Kaby Lake -ylikellotustesti: i7-7700K & i5-7600K

Intelin uusien Kaby Lake -koodinimellisten 7. sukupolven Core -prosessoreiden suorituskyky on samalla kellotaajuudella identtinen edellisen sukupolven Skylake-prosessoreiden kanssa. 14 nanometrin valmistusprosessin optimointien ansiosta Kaby Lake -prosessoreilla on kuitenkin mahdollista saavuttaa aiempaa korkeampia kellotaajuuksia ja sen myötä parempi suorituskyky.

Testasimme kerroinlukottomien K-sarjan Core i7-7700K- ja Core i5-7600K-mallien ylikellotuspotentiaalin, kun prosessoreita jäähdytettiin kahdella 140 mm:n tuulettimella varustetulla Noctuan NH-D15-coolerilla ja kokoonpano oli asennettuna NZXT:n S340-kotelon sisuksiin.

Testeissä saavutetut kellotaajuudet eivät edusta absoluuttisia maksimiarvoja, vaan ovat lukijoillemme suuntaa antavia. Suoritimme vakaustestit ajamalla 30 minuuttia Advanced Vector Extensions 2- eli AVX2-käskyjä hyödyntävän Prime95:n Small FFTs -testiä sekä erikseen muissa sovelluksissa, jotka eivät käytä AVX2-käskyjä.

Kaby Lake tuo Skylakeen verrattuna mukanaan kaksi uutta ylikellotusominaisuutta, jotka ovat B Clock Aware Voltage/Freq Curve ja AVX Offset Ratio.

AVX Offset Ratio -ominaisuus esiteltiin jo viime vuonna tehokäyttäjille suunnatuissa Broadwell-E-koodinimellisissä Core i7 -prosessoreissa. Sen avulla AVX-käskyjä käyttäville ohjelmille, kuten Prime95:lle, on mahdollista asettaa erikseen UEFI BIOSista alhaisempi (tai korkeampi) kerroin ja kellotaajuus.

Koska AVX-käskyjä käyttävät sovellukset ovat yleensä huomattavasti raskaampia kuin sovellukset, jotka eivät käytä AVX-käskyjä, voidaan AVX Offset -kerrointa käyttämällä hakea korkeampi vakaa kellotaajuus muille sovelluksille.

Toinen uudistus on B Clock Aware Voltage/Freq Curve -ominaisuus, joka osaa adaptive-tilassa reagoida pelkän kertoimen lisäksi nyt myös Base Clock- eli BCLK-taajuuteen. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että prosessorin P-tiloja vaihtaessa logiikka osaa ottaa huomioon ylikellotetun BCLK-taajuuden, kun se säätää käyttöjännitettä esimerkiksi lepotilaan siirryttäessä.

Ylikellotustestit

Alustana testeissä oli käytössä Asuksen Z270-piirisarjaan perustuva ROG Maximus IX Formula -emolevy ja kahdeksan gigatavua Corsairin DDR4-muistia, jotka jätettiin toimimaan DDR4-2400-nopeudella. Myös prosessorin välimuisti toimi ylikellotustesteissä vakiotaajuudella.

Testit aloitettiin jättämällä aluksi kaikki asetukset Auto-tilaan ja prosessoriytimien kerrointa nostettiin niin kauan, kunnes kokoonpano ei enää ollut vakaa.

Tämän jälkeen prosessorin käyttöjännite vaihdettiin Manual-tilaan ja emolevyn Digi+-virransyötön asetuksista säädettiin CPU Load-Line Calibration -asetus Level 5 -tasolle, CPU Current Capability 140 %:iin ja kaikki virransyötön vaiheet käyttöön.

CPU Load-Line Calibartion -asetuksen tarkoituksena on pitää rasituksessa prosessorin käyttöjännite mahdollisimman lähellä manuaalisesti asetettua arvoa.

Esimerkiksi Manual-tilassa 1,30 voltin asetuksella prosessorin  käyttöjännite oli Prime95-rasituksessa:

• Level 4: 1,248-1,264 V
• Level 5: 1,28 V
• Level 6: 1,312 V

Asus ROG Maximus IX Formula -emolevyllä Level 5 -taso piti prosessorin käyttöjännitteen rasituksessa hieman alle ja Level 6 -taso hieman yli manuaalisesti asetetun arvon.

Core i7-7700K

Ylikellotustestissä oli Core i7-7700K -prosessorista SR33A-s-skoodilla varustettu retail- eli myyntiversio, jonka hinta Suomessa on alkaen 406 euroa.

Vakaus AVX-käskyjä käyttävillä ohjelmilla

Prime95 rullasi Core i7-7700K:lla Auto-asetuksilla helposti ja vakaasti vielä 4,6 GHz:n kellotaajuudella, kun Adaptive-tila oli nostanut käyttöjännitteen 1,232 volttiin. 4,7 GHz ei kuitenkaan ollut enää vakaa Auto-asetuksilla, vaan käyttöjännitettä piti nostaa Manual-tilassa pykälällä 1,25 volttiin. Seuraava harppaus 4,8 GHz:iin vaati vakaaseen toimintaan käyttöjännitteen nostamisen 1,345 volttiin.

4,8 GHz:n kellotaajuudella ja 1,345 voltin käyttöjännitteellä prosessorin lämpötila nousi Prime95-rasituksessa maksimissaan 95 asteeseen ja Package TDP -tehonkulutus 140 wattiin.

Käytännössä 4,8 GHz:n kellotaajuudella 95 asteen lämpötila on 24/7-käyttöä ajatellen liian korkea ja suositeltava kellotaajuus AVX-sovelluksiin on pykälää alhaisempi 4,7 GHz, joka saavutettiin 1,25 voltin käyttöjännitteellä ja samalla prosessorin lämpötila oli 12 astetta alhaisempi eli 83 astetta.

Vakaus muissa testiohjelmissa

Kun vakautta testattiin HandBrake-ohjelmalla noin 10 minuutin 4k-videon H.264-enkoodauksella ja muilla testiohjelmilla, saatiin prosessorin kellotaajuus nostettua vielä pari pykälää korkeammalle 5 GHz:iin.

50x-kertoimella eli 5 GHz:n kellotaajuudella Core i7-7700K -kokoonpano saatiin lopulta vakaaksi 1,38 voltin käyttöjännitteellä, jolloin prosessorin lämpötila nousi korkeimmillaan 86 asteeseen.

Core i5-7600K

Ylikellotustestissä oli Core i5-7600K -prosessorista SR32V-s-skoodilla varustettu retail- eli myyntiversio, jonka hinta Suomessa on alkaen 276 euroa.

Vakaus AVX-käskyjä käyttävillä ohjelmilla

Prime95 rullasi Core i5-7600K:lla Auto-asetuksilla vakaasti vielä 4,5 GHz:n kellotaajuudella, kun Adaptive-tila oli nostanut käyttöjännitteen 1,184 volttiin. 4,6 GHz ei kuitenkaan ollut enää vakaa Auto-asetuksilla, vaan käyttöjännite piti nostaa Manual-tilassa 1,25 volttiin. 4,7 GHz vaati vakaasti toimiakseen 1,3 volttia, 4,8 GHz 1,325 volttia ja 4,9 GHz 1,415 volttia.

4,9 GHz:n kellotaajuudella ja 1,415 voltin käyttöjännitteellä prosessorin lämpötila nousi Prime95-rasituksessa maksimissaan 88 asteeseen ja Package TDP -tehonkulutus 110 wattiin.

Vaikka Core i5-7600K:n lämpötila ei noussut Prime95-rasituksessa yli 90 asteeseen niin suositeltavampi kellotaajuus AVX2-sovellusten 24/7-käyttöä ajatellen on 4,8 GHz. Perusteluina ovat maltillisempi 1,325 voltin käyttöjännite ja 10 astetta alhaisempi 78 asteen lämpötila.

Vakaus muissa testiohjelmissa

Kun vakautta testattiin HandBrake-ohjelmalla noin 10 minuutin 4k-videon H.264-enkoodauksella ja muilla testiohjelmilla, prosessorin kellotaajuus saatiin nostettua 5,1 GHz:iin.

51x-kertoimella eli 5,1 GHz:n kellotaajuudella 7600K-kokoonpano saatiin lopulta vakaaksi 1,4 voltin käyttöjännitteellä, jolloin prosessorin lämpötila nousi korkeimmillaan 76 asteeseen.

Suorituskyky ylikellotettuna

Cinebench R15 -testissä Core i7-7700K:n tulos oli ylikellotettuna noin 11 % parempi kuin vakiona. Core i5-7600K:n tulos oli ylikellotettuna noin 23 % parempi kuin vakiona. Ylikellotetun Core i7-7700K:n tulos oli noin 30 % parempi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Blender-testissä Core i7-7700K:n tulos oli ylikellotettuna noin 10 % parempi kuin vakiona. Core i5-7600K:n tulos oli ylikellotettuna noin 21 % parempi kuin vakiona. Ylikellotetun Core i7-7700K:n tulos oli noin 32 % parempi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

X265-testissä Core i7-7700K:n tulos oli ylikellotettuna noin 11  % parempi kuin vakiona. Core i5-7600K:n tulos oli ylikellotettuna noin 22 % parempi kuin vakiona. Ylikellotetun Core i7-7700K:n tulos oli noin 19 % parempi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Tehonkulutus ja lämpötila (AVX)

Tehonkulutusta mitattiin seinästä Etech PM-300 -mittarilla, joka kertoo koko kokoonpanon tehonkulutuksen ilman näyttöä. Lisäksi tuloksissa on mukana Intelin oman Extreme Tuning Utility -monitorointiohjelman ilmoittama prosessorin Package TDP -lukema ja prosessorin maksimilämpötila. Prosessoreita rasitettiin Mersennen alkulukuja etsivällä Prime95 28.9 -ohjelmalla (Small FFTs).

Huom! Prime95 hyödyntää Fourier’n muunnoksissa (FFT) Intelin erityisesti liukulukulaskentaa nopeuttavia Advanced Vector Extensions 2- eli AVX2-käskyjä Small FFTs -rasitustesti edustaa lämmöntuotossa pahinta mahdollista skenaariota.

Core i7-7700K -kokoonpanon tehonkulutus nousi Prime95-rasituksessa ylikellotettuna seinästä mitattuna 39 watilla ja prosessorin Package TDP -arvo 28 watilla. Ylikellotetun Core i5-7600K -kokoonpanon tehonkulutus nousi ylikellotettuna seinästä mitattuna 66 watilla ja prosessorin Package TDP -arvo 44 watilla.

Ylikellotetun Core i7-7700K -kokoonpanon tehonkulutus oli seinästä mitattuna 16 wattia ja prosessorin Package TDP -arvo 29 wattia korkeampi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Lämpötilagraafin tulokset ovat testin aikana mitattu prosessorin lämpötilan maksimiarvo ja yksittäiset ytimet saattavat toimia muutamia asteita viileämpänä.

Core i7-7700K:n lämpötila nousi Prime95-rasituksessa ylikellotettuna 20 astetta. Ylikellotetun Core i5-7600K:n lämpötila nousi ylikellotettuna 33 astetta. Ylikellotetun Core i7-7700K:n lämpötila oli 8 astetta korkeampi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Tehonkulutus ja lämpötila muissa testeissä

Ylikellotetun Core i7-7700K -kokoonpanon tehonkulutus oli HandBrake-testissä seinästä mitattuna 29 wattia ja prosessorin Package TDP -arvo 27 wattia korkeampi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Ylikellotetun Core i7-7700K:n lämpötila oli HandBrake-testissä 10 astetta korkeampi kuin ylikellotetun Core i5-7600K:n.

Yhteenveto

Intelin uudet Kaby Lake -prosessorit ylikellottuvat paremmin kuin edellisen sukupolven Skylake-prosessorit ja molemmilla testatuilla prosessoreilla saavutettiin 5 GHz:n kellotaajuus. Uusi AVX Offset -kerroin mahdollistaa korkeimman vakaan kellotaajuuden hakemisen erikseen AVX-käskyjä hyödyntäville ohjelmille, kuten Prime95:lle.

Core i7-7700K saatiin ylikellotettua Noctuan NH-D15-coolerilla jäähdytettynä ja kokoonpano NZXT:n S340-kotelon sisuksiin asennettuna 4,8 GHz:n Prime95-vakaudelle ja 5,0 GHz:n HandBrake-vakaudelle.

Core i5-7600K puolestaan venyi 100 MHz korkeammalle kellotaajuudelle eli 4,9 GHz:n Prime95-vakaudelle ja 5,1 GHz:n HandBrake-vakaudelle.

Core i7-7700K:n suorituskyky oli ylikellotettuna noin 10-11 % parempi kuin vakiona. Core i5-7600K:n suorituskyky oli ylikellotettuna noin 21-23 % parempi kuin vakiona. Ylikellotetun Core i7-7700K:n suorituskyky oli noin 19-32  % parempi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla.

Ylikellotetun Core i7-7700K -kokoonpanon tehonkulutus oli HandBrake-testissä seinästä mitattuna 29 wattia ja prosessorin Package TDP -arvo 27 wattia korkeampi kuin ylikellotetulla Core i5-7600K:lla. Lämpötila HandBrake-testissä oli puolestaan 10 astetta korkeampi kuin Core i5-7600K:lla.

Seuraavaksi kokeilemme Kaby Laken korkkausta sekä piisirun ja lämmönlevittäjän välissä olevan vakiotahnan korvaamista nestemäisellä metallilla. Luvassa on uudet ylikellotus- ja lämpötilatestit sekä lisämausteena jäähdytys nestekierrolla.