主板、H81超频主板等先例,玩家们不妨也期待一下。

  有利有弊:玩家请适当取舍

  超频后的优点也是显而易见的,比如:

  1、超频后整体浮点运算大幅提升!在众多理论性能测试软件中体现得尤为明显;

  2、3DMark物理分值大幅度提高,实际游戏帧数有所提高!

  同时,我们要知道,与采用常规主板BIOS的平台相比,刷了特别版BIOS的平台目前来看主要有以下几点问题:

  1、处理器自带核芯显卡失效,玩家需配备独立显卡;

  2、核心温度有可能显示异常;

  3、部分电压监测软件如CPU-Z电压监测显示异常;

  4、L1、L2缓存显示异常;

  5、相关节能功能失效,处理器一直处于最大/Turbo频率状态;

  6、AVX2之类的新指令集可能失效或工作不异常;

  7、恢复默认BIOS设置后依然存在上述问题,实测必须刷回官方普通版BIOS才能解决。

  我们如何测试?

  我们将通过一系列处理器理论性能测试、应用性能测试、游戏性能测试,功耗与温度测试对超频后的Core i3 6100和Core i5 6400两款市售主流处理器进行详细测试。同时为了让读者能直观地了解它们的性能提升,我们还将采用Core i7 6700K、Core i5 6600K与它们进行对比。与之前针对E3-1230 v5的测试类似,通过对比Corei7 6700K、Core i5 6600K,我们可以看出非K Skylake处理器超频后与高一级的K版处理器差距几何;而大家可结合对实际性能和售价的分析,解答本次超频大餐“值不值得”与“划不划算”的问题。

  主频激增65%:Core i5 6400与常规处理器超频不一样,本次超频需要先将特殊版B IOS刷入到主板上。以本次测试采用的华擎Z170 Gaming K6+为例,将名为“Z17G M6P1.93”的BIOS文件放入FAT32格式的闪存盘内,然后通过BIOS内的Instant Flash工具将BIOS版本更新到L1.93版—这是本次超频的关键。我们可以看到特殊版BIOS里面的超频选项变得几乎与安装了K版处理器时两款非K Skylake处理器超频实战解析一样丰富,Spread Spectrum(频展)默认是关闭状态(有助超频稳定性),但没有倍频调节选项。此时进入Windows桌面利用软件查看,会发现Turbo Ratio(动态加速频率)以及C- State(深度节能)自动调节功能都已失效,Core i5 6400处理器始终运行在它的最高频率即3.3G H z(在1.74版CPU-Z中倍频错误显示为27x),此时处理器集成的显卡还是正常工作的。但这并不是我们的最终追求,接下来回到BIOS界面开始调校。

  超频的重点很简单—外频的提升!我们发现只要对外频做了一丝改动,Core i5 6400处理器的倍频和Cache频率便会锁定在27x并无法更改,且处理器集成显卡会立即失效。这时要提高外频就只需要特别注意内存频率的控制,我们选择了先把内存频率锁定在一个较小的值如D D R4-1744,先“单超”处理器后再探索该平台能支持的最高内存频率。如果不把内存频率锁定的话,内存频率与Cache频率会跟外频同步往上过度调节导致无法开机。接下来的步骤与Haswell时代超频并无太大差别,首先将长时间功耗限制(Long Duration Power Limit)、时间维持(Long Duration Maintained)、短时间功耗限制(Short Duration Power Limit)分别设置为1000、128、1000以保障电力供应;接下来就是逐渐提高外频、适当提高处理器核心电压并开机验证。在4.6GHz频率下,该平台可以开机并进入桌面,但无法通过软件测试;经过一番取舍,最后我们成功将Core i5 6400的外频提高至165.36MHz并顺利通过Wprime 32M、Prime95两大软件测试。此时处理器的核心电压为1.376V且主频高达4.46G H z,主频比初始频率(2.7GHz)整整提高了65%之多!与原最大睿频(3.3GHz)相比也有35%的提升,堪称过瘾。最后,我们回到内存调校界面,经过逐级调整验证,最后将内存频率稳定在了DDR4-2864(16-16-16-36),这一水平也大大超过了Core i5 6400原生支持的DDR4-2133。

  遇到“大雷”:Corei3 6100在玩家口中,处理器有“大雷”与“大雕”之分,后者只需较低的核心电压便可平稳超到较高频率并稳定运行,而前者特指那些需要较高电压才能运行在高频率下的处理器。毫无疑问,本次测试用的这颗Core i3 6100是“大雷”—经过调校它在测试平台上的风冷极限频率为4.5GHz;但此时电压较高,达到了1.42V。

  经过逐级调整验证,这次我们将内存频率稳定在了DDR4-2920(16-16-16-36)。

  温度与功耗测试

  测试点评:超频后我们还对这两颗非K Sk ylake处理器的功耗与发热量进行了考察。令我们感到意外的是从工作温度上来看,两款处理器的表现仅稍高于默认状态下的Core i7 6700K,堪称凉爽;而功耗方面也并无“出格”之处。我们分析原因之一在于这两款非K Skylake处理器超频后核芯显卡被完全关闭,因此可以避免这部分区域消耗电能、产生废热;另外一大原因是测试采用的两款处理器本身TD P较低,再加上14nm工艺的支持,因此超频后并未出现过于恐怖的功耗与热量上升。试想一下,这两套超频后的平台哪怕是搭配TDP 300W左右的高端显卡,考虑到电源的转换效率,一台额定功率在650W左右的电源就能完全满足用户的需求。

  处理器理论性能测试

  测试点评:两款非K Skylake处理器在测试中都有不错的表现,其中Core i5 6400处理器凭借超频后的高频优势,性能表现追赶甚至超越了同为四核心四线程设计的Core i5 6600K,其中wPrime 32M多线程运算成绩甚至比Core i5 6600K处理器还超出了11.6%。这样的成绩,与最近大热的至强E3 1230 V5相比同样是不遑多让。在强调单核心性能的单线程性能测试上,由于工作频率大幅提升,因此在Super Pi 100万位测试中,Core i5 6400甚至比不超频的Core i7 6700K快了0.11s;而跑出8.77s的Core i3 6100也只比不超频的Core i7 6700K慢不到0.2s。

  与价格贵出自己300元的Core i5 6600K相比,超频后的Core i5 6400处理器的优势相当明显,毕竟此时它的工作频率比Core i5 6600K高了近600MHz。然而Core i5 6600K具备倍频超频能力、用于提升多线程性能的TSX- NI指令集,因此在同样超到4.5GHz这一水平的时候,表现应该还是要稍微好于Core i5 6400,当然功耗也会大些。

  处理器应用性能测试

  测试点评:实际应用测试的结果与理论测试的结果非常相近,单从Cinebench R15成绩来看,超频后的Core i5 6400的运算性能也达到了Core i5 6600K的113%、Core i7 6700K的78%。而在7-Zip文件压缩性能测试中,Core i5 6400的压缩速度更比未超频的Core i5 6600K快了13%。

  在侧重单核心、单线程的应用上,由于频率提高,两款超频后的非K Skylake处理器表现与两款K版处理器不相上下,MediaEspresso(MediaEspresso支持显卡硬件编码、解码,在这种视频转码软件中,CPU多线程性能对结果影响不大)的视频转码消耗时间彼此相差不过一两秒。令人感到惊喜的是,借助Driverheaven Photoshop Bench V3我们发现超频后的两款非K Skylake处理器在PhotoShop应用中有了可观的提升,对于这种“短平快”倾向的设计软件而言颇具积极意义。上一期的测试中我们曾得出结论—“E3-1220 v5在所有应用测试中战胜了Core i5 6400,使得后者的购买价值直线下降。”如今看来,这个结论值得商榷。

  游戏性能测试

  测试点评:接下来我们也进行了大家颇为关注的游戏性能测试,使用了《怪物猎人》、《古墓丽影9》、《神偷4》三款热门游戏与3DMark基准测试软件。测试结果显示这四款处理器的表现却非常接近,尤其在实际游戏中,三款游戏最低平均运行帧速与最高平均运行帧速的差值并不大。可以说它们在游戏性能上,完全处在一个水平线。原因在于五款处理器均使用相同的Skylake核心,同时当前游戏对多线程处理器的优化仍然很一般,往往四核心、四线程处理器就能满足游戏运行的需求,八线程处理器的规格优势无从发挥。而且更重要的是游戏能否流畅运行的关键还是在显卡上,因此这几款处理器在最终游戏性能的运行上不会带来明显差异,玩家也无法从使用中体验出区别。

  本来,如果只看数据对比的话,那么酷睿K系处理器仍是游戏性能最强的处理器,其高频率设置、对DDR4高频内存的支持,使得它在测试数据上可以获得非常小幅度的领先。而两款参测非K Skylake处理器由于频率大大幅提升、再加上超频支持了DDR42800以上内存频率,急剧缩短了与K版处理器的差别,追求高性价比的玩家或许会喜欢。

  结语:值得一玩,期待更多主板解禁

  不可否认,开放非K Skylake处理器超频对于英特尔现役的K版乃至至强E3V5处理器而言是有一定冲击的。毕竟当前来看售价相对便宜的非K Skylake处理器居然具有很大的性能提升潜力,同时在功耗、散热上并不令人担心。对于市场而言,若是英特尔不“封杀”,加上主板厂商进一步的优化相关BIOS,无疑对玩家选购Skylake平台具有较强的刺激作用。同时,非K Skylake处理器可超频的现状有力回应了玩家对英特尔“挤牙膏”升级的抱怨。从性价比方面考虑,Core i5 6400无疑是最高的:处理器(散片)加上一款普通Z170主板总花费可控制在2000元左右,玩家收获的主流性能和“可折腾”体验却物有所值。

  可惜目前只有Z170主板支持非K Skylake处理器超频,小编期待更多、更便宜的主板芯片组加入到这超频免费大餐中以降低入手门槛,再次点燃广大DIYer心中那团火焰。另有消息表示,AMD的ZEN架构处理器将于2016年内开始投放市场,处理器江湖又要展开新一轮热闹的龙争虎斗?我们翘首以盼。

  文、图/《微型计算机》评测室

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