Скальпируем и разгоняем Core i7-8700K

Всё чаще мы видим комментарии в духе «i7 легко берет 5 ГГц, а вы дали всего 4,5». Или «4,6 ГГц — это не вопрос для Core i3». Мы решили показать, почему процессоры Intel не гонят в стоке до 5 ГГц, подробно рассказать о процедуре скальпирования и оценить его целесообразность.

Тестовый стенд

Всё железо мы взяли в «Ситилинк». Процессор — самый обсуждаемый на сегодня Core i7-8700K.

Технические характеристики INTEL Core i7 8700K
Техпроцесс: 14 нм
Сокет: LGA 1151v2
Ядер/потоков: 6/12
L3-кэш: 12 МБ
Частота: 3,7–4,7 ГГц
Каналов памяти: 2
Тип памяти: DDR4-2666
Встроенная графика: Intel UHD 630
Линий PCI Express 3.0: 16
TDP: 95 Вт
Цена на апрель 2018 года: 24 500 рублей ($420)

Материнская плата — ASUS ROG Maximus X Hero. Всё при ней: качественная подсистема питания, много полезных настроек в BIOS, развитая система охлаждения, POST-индикатор и набор кнопок для базового управления. А главное — стабильная работа!

Технические характеристики ASUS ROG Maximus X Hero
Чипсет : Intel Z370
Сокет : Socket 1151
Формфактор: ATX (305 x 244) см
Оперативная память: 4x DIMM, DDR4-4133, до 64 ГБ
Слоты PCIE: 3x PCIEx16, 3x PCIEx1
Дисковая подсистема: 2x M.2, 6x SATA III 6Gb/s
Звуковая подсистема : 7.1 HD (Realtek ALC S1220A)
Сеть : 1 Гбит Ethernet (Intel I219V)
Панель ввода / вывода : Кнопки USB BIOS Flashback и Clear CMOS, DisplayPort, HDMI, 2x USB 2.0, 4x USB 3.0, 2x USB 3.1 (Type-A + Type-C), RJ-45, S/P-DIF-выход, 5x джек 3,5 мм
Цена на апрель 2018 года: 17 500 рублей ($300)

Кулер для процессора подобрали жидкостный, с двумя 120-миллиметровыми вентиляторами, — Deepcool Maelstrom 240.

Технические характеристики DEEPCOOL Watercooler MAELSTROM 240
Тип : СВО
Поддерживаемые сокеты : Intel LGA20xx/LGA1366/LGA115x, AMD AM4/AM3+/AM3/AM2+/AM2/FM2+/FM2/FM1
Вентилятор: 2x 120 мм (600–2200 об/мин, 182 CFM, 30 000 ч, 182–39 дБА)
Тип подключения: 4-pin
Радиатор: алюминий, 274×120×17 мм
Помпа: 2800 об/мин
Длина трубок: 310 мм
Вес: 1,1 кг
Цена на апрель 2018 года: 4300 рублей ($75)

Оперативную память взяли стандартным комплектом HyperX Fury Black на 16 гигабайт.

Технические характеристики KINGSTON HyperX FURY Black HX421C14FB2K2/16
Тип: DDR4
Объем: 2x 8 ГБ
Поддерживаемые частоты: 2133 МГц
Задержки: 14-14-14-28
Стандартное напряжение: 1,2 В
Цена на апрель 2018 года: 13 000 рублей ($225)

Так как процессор пойдет на разгон, видеокарту выбрали топовую — MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z с огромным воздушным кулером, эффектной подсветкой и приличными частотами под нагрузкой.

Технические характеристики MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z
Ядро: GP104
Техпроцесс: 16 нм
Потоковых процессоров: 2816
Текстурных блоков: 176
Блоков растеризации: 96
Частота: 1607–1683 МГц
Память: 8 ГБ, 7010 МГц
Энергопотребление: 250 Вт
Цена на апрель 2018 года: 60 000 рублей ($1035)

На питание отправили 850-ваттный ACCORD GOLD ACC-850W. Модель не самая современная по начинке, но нам подойдёт.

Технические характеристики ACCORD GOLD ACC -850 W
Формфактор : ATX
Мощность: 850 Вт
Вентилятор: 140 мм
Линии: +3,3 В: 20 А, +5 В: 20 А (+5 и +3,3 нагрузка до 120 Вт), +12 В: 70 А
SATA: 7
PCI-E: 3
Габариты: 150х86х160 мм
Цена на апрель 2018 года: 7500 рублей ($130)

И наконец, накопителей взяли две штуки — классический Black-терабайтник WD1003FZEX и твердотельник серии Blue WDS250G2B0A, который позиционируется как надежное и производительное SATA-решение как для офиса, так и для игр.

Технические характеристики WD Black WD1003FZEX
Формфактор: 3,5’’
Объем: 1 ТБ
Интерфейс : SATA III 6 Gb/s
Буфер: 64 МБ
Скорость вращения шпинделя: 7200 об/мин
Толщина: 26 мм
Цена на апрель 2018 года: 4810 рублей ($85)

Технические характеристики WD Blue WDS250G2B0A
Интерфейс : SATA III 6 Gb/s
Формфактор: 2,5’’
Емкость: 250 ГБ
Тип памяти: 3D TLC
Контроллер: Marvell 88SS1074
Заявленная скорость чтения: 550 МБ/с
Заявленная скорость записи: 525 МБ/с
Цена на апрель 2018 года: 5600 рублей ($95)

Тут оговоримся: именно эту модель взяли, чтобы просто оценить новинку. Результаты нам понравились. Диск выдал почти 500 Мбайт на запись и чтение и одинаково хорошо показал себя как на мелких, так и на крупных файлах.

Разгон до скальпа

Переходим к практике. Температуры без разгона неплохие: 35 градусов в простое, 50 под нагрузкой и 70 под стресс-тестами. Пробуем разогнать камень без скальпа. Повышаем частоту до 4,8 ГГц и упираемся в перегрев под нагрузкой уже при напряжении 1,215 В — 90 градусов. Есть ли вариант взять 5 ГГц? Нет, с ростом напряжения растёт температура и частота не повышается. Выходов два: откатываться до 4,7–4,8 ГГц, чтобы снизить температуру, или скальпировать и менять термоинтерфейс. Мы выбираем второй вариант.

Скальпирование

Для скальпа нужно не так много. Тиски, сменные лезвия для ножа, строительный фен, обезжириватель, несколько зубочисток, крупная прищепка, прокладкоформирующий автомобильный герметик, суперклей, термоинтерфейс «жидкий металл» (Coollaboratory Liquid PRO), форма для процессора и — самое главное — прямые руки.

Крышка приклеена к подложке герметиком. В былые времена пользовались тонкими лезвиями, прорезая герметик, но подложки современных процессоров очень тонкие, крышка массивная, а потому неизбежны деформации подложки с последующей поломкой процессора. Теперь отделение крышки производят методом сдвига: требуется сместить крышку относительно подложки в горизонтальной плоскости. Крайне важно прилагать усилие сдвига строго горизонтально, без перекосов. Для этого нужна форма. Она исключает всякие смещения при скальпировании и сконструирована так, чтобы равномерно распределять нагрузки — весьма значительные — на торцы подложки и крышки. Форму можно купить в интернете или распечатать на 3D-принтере, но мы решили изготовить самостоятельно из фанеры.

Да, выглядит колхозно, но внешний вид на ходовые качества не влияет — через неё успешно прошли уже два процессора, сегодняшний экземпляр будет третьим. Сложного в конструкции формы нет, по принципу работы она похожа на выдвижной ящик стола. Основной момент — точно подогнать все детали внутренней и внешней частей так, чтобы исключить перемещения процессора внутри формы.

Перед скальпированием медленно разогреваем крышку процессора строительным феном до 70–80 градусов, это несколько снизит прочность герметика. Регулятор температуры выставляем на 100–130 градусов, периодически контролируя нагрев крышки.

После укладываем процессор в форму, центрируем её в тисках и начинаем медленно и равномерно сдвигать губки.

Глухой щелчок возвещает об успешном отделении крышки. Хорошо видно слой штатной термопасты, напоминающей слегка подмоченную штукатурку.

Заменять её будем на жидкий металл Coollaboratory Liquid PRO, его теплопроводность значительно выше, чем у обычных термопаст от Thermalright, Noctua, Arctic Cooling и других уважаемых вендоров.

Но перед этим проведем ряд очистных и зачистных мероприятий.

Сперва поможем себе — с внешней стороны вдоль отпечатков контура кристалла на термопасте проводим острым концом лезвия. Припуск — миллиметр, нажим минимальный. Этот нацарапанный прямоугольник очень пригодится при нанесении нового термоинтерфейса.

Смываем штатную термопасту салфеткой, смоченной в бензине, обезжиривателе или растворителе. Остатки черного герметика удаляем лезвием, и тут нужна предельная аккуратность — под тонким слоем лака на подложке тонкие проводники, повреждение которых недопустимо. Поэтому важно использовать новые лезвия с идеальной режущей кромкой и контролировать направление реза.

Рекомендует в профилактических целях проверить зазор между крышкой и основанием — в идеале должна быть пара десятых долей миллиметра по всему периметру, а крышка должна висеть на кристалле. Если зазор неровный или в некоторых точках отсутствует, подправьте крышку на широком напильнике или наждачной бумаге «пятисотке», уложенной на стекло.

Без фанатизма — снять нужно явные неровности плюс десятую долю миллиметра.

Защищаем контакты на подложке от случайного контакта с жидким металлом. Сделать это можно суперклеем или лаком, небольшой капли будет достаточно. Для быстрой сушки используем строительный фен, настроенный на минимальную температуру.

Дело за жидким металлом. Наносится он на обе сопрягаемые поверхности, тщательно очищенные и обезжиренные. Расход минимальный, жидкий металл равномерно распределяется по поверхностям иглой шприца или крохотным ватным тампоном. Важно добиться почти полного смачивания по всей площади кристалла.

Теперь очередь герметика. Ещё раз обезжириваем периметр прилегания крышки и подложки, наносим герметик зубочисткой. Толщина слоя — около миллиметра. Много наваливать нет совершенно никакой надобности.

Настал последний ответственный момент. Внимательно проверяем слой жидкого металла на отсутствие малейших загрязнений, правильную ориентацию крышки относительно кристалла и совмещаем их. Первый прижим — пальцами, строго по вертикальной оси через геометрический центр кристалла. Контролируем боковые зазоры — крышка не должна съехать с подложки. Это, конечно, удобнее делать центрирующей накладкой, которую заранее можно вырезать из любого плотного материала, но мы обошлись собственным глазомером.

Далее — прижим на сутки струбциной или прищепкой с усилием килограмм-полтора, направленным строго через геометрический центр кристалла. Для защиты конденсаторов на обратной стороне процессора удобно использовать одну из частей формы, в ней есть соответствующий вырез.

Скорость схватывания герметика — миллиметр в сутки. Всё это время важен периодический контроль положения крышки относительно подложки, после установки в сокет через неё будет передаваться прижимное усилие.

Спустя 24–36 часов уже можно ставить процессор в разъём. Почему бы не использовать сокет сразу для прижима? При защелкивании скобы кромки внешней металлической рамки стремятся сдвинуть крышку. Застывший герметик легко сопротивляется усилию, на жидком же крышка «поплывет».

Разгон после скальпа

Результат налицо. На 4,8 ГГц температура в BIOS всего на градус выше комнатной. Мало того, для покорения этой частоты достаточно 1,21 В, а температура под нагрузкой — 60 градусов. А это значит, что можно двигаться дальше, к заветным 5 ГГц.

Наш камень их взял при 1,245 В, максимальная температура всего 63 градуса. Выморозив радиатор кулера, мы скинули температуру еще на 15 градусов и смогли уложиться в 1,235 В, что для процессора вообще идеально.

Результаты тестов

Давайте теперь посмотрим, что нам это дало. В играх средний fps по сравнению со стоком вырос всего на 2%. Минимальный, если не считать аномального скачка в For Honor, поднялся на три.

С приложениями не всё гладко. Те, что могут использовать 12 потоков, получили 10–20% производительности. Те, кто не умеет, — 1–4%. Почему? Разницу компенсировал встроенный Turbo Boost, который поднимает частоту до 4,5–4,7 ГГц.

Для большинства сценариев скальп топовому процессору не нужен, базовых частот хватает и на игры, и на рабочие задачи. Мало того, под хорошим кулером получаются ещё и нормальные температуры.

Когда же стоит менять термопасту? Когда вам критичны плюс 10–15% производительности и ради них вы готовы потерять гарантию и рискнуть жизнью процессора. В остальных случаях мы этого делать не советуем, так как риск всё же есть. И пусть сам процесс прост и недорог, во время скальпа можно погнуть подложку, прорезать дорожки, расколоть сам кристалл, сдернуть конденсаторы, плохо наложить термоинтерфейс и многое другое.

Задавайте в комментариях вопросы, пишите, скальпировали ли вы свои процессоры и занимаетесь ли разгоном.

Ну а мы выражаем благодарность компаниям «Ситилинк» и Western Digital за предоставленное для тестов оборудование.

Конфигурация системы
Процессор Intel Core i7-8700K
Кулер DEEPCOOL MAELSTROM 240
Материнская плата ASUS ROG MAXIMUS X HERO
Оперативная память 2x DDR4-2133 8 ГБ KINGSTON HyperX FURY Black Series HX421C14FB2K2/16
Видеокарта MSI GeForce GTX 1080 Ti LIGHTNING Z
Накопитель 1 SSD WDS250G2B0A-00SM50 240 Гб
Накопитель 2 HDD WD1003FZEX-00K3CA0 1Тб
Блок питания ACCORD GOLD ACC-850W-80G 850Вт
Зависимость температуры процессора от термоинтерфейса и напряжения питания
Напряжение на процессоре (Vcore) I7-8700K штатная термопаста I7-8700K @ 4,8 ГГц штатная термопаста I7-8700K жидкий металл I7-8700K @ 4,8 ГГц жидкий металл
1,2 В 76 – 55 59
1,21 В 77 – 55 60
1,215 В 79 89 56 61
1,22 В 79 90 56 61
1,225 В 80 92 56 61
1,23 В 80 94 57 62
1,235 В 82 97 57 62
1,24 В 84 99 57 62
1,245 В 85 99 58 63
1,25 В 86 99 58 63
Зависимость энергопотребления системы с 8700K @ 5 ГГц в Prime95 от Vcore
Напряжение на процессоре (Vcore) Энергопотребление ПК
1,2 В 179 Вт
1,235 В 184 Вт
1,275 В 220 Вт
1,295 В 228 Вт
1,315 В 235 Вт
1,335 В 249 Вт
Игровые тесты (Avg. FPS / Min. FPS)
Battlefield 1
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 134 / 123 137 / 125 138 / 128
Ultra 121 / 107 123 / 112 125 / 115
1920 x 1080
High 174 / 155 176 / 159 178 / 160
Ultra 157 / 144 159 / 150 161 / 151
Total War: WARHAMMER II
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 102 / 93 104 / 96 104 / 94
Ultra 79 / 72 79 / 73 79 / 72
1920 x 1080
High 153 / 139 153 / 136 153 / 136
Ultra 112 / 102 112 / 101 112 / 102
For Honor
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 146 / 81 154 / 127 157 / 125
Very High 119 / 77 127 / 103 130 / 105
1920 x 1080
High 242 / 116 242 / 189 240 / 190
Very High 182 / 91 186 / 145 186 / 147
Tom Clancy’s Ghost Recon: Wildlands
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
Very High 86 / 74 87 / 77 87 / 77
Ultra 58 / 51 58 / 49 59 / 51
1920 x 1080
Very High 111 / 98 111 / 97 111 / 96
Ultra 72 / 63 73 / 61 72 / 63
DiRT 4
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 208 / 177 211 / 189 214 / 188
Ultra 151 / 125 153 / 124 153 / 126
1920 x 1080
High 216 / 177 223 / 191 228 / 194
Ultra 194 / 162 196 / 165 196 / 167
PLAYERUNKNOWN’S BATTLEGROUNDS
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 126 / 107 133 / 122 135 / 123
Ultra 95 / 81 95 / 87 96 / 87
1920 x 1080
High 144 / 140 143 / 139 144 / 140
Ultra 139 / 119 140 / 125 138 / 126
Mass Effect: Andromeda
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
2560 x 1440
High 138 / 116 140 / 121 141 / 122
Ultra 94 / 79 95 / 80 95 / 80
1920 x 1080
High 147 / 127 147 / 125 148 / 125
Ultra 137 / 112 137 / 112 137 / 112
Процессорные тесты
3ds Max 2017
Рендеринг сцены (V-Ray), с (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
211 180 177
Photoshop CS6
Наложение фильтров, с (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
155 140 137
Media Coder .264
Кодирование видео MPEG2 ->MPEG4 (H.264), (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
129 122 117
Cinebench R15
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
1370 1535 1614
7zip
Rate, MIPS
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
38320 41579 43166
WinRar 5.10
Скорость архивирования, КБ/с
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
16384 16772 17409
Corona 1.3
Время рендеринга, с (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
152 138 133
V-Ray Benchmark
Время рендеринга, с (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
93 83 78
Zbrush 4R7 P3
Время рендеринга (Best, 4x SS), с (меньше — лучше)
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
109 96 93
Процессорные тесты
SVPmark 3.0.3
Индекс производительности
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
Decode Video 28 28 28,23
Vector Search 3 3,36 3,47
Frame Composition 5,63 5,63 5,61
GeekBench 4.2.0
Индекс производительности
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
Multi-core CPU 23338 24964 25995
AES (multi-core) 14434 14973 14612
SPECwpc 2.1
Индекс производительности
i7-8700K i7-8700K @ 4,8 ГГц i7-8700K @ 5 ГГц
Media and Entertainment 3,02 3,26 3,31
Product Development 2,05 2,16 2,18