Intel Nehalem : processeurs Core i7

L'overclocking du Nehalem expliqué

Publié le 03 novembre 2008 , par Stephane CHARPENTIER - mis à jour le 02 février 2010 à 23h

Voici la configuration utilisée lors des tests d’overclocking :


CPU : Core i7 920 (2,66ghz)
Carte Mère : Gigabyte EX58-Extreme (Bios F2)
RAM : 3 X 1go A-DATA Extrême 1600X
VGA : 2 X 4870X2 (Gigabyte & Asus) et 2 X 9800GT Gigabyte
Alimentation : Gigabyte Odin 1200w
Refroidissement du CPU : Noctua NH-C12P

Les différents benchmarks ont été testés avec un Core i7 à sa fréquence d'origine (2,66ghz) et ensuite  overclocké à sa fréquence maximale tout en restant stable sous prime 95 en aircooling. On a pu stabiliser ce Core i7 920 à la fréquence de 3,8ghz, soit une valeur de bus Bclk de 190MHz X le multiplicateur de base de ce Core i7 920, soit 20. Cette fréquence maximale a donc été atteinte en augmentant le Bclk (Bus Clock) à 190mhz au lieu des 133mhz d'origine. Le Core i7 920 ayant un coefficient multiplicateur maximal de 20X, monter le Bclk est le seul moyen de pouvoir l'overclocker. Le seul CPU de la gamme pouvant être overclocké en montant le coefficient multiplicateur est le 965XE tout comme les autres processeurs Extreme du fondeur. Sur ce dernier, on peut en outre définir la fameuse valeur du TDP au-delà des 130 watts, valeur qui théoriquement ne doit pas être dépassée sur les Core i7 non Extreme lors des overclockings. Sur la carte mère Intel, le TDP du 965 Extreme peut être augmenté jusqu'à une valeur de 500 watts !

L'overclocking du Nehalem : plus de paramètres...


Tout d'abord avant d'overclocker le Core i7 920, on a désactivé le Turbo Mode via le bios. Cette fonctionnalité, pour rappel, overclocke automatiquement les cores en fonction de la charge, sans dépasser le TDP du processeur, fixé à 130 watts. L'overclocking maximum de ce mode est de 2 "bins", soit 2x133.33 MHz, 266.66 MHz donc.
Pour overclocker le Bclk, il faut réduire le multiplicateur QPI link speed, un peu comme on réduit le coefficient du lien Hyper-Transport sur les processeurs AMD afin de ne pas être limité par ce bus. Sur la Gigabyte EX58-Extrême nous avons le choix entre X36, X44, X48 ou Slow Mode. Le Bus QPI Standard est de 4800 GT/s sur le Ci7 920 (de 6400 GT/s sur le 965 XE) et d'après les premiers tests du X58 il pourra atteindre la vitesse maximum de 8000 GT/s. Il faudra donc jouer avec le coeficient multiplicateur du QPI en fonction du Bclk afin de ne pas dépasser les 8000GT/s. Pour atteindre cette vitesse de 8000GT/s il faudra aussi augmenter la tension QPI/VTT et celle du QPI PLL.
Hormis le QPI link speed, il faudra aussi régler le coefficient multiplicateur de l'Uncore (contrôleur mémoire intégré, cache L3).  Ici nous avons le choix entre x12, x14, x16, x18, x20, x22, x24, x26, x28 et x30. A noter que la fréquence de l'Uncore influence directement la bande passante mémoire. Le but sera simple : trouver le meilleur coefficient pour conserver une bonne bande passante avec un Bclk plus haut. Une plus grande fréquence “uncore” permet d’augmenter les performances globales via la mémoire d’horloge et le bus QPI. On peut augmenter la tension IOH afin de stabiliser l’Uncore à de plus hautes fréquences. Vu que chaque CPU est différent, il n’y a qu’en testant que l’on pourra trouver le réglage adéquat.

X58 Uncore

Représentation de l'Uncore

La dernière valeur dont il faudra tenir compte pour augmenter le Bclk sera le coefficient multiplicateur du bus mémoire, ici fortement limité sur un i7 920 car nous n'avons le choix qu'entre 6X (DDR3-800) et 8X (DDR3-1066). Les i7 940 et i7 965xe possèdent un plus grand nombre de coefficient multiplicateur. Si l'on possède de la DDR3 tenant les 1600 MHz, cela ne causera aucun souci d'overclocking car avec un Bclk de 200mhz et le coefficient multiplicateur mémoire sur 8X, nous atteindrons au maximum les spécifications de la mémoire.

Au final, pour overclocker un Core i7 en montant le Bclk nous devons faire attention à bien régler les trois différent ratios, le QPI link speed, le ratio de l'Uncore et celui de la mémoire.

X58 Ratio

Schéma des différents ratios

En résumé, quand on monte le Bclk a 200mhz, il faut régler le QPI link Speed sur 36 (200 X 36 = 7200 GT/s), chercher la valeur maximale du coefficient de l'Uncore pour conserver une bonne bande passante et enfin régler celui de la mémoire sur 6X ou 8X en fonction de votre DDR3.
Voici concrètement les paramètres que nous avons utilisés pour overclocker notre core i7 920 à 3,8GHz :

  • Bclk = 190
  • Coef Multiplicateur CPU = 20X (maximum sur un 920)
  • QPI Link Speed = X36
  • QPI = 190*36 = 6840 GT/s
  • Uncore Multiplicateur = X19
  • Uncore = 190*19=3610MHz
  • DDR3 = 8*190 = 1520MHz
  • Vcore 1.36v
  • Vdimm 1.8v

Core i7 920, Prime 95
Core i7 920 stabilisé a 3,8GHz


Gigabyte EX58-Extreme et Core i7 à 4.2 GHz !   Résultats avec un Core i7 920 overclocké
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