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Intel Core i5-655K overclocked

mat 31.05.2010 32413 27
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Seit Jahren ruft das übertaktende Volk nach einem Dualcore mit offenem Multiplikator. Ein Prozessor, der die Limitierung durch FSB und Konsorten links liegen lässt und dadurch in Regionen vordringt, die noch nie eine CPU zuvor gesehen hat. Genau in diese Rolle könnte jetzt der Core i5-655K schlüpfen!

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Mission Briefing



Eigentlich haben wir in der Einleitung für dieses Review schon gelogen. Intel hatte bereits eine CPU mit offenem Multiplikator im Sortiment. Unter dem Namen E6500K stellte sich ein nicht allzu gut übertaktbarer Core 2 Duo vor, der zu wenig L2-Cache am Gepäck hatte und obendrein noch jede Menge VCore brauchte. Allerdings war dieser erste K-Prozessor ohnehin nur für den chinesischen Markt ausgerichtet, um dort die kaum verkauften Extreme Edition-Produkte zu kompensieren. Das Interesse war dementsprechend kurzweilig und so blieb der E8600 der König der Core 2-Architektur.

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Pentium E6500K: Der erste Prozessor der K-Serie musste noch aus Asien importiert werden


Nicht einmal ein Jahr später, also heute, präsentiert Intel eine neue Riege an K-Prozessoren. Dieses Mal muss allerdings nichts aus Asien importiert werden, denn die Zielgruppe dieser CPUs sind tatsächlich wir Übertakter! Der heiß ersehnte Zweikerner hört auf den Namen Core i5-655K und kommt aus der Clarkdale-Familie. Die technischen Daten ähneln dem um derzeit 70 Euro günstigeren Core i5-650: 3,2 GHz mit 133x24 und 4 MB-L3-Cache. Bis auf folgende drei Unterschiede:
  • Freier Core-/Turbo-Multiplikator
  • Frei setzbare DDR3-Ratio
  • Frisches K0-Stepping
Intel präsentiert ihren neuen Overclocking-Dualcore circa so:

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Das neue K-Lineup besteht allerdings nicht nur aus einem Clarkdale, auch ein Lynnfield hat den Sprung zum offenen Multiplikator geschafft. Mit dem passenden Namen Core i7-875K besitzt auch er die Innereien des fast gleichnamigen i7-870. Nachdem Lynnfield-Prozessoren durch ihre begrenzte VCore-Aufnahme nie zu potenziell guten Übertaktern zählen werden, erwarten wir uns von diesem K-Prozessor auch weit weniger. Interessant ist der 875K dennoch: Mit derzeit 374 Euro aufwärts ist er ein ganzes Eck günstiger als sein gleichgetakteter Kollege. Wie auch immer, sobald es unsere Zeit zulässt, werden wir uns auch den unlimitierten Quadcore zur Brust nehmen.

Das Bench-System



Als Untersetzer für unser Testsystem haben wir diesmal zu einem EVGA P55 FTW gegriffen, da es insgesamt sehr stabil läuft und hie und da eine BIOS-Einstellungen bzw. daraus resultierende Fehler halbwegs nachvollziehbar sind. Von der Performance pro MHz liegt das P55-Mainboard zwar hinter den Platinen von ASUS und Gigabyte, dafür geht auch gerne mal das ein oder andere Megahertz mehr. Was den Speicher angeht, wollten wir uns möglichst wenig limitieren und griffen zu Corsair Dominator GTX2. Hier eine genau Auflistung der verwendeten Komponenten:


In Sachen Luft-/Wasserkühlung verwendeten wir für diese Session den mittlerweile wohlbekannten Corsair H50 und sind überrascht wie leise 5+ GHz sein können. Die direkt in den CPU-Kühlblock integrierte Pumpe hört man nur für eine Sekunde beim Booten und das Einzige, was dann noch im hörbaren Bereich liegt, ist der Lüfter, der durch den Radiator bläst. Eine Enttäuschung hinterließ dafür die mitgelieferte und bereits auf den Kühler aufgetragene Wärmeleitpaste: Diese ist derart schlecht, dass wir nach dem Ersetzen mit Noctuas NT-H1 einen Unterschied von mehr als 12 °C (bei Last) messen konnten.

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Unser Bench-System erstmals mit dem Corsair H50


Bei unseren Versuchen mit flüssigem Stickstoff musste (wie immer) unser Dragon F1 Extreme Edition herhalten. Er fasst zwar nicht sonderlich viel LN2, dafür ist er mit allen aktuellen Sockeln kompatibel. Wie gewohnt dichten wir mit Knetgummi, Klopapier/Küchenrolle und Armaflex den Sockel vorher ab, damit das Kondenswasser nicht das Mainboard gefährdet und wir genügend Zeit für unsere Spielereien haben.

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Ein bisschen Klopapier, Kupfer und rauchendes Zeug und fertig ist der Caipirinha a la MacGyver


Overclocking mit Luft und Laune - Teil 1



In unseren Luft- bzw. Wasserkühlungstests hatten wir ausreichend Zeit um auch Performance, Abwärme und Stabilität des i5-655K zu testen. Da der neuste Clarkdale nur einen einzigen Gegner im Overclocking-Bereich hat - den i5-670 aus dem eigenen Haus - haben wir auch nur diesen für unsere Vergleichstests herangezogen. Damit sollte sich gut erkennen lassen, was das neue K0-Stepping zu leisten vermag. Interessant wäre natürlich auch der i5-680 in punkto Overclocking-Potential gewesen, nur leider konnten wir kein Testsample zu diesem Zeitpunkt auftreiben.

Zu allererst wollten wir herausfinden, wie es um den maximalen Takt des 655K beschert ist. Langsam tasteten wir uns an die höheren Spannungen heran und versuchten mit SetFSB per BCLK an das Limit des Prozessors zu stoßen. Dabei gingen wir ebenso alle offenen Multiplikatoren bis 35 durch, um zu überprüfen, ob diese einen weiteren Vorteil (als die Entlastung durch niedrigere BCLK) bringen. Bei 1,65 Volt VCore und einer VTT von bis zu 1,35 Volt schien mit 5,333 GHz das Limit erreicht zu sein. Als Multiplikator nutzten wir den Faktor 33, doch auch mit 27, 29 und 31 kamen wir über 5,3 GHz. Damit stand fest, dass unser EVGA P55-Mainboard (noch) nicht BCLK limitiert war und die offenen Multiplikatoren unter Luft-/Waserkühlung bei unserem Testsample keinen signifikanten Unterschied beim maximalen Takt brachten.

CPU-Z-Validierung
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5,333 GHz (Link)


Als nächsten Schritt nahmen wir uns die Abwärme des Core i5-655K bei voller Auslastung vor. Dafür ließen wir Prime95 auf allen vier Threads (2 Cores + Hyperthreading) laufen und holten uns über das eleet-Tool die produzierten CPU-Temperaturen. VCore und VTT wurden dabei nicht von uns optimiert, denn wir wollten nur Einstellungen finden, bei denen sowohl der 655K, als auch der 670 halbwegs stabil sind.

Abwärme - Prime95 @ 4 GHz
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i5-655K: 65 °C (links), i5-670: 69 °C (rechts)


Abwärme - Prime95 @ 4,5 GHz
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i5-655K: 77 °C (links), i5-670: 83 °C (rechts)


An den Zahlen sieht man, dass der i5-655K bei Volllast um 4-5 °C kühler blieb, als der i5-670. Doch freut euch nicht zu früh, denn hier hat uns allem Anschein nach das Mainboard einen Strich durch die Rechnung gemacht: Bei genau denselben BIOS-Settings wurde am i5-670 mehr Spannung angelegt, was natürlich auch mehr Hitze produzierte. Deshalb mussten wir die Messung mit unserem Multimeter wiederholen, um auch wirklich sicher gehen zu können, dass wir die Abwärme auch korrekt vergleichen. 1,5125 Volt stellten wir schlussendlich im BIOS ein, um dem 655K mit ebenso viel VCore zu versorgen, wie es das Mainboard beim 670 mit 1,475 Volt getan hat. Real konnten wir bei beiden Prozessoren nun 1,527 Volt messen. Wer übrigens einen Einblick in unsere Messergebnisse haben möchte, der findet hier unsere Notizen.

Abwärme mit vergleichbaren Spannungen - Prime95 @ 4,5 GHz
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i5-655K: 80 °C (links), i5-670: 83 °C (rechts)


Trotz der VCore-Anpassung muss sich das C2-Stepping geschlagen geben. Somit scheint die neue K0-Fertigung tatsächlich eine Spur kühler zu sein, auch wenn es im Durchschnitt nur 2-3° C waren. Doch das ist nicht die einzige Überraschung, die das K0-Stepping für uns parat hat. Nur eines vorweg: Wir haben diese Zahlen öfters durchgebencht und doppelt und dreifach kontrolliert, aber es gibt nichts daran zu rütteln: Der i5-655K bringt mehr Leistung, bei gleichem Takt. Wieso das der Fall ist, bleibt uns Intel derzeit noch schuldig, aber Fakt ist, dass wir bei unseren Benchmarks mit 4,5 GHz immer wieder dasselbe Endergebnis sehen:

SuperPI 1M @ 4,5 GHz
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i5-655K: 9,407 s (links), i5-670: 9,579 s (rechts)

Cinebench R11.5 @ 4,5 GHz
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i5-655K: 3,54 pts (links), i5-670: 3,49 pts (rechts)

wPrime 32M @ 4,5 GHz (ohne HT)
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i5-655K: 15,359 s (links), i5-670: 15,749 s (rechts)

wPrime 32M @ 4,5 GHz (mit HT)
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i5-655K: 11,969 s (links), i5-670: 12,015 s (rechts)


Zuerst dachten wir, dass es sich hierbei auch um ein Problem durch die unterschiedliche VCore handelt. Nicht dass wir so ein Phänomen in der Form schon erlebt hätten, aber sicher ist sicher. Also drehten wir an der Kernspannung, um die Ergebnisse erneut zu überprüfen. Doch anstatt den Leistungssprung zu erklären, verbesserten sich die SuperPI 1M-Zeiten des 655K sogar durch die zusätzliche VCore. Im Endeffekt erreichte er sogar noch 9,375 Sekunden, während sich beim i5-670 nichts mehr tat.

Overclocking mit Luft und Laune - Teil 2



Nachdem die Performance des 655K besonders in SuperPI 1M verdächtig gut war, ließen wir es uns nicht nehmen, aus dem Chip das Maximum herauszuquetschen. Also spielten wir herum, um die optimale Kombination aus hohem CPU-Takt, maximalem QPI-Teiler und gutem Speichertakt bzw. Timings herauszufinden. Dabei erwies sich zu unserem Erstaunen der so freudig erwartete, offene Multiplikator als sinnlos, weil unser EVGA P55-Mainboard trotz offizieller K-Unterstützung (BIOS-Version A70) keinen höheren Speicherteiler als 2:10 zu bieten hatte, aber auch nicht mit CL6 booten wollte (D4-FF Loop). Letzteres ist ohnehin bei vielen Mainboards problematisch. Daher mussten wir den Multiplikator auf den Faktor 25 heruntersetzen, um zumindest halbwegs über 2000 MHz bei CL7 zu kommen. Das erklärt allerdings, warum Intel sich dazu entschieden hat, zusätzlich das Verhältnis zwischen CPU-Takt und Speichertakt freizugeben.

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EVGA P55 FTW: Auch in BIOS-Version A70 sind nur die standardmäßigen Speicherteiler verfügbar


Nach zahlreichen Versuchen konnten wir unseren 655K schließlich auf 5112 MHz bringen und erreichten auf einem optimierten Windows XP (SP1) heiße 8,187 Sekunden. Das entspricht genau Rang 10 im Hwbot und Rang 4 bei uns.

Bestes Ergebnis in SuperPI 1M
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8,187 Sekunden bei 5112 MHz und 1023 MHz CL7-7-7-18


Zum Abschluss unserer Testreihen über dem Nullpunkt wollten wir für euch herausfinden, ab welcher VCore und VTT der i5-655K bei 4 GHz noch stabil bleibt. Stabil heißt dabei für uns, dass während einer vollen Auslastung durch Prime95 auf vier Threads, auch noch ein IntelBurnTest (LINPACK) mit fünf Schritten durchgeführt wird. Geht der Burntest erfolgreich durch, dann gehen wir davon aus, dass die Einstellungen vorerst auch einen 24/7-Betrieb meistern können.

Stabilitätstest @ 4 GHz
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VCore: 1,164 V, VTT: 1,5 V, CPU-Temperatur: 47 °C


Auch hier überrascht das K0-Stepping und zeigt, dass es sehr gut mit den angelegten Spannungen haushalten kann. Bei einer VCore von 1,164 Volt (1,175 V im BIOS, keine Loadline Calibration) und einer VTT von 1,5 Volt sind wir am absolute Minimum für 4 GHz angelangt. Dabei erreichen wir gerade mal eine maximale CPU-Temperatur von 47 °C bei voller Auslastung. Das ist ein rundum nettes Ergebnis. Unser i5-670 bootet bei diesen Einstellungen nicht mehr.

LN2 in Action



Etwas weniger Zeit zur Verfügung hatten wir für unsere Tests mit flüssigem Stickstoff. 25 Liter mussten vorerst ausreichen, um den Prozessoren korrekt einzuschätzen. Deshalb haben wir uns auch weniger mit dem Erzielen von guten Ergebnissen beschäftigt, sondern mehr Zeit in den direkten Vergleich mit dem Konkurrenten i5-670 gesteckt. Damit ist vorrangig das Auffinden von Coldbug und Coldbootbug gemeint, sowie die Skalierung mit Kälte.

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BIOS-Update bei Minusgraden, aber dann ging es los!


Der erste Schritt beim Übertakten mit LN2 ist stets der einfachste: Herausfinden des Coldbugs. Dafür bootet man ins Windows und schüttet solange LN2 in den Pot, bis das System einfriert. In unserem Fall erreichten wir den Coldbug schon bei -120 °C und das obwohl unser Mainboard bereits CB-gemoddet war und diverse Shamino'sche BIOS-Einstellungen gesetzt wurden. Noch schlechter sah es mit dem Coldbootbug aus, denn beim Abtauen mussten wir verärgert feststellen, dass dieser bei mühsamen -70 °C liegt. Unser i5-670 war da ein wenig angenehmer und erwachte bereits zwischen -85 und -80 °C wieder zum Leben.

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Ein Coldbootbug von -70 °C bedeutete minutenlanges Föhnen, sobald das System den Geist aufgab


Den Coldbootbug von -70 °C mussten wir ertragen, aber mit dem schwachen Coldbug bei -120 °C konnten wir uns nicht abfinden. Deshalb spielten wir uns stundenlang im BIOS, um herauszufinden, ob uns wirklich der Chip, oder noch das Board limitierte. Irgendwie (am besten ihr fragt gar nicht), haben wir uns zufällig an den USB-Ports zu schaffen gemacht und einige, nicht gebrauchte deaktiviert. Und siehe da, plötzlich hatten wir ein paar Grad mehr Spielraum nach unten. Im Endeffekt benutzten wir einen Adapter, um die USB-Anschlüsse fürs Front-Panel anzapfen zu können und erreichten damit zumindest -130 °C. Hätten wir die USB-Funktion komplett ausschalten können, dann wären sogar -146° drinnen gewesen. Aber ohne Maus hatten wir keinen Zugriff auf SetFSB, also blieb uns diese nicht erspart.

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Durch die Nutzung der Front-Panel-USB-Ports konnten wir dem Coldbug noch -10 °C abringen


Nachdem wir nun die Temperaturparameter herausgefunden hatten, testeten wir die Skalierung des K0-Steppings mit Kälte. Hierfür stellten wir die VCore auf 1,85 V und VTT auf 1,425 V (mehr ließ der i5-670 nicht zu) und kämpften uns sowohl bei -75 °C, als auch -120 °C langsam vor. Hier unsere Ergebnisse:

diagramm_i5-655k_skalierung_mit_kaelte_155193.jpg


Wie auf unserem Diagramm schön zu sehen ist, skaliert auch das K0-Stepping schön mit Kälte. Auf die genaue Megahertz-Anzahl geben wir nichts, weil es in diesen Bereichen doch zu sehr auf die Güte der Testsamples ankommt. Wichtig ist, so wie es auch bei den älteren Steppings von Clarkdale der Fall war, dass die CPU so tief wie möglich gekühlt wird. Sollte dann auch noch die VTT mit über 1,4 Volt mitspielen, dann kommt man weit über die 6-GHz-Marke. Beweisen konnten wir das leider nicht, doch mit den letzten Litern haben wir schnell 6 GHz validiert und SuperPI 1M mit 7,25 Sekunden durchlaufen lassen und sind dabei mit der VCore bei entspannten 1,835 Volt geblieben.

CPU-Z-Validierung
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5,999 GHz (Link)

Bestes Ergebnis in SuperPI 1M
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7,250 Sekunden bei 5,9 GHz und 1220 MHz CL7-7-7-20


Fazit



Der Core i5-655K richtet sich an Übertakter und genau dort kann er auch auf ganzer Linie punkten. Der größte Vorteil ist wohl das neue K0-Stepping, das sowohl durchschnittlich 3 °C kühler bleibt, als auch signifikante Leistungszuwächse bringt. Und mit signifikant meinen wir wenige Zehntel und Bruchteile von Punkten in Benchmarks, aber selbstverständlich keine Unterschiede in der Praxis.

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Core i5 655K: Dank K0-Stepping unser neuer Liebling für Benchmarks und hohe 24/7-Taktraten


Besonders interessant ist der Prozessor unter Luft- und Wasserkühlung. 4,5 GHz stabil zu bekommen, war eine Aufgabe von wenigen Minuten und bis zum Schluss ließ uns das Gefühl nicht los, dass der i5-655K einfacher zu stabilisieren war, als der C2-Spitzenreiter i5-670. Das zeigt auch die maximale CPU-Z-Validierung bei 5,333 GHz und ein SuperPI 1M-Run in 8,187 Sekunden. Der offene Multiplikator ist dabei nur sinnvoll, wenn das Mainboard auch die oberen Speicherteiler anbietet. Unser EVGA P55 FTW ließ trotz offizieller Unterstützung des Prozessors nur 2:6, 2:8 und 2:10 zu und so blieb uns eine hohe BCLK für hohen Speichertakt nicht erspart.

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Unter Luftkühlung lief der i5-655K eine Spur kühler und stabiler, als der Gegenspieler i5-670


In Sachen LN2 konnten wir uns zwar bereits einen guten Überblick machen, aber hatte noch nicht genug Zeit/Liter, um an entsprechenden Resultaten zu arbeiten. Mühsam war jedenfalls der Coldbootbug des Testsamples, der mit 70 °C um fast 15° schlechter war, als der unseres durchschnittlichen i5-670. Gepaart mit dem niemals "warm" bootenden P55-Mainboard von EVGA, bedeutete das jede Menge Handarbeit mit dem Föhn. Erfreulicher ist da der im Endeffekt entscheidende Coldbug, den wir zwar auf bis zu -146 °C herausschieben konnten, aber allem Anschein nach nur durch das Board limitiert wurde. Wie auch immer, das Potential ist da und mit der besseren Effizienz pro Megahertz wird der i5-655K in SuperPI 1M garantiert noch ein Wörtchen mitzureden haben.

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Trotz nervigem Coldbootbug könnte der i5-655K bald einiges in SuperPI mitzureden haben


Unterm Strich empfehlen wir den Core i5-655K allen Benchmarksüchtigen, aber auch jenen Enthusiasten, die einen hochgetakteten Dualcore für den Dauereinsatz benötigen. Dieser ist zwar mit aktuell angesetzten 235 Euro fast 70 Euro teurer, als der i5-650 mit denselben Kennzahlen, doch besitzt er wegen des K0-Steppings mehr Overclocking-Potential und übertrumpft in unseren Tests sogar den amtierenden König des C2-Steppings, den i5-670.
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