Платформа Intel Skylake — THG.RU

Платформа Intel Skylake | Чипсеты для потребителей и бизнеса

С момента анонса процессоров Intel Skylake мы неустанно изучали все тонкости и особенности микроархитектуры и соответствующей платформы. За месяцы накопилось много информации, иногда противоречивой, которая приводит к замешательству среди технических энтузиастов. Поэтому мы решили разобраться в спорных моментах и упаковать все доступные данные о Intel Skylake в одну статью.

Всего Intel выпустила шесть чипсетов, предназначенных для платформы Skylake (англ.). Чтобы охватить релевантные рынки, в этих PCH (platform controller hub) Intel использует свою старую структуру, которая применялась в течение многих лет. Три набора микросхем ориентированы на сегмент домашних и офисных пользователей, и три на корпоративных клиентов.

Платформа Intel Skylake | Чипсеты для домашних и офисных систем

В сегменте high-end доминирует чипсет Z170. В дополнение к поддержке RAID 0/1/5/10, нескольких GPU и широких возможностей подключения, это единственный PCH официально поддерживающий разгон процессоров Intel Skylake. На ступень ниже Z170 стоит H170, он тоже предлагает много интерфейсов ввода-вывода и поддержку RAID 0/1/5/10, но не может управлять разгоном CPU и не поддерживает многопроцессорные графические конфигурации с использованием линий процессора.

В рекламных материалах материнских плат на базе H170 часто указывается поддержка нескольких видеокарт, но они работают только по схеме x16/x4. Дело в том, что PCH не позволяет процессору делить линии PCIe между несколькими устройствами. Второй GPU может быть подключен по четырем линиям PCIe 3.0 через PCH, для некоторых GPU этого может быть достаточно, но Nvidia не позволяет включать SLI на четырех линиях.

Внизу линейки чипсетов для массовых потребителей стоит H110 — это самый урезанный вариант PCH. Вместо шины DMI 3.0 между ЦП и чипсетом в нем используется старая DMI 2.0. В целом H110 ??это бюджетный вариант для поддержки процессоров на архитектуре Intel Skylake.

Платформа Intel Skylake | Чипсеты для корпоративного сегмента

Чипсеты, ориентированные на корпоративных клиентов, похожи на потребительские версии, но включают несколько дополнительных функций, не всегда нужных обычным пользователям.

Q170 почти идентичен Z170, но лишен возможностей разгона. Кроме того он обладает поддержкой технологий Intel SIPP, vPro Technology и Active Management Technology. Q150 похож на H170, но у него меньше линий HSIO и PCIe, а также нет поддержки RAID и пакета программ Intel Small Business Basics. Но он совместим с технологией Intel SIPP.

Однако чипсет B150 мало чем похож на H110. Он более современный ввиду поддержки DMI 3.0 и PCIe 3.0. Благодаря привлекательной цене и характеристикам, потребители часто используют B150 как более функциональную альтернативу H110.

Платформа Intel Skylake | Чипсеты для рабочих станций

С появлением микропроцессоров Allendale и Conroe Intel внедрила поддержку процессоров Xeon на потребительских платформах. За эти годы процессоры Xeon стали популярной альтернативой более дорогим Intel Core i7, поскольку при схожих характеристиках они иногда стоят дешевле или включают другие полезные функции.

Чтобы отвадить энтузиастов от чипов Xeon взамен Core i7, Intel не включает поддержку Xeon на платформах Intel Skylake для потребителей и бизнес клиентов.

Вместо этого компания создала для процессорного разъема LGA 1151 два набора микросхем для рабочих станций C232 и C236 (англ.). Intel не раскрыла нам всех характеристик, сообщив лишь базовую информацию. Нам не известно, сколько линий HSIO доступно на C232 и C236, а это важно (позже вы узнаете почему). Поэтому мы обратились к производителям системных плат, и один начальник производства рассказал нам, что возможности подключения у C232 идентичны с платформами B150, а у C236 с Z170.

Как предполагается, эти чипсеты продержаться дольше и имеют несколько передовых технологий, не доступных платформам для настольных ПК. Но главными их преимуществами является поддержка чипов Xeon и многопроцессорных графических конфигураций.

Конечно, ограничение процессоров Xeon с интерфейсом LGA 1151 чипсетами C232 и C236 серьезно мешает энтузиастам собрать настольный ПК на базе CPU Xeon, так как совсем мало системных плат поддерживают оба PCH, а те, что поддерживают, часто стоят дороже из-за дополнительных проверок, сопутствующих более профессиональным продуктам.

Хотя система на базе процессора Xeon сейчас может быть дешевле высокопроизводительного Core i7, разница уже не такая большая. Большинство плат на логике C236 слишком дорогие, и покупка Xeon становится экономически необоснованной. Сэкономить можно, выбрав плату на чипсете C232, но по сравнению с Z170 вы получите гораздо меньше возможностей.

Платформа Intel Skylake | Линии HSIO и связь

Intel много лет использовала технологию, подобную HSIO (англ.) (Flex/IO в чипсетах Haswell), в качестве интерфейса для внешних шин и портов. Но по сравнению с платформами Haswell и Broadwell, Intel Skylake еще глубже завязан на эту технологию, что иногда усложняет понимание возможностей каждого отдельного чипсета.

Почти все шины и устройства используют линии HSIO для связи с чипсетом. Из основных интерфейсов их не используют только порты USB 2.0 и шина DMI между ЦП и PCH. Порты USB 3.0, интерфейсы SATA и слоты PCIe занимают хотя бы по одной линии HSIO.

Например, Z170 имеет в общей сложности 26 линий HSIO, шесть из которых выделены под шесть постоянных портов USB 3.0. Таким образом, на чипсете остается 20 конфигурируемых линий HSIO, которые можно назначить для работы с тем или иным устройством или шиной. Каждый порт SATA также использует линию HSIO, если он не подключен через сторонний контроллер (хотя контроллеру также нужна, по крайней мере, одна линия для связи с PCH). На схеме видно, что контроллеры GbE и SSD с интерфейсом PCIe также используют доступные линии HSIO.

Путаница происходит, когда вы слышите, что может поддерживать чипсет. На плате может быть до 10 портов USB 3.0, до восьми портов SATA 6Gb/s, 20 линий PCIe 3.0 и гигабитный Ethernet. Но платформа способна одновременно работать только с некоторыми интерфейсами ввода-вывода.

Главная проблема заключает в том, что максимальное количество линий PCIe 3.0 на каждом чипсете, вероятно, никогда не будет раскрыто. Чтобы получить 20 конфигурируемых линий, что технически возможно на Z170, Q170 и C236, вы должны отказаться от SATA-накопителей, интегрированного GbE и дополнительных портов USB 3.0 (за исключением шести основных).

Производители системных плат только усложняют ситуацию, выпуская продукты, у которых количество физических соединений больше, чем PCH способен поддерживать одновременно. Инженеры делают работоспособными все интерфейсы ввода-вывода, привязывая несколько устройств к одной линии HSIO. Но эти устройства не могут функционировать одновременно. Поэтому, зачастую, подключение одного устройства отключает другие порты или функции где-то еще. Причем производители далеко не всегда выставляют это напоказ. Как правило, в спецификациях указывается, какие соединения используют одну общую линию HSIO, но иногда эта информацию подается мелким шрифтом где-нибудь в конце документа. В результате даже энтузиасты клюют на богатые возможности системной платы, не понимая, что все они не могут работать одновременно.

Платформа Intel Skylake | Память и пропускная способность

DMI и пропускная способность

Другой потенциальной проблемой является интерфейс между ЦП и PCH. DMI 3.0, по сути, является эквивалентом четырем линиями PCIe с 3.0 и имеет двунаправленную пропускную способность примерно 4 Гбайт/с. Все данные с интерфейсов ввода-вывода, включая USB флеш-накопители, SATA SSD и гигабитную сеть Ethernet, проходят сначала через PCH, и уже потом через DMI попадают в системную память, после чего достигают ЦП.

Несколько устройств, подключенных к PCH одновременно, вынуждены конкурировать за пропускную способность. По утверждению Intel, сейчас большого соперничества быть не должно, поскольку DMI третьего поколения удваивает пиковую пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением, но повод для беспокойства все же есть. Вряд ли вам захочется использовать конфигурацию из нескольких GPU на таком чипсете как H170, который не будет делить линии PCIe с ЦП между двумя видеокартами. Именно поэтому Nvidia не разрешает использование SLI, когда одной из карт доступно только четыре линии, выделенные с чипсета.

Поддержка памяти

В поколении Skylake Intel добавила поддержку DDR4. Но поскольку эта технология пока довольно новая, компания оставила поддержку DDR3 (англ.), чтобы переход на самую современную платформу был не так обременителен для пользователей.

Но это не означает, что со Intel Skylake будет работать любой модуль DDR3. Официально поддерживаются планки DDR3, работающие при напряжении 1,35 В или ниже, а использование DDR3 с более высоким напряжением может повредить интегрированный в ЦП контроллер памяти.

Некоторые производители системных платы указывают поддержку ОЗУ с более высоким напряжением, и вы можете без проблем использовать модули, рассчитанные на 1,5 или 1,65 В, но Intel не рекомендует так делать. Ущерб наносится медленно и связан с эффектом электромиграции. Так что лучше сначала взвесить все риски использования старых модулей в системах Intel Skylake, если у вашей новой системной платы вообще есть слоты DDR3.

Платформа Intel Skylake | Разгон

По аналогии с прежними линейками Intel предлагает несколько процессоров Intel Skylake с разблокированными множителями тактовой частоты (серия K). Такие чипы можно разгонять, просто меняя коэффициент на системной плате с Z170. Компания также внесла изменения в PCH, и он снова разрешает разгон с использованием BCLK.

В связи с этим некоторые производители материнских плат пытаются реализовать в своих платформах возможность разгона ЦП, не принадлежащих к серии K (англ.), а также внедрить разгон на некоторых других чипсетах Intel. Хотя такие возможности были бы очень популярны среди энтузиастов, с разгоном заблокированных процессоров Intel Skylake могут возникать некоторые проблемы.

К примеру, как только BCLK процессора не серии K превышает штатное значение 100 МГц, отключатся определенные функции экономии энергии, Turbo Boost и специализированные команды. В настоящее время такое поведение наблюдается на всех системных платах, способных разгонять процессоры не серии K, независимо от чипсета. Производители плат вынуждены отключать эти опции при разгоне, чтобы гарантировать стабильность работы. Потеря этих функций не так страшна, тем более что опции энергосбережения чаще всего отключаются при любом разгоне. Тем не менее, принудительные ограничения, как известно, не нравятся никому.

Supermicro

В настоящий момент есть только две компании, предлагающие системные платы с возможностью разгона процессоров не серии K. Первой была Supermicro, к тому же у нее есть платформа, которая умеет разгонять процессоры не только на чипсете Z170. Модель C7H170-M использует PCH H170 и во многом похожа на платы Z170 от конкурентов. На момент написания этой статьи, у Supermicro не было других плат, способных разгонять процессоры не К-серии.

ASRock

У ASRock тоже есть материнские платы не с Z170, умеющие разгонять процессоры Intel Skylake без суффикса K, но их преследовали несколько неудач. Сначала ASRock анонсировала функцию «Sky OC» для плат Z170 и для линейки продуктов с другими чипсетами, поддерживающую разгон (англ.). Таким образом, любая плата со Sky OC могла разгонять процессоры, не относящиеся к серии K, а платы с не топовыми чипсетами могли разгонять ЦП серии K, используя BCLK.

Но вскоре после анонса этих плат ASRock связалась с Tom’s Hardware, чтобы сообщить, что она отказалось от их разработки под давлением Intel. Ей также пришлось убрать функцию Sky OC из системных плат Z170.

Официальный комментарий содержал следующие слова: «ASRock решила удалить технологию SKY OC из списка функций, потому что она не совместима со спецификациями процессоров Intel Skylake«.

Мы думали, что после этого ASRock оставит авантюру с разгоном ЦП не К-серий и внедрением разгона на младших чипсетах сотой серии, но затем компания выпустила отмененную модель C232 Fatal1ty E3V5 Performance Gaming/OC. Кроме того она объявила о выпуске нового семейства плат «Hyper» не на чипсетах Z170, которые умеют разгонять заблокированные процессоры путем изменения BCLK. В настоящий момент в продаже есть только C232 Fatal1ty E3V5 Performance Gaming/OC. Со временем могут появиться и другие модели, хотя, возможно, Intel снова воспрепятствует данному процессу.

Безуспешные попытки разгона заблокированных процессоров

Biostar пыталась (англ.) внедрить в свои системные платы на Z170 возможность разгона ЦП с заблокированным множителем, используя обновление BIOS. Аналогичный подход использовала ASRock для добавления функции Sky OC. И, по аналогии с ASRock, Biostar удалила эту функцию в следующей версии BIOS, содержащей новый микрокод от Intel.

По словам представителя компании: «Intel регулярно выпускает обновления микрокода для своих процессоров, которые партнеры добровольно включают в BIOS своих плат. Последнее обновление для партнеров, среди прочего, включало код, который не гарантировал работоспособность разогнанных процессоров, которые не были для этого предназначены».

Supermicro, похоже, не использовало данное обновление в BIOS к плате C7H170-M (англ.), хотя это может быть всего лишь вопросом времени. Технически все эти платы могут разогнать ЦП не K-серий, но для этого требуется устаревший BIOS, у которого могут проявляться другие проблемы. По сути, неофициальный разгон практически умер.

Платформа Intel Skylake | Выбираете плату для процессора Skylake?

Запуск процессоров Intel Skylake был одним из самых неорганизованных в новейшей истории. Новая информация об архитектуре и чипсетах распространяется медленно, хотя раньше мы весьма эффективно общались с лицами, ответственными за разработку платформы. В последнее время источниками новых публикуемых сведений становятся производители системных плат, исследующие новые функции и возможности, которые могут дать им преимущество перед конкурентами.

У этих производителей могут быть несколько козырей в рукавах. Одной из самых горячих тем по-прежнему является разгон чипов не K-серии. Так что производители продолжат искать более легальные способы его реализации. В то же время Intel, как нам кажется, и дальше будет ограничивать попытки экономии энтузиастов, которые надеются купить менее дорогой процессор и вытянуть из него максимум производительности. Если Intel решит нас удивить и откажется от столь агрессивной позиции, многие производители системных плат могут попытаться создать платформы с возможности разгона на чипсетах, отличных от Z170. Так что не удивляйтесь, если ситуация со временем изменится.