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Core i9-9900KS a 6,9 GHz con tutti e 8 i core attivi, ecco come

Non è un segreto: il Core i9-9900KS è la CPU consumer più veloce mai creata da Intel, una versione del 9900K che è stata accuratamente selezionata in modo da comprendere solo i migliori core prodotti in fabbrica. Ogni 9900KS è in grado di lavorare a 5 GHz su tutti e otto i core e in genere con l’overclock si raggiungono i 5,2 GHz. Un risultato che può sembrare una bazzecola in confronto a quello che si può ottenere con i migliori 9900KS e del raffreddamento ad azoto liquido.

Per mostrare di cosa è capace il suo chip, Intel ha inviato ai colleghi di Tom’s Hardware USA un sample di Core i9-9900KS selezionato per svolgere alcuni test di overclock. A cimentarsi in questa impresa le mani esperte del noto overclocker Allen ‘Splave’ Golibersuch, che è riuscito a raggiungere una frequenza di ben 6,95 GHz su tutti i core e 7,3 GHz su un solo thread. Di seguito vediamo come ha fatto e quali ostacoli ha dovuto superare.

NOTA: Intel aveva precedentemente testato internamente il chip per saggiarne le potenzialità in overclock. Sebbene Intel non garantisca le frequenze raggiunte in overclock, l’azienda ritiene che i risultati su questo campione selezionato supereranno quelli di un sample “generico”.

In questo test vedremo di cosa è capace un 9900KS selezionato e quali vantaggi porta – se ne porta – quella S in più rispetto a un 9900K. Partiamo analizzando le differenze fisiche. In un overclock, uno dei fattori chiave è senza dubbio la temperatura: il trasferimento termico dall’heatspreader integrato (IHS) al dissipatore svolge un ruolo fondamentale.

La pasta termica colma tutti i vuoti tra il dissipatore e l’IHS, ed è necessario usarla se si vuole mantenere la garanzia, in quanto il calore generato potrebbe danneggiare in maniera permanente il processore. Se però si appiattiscono entrambe le superfici in modo che lo strato di pasta termica sia il più sottile e uniforme possibile, si possono ottenere miglioramenti tangibili sul fronte delle temperature.

Dato il campione di test piuttosto limitato (tre Core i9-9900KS e 20 Core i9-9900K), la temperatura media del die sul Core i9-9900KS è sembrata essere notevolmente più bassa sul 9900KS rispetto ai 9900K provati. Dei tre 9900KS, due sono stati acquistati in negozio, ma ciononostante il sample selezionato fornito da Intel ha mostrato le stesse caratteristiche termiche.

Per lo svolgimento di un test di questo tipo, la prima mossa è sempre quella di andare ad appiattire (lappare) l’IHS sabbiandolo su una vera superficie piana. Dato che il tolotto usato da Splave è piatto, un IHS piatto fornisce una migliore superficie di contatto per lo scambio termico. Alcuni waterblock per CPU sono ad arco e molti altri sono concavi, quindi non ottimali per questi test. A volte si tratta di una scelta di design, mentre altre volta è “colpa” della nichelatura più spessa sui bordi della superficie di raffreddamento.

Nella foto di seguito ci sono 4 sample di 9900K stepping P0 che presentano lo stesso modello sull’heatspread. Si possono notare i punti più alti, dove emerge il rame, mentre le parti in nichel sono quelle più basse. Tutti e quattro hanno bordi alti e sono concavi nel mezzo. Ciò comporta l’uso di uno strato più spesso di pasta termica nel mezzo, ma come già detto in precedenza lo spessore maggiore non è di aiuto.

Il 9900KS stepping R0, come potete vedere nella foto sotto, è molto più uniforme con solo un paio di bordi leggermente bassi. A tal riguardo c’è da dire che tutti e tre i sample erano identici sotto questo punto di vista. Normalmente, appiattire l’IHS riesce a ridurre le temperature fino a 4-5 °C sul core più caldo, oltre a facilitare una diffusione più uniforme della temperatura tra i die.

Di seguito è come si presenta il prodotto finito. Non è emerso alcun vantaggio usando il 9900KS con un dissipatore a liquido. Come già scritto, il campione di chip è troppo limitato e questo consente solamente di speculare sul fatto che vi sia stato un miglioramento di fabbrica dell’heatspreader sul 9900K.

Dopo un test di montaggio del tolotto, si può vedere come lo strato di pasta termica sia sottile e molto uniforme. Un risultato perfetto!

Un punto degno di nota riguardo a questi chip è quello che riguarda il nuovo microcode che funge da base per molte funzionalità della CPU. Installando una CPU stepping P0 (9900KF, 9900K), il BIOS ha rilevato la versione A0 del microcode. Inserendo il 9900KS, invece, il microcodice è cambiato in B4. Questo cosa significa?

Dato che il microcode è alla base del funzionamento di un processore, le aziende non amano parlare di come funziona e non condividono molte informazioni in merito. Tuttavia, è apparso subito lampante, già dai preparativi, che qualcosa era cambiato.

Prima di poter usare l’azoto liquido e puntare eventualmente al record del mondo ci sono alcuni obiettivi da centrare, risultati intermedi da raggiungere in test come Geekbench3 o Cinebench R15. I primi punteggi ottenuti usando il sistema di raffreddamento ad aria con il 9900KS erano però più bassi del previsto. Dov’era il problema?

Scavando più a fondo, Splave ha scambiato nuovamente il 9900KS con un 9900K stepping P0, rilevando finalmente punteggi corretti. Apparentemente c’era qualcosa che non andava con lo stepping R0.

Il passo successivo è quindi stato quello di disabilitare dal sistema operativo le mitigazioni per Spectre e Meltdown per avere prestazioni ottimali, un trucco ben noto agli overclocker per – in teoria – guadagnare prestazioni. Purtroppo, dopo averlo fatto, non si è verificato alcun aumento delle prestazioni con il chip stepping R0. Perché? La risposta è ovvia: adesso è il microcode che gestisce le mitigazioni, non il sistema operativo.

Se da una parte è un’ottima cosa per il consumatore finale, ciò crea un ulteriore ostacolo per gli overclocker competitivi che si giocano i record per decimi di secondo. Stando così le cose, il benchmark del 9900KS non è quindi partito nel migliore dei modi. Ciononostante, il processore è tra i più veloci in circolazione e quindi in grado di raggiungere risultati più che rilevanti.

Il 9900KS selezionato di Intel ha concluso Cinebench R15 a 5,4 GHz con una vCore di 1,27V e raffreddamento a liquido! Contro ogni iniziale previsione è stato possibile continuare ad abbassare la tensione operativa partendo da quella che si pensava fosse un’impostazione più che decente di 5,4 GHz con una vCore di 1,35V. Quanto perso a causa del microcode potrebbe essere “mitigato” dalla frequenza extra.

Anche gli altri due 9900KS acquistati in negozio non hanno deluso. Il primo ha raggiunto 5,4 GHz con una vCore di 1,32V, il secondo si è fermato a 5,3 GHz con una vCore di 1,23V. Una bella dimostrazione di forza.

Splave ha quindi inserito il miglior chip (il sample fornito da Intel) sul banchetto di prova, raffreddandolo ad azoto liquido. Per l’occasione ha usato una scheda madre ASRock Z390 Phantom Gaming X (Amazon) insieme a della memoria B-Die SPD 4800 di Team Group.

Per ottenere temperature migliori si è avvalso di pasta termica Thermal Grizzly Kryonaut LHE-edition (Amazon) e un tolotto personalizzato da bigblock990 (un altro overclocker di fama mondiale). Il sistema era alimentato da un singolo Enermax Maxtytan da 1250 W (Amazon), più che sufficiente dato che il sistema ha raggiunto il picco di potenza di circa 650 W sotto azoto.

Il risultato ottenuto è stato straordinario: Splave ha ottenuto un Gold in Cinebench R15 con una frequenza di 6952 MHz, ottenendo un punteggio di 3122 punti. Per quanto riguarda i test a singolo thread, Splave è arrivato a una frequenza di ben 7300 MHz durante superpi32m e pifast. Potete vedere tutti i risultati dei test di Splave sul 9900KS sul sito HWBot, a questo indirizzo.

Il 9900KS è esattamente quello che pensavo che fosse: un 9900K selezionato accuratamente, dotato di un ampio margine di OC che si aggiunge a una frequenza di lavoro stock già elevata”, ha affermato Splave. “Se avessi la possibilità di pagare un po’ di più per chip con prestazioni migliori come questo, lo farei sempre. Il fatto che Intel sia stata in grado di tirar fuori questo tipo di prestazioni da un design esistente mi rende molto curioso di vedere cosa riuscirà a fare l’azienda con i nuovi chip a 10 core in arrivo il prossimo anno”.