3. Overclock del sistema Lynnfield

Presentata al grande pubblico l'otto settembre 2009 la nuova piattaforma P55 Express, per CPU Lynnfield Core i5 e i7, entra a far parte della grande famiglia di microprocessori Intel con il preciso compito di sostituire la vecchia generazione Core 2 Duo su socket 775; la nuova architettura rappresenta il primo tassello verso una nuova serie di CPU mainstream, dove l'integrazione all'interno del processore la fa da padrona. Lynnfield rappresenta così anche il primo passo verso un nuovo concetto di funzionalità ed efficienza, aggiungendo al suo interno le componenti che fino a poco tempo fa erano parte integrata del chipset. Squadra che vince non si cambia, i5 eredita parte delle sue caratteristiche di funzionamento dalla precedente generazione Core i7 Nehalem, ma per capire migliore mettiamo a confronto le due architetture:

Lynnfield P55


G.skill Perfect Storm F3-17600 CL8D-4GBPS 3. Overclock del sistema Lynnfield 1 

Core i5 - i7 Lynnfield:

  • Socket 1156;

  • Chipset P55;

  • Quad core di tipo nativo in un unico Die monolitico, con funzionalità Hyper Threading sulla serie 860, 870;

  • Cache L3 integrata da 8 Mbytes condivisa in modo dinamico tra tutti i Core della CPU;

  • Cache L1 32Kbytes, L2 di 256 Kbytes;

  • IMC, Integrated Memory controller DDR3 a doppio canale 128 Bit , integrato nel microprocessore;

  • DMI, Direct Media Interface , interfaccia di collegamento e trasmissioni dati tra CPU e Chipset, la sua frequenza di funzionamento è di 2.0Gb/S;

  • 16 linee PCIExpress 2.0 all’interno del core della CPU;

  • 8 linee PCIExpress 1.x gestite dal chipset P55.

Nehalem X58


G.skill Perfect Storm F3-17600 CL8D-4GBPS 3. Overclock del sistema Lynnfield 2 

Core i7 Nehalem:

  • Socket 1366;

  • Chipset X58;

  • Quad core di tipo nativo in un unico DIE monolitico, con funzionalità Hyper Threading;

  • Cache L3 integrata da 8 Mbytes condivisa in modo dinamico tra tutti i Core della CPU;

  • Cache L1 32Kbytes, L2 di 256 Kbytes;

  • IMC, Integrated Memory controller DDR3 a triplo canale 192 Bit , integrato nel microprocessore;

  • QPI, Intel QuickPath Interconnect, interfaccia di collegamento e trasmissioni dati del front side bus della CPU, la sua frequenza di funzionamento è determinata dal segnale base di clock del sistema;

  • DMI, Direct Media Interface , interfaccia di collegamento e trasmissioni dati tra IOH X58 e ICH10, la sua frequenza di funzionamento è di 2.0Gb/S

  • 36 linee PCIExpress 2.0 esterne gestite dal chipset X58;

  • 6 linee PCIExpress 1.x gestite dal Southbridge ICH10.

Come possiamo vedere dalle tabelle pubblicate prima, le differenze sostanziali tra le due architetture risiedono in una gestione più semplice degli elementi che compongono il Chipset, dove per la prima volta in questo ruolo entra a far parte anche la CPU di sistema, integrando parte delle funzionalità da sempre gestite dal Northbridge. Possiamo vedere, inoltre, che nella nuova piattaforma il chipset P55 Express integra le funzioni del Southbridge, collegandosi direttamente al microprocessore tramite un’interfaccia DMI a 2.0 GB/s. Le linee PCIExpress 2.0 in questo caso sono gestite direttamente dalla CPU, non potendo contenere fisicamente un’interfaccia molto complessa nel Die del microprocessore, Intel ha ridotto le linee a un massimo di sedici canali. Il controller di memoria perde un canale passando dai 192 Bit, della soluzione Nehalem, ai 128 Bit nella versione Lynnfield.

G.skill Perfect Storm F3-17600 CL8D-4GBPS 3. Overclock del sistema Lynnfield 3 

G.skill Perfect Storm F3-17600 CL8D-4GBPS 3. Overclock del sistema Lynnfield 4 

Gestione Uncore i7 Lynnfield

Gestione Uncore i7 Nehalem

Il funzionamento del blocco Uncore (Cache L3/IMC/QPI/NB) nelle due architetture opera in modo simile, l'unica differenza è che nelle CPU Lynnfied INTEL utilizza una serie di moltiplicatori, vincolati al divisore di memoria utilizzato, per ricreare le correte frequenze di funzionamento del sistema.
Questo nuovo approccio modifica in parte le caratteristiche in overclock delle nuove CPU, dove diventa fondamentale la possibilità di poter spaziare tra il più ampio numero di divisori possibili per ottenere l'esatta frequenza di funzionamento delle memorie.

Nella tabella sottostante elenchiamo le combinazioni possibili con la attuale serie di processori Lynnfield:

Core i5 series

Max. Memory/
Uncore Ratio

2:6 / x 16

Core i7 series

Max. Memory/
Uncore Ratio

2:6 / x18

2:8 / x 16

2:8 / x18

2:10 / x 16

2:10 / x18

------------------

2:12 / x18

Come possiamo facilmente intuire per portare le memorie G.skill Perfect Storm F3 17600 alla frequenza operativa di 2200MHZ, bisogna alzare il valore di BCLK del processore fino a: 220 MHZ con i5 e divisore 2:10, 183 MHZ con i7 e il divisore 2:12. A questo punto si capisce perché non sono così semplici da overcloccare le CPU i5, con le memorie in alta frequenza, il divisore massimo di 2:10 non semplifica affatto il funzionamento del sistema quando si superano i 200MHZ di BCLK.

Nella tabella sotto stante valuteremo meglio il problema:

CPU BCLK

Memory Rateo

Uncore Frequency

Memory Frequency

Core i5 220MHZ

2:10

x16 = 3520 Mhz

2200

Core i7 183MHZ

2:12

X18 = 3294 Mhz

2200

Vediamo chiaramente che la frequenza di funzionamento dell'Uncore nella configurazione i5 è troppo alta, pertanto pregiudica sensibilmente la stabilità di sistema; invece, nella soluzione i7 risulta perfettamente gestibile anche in un utilizzo daily use.

A questo punto molti di voi si chiederanno come poter utilizzare al meglio queste memorie sul proprio sistema i5?

Il consiglio che vi diamo è di intervenire sulla tensione di funzionamento del VTT (Circuiti interni di terminazione per i segnali di funzionamento I/O e trasmissione dati). Nell'architettura Intel questa tensione alimenta direttamente il blocco dell'Uncore (Cache L3/IMC/NB) ed è indipendente dalla tensione d'alimentazione della CPU, Intel stabilisce un valore massimo, per la nuova piattaforma Lynnfield, di 1,21Volt; a titolo di confronto segnaliamo che nell'architettura Nehalem il valore è di 1,35volt.

G.skill Perfect Storm F3-17600 CL8D-4GBPS 3. Overclock del sistema Lynnfield 5

Il margine di guadagno in Mhz sulla frequenza del Uncore, rispetto al VTT applicato, CPU i7 860.

Come possiamo notare dal grafico, l'aumento della tensione sul VTT permette d'ottenere un buon margine di guadagno sulla frequenza del blocco Uncore, permettendo così di stabilizzare la vostra piattaforma Lynnfield.

Vi ricordiamo però di non esagerare con questa tensione, consigliamo di salire per gradi, partendo dal valore più basso fino a ottenere la stabilità di sistema. Il Valore di VTT necessario varia da processore a processore, ogni CPU è unica in questo caso.

Prendendo spunto da questa piccola analisi del comportamento della nuova piattaforma Intel abbiamo deciso di utilizzare, per i test delle memorie in alta frequenza, le seguenti impostazioni:

VTT <1,25Volt, VRAM <1,65Volt per test 24 h utilizzo giornaliero.

VTT >1,25Volt, VRAM >1,65Volt per test in overclock del sistema.