De Core i5 en Core i7 overgeklokt

Inleiding

De nieuwe processorfamilie van Intel die onder de codenaam Lynnfield en de meer gangbare naam Core i5 en Core i7 door het leven gaat, is gebaseerd op de Nehalem-architectuur. Deze microarchitectuur wordt ook toegepast in de Bloomfield-processors, beter bekend als de Core i7's die op X58-moederborden geprikt worden. Aangezien Bloomfield zich uitstekend laat overklokken, zou ook Lynnfield zonder problemen sneller dan de voorgeschreven kloksnelheden kunnen draaien.

Om deze stelling te toetsen, organiseerde Tweakers.net in samenwerking met Asus en Corsair een overklokwedstrijd met de nieuwe chipset en de Core i7-processor. En passant werd tegen het einde van dit evenement een recordscore voor de gebruikte videokaart, een Asus GTX285 Matrix, neergezet: tijdens een latere sessie zou dit nog eens dunnetjes worden overgedaan, maar dan in combinatie met een Core i7 870.

Naast de overklokresultaten van de Core i5 750 en de Core i7 870, die met behulp van extreme koeling tot hun uiterste werden gedreven, nemen we ook de Lynnfields met luchtkoeling in deze review mee. Luchtgekoelde processors zijn immers voor een veel breder publiek een realistisch scenario: niet iedereen zal zijn cpu onder ln2 zetten.

Ten slotte bekijken we het platform als geheel met behulp van een GTX285 Matrix-videokaart, een overgeklokte 870-cpu en het rappe Dominator GT-geheugen van Corsair. Deze componenten werden op een RoG-moederbord, de Maximus Formula III van Asus, geprikt en onder zowel Windows XP als Vista aan 3d-benchmarks onderworpen, wat goed bleek voor vrij spectaculaire resultaten.

Overklokresultaten competitie

Op zaterdag 5 september hielden Tweakers.net en Asus een overklokevenement. De P55-overklokcompetitie bestond uit een voorronde en een finale. Bij de voorronde werd de deelnemers gevraagd een Nehalem-processor te overklokken en met die cpu tweeëndertig miljoen decimalen van pi zo snel mogelijk uit te rekenen. De deelnemers plaatsten hun scores op Gathering of Tweakers en stuurden deze gevalideerd en wel naar Tweakers.net, waarna drie finalistenteams werden geselecteerd. Deze teams, Snot_Aap & Viss, Diezel & Pascal en Geno & Daanieboy wisten met hun overgeklokte processors scores van respectievelijk 6 min. 34 sec. 797 ms., 6 min. 44 sec. 922 ms. en 6 min. 57 sec. 141 ms. neer te zetten.

De drie teams kregen, nog voor het embargo van Intel verliep, alvast de Core i5 750 thuis opgestuurd om aan de nieuwe cpu te wennen. Aangezien het een nieuwe processorfamilie betrof, met eigen voetje, was ook een moederbord nodig: Asus stelde de Maximus Formula III uit de Republic of Gamers-serie met P55-chipset beschikbaar. Ook stuurde de hardwarefabrikant elk team twee van zijn Matrix GTX285-videokaarten, die in sli-opstelling geplaatst zouden worden tijdens de finale. Op de finaledag kon het verloop van de wedstrijd via een livestream worden gevolgd.

De drie teams dienden twee scores neer te zetten: een zo snel mogelijke Super Pi 8M-tijd en een zo hoog mogelijke 3DMark06-score. Naast de Core i5 750-processor, het Maximus Formula III-moederbord en de twee Matrix-kaarten beschikten de teams hiertoe over een HX850-voeding, een Extreme-ssd van 32GB en 4GB Dominator GT ddr3-geheugen op 2000MHz. Al deze onderdelen werden door Corsair beschikbaar gesteld. De Super Pi en 3DMark06-benches werden op Windows XP met SP3 gedraaid.

De scores mochten na de finale nog niet bekend worden gemaakt, omdat Intel zijn nieuwe cpu's formeel pas op 8 september zou introduceren. De winnaars zijn al wel bekendgemaakt: Gendo & Daanieboy, ofwel Bart van Brenk en Daan Rosbergen, haalden de eerste plaats. Zij wisten de processor met behulp van een baseclock van 234MHz tot 4922MHz te tillen, wat goed was voor een Super Pi 8M-score van 1min. 42,547 sec.. Hun 3DMark06-score van 28667 3DMarks werd met een iets lichter geklokte processor, op 4554MHz, gehaald, terwijl de videokaarten op 700MHz (gpu), 1337MHz (memory) en 1560MHz (shaders) werden geklokt. Standaard loopt de GTX285 op respectievelijk 662MHz, 1242MHz en 1476MHz. De afzonderlijke scores van 3DMark zijn in het screenshot te zien.

P55-overklokevent 3DMark06-score Bart & Daan

De tweede plek werd ingenomen door Pascal & Peter, die een Super Pi 8M-tijd van 1min. 45,656 sec. neerzetten. De processor werd hiertoe overgeklokt tot 4857MHz, met een baseclock van 202MHz. Ook dit keer werd de processor voor de 3DMark06-score wat teruggeklokt, tot 4581MHz met een baseclock van 210MHz, terwijl de grafische kaarten op stocksnelheid draaiden. Toch bleken deze instellingen goed voor de tweede plaats in 3DMark, met een score van 28449 3DMarks.

P55-overklokevent 8M-score Pascal & Peter

P55-overklokevent 3DMark06-score Pascal & Peter

De derde plaats werd door Neil behaald; hij werd bijgestaan door zijn vriendin, die de verantwoordelijkheid voor de ln2 droeg. Zijn Super Pi 8M-score bedroeg 1min. 43,984 sec.: een tijd die neergezet werd terwijl de processor op 4869MHz met een baseclock van 202MHz liep. De 3DMark06-score kwam uit op 26547 3DMarks en dit is een score die bij een processorsnelheid van 4602MHz en videokaart-snelheden van 900MHz, 1425MHz en 2006MHz werd neergezet. Deze stevige overklok zou een voorbode blijken van wat de GTX285 Matrix in zijn mars had. Naderhand slaagde Neil Breems er namelijk in om de GTX285 Matrix over te klokken naar de recordsnelheid van 1100MHz.

Score-overzicht

Positie	Team	SuperPi 8M-score	3DMark06-score
1	Bart & Daan	1m 42,547s	28.667
2	Pascal & Peter	1m 45,656s	28.449
3	Neil	1m 43,984	26.547

Overklokresultaten i7 870

Overklokker Neil Breems bleek bereid om niet alleen de i5-processors, maar ook de i7-serie tot het uiterste te drijven. De standaard op 2,93GHz geklokte Core i7 870 en de GTX285 Matrix videokaart werden daartoe in het Republic of Gamers-moederbord gestoken. Met voldoende isolatie op zowel het moederbord als de gebruikte videokaart zouden de componenten bestand moeten zijn tegen de extreme temperaturen en condensatie die het gebruik van ln2 met zich meebrengt.

Met flink verhoogde spanningen op zowel de processor als de dmi en het geheugen kon de baseclock van de processor worden verhoogd naar 200MHz. In combinatie met een multiplier van 24x leverde dit een zeer werkbare snelheid van 4800MHz op. Met behulp van SetFSB kon de baseclock nog wat tandjes hoger gezet worden: booten met hogere baseclocks leidde op het Maximus Formula-bord tot vastlopers.

Ook de grafische kaart werd flink onder handen genomen: een ln2-pot werd op de gpu bevestigd en geïsoleerd, waarna de spanning van de componenten net als bij de processor opgeschroefd konden worden. Dit leverde bijna absurde overkloks op, waarbij de stock-snelheden van gpu, geheugen en shader van respectievelijk 662MHz, 1242MHz en 1475MHz verhoogd konden worden tot 1115MHz, 1375MHz en 2486MHz.

Deze opstelling werd allereerst onder Windows Vista SP1 in combinatie met 3DMark Vantage aan de tand gevoeld. Een vroege run doorbrak de magische grens van 20.000 punten, waarbij de gpu op 1100MHz geklokt werd en de cpu op een baseclock van 205MHz draaide. Het ddr3-geheugen, de Dominator GT-repen van Corsair, liepen hierbij op de respectabele snelheid van 2054MHz. Helaas draaide het geheugen van de grafische kaart wat langzaam, wat een nieuwe run noodzakelijk maakte.

Ditmaal draaide de cpu met een baseclock van 204MHz, wat resulteerde in een kloksnelheid van 4906MHz. Het geheugen draaide hierbij op 2044MHz met timings van 8-8-8-24. De gpu van de grafische kaart werd opgevoerd tot 1115MHz, het gddr3-geheugen tot 1375MHz en de shaders tot 2486MHz. Deze instellingen bleken goed voor een 3DMark Vantage-score van 21.855 punten: het huidige record voor een GTX285-kaart van 16.923 punten werd hiermee met een zeer ruime marge verbroken.

Onder Windows XP SP3 werden de volgende benchmarks afgedraaid: 3DMark06 en SuperPi. Allereerst werd 3DMark06 enkele malen gedraaid, waarbij de processor de 5GHz-grens overschreed en ook de videokaart stevig overgeklokt werd. Een baseclock van 210MHz en een gpu op maar liefst 1125MHz met geheugen en shaders van achtereenvolgens 1425MHz en 2508MHz bleek voldoende om een 3Dmark-score van 30.350 punten neer te zetten. Ter vergelijking: het huidige record op hwbot.org voor een enkele GTX285-kaart staat op 27.076 punten, een score die gehaald werd met de gpu op 900MHz.

Na de 3d-benches was SuperPi aan de beurt: deze benchmark belast alleen de processor en het geheugen, waardoor de videokaart rustig kon opwarmen. Het systeem werd niet optimaal voor snelheid getweaked, voornamelijk omdat SuperPi als extraatje gezien werd. Een ramdisk werd dan ook niet aangemaakt en zelfs hyperthreading stond nog ingeschakeld in de bios.

Desondanks kon het systeem met behulp van SetFSB langzaam boven de 5GHz getild worden: uiteindelijk werd de 1M-test van SuperPi gedraaid met een baseclock van 219MHz. Met een multiplier van 24x was dit goed voor een kloksnelheid van 5260MHz en het geheugen draaide tijdens de bench op 2190MHz met timings van 9-9-9-28. SuperPi werd onder de acht seconden, om precies te zijn in 7,859 seconden, afgedraaid.

Hierna was het de beurt aan de 8M-test van SuperPi: deze is wat lastiger af te ronden, reden om ervoor te kiezen de processor één tandje lager, op een baseclock van 218MHz, te laten lopen. Dit leverde de nog alleszins respectabele kloksnelheid van 5235MHz op, waarbij het geheugen op 2180MHz draaide met behoorlijk conservatieve timings van 9-9-9-28. Deze instellingen bleken voldoende om de 8M-tijd van SuperPi onder de anderhalve minuut te brengen: de beste tijd kwam uit op 1min. 29,875 seconde.

Dat de 870 zich met deze overkloks niet hoeft te schamen, blijkt uit de statistieken op hwbot.org: de neergezette overklok van de processor doet goed mee op kloksnelheid en behaalt de tweede plaats in de 1M-test van SuperPi. De Core i7-processor laat zich derhalve zeker onder extreme koeling zeer goed overklokken.

Prestaties op lucht en conclusie

Op lucht, met slechts een Thermalright-koeler met 120mm-ventilator, bleek de Core i7 870 zich keurig te gedragen. Na een initiële start met een baseclock van 150MHz, wat met de turbo-multiplier van 24x een snelheid van 3600MHz oplevert, kon de baseclock verder omhoog. De volgende stap was opstarten met 160MHz; goed voor een snelheid van ruim 3,8GHz. Bij deze snelheden hoefden overigens de spanningen nog niet gewijzigd te worden.

Met een baseclock van 160MHz en vrij trage timings voor het geheugen, te weten 9-9-9-28, kon met een spanning van 1,344V zonder problemen opgestart worden. Met behulp van SetFSB werd vervolgens de baseclock verhoogd, hetgeen bij 170MHz een kloksnelheid van 4102MHz opleverde. Het geheugen, de op 1600MHz geklokte Dominator ddr3-repen, liepen in pas op 1708MHz.

Het verder verhogen van de baseclock met behulp van SetFSB leidde tot een kloksnelheid van 4211MHz bij een baseclock van 175MHz en standaardspanningen. De 1M-test van SuperPi werd vervolgens in minder dan tien seconden afgerond.

Hogere baseclocks bij de maximale multiplier en met turbo-modus ingeschakeld bleken op het Maximus Formula-moederbord niet haalbaar in combinatie met de standaard geheugeninstellingen. Met een baseclock boven de 176MHz, corresponderend met een kloksnelheid van de cpu van ruim 4,2GHz en een geheugensnelheid van iets meer dan 1750MHz begon het systeem te crashen. De spanningen iets verhogen bood geen soelaas: waarschijnlijk wil het geheugen niet zo ver boven zijn standaardkloksnelheid lopen, ondanks de timings.

De oplossing bleek het verlagen van het geheugenprofiel te zijn: door deze op 1400MHz te zetten, bleken de ddr3-repen weer wat ruimte te bieden. De baseclock kon daarna verder verhoogd worden: 180MHz levert een cpu-kloksnelheid van 4333MHz en een geheugensnelheid van 1444MHz op.

Vanaf dit punt kon de baseclock weer verder verhoogd worden met behulp van SetFSB. Met een baseclock van 187 werd de processor op 4,5GHz geklokt, waarbij het geheugen op 1500MHz liep. Deze instellingen bleken voldoende om SuperPi 1M in iets meer dan negen seconden te doorlopen.

Het verder omhoog schroeven van de baseclock lukte vrij aardig, tot 191MHz: daarboven liep het systeem keer op keer vast wanneer het aan het werk gezet werd.

De Core i5 750 werd op een soortgelijke manier onder handen genomen. Na een lichte verhoging van de spanningen werd met een baseclock van 170MHz Windows XP geboot. Hierna kon met behulp van SetFSB de baseclock stapsgewijs verhoogd worden. Het geheugen werd direct in het 1400MHz-profiel gezet.

Met een baseclock van 180MHz bleek het systeem moeiteloos overweg te kunnen: de idle-temperaturen bedroegen gemiddeld 32 graden voor de vier cores. SuperPi 1M werd even gedraaid en binnen iets minder dan elf seconden afgerond. De processor draaide hierbij op 3,8GHz en het geheugen werkte op 1448MHz met timings van 9-9-9-28.

Bij een baseclock van 190MHz, goed om de 4GHz-grens nipt te overschrijden en het geheugen op 1525MHz te laten lopen, draaide het systeem nog stabiel: SuperPi werd net niet onder de tien seconden afgedraaid, terwijl de idle-temperaturen laag in de dertig bleven.

De baseclock van de Core i5 750 is iets vriendelijker wat betreft overklokken: zonder crashes of blue screens werd 195MHz gehaald, wat met de multiplier van 21x een kloksnelheid van 4101MHz opleverde. Ook de 200MHz, goed voor ruim 4,2GHz, bleek geen probleem. Pas bij 204MHz liep het systeem uiteindelijk vast: een baseclock van 203MHz, of een kloksnelheid van 4272MHz, blijkt voor de hardwarecombinatie de grens.

Een lichte verhoging van de pci-frequenties doorbrak echter deze grens en liet het systeem baseclocks boven de 205MHz halen. Boven deze snelheden was het geheel echter niet langer stabiel: het geheugen speelde wederom op en moest teruggeklokt worden. Met een baseclock van 209MHz kon de processor 4400MHz halen, waarbij het geheugen op 1256MHz liep.

Processor	Baseclock	Kloksnelheid	Geheugen	SuperPi 1M-score
Core i7 870	175MHz	4212MHz	1754MHz	9.796 seconden
	184MHz	4418MHz	1472MHz	9.343 seconden
	187MHz	4504MHz	1501MHz	9.219 seconden
	191MHz	4589MHz	1529MHz	8.985 seconden
Core i5 750	181MHz	3802MHz	1448MHz	10.828 seconden
	195MHz	4101MHz	1562MHz	10.125 seconden
	205MHz	4314MHz	1643MHz	9.547 seconden
	209MHz	4400MHz	1257MHz	9.375 seconden

Conclusie
Bij overklokken op lucht en onder extremere omstandigheden laat Lynnfield zijn Nehalem-bloed zien: net als de Core i7's op X58-borden blijken de Lynnfields prettig overklokbaar. Zowel de Core i5 750 als de Core i7 870 kunnen met weinig moeite vijftig procent sneller werken: met vloeibaar stikstof kan dit percentage verhoogd worden.

Wel is het bij overklokken op lucht zaak een stevige koeler te gebruiken voor snelheden boven de 4GHz: idle wist de eenvoudige koeler de zaak nog netjes op 30-35 graden te houden, maar onder load steeg de temperatuur vrij snel richting 80 graden en hoger. Een TRUE- of Mugen 2-achtige koeler met 1156-bevestigingsmateriaal zou ook onder load de temperatuur beter onder onder controle moeten kunnen houden.

In combinatie met een extreem overgeklokte GTX285 Matrix-videokaart weet het gloednieuwe platform zelfs records in 3DMark06 en 3DMark Vantage neer te zetten. De scores zijn helaas nog niet gevalideerd en de Vantage-score zal ook niet gevalideerd kunnen worden, aangezien deze met Physx ingeschakeld draaide. De 3DMark06-score is echter volledig correct gedraaid en zal binnenkort op hwbot.org terechtkomen.