Max частота процессора достигаемая при разгоне процессора max turbo

Обновлено: 07.07.2024

На youtube канале сайта есть видео о том как современные процессоры выбирают частоты для работы в бусте.

Видео, правда это, уже чутка устарело, оно хорошо описывает классический турбо буст, рассказывает о том, что производители понимают под TDP и как их заявленные характеристики соотносятся с тем что есть в реальности. Сильно повторяться о базовых технологиях поэтому не будем. А тем временем в части авторазгона мир на месте не стоял, так что появились новые методы увеличения производительности.

В частности у intel это Adaptive Boost и Thermal Velocity Boost.

Что касается новых бустов, то термал велосити буст, завязан на сложных химико-физических свойствах полупроводников и особенностей p-n переходов и эти сложные эффекты мы посмотрим и на практике. В качестве научно исследовательского оборудования у нас будет, конечно, не что-то размаха большого адронного коллайдера, но всё же для реализации, так скажем, научно-демонстрационного стенда придётся подключить компьютер к кондиционеру.

Но фокусы с магией оставим на потом. А пока вообще вспомним базовые вещи про бусты.

Общие принципы

Суть в том, что задачи на процессорах бывают разные.

Некоторые хорошо оптимизированы под конкретную архитектуру, используют максимум транзисторов, обеспечивая высокую производительность на такт. На это направлено и то, что в конвейерах процессоров есть очереди и планировщики благодаря которым исполнительные устройства процессора задействуются максимально плотно.

(почитать о том как работают современные процессорные конвейеры Intel и AMD можно тут, тут и тут)

Естественно использование большей части транзисторов каждый такт вызывает и большее энергопотребление и больший нагрев.

Из чего выходит логичный вывод о том, что в моменты, когда приходят на исполнение плохо оптимизированные задачи, вызывающие простои, то задействованные части процессора можно ускорять за счёт неактивности не задействованных.

Естественно реализовать её не так просто.

На доработку ушло десятилетие, да и не думаю, что этот процесс завершен, так что в будущем увидим и ещё какие-то бусты.

Изначально идея была довольно простая и отвечающая тому времени, когда турбо буст появился.

Тогда хорошо параллелящихся задач было не много, поэтому частоты зависели от числа плотно занятых ядер.

Чем меньше ядер используется, тем выше их частота.

Со временем все ядра уже хоть чем-то но стали заниматься, а значит такой буст уже становился бессмысленным и у intel и у AMD подход изменился.

AMD в принципе не стали делать привязку к занятым ядрам. В intel всё таки частотные формулы буста остались, то есть все ядра на максимальную частоту процессоры не бустили, но частота стала завязана: и на число задействованных ядер, а на величину оставшегося теплопакета процессора.

Turbo Boost MAX 3.0

Появился впоследствии и буст версии 3.0. Отличия заключаются в том, что после производства intel определяли самые частотные ядра и им отдаётся приоритет на выполнение многопоточных задач. Соответственно эти ядра периодически и бустяться сильнее остальных.

В AMD подход сейчас аналогичный.

Intel Adaptive Boost

Апогеем этого подхода стало появление адаптив буст. Штука совсем новая, но по сути является продолжением подхода расширения частотной формулы.

Общий смысл там был в том, что мы делали ровно всё наоборот от того что советуют оверклокеры. То есть оставляли все функции энергосбережения и управления питанием и просто вручную прописывали вольт частотные характеристики для того диапазона частот, у которого не было заводских зависимостей.

Грубо говоря тогда я рассказал вам как продлить турбобуст вверх по частотам, и при этом в тяжёлых задачах штатными методами предотвращать перегрев и излишний шум от охлаждения. И напомню, что тогда на не самом удачном i9 9900k я в играх получил стабильные 5,2 ГГц на все ядра на тонкой башне на 4 трубки.

Это несложная процедура, но теперь intel по сути делает это из коробки и называется это intel adaptive boost.

Thermal Velocity Boost

То есть процессор в плане частотного потенциала может быть удачным или неудачным и ничего с этим не поделаешь. Для достижения стабильной частоты он требует какого-то конкретного напряжения, а если дать напряжение ниже, то процессор потеряет стабильность, возникнут ошибки в расчётах, компьютер зависнет или вылетит в синий экран смерти.

Ограничения тут чисто физические.

Это анимация (видео ниже), в которой показано как те или иные участки процессор intel 4004 активируются при активации тех или иных пинов, но каждое приходящее питание расходится на каскады из тысяч транзисторов.

В современных процессорах всё несколько сложнее, но общая суть та же. Для выполнения той или иной операции необходимо каскадом активировать миллионы, а иногда даже миллиарды транзисторов. Одни открывают другие, другие третьи и т.д.

Чтобы добиться работы на бОльшей частоте можно до определённого уровня увеличивать напряжение. Большее напряжение позволяет жестче обращаться с транзисторами, уменьшая время переходных процессов.

То есть транзисторы быстрее отрабатывают включение и время между соседними тактами можно уменьшить, тем самым выполнить больше тактов в единицу времени.

В общем-то ситуация нам всем знакомая. Разгоняя процессор приходится поднимать его напряжение. Естественно законы ома никто не отменял, так что при этом у нас ещё и намного сильнее начинается греться процессор.

Поэтому с ростом напряжения нагрев увеличивается очень сильно.

И именно на тех принципах, что я сейчас покажу работает термал велосити буст.

Но отсутствие теории я с лихвой сейчас компенсирую практикой.

Но для начала я покажу сейчас и немного другой эффект. Дело в том, что от изменения температуры меняется не только частотный потенциал, но и электрическое сопротивление процессора.

Для демонстрации этого эффекта я зафиксировал одну и ту же частоту и напряжение и провёл тест Cinebench R15 на процессорах с разным обдувом.

С башней гелид сирокко и вентилятором на 1800 оборотов и с подачей воздуха в этот же радиатор с температурой около 10 градусов из кондиционера.

Хотя на разнице в 20 градусов эффект этот не очень заметен, с пельтье разница у меня была побольше.

Единственное на низких частотах оказалось, что показания V core и потребляемой мощности при снижении напряжения под виндой из датчиков intel отображаются неверно.

Так что для мониторинга я использовал данные, которые собирает материнская плата и разгон делал из под биоса.

Зависимость напряжения от частоты

Но с ростом частоты для обычного кулера требовалось гораздо быстрее наращивать напряжение, что приводило к усилению нагрева.

На воздухе я смог получить 5,1 ГГц. На 5,2 уже нужны были напряжения при которых бы процессор троттлил.

С кондиционером я получил частоту 5,2 ГГц, и аналогично для 5,3 не удалось подобрать рабочие параметры.

На частоте 5,2 ГГц с охлаждением кондиционером для стабильной работы потребовалось напряжение примерно такое же, как на частоте 5,1 ГГц с охлаждением о воздух.

Что касается дальнейшего разгона на кондиционере, то с высокой нагрузкой уже процессор сильно нагревался, а значит эффект от низких температур пропадал и система зависала на половине теста.

При этом короткую нагрузку процессор вывозил и на частоте 5,5 ГГц, просто из-за того что не успевал прогреться, а на низких температурах используемого напряжения было достаточно для стабильной работы.

Ну и в играх кондиционер позволил взять 5,3 ГГц на все ядра.

И теперь возвращаемся обратно к термал велосити буст.

Именно на основе этого эффекта и работает термалвелосити буст.

Процессор постоянно анализирует свою температуру и если процессор не горячий, то в нагрузке набрасывается частота без дополнительного увеличения напряжения.

Обычно, конечно, если нет кондиционера, на большинстве задач процессор через какое-то время прогревается и дополнительный буст отключается.

Пару слов про охлаждение кондиционером

Пример конструкции с модулями Пельтье, которую можно встроить в водяную систему охлаждения вместо водоблока процессора

А кондиционер создаёт кучу лишнего холода, и потребляет 800 Ватт, по крайней мере тот, что у меня. И не даёт такого же снижения температур, как модули пельтье, работающие в пол силы.

Видео на YouTube канале "Этот компьютер"

Как вы используете технологию Intel® Turbo Boost для ускорения процессора? Объясним, как это работает.

Как работает технология Intel® Turbo Boost?

Процессорам не всегда нужно работать с максимальной частотой. Некоторым программам для работы нужно много памяти, другие же активно используют ресурсы процессора. Технология Intel® Turbo Boost — это энергоэффективное решение, помогающее смягчить дисбаланс: она позволяет процессору работать с базовой тактовой частотой при выполнении легких рабочих нагрузок и переключаться на более высокую тактовую частоту для выполнения более тяжелых рабочих нагрузок.

Работа с низкой тактовой частотой (количество циклов, выполняемых процессором каждую секунду) позволяет процессору потреблять меньше мощности, за счет чего снижается выделение тепла и увеличивается время автономной работы ноутбуков. Когда же требуется скорость, технология Intel® Turbo Boost динамически повышает тактовую частоту для компенсации разницы. Иногда ее называют алгоритмическим разгоном.

Технология Intel® Turbo Boost потенциально может увеличить тактовую частоту процессора до максимальной частоты в турборежиме, сохраняя при этом безопасные показатели тепловыделения и мощности. Это может повысить производительность в однопоточных и многопоточных приложениях (программы, которые используют несколько ядер процессора).

Если вы хотите узнать, как включить технологию Turbo Boost, не беспокойтесь: она включена по умолчанию. Вам не нужно ничего загружать или настраивать.

Что такое максимальная частота в турборежиме?

Во время простых рабочих нагрузок процессор работает на базовой частоте, указанной в его спецификациях. (или с более низкой тактовой частотой, если для контроля тактовой частоты используется энергосберегающая технология Intel® SpeedStep®). При обработке аппаратных потоков, требующих высокой производительности, технология Intel® Turbo Boost повышает тактовую частоту до максимальной частоты в турборежиме.

Например, процессор Intel® Core™ i9-9900K имеет базовую тактовую частоту 3,60 ГГц и максимальную частоту в турборежиме 5,00 ГГц. В зависимости от условий процессор не всегда может достигать максимальной частоты в турборежиме. Динамическое повышение тактовой частоты зависит от рабочей задачи и доступного резерва системы охлаждения.

При сравнении тактовой частоты процессоров обычно следует учитывать максимальную частоту в турборежиме. Она отражает максимальную производительность процессора без оверклокинга. 1 Помимо количества ядер и дополнительных возможностей, этот показатель является одним из наиболее важных при выборе процессора.

В чем отличие между версиями технологии Intel® Turbo Boost 2.0 и 3.0?

Технология Intel® Turbo Boost 2.0 2 действует по указанному выше принципу и доступна на большинстве процессоров Intel® Core™ младше 2-го поколения (процессоры Intel® Core™ i5, i7, i9 и процессоры Intel® Xeon®).

Технология Intel® Turbo Boost Max Technology 3.0 — это улучшенная версия 2.0, повышающая производительность самых быстрых ядер процессора по отдельности и направляющая самые важные рабочие нагрузки на ускоренные ядра. Она может увеличивать производительность в однопоточном режиме до 15%. 3 4 5

Технология Intel® Turbo Boost Technology 3.0 используется в процессорах Intel® Core™ серии X, в том числе в следующих процессорах:

процессоры Intel® Core™ i7-69xx/68xx
процессоры Intel® Core™ i9-7900X/i9-7920X/i9-7940X/i9-7960X/i9-7980XE/i7-7820X/i7-9800X
процессоры Intel® Core™ i9-9820X/i9-99x0XE/i9-99x0X
Семейство продукции процессоров Intel® Xeon® E5-1600 v4 (один разъем)

Как использовать технологию Intel® Turbo Boost?

Технология Intel® Turbo Boost автоматически повышает быстродействие процессора, когда это требуется. Пользователям не нужно ничего устанавливать или настраивать, поскольку данная технология по умолчанию включена во всех операционных системах.

Хотя технологию Intel® Turbo Boost можно отключить через BIOS, это не рекомендуется делать, если вы не выполняете диагностику конкретных проблем или не пытаетесь провести последовательные измерения производительности. С технологией Intel® Turbo Boost производительность и тактовая частота процессора будут выше.

Если вы хотите извлечь еще больше из вашего процессора, ознакомьтесь с нашим руководством по оверклокингу и другими ресурсами по оптимизации процессоров.

Всем мур! Решил попробовать написать несколько статей на тему современных технологий, которые используются с различными комплектующими, чтобы всякие непонятные названия стали менее непонятными.

Сегодня начнем говорить о технологии динамического изменения частоты, которую Intel использует для автоматического разгона своих процессоров. Речь пойдет о второй и третьей версии технологии, так как первая давно не используется.

Turbo Boost 2.0

Начнем наш разговор с того, что технология фактически не является разгоном, потому что не позволит процессору превысить параметры, заданные Intel. Другое дело, что предлагаемые характеристики будут превышать номинальную частоту рассматриваемого процессора. Номинальная частота - частота процессора, которую он может удерживать по всем ядрам длительное время и на которой он гарантированно будет работать.

Технология Turbo Boost предлагает расширение этой частоты при соблюдении ряда условий. Сама Intel заявляет, что автоматическое повышение частоты возможно при условии, если "мощность, потребляемый ток и температура не превышают максимальных значений".

Зачастую в контексте процессоров Intel реальным ограничением может стать только температура, потому что, как уже было сказано выше, Turbo Boost - не разгон и повышает частоту лишь до определенных значений, а значит, при изначально заданных характеристиках мощность процессора и потребляемый им ток не смогут превысить заданные характеристики, если, конечно,мы исходим из того, что материнская плата не завышает базовые значения. Температура же тот аспект, который куда сложнее предсказать, так как она зависит от множества факторов, начиная от типа охлаждения процессора и заканчивая температурой окружающего воздуха.

Вопреки расхожему заблуждению, частота Turbo Boost, указанная в характеристиках, не является частотой всех ядер процессора. В связи с тем, что повышение частоты по всем ядрам относительно номинальной значительно увеличит энергопотребление и тепловыделение, а также, что невозможно гарантировать, что абсолютно все кристаллы, изготовленные под определенный процессор, смогут работать на такой частоте, максимальное значение указывается всего лишь для одного ядра. Кроме того, многие приложения, написанные с учетом многопоточности, получат куда больший прирост производительности от большего количество ядер с меньшей частотой, нежели от одного ядра, но с большей частотой. В обратную сторону это тоже работает: некоторые приложения и игры, написанные под одноядерные процессоры смогут быстрее работать при условии наличия одного быстрого ядра. В качестве примера можно привести первый Crysis, который до сих пор может подтормаживать даже на самых современных системах, потому что Crytek сделали ставку на то, что процессоры будут наращивать частоту, а не количество ядер, и поэтому игра загружает в основном одно ядро, от которого требует как можно большей частоты.

У каждого процессора есть своя таблица зависимости количества нагруженных ядер от их частоты. Зачастую ее можно описать следующим образом: увеличение количества нагруженных ядер на 1 приводит к уменьшению частоты на 100 Мгц относительно предыдущего значения. Т.е. если одно ядро работало на частоте 4.7 Ггц, то два будут работать на частоте 4.6 и так далее. К сожалению, это правило можно использовать лишь для общего понимания работы Turbo Boost, и в нем множество исключений. Например, в 9900K два ядра работают на максимальных 5 Ггц, а 3 и 4 ядра работают уже на 4.8, в то время как со всеми остальными наборами ядер частота сохраняется на уровне 4.7.

Согласно другому расхожему заблуждению, Turbo Boost можно активировать или установить. Технология реализована на уровне кристалла, поэтому если каким-то странным образом у вас в руках оказался процессор, который технологию не поддерживает, то с этим ничего не поделаешь.

Turbo Boost Max 3.0

Расширение технологии версии 2.0, доступное для процессоров экстремальной серии последних поколений. Учитывая, что экстремальная серия всегда могла похвастаться куда большим количеством ядер, чем настольная, но при этом не могла продемонстрировать высокие частоты, Intel решила компенсировать зазор в однопоточной производительности между сегментами своих процессоров.

При отсутствии серьезной нагрузки на все ядра процессора, он сможет использовать два ядра на частоте большей, чем заявлена спецификацией 2.0 даже при условии, что какие-то ядра уже работают с применением Turbo Boost. При этом два быстрых ядра выбираются не просто так, а на основе анализа работы всех ядер. Да, звучит сложно. В целом, это значит, что два ядра смогут в куда большем количестве сценариев выходить на повышенные частоты. Технология требует наличия установленного драйвера, так как операционная система не обладает возможностью узнать, какие ядра процессора работают на большей частоте, а значит, и эффективно пользоваться повышенной частотой двух избранных ядер не сможет.

Имею Ryzen 2600, который гонится до 4200. Однако, turbo boost(знаю, что у красных название другое) в играх или приложениях выше 3800 или в крайних случаях 3900 его не разгоняет. Однако, в некоторых играх (особенно в играх от Юбиков) 3900 уже буд-то не хватает. На 4100 как-то стабильнее. Есть ли способ сделать так, чтобы проц сам бусстился до более высоких значений? Или не стоит заморачиваться и просто зафиксировать частоту на 4100 и оставить как есть. Мать от Asus x370-a.

У меня 5600х. Просто залочил напряжение на 1.17, частоту не лочил. В играх сам бустится до 4650. Ну и холоднее проц стал, нежели из коробки

Ну и вот пару тестов для наглядности. На первом андервольт, второй - сток
На 10 градусов холоднее, меньше жрет, на 200 МГц частоты держит лучше

Вот спасибо тебе, дружище. Я всё радикально пытался как-то снизить температуры. Либо фиксировать частоту ниже, либо уже охладждение взять пободрее.
Честно, было лень проверять и тестить, но я не думал, что авторазгон настолько поднимает напряжение с запасом.
Установил то же напряжение, что и у тебя. Ну просто услада.

Купил вот 3600, как раз играюсь с этим авто бустом, вольтаж скачет от 1,1 до 1,4 частоты 3,6 до 4,2 в простое. Я вообще в ахуе. Включил АМD Кул энд Квает, что то так себе помогает. Думаю фиксировать 1,2 и 4,0 гц. Иначе хз.
Температуры в простое от 45-55, в нагрузке тестил до 75 доходит.

Встретил такой коммент, хз сколько там правды.

Скачки напряжения на Зен 2 это нормально, таков принцип работы этой архитектуры и процессор гораздо лучше пользователя знает какое напряжение ему нужно. Такие напряжения не опасны так как подаются на проц только при очень низкой силе тока. А вот фиксированное напряжение как раз может быть опасным и в некоторых редких случаях даже когда оно всего 1.2в. У Зен 2 есть система FIT отвечающая за безопасность камня и опеределяющая какую напругу и силу тока можно подавать на ядра. В зависимости от нагрузки напряжение будет меняться, например в играх напряжение может быть 1.4в но при этом сила тока будет достаточно низкой и общее потребления процессора будет в пределах 65ВТ, в каком нибудь прайм95 с авх инструкциями напряжение будет значительно ниже, при гораздо большей силе тока, а потребление может превышать 100ВТ. Таким образом получается, что фиксированное напряжение может быть и безопасным в играх, но при этом при серьезных нагрузках процессор может начать очень быстро деградировать если фиксированное напряжение будет превышать значения FIT для конкретно этого процессора. Как узнать FIT напряжение для своего камня: включить в биосе PBO, выставить все лимиты на максимум(PPT, TDC, EDC), запусить Prime95 в режиме Small FFT и после того как камень проегреется смотреть какое на него подается напряжение - это и будет безопасным напряжением для конкретного экземпляра процессора(как правло оно колеблится в пределах от 1.2 до 1.3 в зависимости от камня). Еще добавлю, что HWMonitor давно устарел и на райзене показывает чушь и надо смотреть в HWiNFO64. Так же Core VID не является напряжением процессора, это напряжение которое запрашивают ядра, а что получает процессор по факту показывает сенсор CPU Core Voltage (SVI2 TFN)
ред.

Читайте также: