高效能ITX平台架构解析-Intel Core i5-655K空冷超频5GHz达成

windwithme

以往提到ITX平台给人的印象不外乎有这几点，例如不容易在一般市场买到
或是MB价位较高并且搭配的芯片组是主流的前一两代产品
还是使用NoteBook CPU脚位或是SO-DIMM脚位设计，容易让购买ITX平台的花费再往上提升。

今年初Intel发表32nm Core i3/i5 CPU的同时，也推出H55/H57两种芯片组做为搭配
加上许多MB厂也推出此LGA 1156平台的ITX MB，价位上也较以往ITX MB便宜一些
新规格的ITX MB搭载PC规格CPU、DDR3配备，以至于让ITX产品的入手较为方便也较为平价。



本篇主要是介绍运用新一代的产品来打造高效能的ITX平台
首先看到的零组件就是CPU，为Intel新推出两款不锁频K系列之一Core i5 655K


左方为产品说明书，右方为655K CPU本体
比较特殊的是655K与875K相同，包装内并没有附上散热器
Intel应该是希望不锁频的CPU产品，可以让消费者自行去选择散热能力高的Cooler搭配。


频率为3.2GHz，支持Turbo Boost技术，最高可达到3.46GHz效能
实体2 Cores并且有Hyper-Threading技术，一共可达到4执行绪，简称2C/4T
32nm制程，L3 Cache共有4MB


CPU背面设计经常可以看出每个版本或是系列在设计上的不同
将GPU直接内建于CPU内，频率为733Mhz


MB搭配GIGABYTE推出的H55N-USB3


2oz纯铜电路板、USB 3.0、USB 三倍力电源供应、On/Off Charge功能是其优点
2 X DIMM DDR3，支持800/1066/1333/1600(OC)，最高DDR3容量可以支持到8GB


1 X PCI-E X16 支持X16运作，提供使用者在Case内加装Low Profile VGA扩充
Realtek ALC892，支持7.1声道与High Definition Audio技术


24 + 4-PIN电源输入的位置
4 X 蓝色SATAII，H55提供，SATA2规格，不支持RAID功能


IO
1 X DVI-D
1 X HDMI
1 X D-SUB
2 X USB 2.0(黄色)
2 X USB 3.0(蓝色)
1 X eSATA/USB 2.0共享(黄色)
1 X S/PDIF 光纤输出

windwithme

USB 3.0的芯片使用NEC D720200F1


以用料跟规格来看，市场售价约台币4000元，折合美金127元
由于消费市场可以买到的ITX MB大约只有3款左右，比较后H55N-USB3的C/P值算是相当不错。


测试平台
CPU: Intel Core i5-655K
MB: GIGABYTE GA-H55N-USB3
DRAM: CORSAIR DOMINATOR CMD8GX3M4A1600C8
VGA: Intel Clarkdale 733MHz
HD: CORSAIR Force SSD 60GB
POWER: Thermaltake ElementQ 220W
Cooler: Intel Cooler
OS: Windows7 Ultimate 64bit

Case方面装入Thermaltake ElementQ做超频状况实测
产品尺寸长宽高 130 x 220 x 330 mm


左方为内附220W SFX PSU，可以安装2个3.5吋装置与1个5.25吋装置
ElementQ的设计主打静音，不过如果能有系统散热风扇，对内部的热对流应该很有帮助


因为H55N-USB3设计位置比较特殊，导致ElementQPower/Reset的线材不够长无法安装
虽然MB、CASE都是C/P值很不错的产品，但消费者在选购此两款产品做搭配前，需要注意这个细节。
装机测试中会以先开机再盖上机壳，再以超频状态来测试OC多少的范围是可以长时间使用

效能测试
CPU 200 X 20 => 4000.4MHz 1.216V
DRAM DDR3 4GB 1600 CL8 8-8-24 1T
GPU 733MHz 64MB

Hyper 4 X PI 32M=> 15m 11.167s
CPUMARK 99 => 626


Nuclearus Multi Core => 15752
Fritz Chess Benchmark => 15.19/7293


CrystalMark 2004R3 => 198722


CINEBENCH R11.5
CPU => 3.36 pts
CPU(Single Core) => 1.35 pts


PCMark Vantage => 14672


将655K OC到4GHz稳定，全速的温度落在70几度左右，温度控制在还算可以接受的范围
不盖机壳侧板的话，原厂Cooler也可以OC到4.3GHz极稳定，但此时全速温度会超过90度
个人希望以在机壳内实际做超频，取得一个稳定度、温度与效能的平衡点
试了很多超频组合之后，最后以4GHz来达到在封闭环境内可以长时间使用的频率


现阶段可以想到增加系统整体效能最佳的利器应该就是SSD
搭配CORSAIR FORCE SERIES F40，希望能让这ITX小主机可以发挥更高的效能


尺寸为2.5吋，代号为F60，最高效能可达到285/275 MB/s
Random 4K写入效能可达50000 IOPS，大幅改善以往SSD在4K写入的效能


ATTO DISK Benchmark超过16k以上测试时就达到最高读取286.1 Mb/s，写入266.8 MB/s
EVEREST File Benchmark超过512k以上测试时就达到250 MB/s以上的效能

ITCK

ITX超频有什么意义？生来就不是干这个的
直流电 发表于 2010-10-2 20:35

以前也有人说超频一定要用大板ATX呢。。

windwithme

ATTO DISK Benchmark超过16k以上测试时就达到最高读取286.1 Mb/s，写入266.8 MB/s
EVEREST File Benchmark超过512k以上测试时就达到250 MB/s以上的效能


EVEREST Linear Read Average 235.1 MB/s
AS SSD Benchmark
Seq Read - 200.00 MB/s Write - 44.00 MB/s
4K-64Thrd Read - 102.03 MB/s Write - 56.93 MB/s


近期SSD在市价有些许下滑，在产品效能方面也因为控制芯片不同而越来越高
少数高阶SSD也已经快接近SATA2的300 MB/s频宽，未来SATA3普及后会使市场更加热闹
ITX平台使用CORSAIR F60让整体开机速度或是程序、档案开启存取的时间可以大幅的缩短。


再来使用开放式平台来测试更高的**
测试平台
CPU: Intel Core i5-655K
MB: GIGABYTE GA-H55N-USB3
DRAM: CORSAIR DOMINATOR CMD8GX3M4A1600C8
VGA: Intel Clarkdale 733MHz
HD: CORSAIR Force SSD 60GB
POWER: ANTEC Neo ECO 400C
Cooler: Mega Shadow Deluxe Edition
OS: Windows7 Ultimate 64bit


BIOS超频设定
调整CPU倍频、频率与DRAM除频选项的页面
超高外频时，将QPI Clock Ratio改成X44稳定性较佳，效能也不会有明显的落差


CPU相关技术选项
C1E为省电降频功能，在CPU使用率不高时，会自动降频降压来运作
Intel Turbo Boost与C1E相反，在CPU负载不高时可以再往上加速的技术


DRAM设定页面，支持X.M.P.自动超频技术


DDR3参数设定页面


电压页面
Load-Line Calibration
CPU Vcore 0.50000~1.90000V
QPI/Vtt Voltage 1.050~1.990V
GraphicsCore 0.200~1.800V
PCH Core 0.950~1.500V
CPU PLL 1.000~2.580V
DRAM Voltage 1.300~2.600V


比较GIGABYTE Micro ATX H55的BIOS选项，H55N-USB3的BIOS选项数量与电压范围一样丰富。
整体**力也很优秀，可以轻松将655K超上到200MHz稳定，Vtt电压也不需要太高
以上为200/1600稳定的超频比例，依几款配备体质不同可以再做微调的动作
此设定值提供给有需要的使用者做为参考

效能测试
CPU 200 X 23 => 4600.4MHz 1.376V
DRAM DDR3 4GB 1600.2 CL8 8-8-24 1T
GPU 733MHz 64MB

Hyper 4 X PI 32M=> 13m 46.692s
CPUMARK 99 => 718


Nuclearus Multi Core => 18083
Fritz Chess Benchmark => 17.136/8333

windwithme

CrystalMark 2004R3 => 217668


CINEBENCH R11.5
CPU => 3.83 pts
CPU(Single Core) => 1.55 pts


PCMark Vantage => 15924


改装高阶CPU散热器后，超频到4.6GHz通过各种测试不是大问题，直接提升10~15%左右的效能
655K因为是2 Cores，在超频范围比起4或6 Cores CPU还要高，先前分享过的660/661也可以达到4.6GHz。
当然这一部份也归功于导入32nm制程之后，更有效降低发热量、降低耗电量并同时拉高CPU频率

DRAM频宽测试 - DDR3 1600 CL8 8-8-24 1T  
CPU OC 4GHz
Sandra Memory Bandwidth - 15180 MB/s
EVEREST Memory Read - 12050 MB/s


CPU OC 4.6GHz
Sandra Memory Bandwidth - 15232 MB/s
EVEREST Memory Read - 12125 MB/s


可以由以上的测试看到不同的方面，655K新架构不同于以往的Core 2 Duo架构特性
以往LGA 775的平台会依CPU频率越高，同时也会提升到DRAM的频宽
LGA 1156平台把Memory Controller内建在CPU内，此时CPU频率高低，DRAM效能没有太大差异。
不过也因为这种设计，LGA 1156基本的DRAM频宽也比LGA 775高上2~3成左右
这是LGA 775平台把CPU频率拉到再高，也很难追上LGA 1156的DDR3频宽

温度表现
系统待机时 - 40~41


CPU全速时 - 71~73
Intel Burn Test v2.4，Stress Level Maximum


待机时的温度不高，全速温度到73也在可以接受的范围内
使用这样的散热器等级，如果安装在机壳内，CPU温度会再提升一点
但还是可以让使用者在长时间使用的允许温度范围内

耗电量测试
CPU 4GHz
系统待机时 - 62W


CPU全速时 - 100W


CPU 4.6GHz
系统待机时 - 68W

windwithme

CPU全速时 - 130W


超频到4G或4.6G时，待机的耗电量都很低，不超过70W
全速时落差较大，不过最高也落在130W左右，算是相当省电的平台
如果CPU在默认值3.2GHz的话，待机与全速耗电量相信会更低上许多

最后就是把CPU电压加到1.488V，655K空冷依然可以达到5GHz高频率


CPUZ官网认证
Intel Core i5 655K OC 5G / windwithme

今年一月时小弟将Core i5-660/661两款CPU OC到5GHz后，现在使用655K照常可以达到空冷5GHz
而且655K在5GHz进入OS桌面的电压又更低，只需要1.488V，可见得Intel在CPU良率上也有所进步。



自从Intel在2010年初推出LGA 1156新的架构后，以2 Cores CPU加上内建GPU的功能
让ITX的市场在价位、效能与市场有了新的选择，CPU可以搭配的系列也相当丰富
分别有Core i3-530/540、Core i5-650/660/661/670/655K等数种组合
价位方面也可以依消费者的预算来选择，这方面选购弹性增大许多

MB方面在年初有DFI LANPARTY MI P55-T36上市，前几个月有ECS H55H-I推出
到这次测试中的GIGABYTE GA-H55N-USB3，这三款ITX MB也都打破以往此类产品的印象。
全部强调与**力、丰富的BIOS选项，使用起来的效能不输Micro ATX或ATX的MB


近年来不管是NooteBook或是Desktop PC都有体积越来越小的趋势
像是PC方面，以前一般尺寸使用ATX，想要使用小尺寸的主机直接会想到改用Micro ATX的规格。
这两年MB产品又往更小尺寸ITX迈进，许多MB厂也开始推出不少相关产品
在加上Intel主推一系列的Core i3/i5 CPU，32nm制程与内建GPU技术
让这一年来，ITX的能见度有些许提高，希望未来ITX产品可以越来越普及，各家品牌都可以加入竞争。
让消费者可以在一般消费市场选购体积更小的PC，节省居家空间外也可以兼顾到PC效能 :)

itany

不错了，支持

windwithme

回复 4# ITCK

windwithme分享过DFI LANPARTY MI P55-T36与ECS H55H-I
加上此回的GIGABYTE GA-H55N-USB3,三款ITX MB产品
感觉上都与ATX/MicroATX一样好超频