PL1=PL2=253W,14900K无限Turbo不变?

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对于Intel Core CPU性能的进一步挖掘(Turbo/超频),在近几年又恢复了一些热度。记得我在《让45W TDP CPU__稳跑75W__的秘密》一文中讨论的,还只是一款10代U的轻薄移动工作站。事实上,后来55W TDP的HX高性能笔记本CPU,通常也能跑到更高的功耗。至于台式机,从散热和供电上可发挥的空间应该更大。(_注:本文主要讨论工作站,因为会针对高性能而设计_)

从14900K与14900KS的区别谈起

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图片引用自网络,本次我测试的也是同款i9-14900K

20多年前,我有幸在中关村经历过Celeron 300A超频450MHz的时代。当时的CPU功耗/发热相对较小,人们通常不需要特别的散热器,只用最普通的风扇就能搞定这种“免费”的性能提升。

后来,Intel设定了TDP(热设计功耗)的几个档位,比如65W、125W…各自有对应的散热设计来解决,比如不同的CPU散热器等。AMD也是类似的玩法。

比如像Core i9-14900K这样以“K”结尾的,代表125W不锁频,允许主板/系统厂商进一步释放其功耗性能,当然散热和供电也要跟得上。再往后,还针对少数极限超频玩家推出了KS结尾CPU。

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上面图表截自官方文档《_13th Generation Intel® Core™ and Intel® Core™ 14th Generation Processors Datasheet, Volume 1 of 2_》。其中KS结尾CPU的基础TDP为150W,我们看到有一种“Extreme Config”,对应的PL1(支持长时间运行)和PL2(短时Turbo)功耗释放都达到320W——可能就是这个设计在最近引来了一点风波?

至于标准的125W“K”结尾CPU,基础的PL1是125W,Extreme Config原则上支持长期稳定运行在253W。以上描述至少在当前Intel网站上还是没变的 https://edc.intel.com/content...

“无限制睿频持续时间”——PL1=253W实测

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注:每一台机器跑这个可能会有点偏差,即使配置相同,因为CPU__体质的原因。测试环境温度为25__℃__左右。

上图是我在一台Dell Precision 3680 Tower工作站上(BIOS版本为Dell网站当前最新的1.3.0),对i9-14900K CPU烤机超过15小时。CPU几乎一直稳定在253W左右功耗。

此时Windows任务管理器显示的频率并不完全精确。右边是用CPU-Z看到的P-Core(大核)/ E-Core(小核)全核频率——分别为4.88 GHz和3.99 GHz左右,而Intel保守承诺的频率数值(对应125W时),14900K的大/小核分别只有3.2GHz和2.4GHz。如果只看这一点来对比,多线程性能大约可提高50%吧。

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上图截自https://ark.intel.com/content...

我曾不止一次遇到过有人误解,以为Max Turbo频率是全核运行时可以达到的?我只是实测再证明一下,在Intel规定的253W下跑不到那么高。如果只是跑单线程(单核),我看到手头这台3680工作站能跑到大约是Intel Turbo Boost Max 3.0以上。至于的Thermal Velocity Boost(TVB)频率6 GHz,最近似乎有点争议…(_我在本文结尾再简单讨论_)

关于Precision 3680工作站的前一代产品,我曾经写过一篇《以“小”见大:从Precision 3660__看工作站技术发展趋势》。从理论上来说,Intel W680芯片组如果想更新BIOS来支持14代CPU并不难,有些品牌工作站就是这样做的,也许主板电路有点小变化,但仍保持原来的机型。

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Dell 3660就已经提供最高1000W电源,并支持450W显卡(RTX 4090/4090D)。而新一代3680工作站的宣传资料中,只是低调地写了一句“无限制睿频持续时间…”——上文中的测试表明,该机型搭配i9-K和i7-K CPU时,出厂默认的PL1状态就是253W。

“Ultra Performance “Optimized”——175W均衡模式

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上图是在3680工作站BIOS的Power菜单中,像以往的Dell笔记本那样多了一项“散热管理”。默认设置为“Ultra Performance”(疾速),如果您想均衡下性能、噪音和温度,也可以修改设置为“Optimized”(优化)。

扩展阅读:《_CPU的温度、功耗 & 风扇噪声控制模型_》

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上图是从HWinfo中读取到的Dell 3680工作站默认PL1和PL2设定(配置14900K CPU);如果我修改了上面的BIOS设定,“PL1 Power Limit(Dynamic)”就会降低到175W。

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还是那句话,每一台机器跑这个可能会稍有偏差

上图就是我在“Optimized”的散热设定下测试:在15分钟压测中,CPU最开始跑到253W,然后从200W左右缓坡逐渐降低到175W左右,并可以保持稳定至更长的时间。最终P-Core和E-Core全核频率分别达到4.39 GHz和3.69 GHz左右,还是比125W CPU的基础频率提高了大约1GHz。

真材实料:导风罩、热管更多的CPU散热器等

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打开机箱盖之后,可以看到这台Precision 3680工作站,为125W CPU搭配了一个专门的CPU区域导风罩——有点像中高端机型58xx/78xx/79xx。这点是前一代3660机型不具备的。

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导风罩拆下后,拿在手里有些分量,结构上也是比较精致的。

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如上图:3680工作站的机箱风扇仍保持3个12cm(可能依具体配置的实际需求而不同)。在有了导风罩之后,前面板有一个(即右上方)风扇专门为CPU风道的进气——经过CPU散热器中间的风扇之后——再由左侧的机箱后部风扇排出热风。

导风罩除了能优化CPU及其相关的VR供电部分散热之外,还能避免将CPU PL1提高到253W之后,增加的热量影响到显卡等外围组件。

此时,Dell最高选配1000W电源也显出价值了,如果配425W的4090D显卡,加上253W CPU(按照主板VR 80%的转换效率来计算,光CPU就能消耗大约316W)就已经741W了。还要为内存、SSD/硬盘等余下的配件留出裕量呢。

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Precision 3680工作站的高配CPU散热器(风冷),热管数量增加到5条,并且是热管直触CPU的高效设计。3680机型不再提供液冷选项,因为在“Optimized”(即PL1=175W)设置时,以上风冷系统的静音效果已经不错了。

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为支持PL1=253W__,CPU VR__供电模块上面的散热片也做了加强

展望:会受到Intel更新BIOS的影响吗?

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上图截自我刚看到的网络新闻,标题为_《__Intel 13/14__代酷睿i9__不稳定的一个原因找到了!需更新微代码和BIOS_》,Intel随后声明 “_还未确定问题的根本原因,正在进行调查,将在下周公开发布更新,不过确实发现__eTVB__中存在一处瑕疵,需要微代码修复,也确实和不稳定现象有关,但不是根本原因。_”

对于以上相关消息,我并不想完全回避。前文中我也曾提到,Dell 3680这款工作站有可能是按照Intel Turbo Boost Max 3.0标准来设计,并没有完全跑到TVB那么高的6.0 GHz频率?只是从PL1=PL2=253W这样的功耗释放来看,应该还是比较安全、稳妥的设计。

目前我个人猜测,Precision 3680机型的性能,可能不会受到Intel后续BIOS微码更新的影响。现有的1.3.0及更早BIOS版本的用户,也还未听说过有稳定性相关的问题反馈。

受限于周末的时间和精力,本文我先写到这里了。关于Dell 3680工作站的实际应用性能,是否真能达到压测频率那样的提高幅度?等有条件时我再分享给大家吧,欢迎继续关注:)

扩展阅读:《_企业存储技术》文章分类索引(微信公众号专辑)_》

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作者:唐僧 huangliang
原文:企业存储技术

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