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触摸世界巅峰 Haswell处理器首测

2013-06-24《微型计算机》测评室《微型计算机》2013年6月上

更成熟的22nm 3D工艺,大幅的内部架构调整,性能不凡的集成显示核心,英特尔Tock级产品Haswell处理器的发布对于普通消费者来说,可谓意义重大。但对于那些只想创造奇迹、只想在全球排行榜上夺得头筹的极限超频玩家来说,Haswell又意味着什么呢?它能否超越Ivy Bridge,在主频超频上实现接近7.5GHz、甚至8GHz的突破?它能否逾越DDR3 3500这英特尔平台无法企及的内存频率?它是否会成为极限玩家在比赛中获得胜利的利器呢?

无需多言,对于注重执行力的极限超频玩家就更是如此。就让我们用行动来回答以上这一系列问题。接下来,请系紧安全带,体验由《微型计算机》评测室与全球知名超频玩家Nick Shih为您联手打造的Haswell处理器极限超频之旅。

兵马未动 粮草先行

华擎Z87 OC Formula主板产品规格

板型 E-ATX

供电系统 12相

内存插槽 DDR3×4(高32GB DDR3 3000+以上)

显卡插槽 PCI-E 3.0/2.0 x16×4

扩展插槽 PCI-E 2.0 x1×2

音频芯片 瑞昱ALC 1150 7.1+2声道

网络芯片 英特尔WGI217V千兆网卡

I/O接口 USB 2.0+USB 3.0+LAN+PS/2+HDMI

+模拟 7.1声道音频输出+S/PDIF光纤+HDMI-In

特色功能 拥有三防镀膜技术

要想在Haswell处理器极限超频中获得较好的成绩,我们首先就必须进行充分的准备。显然,第一步重要的工作就是找到合适的处理器。与Ivy Bridge系列产品相比,Haswell处理器在超频方面大的改变是增加了125MHz和167MHz两个外频设定点,并且具备5%~7%的上下浮动范围,令玩家可以再次通过大幅调节外频与倍频,两者相结合的方式来提升频率,而不再一味地依赖倍频,从而提升超频的成功概率。然而让人遗憾的是,这个新特性只有K版即可调节倍频的Haswell处理器支持外频调节,普通版本的产品仍只能使用100MHz外频。因此在本次极限超频测试中,我们将使用K版处理器中的高端型号Core i7 4770K进行测试。

主板供电电路采用的双效复合式散热器,玩家既可以依靠散热器上的小型风扇,实现主动散热,也可以通过散热器上的水冷头,连接水冷散热器,实现更高效的散热。采用12相供电设计,每相搭配一颗合金电感、一颗德州仪器CSD87350Q5DMOSFET,并搭配尼吉康LF固态电容、钽电容和MLCC陶瓷电容等各种高品质元器件。TI NE5532耳机放大器,高可支持600欧姆的高阻抗耳机(前面板音频)。TINE5532差分放大器,可以让用户获得音色温暖、保真度高的音质享受。V-Probe电压测量点,可以让超频玩家方便地用万用表
主板供电电路采用的双效复合式散热器,玩家既可以依靠散热器上的小型风扇,实现主动散热,也可以通过散热器上的水冷头,连接水冷散热器,实现更高效的散热。采用12相供电设计,每相搭配一颗合金电感、一颗德州仪器CSD87350Q5DMOSFET,并搭配尼吉康LF固态电容、钽电容和MLCC陶瓷电容等各种高品质元器件。TI NE5532耳机放大器,高可支持600欧姆的高阻抗耳机(前面板音频)。TINE5532差分放大器,可以让用户获得音色温暖、保真度高的音质享受。V-Probe电压测量点,可以让超频玩家方便地用万用表检测CPU、内存的电压。高可支持容量达32GB,频率在DDR 3000以上,采用短针脚设计的内存插槽。板载了一块OLED显示屏,可以显示电压、温度、DEBUG侦测代码等信息。采用8层PCB板设计,包含4个两盎司铜内层,并拥有三防镀膜技术。EMI屏蔽罩内“保护”的是一颗拥有115dB信噪比指标的瑞昱ALC 1150 Codec。

我们知道,在极限超频中由于液氮炮在盛入液氮后,靠近“大炮”的主板周边温度会变得很低,出现结露现象,空气中的水蒸气将变为露珠,从而导致主板表面出现冷凝水。如果没有较好的防水措施,那么就有可能令主板出现短路直至烧毁的严重故障,因此在进行极限超频前必须对主板进行周密细致的防水处理。而如果有一种厂商在生产制造时就做好防水工作的主板,无需用户再进行费时、费力的防水处理,那么这种主板肯定会获得极限超频玩家的青睐。所以,就是因为这个原因,在本次测试中我们选用了华擎为极限超频打造的新产品——Z87 OC Formula。
与上一代OC Formula相比,除了芯片组、处理器插槽的改变,Z87O FC ormula主板大的创新是采用了三防镀膜技术。华擎在主板PCB表面、电容、电感等裸露元器件上镀上矽氧树脂这种材质。这是一种介于有机与无机的聚合物,具备耐高低温、耐水性好、高绝缘性好、耐辐射、耐臭氧性好等特性。因此,在主板上涂抹这种材质后,可使主板具备防潮、防尘、防腐蚀、耐高低温的特性,这也是将其称为三防镀膜技术的原因。所以从理论上讲,在使用Z87 OC Formula进行极限超频时,你甚至可以不做防水。当然,由于内存、显卡等其他配件天生没有防水能力,因此为保险起见,本次测试中,我们还是会进行简单的防水处理。

同时,在华擎Z87 OC Formula主板上,还有一些特色设计可以帮助玩家获得更好的极限超频成绩。首先主板内存插槽的针脚采用了新颖的短针脚设计,可有效减少信号失真,并且增强内存的超频性能。其次主板板载了一块OLED显示屏,可以显示电压、温度、DEBUG侦测代码、CPU频率等信息,让玩家更方便地了解超频状态。

此外,尽管Haswell处理器对主板的供电设计要求已经大大降低,但这款主板仍配备了豪华的供电电路,以提升主板大幅超频后的稳定性。它采用12相供电设计,每相供电电路配备一颗德州仪器CSD87350Q5DMOSFET。与普通产品相比,这款MOSFET采用NexFET封装,内部堆叠有上、下桥两颗MOSFET,大大降低了MOSFET的占用面积。同时,它还具备较好的电气性能,拥有大承载电流可达40A,高开关频率达到1.5MHz,内阻低(上桥5mΩ、下桥1.2mΩ)的特性,在高负载工作状态下,发热量小。此外,该主板不仅使用了大量“金光闪闪”的尼吉康LF固态电容外,还采用了不少钽电容和MLCC陶瓷电容,利用不同电容的电器特性去过滤高、中、低频的噪声,为CPU提供更为稳定的电流。

更为关键的是,这款主板还提供了名为“A-Tuning”的超频软件。可在进入操作系统后,再对处理器外频、倍频、内核电压、缓存电压等多个参数进行实时的细微调节,让玩家可以更方便、高效地超出好成绩。综合来看,无论是从硬件设计、还是软件搭配上来说,这款主板对极限超频所需要的高功耗、安全性、便利性都做好了充分准备。

其他超频猛将

著名超频高手,来自我国台湾省的Nick Shih,曾蝉联全球顶尖超频网站H WBOT冠军长达18个月之久,近期更创造Core i7 3770K7.136GHz的主频世界纪录。在本次测试中,他将与《微型计算机》评测室联手进行超频。
著名超频高手,来自我国台湾省的Nick Shih,曾蝉联全球顶尖超频网站H WBOT冠军长达18个月之久,近期更创造Core i7 3770K7.136GHz的主频世界纪录。在本次测试中,他将与《微型计算机》评测室联手进行超频。

采用由美国著名超频玩家Kingpin设计、制造的液氮炮。与以往不同的是,我们在本次测试中选用了保温性能较好、降温速度慢的全铜底座。这是为什么呢?请接着往下看,后面我们将为您揭开答案。
采用由美国著名超频玩家Kingpin设计、制造的液氮炮。与以往不同的是,我们在本次测试中选用了保温性能较好、降温速度慢的全铜底座。这是为什么呢?请接着往下看,后面我们将为您揭开答案。

Z87OCFormula主板的一大福利,赠送专业的美国GELIDGCEXTREME硅脂,其导热系数高达8.5W/mK,并具备低温不冻结的特点,非常适合用于极限超频。
Z87OCFormula主板的一大福利,赠送专业的美国GELIDGCEXTREME硅脂,其导热系数高达8.5W/mK,并具备低温不冻结的特点,非常适合用于极限超频。

采用宇瞻高端超频内存,标称频率达到DDR32800,并可以以12-14-14-35的延迟稳定运行。其配备的SK海力士H5TQ4G83MFR颗粒标称频率只有DDR3 1600,但新一代30nm工艺的使用,预示着这款内存将具备不小的超频潜力。
采用宇瞻高端超频内存,标称频率达到DDR32800,并可以以12-14-14-35的延迟稳定运行。其配备的SK海力士H5TQ4G83MFR颗粒标称频率只有DDR3 1600,但新一代30nm工艺的使用,预示着这款内存将具备不小的超频潜力。

超频平台

处理器 Core i7 4770K

主板 华擎Z87 OC Formula

显卡 Radeon HD 6450

内存 宇瞻DDR3 2800 4GB×4

硬盘 OCZ Vertex4 256GB

电源 海盗船AX1200i 1200W

操作系统 Windows7 64bit 

超频成功的关键——了解8系主板BIOS

由于Haswell是一款Tock级的产品,因此在处理器结构上存在一定的改变。如内部整合了FIVR集成式电压调节模块,将处理器的频率和供电区域进行了细分,增加了外频调节选项。因此8系列主板的BIOS也因为处理器架构的调整而出现了较大的改变,要想顺利地对Haswell处理器进行超频,那么就必须了解这些新增选项的意义与作用。接下来,我们将以华擎Z87 OCFormula主板为例,为您进行详细讲解。

1 增加CPU缓存选项压选

在主板BIOS中,您首先会看到一个让人迷惑的“CPU Cache Ratio”调节项目,其英文直译过来就是CPU缓存倍频调节。之所以会出现这个选项就是因为Haswell处理器的内核与缓存、环形总线的频率、供电采用了分离式设计,因此用户可以对这些部分的倍频、电压都进行调节。在默认设置下,CPU缓存倍频会自动与处理器倍频保持一致。而在超频过程中,如果想在Super Pi、wPrime等测试中获得较好的成绩,那么好应继续让缓存使用与处理器相同的倍频。如果只是追求更高的频率,那么可以在处理器超频倍频的基础上,适当降低缓存倍频2~4倍。

同样,在CPU电压调节选项中,你也会发现多出了一个“CPU Cache Voltage Mode”CPU缓存电压调节项目,它的作用就是对缓存及环形总线的电压进行调节。其调节方法也比较简单,如果缓存倍频与处理器倍频相同,那么缓存电压的设置数值应与处理器内核电压相同。如果缓存倍频低于处理器倍频,那么可以适当降低缓存电压(调节范围一般控制在0.1V以内),从而可以减小发热量,为冲击高频创造条件。

2 增加外频调节项目

因为引入了RCR(Reference Clock Ratio参考时钟比率)技术,因此在“BCLK/PCIE Frequency”外频选项上,玩家可以选择100MHz、125MHz、166MHz这三档设置,并在每档设置点进行5%~7%的上下浮动。我们建议在极限超频中,选择125MHz这一档就可以了。原因很简单,就像在Ivy Bridge上,倍频设置超过×63后,处理器就难以启动一样,超频时不能过分依赖提升倍频或调高外频,而应该在处理器完全可以承受的外频、倍频范围内进行调节,有机地将两者结合起来,从而提升超频的成功概率。

同时,125MHz左右的外频也可以完全满足对处理器、内存的超频,具备很大的频率调节范围。如使用×60处理器倍频,处理器高就可调节至125MHz×60=7500MHz ;如使用DDR3 2800内存默认的×28倍频,内存高也可调节到125MHz×28=DDR33500,完全够用。

3 增加输入电压调节项目请记住400mV原则

这是Haswell为重大的一个改变,如果不了解以下说明,很多DIY玩家在第一次接触到8系列主板BIOS时,将会感到非常困惑——BIOS中竟然有两个处理器电压调节选项,其中一个名为“CPU Input Voltage”CPU输入电压调节,另一个则名为“CPU Voltage Mode”CPU电压调节,到底该选择哪一个呢?答案是两个都需要调节,其实这就是因为整合FIVR集成式电压调节模块而带来的改变。在8系列主板上,主板PWM供电电路只负责基本的电压调节,再由FIVR集成式电压调节模块对这个基本电压进行高精度、细致化的调节,为处理器核心、核芯显卡、SA系统助手等处理器内部各元器件提供它们的所需电压。

因此,所谓的“ CPU Input Voltage”CPU输入电压就是由主板供电电路提供的基本电压,而“CPU VoltageMode”调节的则是经过FIVR处理后的处理器内核电压。所以两者显然存在一定的联系,基本电压与内核电压成正比,基本电压=内核电压+400mV(注:在不同的主板上,这个差值可能会存在一定的不同)。

因此这个数学关系就带来了一个稍显复杂的调节方式,如果想将处理器内核电压调节到1.7V,那么还必须将处理器输电压提高到至少2.1V,否则无论你如何提升处理器内核电压,都无法达到这个数值。所以在超频时,我们需要根据这个差值,对两个处理器电压都进行调节。同时,需要注意的是,两种处理器电压的存在也让一些软件出现了混乱。为著名的是当Haswell处理器初期曝光时,人们惊叹CPU-Z显示的0.77V~0.8V左右的满载处理器工作电压。显然,英特尔现在还没有这样的能力,让台式机高端处理器工作在如此低的电压下。原因在于CPU-Z读取的数值是“基本电压÷2”,如果将0.77×2-0.4,其1.14V的结果显然就很正常了。

超频时,调低“CPU Cache Ratio”,可以小幅提升处理器主频的超频能力。而降低缓存电压,则可以减小发热量,为冲击高频创造更好的环境。

超频时,调低“CPU Cache Ratio”,可以小幅提升处理器主频的超频能力。而降低缓存电压,则可以减小发热量,为冲击高频创造更好的环境。
超频时,调低“CPU Cache Ratio”,可以小幅提升处理器主频的超频能力。而降低缓存电压,则可以减小发热量,为冲击高频创造更好的环境。

调节处理器电压时,需对“CPU Input Voltage”、“CPU Voltage Mode”两种电压进行联合调节才能获得您想要的设置电压,需切记两种电压存在400mV的差值。

调节处理器电压时,需对“CPU Input Voltage”、“CPU Voltage Mode”两种电压进行联合调节才能获得您想要的设置电压,需切记两种电压存在400mV的差值。
调节处理器电压时,需对“CPU Input Voltage”、“CPU Voltage Mode”两种电压进行联合调节才能获得您想要的设置电压,需切记两种电压存在400mV的差值。

高6.5GHz处理器主频超频测试

在了解了主要的BIOS项目作用后,接下来,我们就和Nick Shih一起开始着手对Core i7 4770K进行液氮超频,首先我们将冲击处理器的主频频率。

STEP 1 由于华擎Z87 OC Formula主板采用了三防镀膜技术,因此在超频前我们只进行了简单的防水工作。在液氮炮下方以及内存上铺设了用于擦拭机油、机械的工业擦拭纸。它们具备很好的吸水性、韧性,以及一定的抗水性,不易出现水渗透的现象。

STEP 2 对处理器进行降温,不过在Haswell上,这个工作并不简单。在超频过程中,一位兴趣颇浓的编辑前来帮忙,就像以往对Ivy Bridge 处理器进行极限超频一样,他在超频前先倒入数杯液氮,对处理器进行降温。然而他却意外地发现,在处理器温度降低到约-125℃以下后,系统就无法启动。原来,英特尔处理器的低温ColdBug又回来了。据业内人士分析,这是由于Haswell架构变化,以及集成FIVR电压调节器所致,其Cold Bug温度点就在-125℃左右。因此在Haswell极限超频中,玩家的超频方法必须再次改变——不能过快、过猛地加入液氮,好使用保温性能好、降温速度慢的液氮炮。同时,准备一把电吹风甚至高性能瓦斯喷灯,一旦遭遇Cold Bug,就迅速回温。

所以在对处理器的初期降温阶段,只用倒入适当的液氮,将处理器温度控制在-80℃~-100℃左右即可,待所有设置完成,准备超频冲刺时,再少量增加液氮。

STEP 3 在主板BIOS中设定CPU输入电压,前面我们已经讲过,该电压关系着CPU内核电压的大小,因此对超频结果有着极大的影响。由于现在的超频软件在操作系统下还无法对该电压进行调节,因此我们必须在BIOS中对它进行设定。在本次超频测试中,我们将它设置为2.5V,这样处理器的内核电压在理论上就可以高设置到2.1V左右。

STEP4进入操作系统,安装华擎“A-Tuning”超频软件,然后对处理器外频、倍频、内核电压、缓存电压等多个参数调节,进行超频尝试。此次超频中,我们的处理器外频设定为125MHz,因此只需要搭配不太高的倍频,就能实现较高的主频。然而经过多次尝试,我们发现,提升Haswell处理器的主频并不容易。即便将处理器电压提升到1.9V这样的高电压下,Core i7 4770K也只能以124.94MHz×51=6372.05MHz的频率完成Super Pi一百万位测试,而且这还是在降低CPU缓存倍频与电压下才实现的。

而在进一步降低CPU缓存倍频,并关闭其他三颗核心后,处理器主频也只提高到了6.5GHz。综合来看,相比在6.8GHz频率下还能完成Super Pi测试的Ivy BridgeCore i7 3770K,Haswell Core i7 4770K的处理器极限超频能力要差不少。

Z87 OC Formula主板已经内置了专为各种颗粒优化的延迟设置,只要载入相应设置,对症下药,即可顺利、轻松地对内存进行超频。
Z87 OC Formula主板已经内置了专为各种颗粒优化的延迟设置,只要载入相应设置,对症下药,即可顺利、轻松地对内存进行超频。

为获得更好的内存超频成绩,我们走了一步险棋,直接向内存浇上少量液氮(注:切勿模仿,极易损害硬件)。

为获得更好的内存超频成绩,我们走了一步险棋,直接向内存浇上少量液氮(注:切勿模仿,极易损害硬件)。

在本次极限超频中,处理器高只冲击到了6.5GHz,极限超频能力较Ivy Bridge下降不少。
在本次极限超频中,处理器高只冲击到了6.5GHz,极限超频能力较Ivy Bridge下降不少。

触摸世界巅峰强悍的内存超频能力

处理器超频能力令人失望,那么内存呢?值得一提的是,华擎Z87 OC Formula主板为内存超频进行了充分的准备,内置了由Nick Shih针对各种内存颗粒编写的延迟设置档案。玩家只要确定所用内存的颗粒型号,载入相应设置档案即可实现优化内存超频,而无需再进行漫长的调整。

同时,在Haswell处理器中,有三种电压替代了Ivy Bridge中的VTT、IMC等电压,成为对内存超频影响大的三种电压,它们是——系统助手电压、处理器模拟IO电压、CPU数字IO电压。因此要想将内存超上高频,还必须对这三种电压再进行小幅加压。

在接下来的内存超频中,为减小难度,我们首先降低了处理器工作频率,将倍频下调到×46。然后将内存电压设置为1.95V,并对处理器模拟IO电压、CPU数字I O电压加压0.15~0.2V,对系统手电压加压0.55V。在完成以上设置后,我们把内存倍频设置为×26.66,延迟设置为12-15 -15 -35 -1T,保存重启,即以125MHz×26.66=DDR 3332.5的频率启动。而结果令人兴奋,电脑非常顺利地就进入了系统。

为进一步提升内存频率,我们在操作系统中使用“A-Tuning”继续小幅提升处理器外频。过程充满艰辛,1.95V的内存电压对于没有主动散热措施的内存来说的确很高,超频过程中不断出现蓝屏、死机的现象。后,考虑到敷设在内存上的工业擦拭纸具有很好的防水性,因此我们走了一步险棋,直接向内存浇上少量液氮(注:切勿模仿,极易损害硬件)。这一方法显然起了很大的作用,一时间,内存稳定性有了不小的提升,终在将外频频率提升到129.74MHz时,我们获得了此次内存超频中的好成绩——129.74MHz×26.66=DDR3 3458。而这一成绩也是到本文截稿时为止,全球高的英特尔平台内存频率。不过让人略有遗憾的是,由于本次极限超频测试中,使用的是工程版处理器,因此这一成绩无法通过HWBOT超频网站的认证。

终获得的成绩令人鼓舞,DDR3 3458的超频频率是到本文截稿时为止,全球高的英特尔平台内存频率。
终获得的成绩令人鼓舞,DDR3 3458的超频频率是到本文截稿时为止,全球高的英特尔平台内存频率。

让极限玩家爱恨交加的Haswell

综合以上测试,可以看出由于低温Cold Bug的存在,因此Haswell处理器的极限超频能力将大不如Ivy Bridge。低温Cold Bug意味着你无法将Haswell处理器内核工作温度降到足够低。而无法进入超低温状态则就意味着处理器在高电压设置下,内核会产生较大的热量,缺少冲击更高频率的必要条件。因此只要这个低温Cold Bug一天不除,Haswell处理器的主频超频能力就无法超越Ivy Bridge,英特尔处理器的主频纪录还得继续依靠“前辈”来维持。

而另一方面,从内存超频能力来看,尽管英特尔自身并未给出详细说明,但Haswell处理器的内存控制器显然得到了一定改善,因此才能创造出DDR3 3458这样的奇迹。Haswell处理器的诞生,让玩家获得了一个历史上内存超频能力强的英特尔平台。相信随着本文的刊发,会有越来越多的玩家参与到对Haswell平台的内存极限超频中。为此在文章结束时,我们还将为大家发布一个好消息,近期我们将在 @《微型计算机》官方微博 举办一个针对华擎英特尔芯片组主板用户的内存超频活动。如果您符合这样的条件,那么就请尽快关注我们的微博,留意新消息,有大奖拿哦。


这是一块专为极限玩家、高端发烧友量身打造的主板产品,借助改良的内存插槽设计、优秀的做工用料、丰富的BIOS、软件调节功能,它帮助《微型计算机》评测室第一次获得了触摸世界巅峰的测试成绩。为此,针对它的优异表现,我们也特别对其颁发《微型计算机》编辑选择奖。

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