Несколько дней тому назад мы опубликовали обзор нового процессора Intel Core i7-8700K – старшего представителя нового семейства Coffee Lake. С его выпуском компания Intel решительно ввела в массовый сегмент чипы с шестью вычислительными ядрами, чем сделала старшую новинку обновлённого модельного ряда крайне желанным решением для энтузиастов. Действительно, шестиядерный Core i7-8700K не только  оказалсянамного (в среднем на 35 %) быстрее флагманского четырёхъядерного Kaby Lake, но и смог предложить лучшую производительность по сравнению с конкурирующими восьмиядерниками серии AMD Ryzen 7. Поэтому совершенно неудивительно, что прогрессивная часть компьютерного сообщества с нетерпением встречает все новости, связанные с Coffee Lake. Тем более что реальных владельцев таких процессоров совсем немного: официальные продажи Coffee Lake только начались, и их поставки в магазины пока носят эпизодический характер.

Поэтому мы решили продолжить исследование имеющегося в нашей редакции образца процессора Core i7-8700K и уделить дополнительное внимание его разгону. Причин «второго подхода к снаряду» две. Во-первых, компания Intel снабдила нас новым образцом процессора. Это значит, что, сопоставив результаты разгона двух экземпляров CPU, мы сможем получить более полную статистику частотного потенциала. Во-вторых, в рамках первоначального обзора проверка оверклокерских возможностей Coffee Lake делалась с немодифицированным процессором. Но давно известно, что значительно улучшить результаты разгона интеловских чипов можно при помощи скальпирования. Поэтому расширить старый опыт за счёт более основательного подхода к процессу оверклокинга – вполне логичный следующий шаг.

⇡#Тестовый Intel Core i7-8700K

В принципе всё, что следует знать о Core i7-8700K, мы рассказали в основном обзоре – никаких важных дополнительных сведений о новинке после анонса нам не открылось. Поэтому ограничимся лишь повторением её базовых спецификаций в сравнении с характеристиками его предшественника, Core i7-7700K:

	Core i7-8700K	Core i7-7700K
Кодовое имя	Coffee Lake	Kaby Lake
Технология производства, нм	14++	14+
Ядра/потоки	6/12	4/8
Базовая частота, ГГц	3,7	4,2
Частота Turbo Boost 2.0, ГГц	4,7	4,5
L3-кеш, Мбайт	12	8
Поддержка памяти	DDR4-2666	DDR4-2400
Интегрированная графика	GT2: 24 EU	GT2: 24 EU
Макс. частота графического ядра, ГГц	1,2	1,15
Линии PCI Express	16	16
TDP, Вт	95	91
Сокет	LGA1151 v2	LGA1151 v1
Официальная цена	$359	$339

Как следует из этой небольшой таблички, Core i7-8700K стал немного дороже, чем прошлый флагманский LGA1511-процессор, но зато он теперь предлагает в полтора раза больше вычислительных ядер и, что немаловажно, более высокие турбочастоты. Таким образом, Coffee Lake воплощает идеальный вариант увеличения многопоточности процессора. Добавление в этот процессор дополнительных параллельных вычислительных мощностей не обернулось ни значительным увеличением тепловыделения, ни падением производительности при одно- и двухпоточной нагрузке.

И даже больше того, реальные рабочие частоты Core i7-8700K всегда выше, чем у Core i7-7700K, без какого бы то ни было разгона. Компания Intel решила не сообщать подробности о работе технологии Turbo Boost 2.0 для процессоров поколения Coffee Lake, а зря. Дело в том, что при разной нагрузке она всегда готова вывести Core i7-8700K на более высокую частоту, чем мог обеспечить в аналогичной ситуации Kaby Lake. Наглядно это видно по следующей таблице.

	Номинальная частота	Максимальная частота Turbo Boost 2.0
		1 ядро	2 ядра	3 ядра	4 ядра	5 ядер	6 ядер
Core i7-8700K	3,7 ГГц	4,7 ГГц	4,6 ГГц	4,4 ГГц	4,4 ГГц	4,3 ГГц	4,3 ГГц
Core i7-7700K	4,2 ГГц	4,5 ГГц	4,4 ГГц	4,4 ГГц	4,4 ГГц	-	-

Главное, чтобы Core i7-8700K хватало охлаждения: если его температура остаётся в приемлемых рамках, он действительно может работать на частоте 4,3 ГГц при нагрузке на все ядра без какого-либо разгона. И да, это верно даже для приложений, которые задействуют наиболее энергоёмкие инструкции AVX 2.0.

Именно поэтому разгон Core i7-8700K, который мы получили при подготовке прошлого обзора, показался не слишком результативным. Частоту процессора удалось повысить с 4,3 до 4,7 ГГц, то есть всего лишь на 9 %, – стоило ли это затраченных на эксперименты усилий?

В то же время обзоры Core i7-8700K, которые можно найти на некоторых других ресурсах, в первую очередь англоязычных, утверждают, что этот процессор легко разгоняется до 5,0 ГГц и даже выше, что совершенно не сходится с нашими выводами. Поэтому мы взяли другой экземпляр CPU и повторили тестирование.

Впрочем, никаких принципиально иных результатов замена процессора не дала. Даже без всякого разгона, в номинальном режиме, второй Core i7-8700K вновь продемонстрировал подозрительно высокий нагрев. Даже с весьма производительным воздушным кулером Noctua ND-U14S максимальные температуры Core i7-8700K под нагрузкой в LinX 0.8.0 (данная утилита основана на математической библиотеке Intel Math Kernel Library) достигали отметки в 84 градуса, при том что предельно допустимое значение температуры для ядер Coffee Lake – 100 градусов.

Напомним, прошлый побывавший в наших руках экземпляр Core i7-8700K в аналогичных условиях разогревался до 88 градусов, то есть новый процессор оказался получше, но не так чтобы кардинально. Иными словами, Core i7-8700K – весьма горячий CPU, и это – непреложный факт, который вряд ли нуждается в каких-либо дополнительных подтверждениях.

Неудивительно, что разгон такого процессора вновь оказался ограничен высокими температурами. Новый образец удалось вывести на частоту 4,8 ГГц, что на 100 МГц лучше, чем позволял прошлый экземпляр, но проверка стабильности в таком состоянии приводила к близкому к критическому разогреву процессорного кристалла. Максимальные температуры при тестировании в LinX 0.8.0 достигали 95 градусов.

Напряжение для стабильной работы на частоте 4,8 ГГц пришлось повысить до 1,3 В. Потребление процессора при таком разгоне по его собственной оценке, выросло с 135-140 Вт под максимальной нагрузкой в номинальном режиме до 165-170 Вт.

Каким образом в таких условиях некоторым обозревателям удаётся добиться работы Coffee Lake на частотах порядка 5,0 ГГц? Всё очень просто: дело в критериях стабильности. В то время как мы требуем от процессора беспроблемной работы и отсутствия троттлинга в абсолютно любых ситуациях, в том числе и при AVX/AVX2-нагрузке, многие наши коллеги не столь щепетильны и считают достаточным, чтобы разогнанный процессор проходил тесты в простых бенчмарках вроде Cinebench или wPrime, нагрузка в которых носит гораздо более щадящий характер. Более того, даже известные магазины уровня caseking.de или overclockers.co.uk, предлагающие предварительно отобранные процессоры с гарантией разгона, пользуются для проверки чипов отнюдь не современными средствами, а утилитой Prime95 старой версии 26.6 (актуальная версия Prime95 имеет номер версии 29.3), которая не поддерживает векторные инструкции AVX/AVX2.

Иными словами, оверклокинг, о котором говорим в этой статье мы, принципиально отличается тем, что он гарантированно применим в совершенно любых условиях: в играх, в ресурсоёмких приложениях и даже в специализированных тестах. Улучшить же такой «железобетонный» разгон Core i7-8700K до близких к пятигигагерцевой отметке частот возможно лишь сделав что-то для улучшения эффективности отвода выделяемого процессором тепла. И рецепт, как этого добиться, давно и хорошо известен. Помогает скальпирование и замена штатного интеловского термоинтерфейса материалом с более высокой теплопроводностью, который мог бы обеспечить более эффективный отвод тепла от разогнанного процессорного кристалла.

⇡#Скальпирование Coffee Lake

Итак, имеющийся процессор Core i7-8700K в своём исходном состоянии способен разгоняться до 4,8 ГГц с увеличением напряжения до 1,3 В. Но если говорить о его частотном потенциале и температурном режиме в более широком смысле, то свойства этого экземпляра можно обрисовать следующей температурной картой, построенной в LinX 0.8.0 с использованием кулера Noctua ND-U14S.

При напряжениях питания V_CC менее 1,1 В процессор не способен поддерживать стабильность на частоте хотя бы 4,0 ГГц, а при увеличении напряжения выше 1,375 В такая частота оказывается недостижима из-за перегрева кристалла под нагрузкой. В интервале между 1,1 и 1,375 В оптимальным с точки зрения раскрытия разгонного потенциала оказывается напряжение 1,3 В, однако очевидно, что результаты разгона можно улучшить, поскольку он упирается в достижение процессором предельных температур.

Собственно, резкое снижение максимально достижимой частоты при увеличении напряжения V_CC выше 1,3 В и указывает на то, что сдерживает разгон Core i7-8700K именно проблема с теплоотводом. Выделяемая полупроводниковым кристаллом тепловая энергия попросту не успевает отводиться, и это приводит к перегреву. Впрочем, это было понятно и без всяких экспериментов. Ещё в процессорах поколения Ivy Bridge компания Intel отказалась от пайки теплораспределительной крышки CPU на процессорный кристалл и стала применять в качестве термоинтерфейса между кристаллом и крышкой полимерную термопасту. Именно она из поколения в поколение выступает узким местом на пути теплового потока, не только сдерживая разгон, но и приводя к повышенным температурам процессора при нормальной эксплуатации в номинальном режиме.

Готовя к выпуску процессоры поколения Coffee Lake, компания Intel ввела в строй новую версию технологического процесса с нормами 14 нм, которая условно называется 14++ нм. Благодаря применению несколько ослабленных производственных параметров и совершенствованию профиля трёхмерных транзисторов в ней декларируется лучшее масштабирование частоты без роста энергопотребления. Так, Intel говорит об увеличении шага затворов транзисторов с 70 до 84 нм, что снижает негативное влияние токов утечки на общую стабильность полупроводникового устройства. В результате Coffee Lake должны быть способны работать на частотах, превышающих частоты Kaby Lake на 10-15 %, – так говорит теория.

Однако реальный опыт с теорией не сходится, поскольку возможность роста частоты блокируется недостаточной эффективностью применённого под процессорной крышкой теплоотвода. Попробуем избавиться от этого препятствия и заменить интеловский термоинтерфейс чем-то более эффективным.

Процесс скальпирования Core i7-8700K вряд ли нуждается в подробном описании. Конструктивно Coffee Lake не отличаются от своих предшественников: они не только используют тот же, что и раньше, процессорный разъём LGA1151, но и имеют абсолютно аналогичные размер и форму платы и теплораспределительной крышки. Не изменился и метод их сопряжения – они склеены герметиком, как и в Kaby Lake. Всё это позволяет использовать при снятии крышки с процессоров поколения Coffee Lake точно такие же подходы и приспособления, что и при скальпировании Kaby Lake.

Как показывает опыт, наиболее простой и безопасный метод – это силовой сдвиг теплораспределительной крышки с процессора в тисках или в специальном устройстве. Именно этим методом мы и воспользовались для разборки Core i7-8700K, но с одним важным дополнением. В нашем распоряжении осталось напечатанное на 3D-принтере вспомогательное приспособление для скальпирования процессора в тисках, которое мы делали для Core i7-7700K, им же мы решили воспользоваться и в этот раз.

О том, как работает это приспособление, подробно уже рассказывалось. Суть в том, что оно обеспечивает правильное распределение усилий при силовом сдвиге крышки относительно процессорной платы и предохраняет её от излома.

Сам процесс демонтажа теплораспределительной крышки вряд ли стоит описывать детально – на нашем сайте можно найти сразу несколько подробных материалов по этой теме. Процессор просто вставляется в приспособление, к нему применяется усилие (надо заметить, достаточно серьёзное), и крышка оказывается оторванной от платы, к которой припаян процессорный кристалл.

В этот момент нетрудно убедиться, что Intel не отказалась от своей фирменной термопасты. Ненавистная плотная субстанция серого цвета заполняет промежуток между кристаллом и крышкой и в Core i7-8700K. То есть, даже несмотря на то, что ядер в процессоре стало больше, Intel продолжает считать, что эффективности полимерного термоинтерфейса вполне достаточно. Впрочем, ничего другого и не ожидалось. Пайка теперь не используется даже в премиальных многоядерных процессорах Intel серий Skylake-X и Skylake-SP, чего уж тогда ждать от массовых Coffee Lake.

Если очистить процессорную плату и кристалл от пасты и герметика, то можно оценить размеры кристалла Coffee Lake. Он стал больше, чем кристалл Kaby Lake, но ненамного. Площадь Coffee Lake оценивается в 150 мм², в то время как у Kaby Lake эта величина примерно равнялась 126 мм² .

Заменять интеловскую термопасту лучше какими-то материалами на основе жидкого металла – индия или галлия. На сегодняшний день производители термоинтерфейсов предлагают богатый выбор соответствующих составов. Мы традиционно пользуемся продукцией компании Coollaboratory, но аналоги можно найти, например, в ассортименте Thermal Grizzly. Причём, судя по данным независимых тестов, жидкометаллический термоинтерфейс Thermal Grizzly Conductonaut несколько выигрывает по теплопроводности у вариантов Coollaboratory Liquid Pro и Ultra.

Тем не менее, в Core i7-8700K мы решили испытать жидкий металл Coollaboratory Liquid Ultra, который по сравнению с применяемым нами ранее в скальпированных процессорах термоинтерфейсом Coollaboratory Liquid Pro получил несколько улучшенную теплопроводность и стал более прост в использовании за счёт лучшего сцепления с поверхностями. Однако не стоит забывать о том, что перед тем, как начинать наносить жидкий металл на процессорный кристалл и крышку, поверхности необходимо тщательно очистить и обезжирить.

После нанесения нового теплопроводящего состава остаётся последнее – приклеить обратно на процессор медно-никелевую теплораспределительную крышку. Она, в отличие от внутреннего термоинтерфейса, сохранила качественное исполнение и превосходно решает возложенные на неё задачи – предохраняет от повреждений процессорный кристалл и распределяет поступающее на неё тепло по большей площади.

Источник: 3DNews