試玩I9 13900K和GIGABYTE Z790 AERO G

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在NDA前最後一日我們終於有時間撚化自己這粒13900K。我們特意挑選所謂BIOS極難用的技嘉Z790底板AERO G(BIOS F3), 嘗試分享一些初步的調較心得。以下的測試和BIOS設定僅屬參考, 更改BIOS預設設定和超頻都有風險, 或有機會導致硬件損壞和失去保養。本文只試玩13900K與Z790 AERO G, 並以CINEBENCH R23.200作測試軟件。BIOS設定上只針對13900K內的效能核心P CORE。效率核心ECORE與RING由於時間不多我們沒有理會。測試包括

I. Z790 AREO G 溫度

II. CPU預設電壓行為-CINEBECHN R23 MULTI 10MINS

III. VOLTAGE OFFSET

IV. FIXED VOLTAGE

V. LOADLINE CALIBRATION

VI. CUP INTERNAL AC/DC LOAD LINE

VII. TURBO RATIO OC & ADAPTIVE VOLTAGE

VIII. DDR5 OC

 

 

測試平台

13900K
360MM AIO, FULL SPEED, FAN=2400RPM, PUMP=2800RPM
OPEN BENCH, AMIBENT TEMP 27C
16G*2 HYNIX M DIE 6000C40 KIT, 4800MHZ ONLY
1000W PSU ATX2
Z790 AERO G, BIOS F3
1T GEN4 SSD, INSTALLED IN GEN5 SSD SLOT
WINDOWS 11 PRO 22H2 22621.674
IGPU 4K60 OUTPUT
HWINFO64 V7.31-4885 BETA
PS. 13900K: DEFAULT ALL P CORE=5.5G; DEFAULT ALL E CORE=4.3G; DEFAULT RING=4.5G, DEFAULT TJMAX=100C
在沒有強大自組水散熱系統+DELID & LIQUID METAL的情況下, 我們絕不建議隨意跑P95 SFFT的任何AVX測試, 亦應避開NO AVX的P95 SFFT測試。
Z790 AERO G BIOS F3預設下已經自動放開所有功耗限制。
以下主要以CINEBENCH R23十分鐘LOOP作為測試方法; 所有CINEBENCH R23測試中均沒有開啟XMP。

 

 

I. Z790 AREO G 溫度

10分鐘PRIME95 SFFT NO AVX, CPU FIXED 1.38V+TURBO LLC, TJMAX=100C, CPU FREQUENCY NO CHANGED
約十分鐘後, 實際VCORE電壓按SUPER IO回報是1.308V, CPU溫度已經撞牆(預設TJMAX=100C)。雖然CPU頻率沒有降頻, 但是CPU USAGE已出現明顯暴跌。我們將360MM AIO冷排擺放在PCB的右邊, 盡量遠離VRM位置。在CPU PACKAGE 330W時, Z790 AERO G VRM=81C。在機箱內只要有機頂風扇協助, 相信VRM溫度會更低。而CPU=330W時CPU溫度已經無法被一般360MM AIO壓制至100C以下而不撞牆, 所以AERO G的VRM溫度表現非常理想和夠用。另一方面軟件回報的VRM溫度與我們透過紅外線測溫槍量度PCB上供電電容位置的溫度接近一致, 而且PCB上的高溫主要集中在頂部VRM而非左邊VRM, 兩邊PCB電容溫差接近20C。我們在8+4PIN上亦錄得66C線材溫度, 建議將8+4PIN全插。CHIPSET溫度沒有驚喜, 技嘉Z690吊打眾生, Z790 AERO G PCH=43C。

 

 

 

II. CPU預設電壓行為-CINEBECHN R23 MULTI 10MINS

未知為何最終在技嘉底板上這粒13900k會以實際VCORE 1.36~1.38V運行R23 MULTI 10MINS測試。我們認為這個電壓更似是SOCKET SENSE而非DIE SENSE或VCC SENSE。對於13900K SOCKET SENSE來說1.35V絕對是太高了, CPU溫度無法被壓在100C以下, 觸發了溫度保護(TJMAX 100C)導致CPU性能下降。放開TJMAX至115C後, CPU溫度上升至105C, R23 MULTI SCORE亦回到正常水平。簡單來說, 在一般散熱情況下INTEL並沒有留下太多空間再作全核心超頻。
TJMAX=CPU OVER TEMPERATURE PROTECTION
BIOS位置是ADVANCED MODE->TWEAKER->ADVANCED CPU SETTINGS->CPU OVER TEMPERATURE PROTECTION

r23 10mins multi LOAD LINE CALIBRATION (LLC) actual cpu voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 multi score vrm
default 1.368~1.38 100 yes 328 40682 78
default + tjmax 115c 1.368~1.39 105 no 335 40751 74

 

 

III. VOLTAGE OFFSET

所以如果你遇上這種情況, 在技嘉Z790 AERO G BIOS內其實有一些設定能夠解決。但因時間不足我們沒有詳細測試各項設定的系統穩定性能否長行24/7。最終的預設CPU電壓其實亦與底板BIOS有關, 特別是AC DC LOAD LINE各間底板廠都有自己的調較。以下我們在先不動AC DC LOADLINE和LOAD LINE CALIBRATION的情況下透過新增電壓偏移(OFFSET)來降壓。
OFFSET操作如下, CPU VCORE必須選擇NORMAL才能正確使用OFFSET調節VID。而我們打算降壓, 所以OFFSET是負數。
BIOS位置是ADVANCED MODE->TWEAKER(CPU/PCH/VOLTAGE CONTROL)。
將CPU VCORE設定為NORMAL, 然後在DYNAMIC VCORE(DVID)內選擇一個OFFSET值。
 一開始我們嘗試直降0.15v, 但跟本無法執行R23 MULTI測試, R23直接彈出ERROR。當我們只降0.1V後, 便能夠順利完成R23測試, 取得40735分。實際電壓約在1.27~1.28V, CPU 89C 289W, VRM 73C, 途中沒有觸發CPU溫度保護。所以我們建議先從-0.05開始嘗試, 慢慢找中CPU能夠承受的電壓值(視乎CPU穩定性和CPU溫度)。
r23 ten mins multi voltage actual voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 multi score vrm
auto llc default 1.368~1.38 100 yes 328 40682 78
auto llc default + tjmax 115c 1.368~1.39 105 no 335 40751 74
auto llc offset -0.15 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
auto llc offset -0.1 1.272~1.284 89 no 289 40735 73

 

 

IV. FIXED VOLTAGE

FIXED VOLTAGE是常見的電壓控制手段, 若不想以OFFSET盲摸電壓, FIXED VOLTAGE更直接。
BIOS位置是ADVANCED MODE->TWEAKER(CPU/PCH/VOLTAGE CONTROL)。
將VCORE VOLTAGE MODE設定為FIXED VCORE, 再在CPU VCORE中填入一個固定電壓值。

我們在使用FIXED VOLTAGE固定電壓模式時嘗試加入手動LLC設定(HIGH/TURBO)。一開始將核心電壓固定在1.3V而選用HIGH LLC, R23完全不運行測試。然後我們將LLC設定為TURBO嘗試得出一個相對較高的核心電壓, R23能夠開始運行但無法完成整個10分鐘輪迴測試。最後我們以手動固定核心電壓在1.35V和HIGH LLC, 成功將實際核心電壓降至1.26~1.27V並通過R23測試。
r23 ten mins multi voltage actual voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 multi score vrm
auto llc default 1.368~1.38 100 yes 328 40682 78
auto llc default + tjmax 115c 1.368~1.39 105 no 335 40751 74
auto llc offset -0.15 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
auto llc offset  -0.1 1.272~1.284 89 no 289 40735 73
llc=high fixed 1.3v FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
llc=turbo fixed 1.3v 1.248~1.236 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
llc=high fixed 1.35v 1.26~1.27 87 no 283 40730 71

 

LLC能夠降壓, 但IDLE電壓不變, 變的是VDROOP幅度, 即最終負載時的實際電壓值。

 

 

V. LOADLINE CALIBRATION

使用FIXED VOLTAGE固定電壓模式時最好配合適當的LOADLINE CALIBRATION (LLC)。因為LLC是未知, 不同的PWM控制器在不同的底板BIOS調較下可以有不同的表現。技嘉Z790 AERO G使用ONSEMICONDUCTOR NCP8153R PWM控制器, BIOS F3。LLC設定有8級, NORMAL最低即電壓降得最多, ULTRA最大即電壓降得最少。
LLC=CPU VCORE LOADLINE CALIBRATION
BIOS位置是ADVANCED MODE->TWEAKER->ADVANCED VOLTAGE SETTINGS->CPU/VRM SETTINGS
以往技嘉一向建議TURBO LLC作為接近不降壓的建議設定, 但在Z790 AERO G BIOS F3中不降壓的TURBO LLC明顯不再復見。在FIXED VOLTAGE固定電壓模中, 1.38V FIXED VOLTAGE的AUTO LLC只降了0.072V=1.380-1.308, 亦即TURBO LLC水平。近乎不降壓的LLC水平是ULTRA EXTREME, 降約0.01V。由於NORMAL/STANDARD/LOW水平將實際核心電壓降穿我們手上粒13900K所能承受的最低電壓值, 所以未能完成測試/無法啟動測試, 即FAIL。我們粒13900K大概需要1.26V來完成R23 MULTI 10MINS LOOP。TJMAX115C的設定緣於CPU溫度過高, 超出預設TJMAX=100C。
r23 ten mins multi voltage set actual voltage super io 8698e vdroop
(1.38v-actual)
cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 multi score vrm
llc
auto fixed 1.38v 1.308 0.072 95 no 305 40773 64
normal fixed 1.38v 1.212 0.168 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
standard fixed 1.38v 1.212 0.168 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
low fixed 1.38v 1.236 0.144 FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
medium fixed 1.38v 1.26 0.120 89 no 284 40706 61
high fixed 1.38v 1.284 0.096 93 no 294 40714 63
turbo fixed 1.38v 1.308 0.072 96 no 305 40747 65
extreme fixed 1.38v, tjmax 115c 1.344 0.036 99 no 318 40707 68
ultra extreme fixed 1.38v, tjmax 115c 1.368 0.012 105 no 337 40742 72

 

 

VI. CUP INTERNAL AC/DC LOAD LINE

一個比較簡單和直接的降壓方法是調整AC/DC LOAD LINE。這種方法只適用於AUTO電壓模式, 若先選用FIXED VOLTAGE MODE則不會出現以下選項。
位置是ADVANCED MODE->TWEAKER->ADVANCED VOLTAGE SETTINGS->CPU/VRM SETTINGS。
四個MODE直接改變實際的預設核心電壓, 可以看為一鍵降預設電壓的設定, 但藏得比較深。

 

技嘉預設的AC/DC LOADLINE大概在PERFORMANCE至TURBO之間, 更貼近TURBO。以~1.25V通過R23測試來說, PERFORMANCE AC/DC LOADLINE將核心電壓降至~1.29V相信更適合一般使用, 因為已留有一定空間同時又有充足VDROOP增強CPU反應。
r23 ten mins multi voltage actual voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 multi score vrm
auto llc default + auto ac/dc load line 1.368~1.38 100 yes 328 40682 78
auto llc default + auto ac/dc load line + tjmax 115c 1.368~1.39 105 no 335 40751 74
auto llc default + power saving ac/dc load line 1.284~1.296 94 no 277 40737 58
auto llc default + performance ac/dc load line 1.284~1.296 94 no 277 40760 57
auto llc default +  turbo ac/dc load line 1.392~1.404 101 yes 340 39402 67
auto llc default +  extreme ac/dc load line 1.404~1.416 SPIKE TO 1.536 102 yes 336 38204 69

 

我們不建議使用EXTREME AC/DC LOADLINE, 因為我們在HWINFO64上發現MAX核心電壓達1.536V…

 

 

VII. TURBO RATIO OC & ADAPTIVE VOLTAGE

由上面的測試結果看到, 除非這粒13900K的體質遠低於平均水平, 否則在沒有極強散熱系統和散熱改良如開蓋上液金甚至DIRECT DIE等等, 不應再將ALL P CORE頻率向上超。R23只是一個跑分軟件, 離較為嚴格的壓力測試仍有一段距離。若你對系統穩定性有要求, 手動全核超頻有點不智。散熱設備和CPU體質和CPU溫度決定一切。強行以究極壓力測試軟件例如P95 SFFT AVX2作測試, 在CPU未能壓制在90C或以下的時候, 我們估計在長時間下CPU有機會出現DEGRADATION。
13900K效能核心P CORE的全核頻率已達5.5G, 比12900KS更高(5.2G), 遠高於12900K 4.9G。INTEL留下的全核頻率超頻空間真的不多, 想體驗超頻樂趣的朋友可以將目光轉向RATIO OC倍頻超頻。在Z790 AERO G BIOS F3中, 我們可看到13900K的TURBO RATIO只有2個倍頻, 分別是55和58。意思是當8個效能核心P CORE(即全部)同時TURBO時, 將會是5.5G ALL P CORE; 在只有2個P CORE時, 例如一些輕負載的場境, TURBO會將2粒P CORE的頻率提升至5.8G。

TURBO PER CORE LIMIT CONTROL將CPU內各核心指定為#0/1/2/3/4/5/6/7。在此設定下用家能夠為每一粒P CORE設定其最高的TURBO值亦即最終的頻率。INTEL保證13900K內有2粒核心能夠運行5.8G, 但不是所有核心都能在2粒核心的運行場境中以5.8G運行, 因為各核心的體質有異。所以當用家知道到底是哪兩粒核心能夠運行5.8G後, 可針對這2粒核心再輕輕一超, 同時確保在2粒核心運行的場境中只會是這兩粒體質最好的核心扯起。按技嘉BIOS顯示, P2與P3便是那兩粒明星P CORE核心, 其他P CORE未必能夠穩定運行5.8G。

 

使用這種方法超頻其實可以看為超單核而非超全核, 因為全核時仍然保持在5.5G不變, 只是單核/雙核甚至是四核時可以自行設定一個特定的TURBO倍頻來得出一個更高的對應頻率。而這種超頻做法最好配合ADPATIVE VOLTAGE MODE。ADPATIVE VOLTAGE針對VF POINT調整各個電壓, 13900K上有11個VF POINT。ADPATIVE VOLTAGE MODE可以玩得好複雜, 以下我們只作示範。

初試這種電壓模式, 建議使用NEGATIVE OFFSET, 因為在BIOS內所設定的電壓數值與WINDOWS下的實際電壓差距可以好大。以下我們成功將實際核心電壓維持在1.3~1.4V。R23 SINGLE SCORE從2251上升至2345, 約4%提升。在HWINFO64或CPUZ中能夠看到有P CORE被超上6G。體質好的13900K有機會達到單核6.2G/全核5.6G, ECORE 4.7G, RING 4.9G。

r23 ten mins single voltage actual voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 score vrm
default auto ratio
58/58/55/55/55/55/55/55
adaptive mode 1.3~1.4 66 no 49 2251 55
manual ratio
60/58/57/56/55/55/55/55
adaptive mode 1.3~1.4 69 no 52 2345 54
r23 ten mins multi voltage actual voltage super io 8698e cpu temp cpu temp throttled? cpu package power r23 score vrm
default auto ratio
58/58/55/55/55/55/55/55
adaptive mode 1.3~1.4 101 yes 311 40751 64
manual ratio
60/58/57/56/55/55/55/55
adaptive mode 1.3~1.4 101 yes 312 40745 64

 

實際核心電壓經-0.075V OFFSET後仍然有機會達到1.4V, 所以一般來說若你不清楚自己在做什麼, 不應使用正OFFSET加壓。
我們認為還有不少空間可以細調各RATIO的電壓, 以上只是一種簡單示範。

 

VIII. DDR5 OC

現時技嘉在Z790 AERO G官網上列出QVL最高7200MHZ HYNIX A DIE和最高7000MHZ HYNIX M DIE, 同時聲稱7600 OC(只有HYNIX A DIE有能力做到)。我們以HYNIX M DIE 2*16G 6000C40簡單測試DDR5超頻。在Z690上技嘉已經加入了一些DDR5的超頻設定, 該功能稱為DDR5 XMP BOOSTER。這項功能內有三大種設定, 分別針對不同的DDR5顆粒。HYNIX M DIE適用的PROFILE有4個, 由5600至6400。由於時間所限我們直接套用技嘉的HYNIX 6400 PROFILE, 並成功通過TM5 1US_V3 20圈測試。對穩定性有追求的用家應該加上風扇直吹DDR5。

及後我們再在這個技嘉HYNIX 6400 PROFILE之上直接將DDR5頻率改為6800MHZ, 其餘不變, 再次成功通過相同測試。
XMP PROFILE或技嘉的PROFILE, 其性能同樣遠低於手動FINETUNE過後的性能, 以下是頗鬆動的6600C32, 但CPU/底板都不同。

aida64 read write copy latency
xmp
6000c40
94867mb/s 82828mb/s 85918mb/s 71.8ns
gigabyte xmp booster
6400c44
101474mb/s 86545mb/s 89042mb/s 70.5ns
gigabyte xmp booster
6800c44
102.88gb/s 90400mb/s 92830mb/s 67.9ns
gigabyte xmp booster
7000c44 (VOLTAGES TUNED)
107.49gb/s 92020mb/s 96036mb/s 67.3ns
manual 6600c32 (24/7 stable; different cpu & mobo & os used) 105.30gb/s 100.66gb/s 101474mb/s 53.5ns
我們嘗試以技嘉XMP BOOSTER超至7200MHZ, 但未能成功通過TM5 1US 20 CYCLES測試。M DIE以6800MHZ來說已經不錯了, 等如Z690 APEX/TACHYON/UNIFYX的平均水平。

***21-10-21 updated

花了一點時間調整電壓和加上一把12CM風扇直吹, 我們成功通過7000MHZ測試。YUJIHW驗證了技嘉Z790 AERO G的7000MHZ HYNIX M DIE QVL。SPD溫度大約在45C。

這個RST SW MULTI KEY很好用。我們選用ENTER BIOS SETUP後, 這粒制等同重新開機制和開機制, 只是行為上會直入BIOS, 非常實用不須再狂撳DEL制。

 

嫌LATENCY太高的朋友可以嘗試今代技嘉終於弄出來的ROUND TRIP LATNECY, 設定為ENABLE則可大幅降低延遲。以下是手動改主要時序至32-40-40-28及開啟ROUND TRIP LATENCY後的表現(電壓亦有調整)。簡單來說技嘉XMP BOOSTER PROFILE合格有餘, 不喜歡C44可選用其他同DIE的PROFILE或手動更改。

 

 

仍然不太滿意62NS? 可嘗試以下三個時序設定, 分別是TRFC和TRFC2和TREFI。請謹記DDR5主動式散熱在這種程度上近乎是必須品。

 

以下是沒有將ROUND TRIP LATENCY設定為ENABLED的狀態, 可見LATENCY約有3NS增加。

 

 

以上可看為一個基本的超頻步驟, 從XMP/BIOS PROFILE起, 一步步調整。途中遇到多次ERROR失敗是等閒事, 調整電壓後重新出發。從71.8NS降至55.4NS; 從READ WRITE COPY在十萬樓下提升至全部過十萬。若你沒有時間, 就不要玩下去。
PS. 關於電壓高低一事, 個人認為只要你能夠將溫度壓低, 一切還好。熄機最安全。
aida64 read write copy latency tm5 1us 20cycles
xmp
6000c40
94867mb/s 82828mb/s 85918mb/s 71.8ns na
gigabyte xmp booster
6400c44

20-10-22

101474mb/s 86545mb/s 89042mb/s 70.5ns 1:30:43
gigabyte xmp booster
6800c44

20-10-22

102.88gb/s 90400mb/s 92830mb/s 67.9ns 1:29:47
gigabyte xmp booster
7000c44

21-10-22

107.49gb/s 92020mb/s 96036 67.3ns 1:27:02
gigabyte xmp booster
7000C32-40-40-28 & round trip latency enabled

22-10-22

107.48gb/s 94413mb/s 99252mb/s 61.9ns 1:26:46
gigabyte xmp booster
7000C32-40-40-28, 350/350/130650 & round trip latency enabled 

22-10-22

112.03gb/s 100036mb/s 101.51gb/s 55.4ns 1:19:56
gigabyte xmp booster
7000C32-40-40-28, finetuned 1

22-10-22

112.06gb/s 107.46gb/s 106.70gb/s 55.0ns 1:17:48
gigabyte xmp booster
7000C32-40-40-28, finetuned 2

24-10-22

112.09gb/s 108.04gb/s 107.48gb/s 54.6ns 1:18:10
manual 6600c32 (24/7 stable) ps.12900k+z690+w10 105.30gb/s 100.66gb/s 101474mb/s 53.5ns na
一個真男人, 自然知道自己想要乜, 唔會賴地硬。進入BIOS後找出相關設定, 輸入心目中的數值, 便按下F10儲存後再燒機, 失敗再調整再嘗試。如果連自己都唔知自己想要乜, 技嘉BIOS確係唔多適合你。智能方面技嘉BIOS的確未必比得上其他幾家那樣能夠估出港女心底裡到底想食乜。
技嘉Z790仍然未釋出用以調整DDR5 PMIC FREQUENCY的選項, 令人失望。

 

24-10-22, 收工。

 

 

簡單總結

  • 我們不滿意技嘉預設下給出的核心電壓。用家有數個方法解決, 包括手動降OFFSET、手動轉為FIXED VOLTAGE MODE、直接調整AC/DC LOADLINE等等
  • Z790 AERO G的VRM溫度表現優良, PCH溫度優異
  • Z790 AERO G的LLC補壓功能合理, 但同以往的做法完全不同, TURBO不再是接近零VDROOP/完全補壓的設定
  • AD/DC LOADLINE的EXTREME MODE有點太EXTREME, 電壓有機會暴衝上1.5V
  • Z790 AERO G 8+4PIN線材溫度約在65C, 建議加裝機頂風扇增強機箱對流
  • 13900K似乎不太適合手動超全核P CORE, 預設5.5G以360MM AIO壓制幾近耗盡所有空間
  • 技嘉XMP BOOSTER功能雖然選擇不多時序不緊, 但對於普通用家來說不失為一個實用的一鍵超頻功能
  • Z790 AERO G DDR5 HYNIX M DIE超頻不俗, 6800MHZ輕鬆過測雖然性能垃圾, 7000C32不難性能可以入眼
  • 技嘉似乎仍然沒有將SUPER IO接駁至CPU VDDQ (TXVDDQ), 基本上無法讀出CPU VDDQ的實時電壓 (HWINFO64內在CPU下的TX VDDQ是單一固定值即BIOS輸入值)
  • BIOS內右下角的四個電壓顯示只有VCCSA較為重要, 建議技嘉改為VDD2/DDR VDD/DDR VDDQ/TXVDDQ(CPU VDDQ)
  • 可惜HWINFO64仍然未能夠讀出NCP81530 PWM控制器的資訊如VCC SENSE電壓和輸入/輸出電流
  • 我們留意到Z790 AERO G在安裝單面M.2 SSD後(第1條GEN5X4 M.2 SLOT)有機會使M.2微微變形, 建議技嘉學習華碩附送額外的膠墊

 

以上僅屬參考, 不保證所有13900K所有DDR5所有Z790 AERO G都能夠做到且不影響硬件保養/硬件壽命/絕對穩定。