Quick & Easy MSI Z690/Z790 CPU Overclocking Guide — Beginner Friendly!
This is a very simple guide to overclocking your 12th or 13th Gen CPU on an MSI Z690 or Z790 motherboard.
It is not complex, and is designed to optimize your CPU for maximum performance at your desired voltage. Memory overclocking is not covered here.
Prerequisites
Monitoring: HWiNFO
Stress Testing: Cinebench R23 (Game Stability) OR y-cruncher (Relative Stability)
Patience
Ideal Voltage
Everyone's risk tolerance is different, and degradation is real. I've degraded a few chips already from my own testing, so I can speak from experience.
I won't tell you what is a "guaranteed" safe voltage to stay under, but Intel states for the 13900K/KF that 253W is the max they support.
You should also try to keep your max core temperature under 80
85C at the most. That's one possible metric to determine how much headroom you have.
If you only want to be bare minimum "game" stable, Cinebench R23 is enough. But you're going to experience issues with any intensive workload.
y-cruncher gets pretty much to rock stable under any workload, but hammers the CPU quite hard and requires a lot more voltage is pass.
So they are akin to the minimum and maximum voltages you would need for any workload.
If you want to settle in the middle, you will need to field test your own workloads over an extended period of time to see what voltage is required.
MSI has graced users by automatically clocking down CPUs and lowering their voltage and power consumption during idle/light loads.
Even with an override (manual) voltage setting, this feature effectively makes the CPU work as if it were set to adaptive voltage.
(Changing the power plans in Windows doesn't really do anything either in my experience.)
Hence, there is no reason to overcomplicate the overclocking process. Just stick with using the override voltage setting for simplicity.
Initial Settings
1) Enter the BIOS by holding DEL while booting up the PC.
If you have issues trying to get into it, try doing it just after the underscore on the screen disappears, but before the MSI logo appears.
2) If you are prompted to choose a cooler type, go with Water for now. You can always limit the wattage later.
3) On the main screen, go into Advanced mode by pressing F7 or clicking the button at the top.
Click Settings > Boot, and then enable GO2BIOS. This will make overclocking much easier.
Whenever you have issues getting into the BIOS, turn off the PC, and then press and hold the power button for four seconds to directly enter the BIOS.
Afterwards, navigate to the overclock (OC) section on the left.
4) Set the "P-Core/E-Core Ratio Apply Mode" to "All Core". Set the "Per P-Core/E-Core Ratio Limit" to "Manual".
5) Start with the stock settings of your CPU for now to establish a baseline.
Google for your CPU to figure out what the default P-Cores, E-Cores, and Ring (cache) clocks are.
For example, with the 13900KF, Intel states that the Performance and Efficient core max turbo frequencies are 5.40 GHz and 4.30 GHz respectively.
The Ring (cache) clock tends to be general knowledge, but if you can't find your chip's base value, just assume it is 4.00 GHz for now.
Plug in the values of each into the "X-Core Ratio" and "X-Core #" fields, like below.
Be sure to convert the frequencies to multiplier values by multiplying them by 10. (Example: 5.40 GHz => 54)
Plug in the baseline ring/cache frequency into the "Ring Ratio" field.
6) Enter the "Advanced CPU Configuration" menu.
Enable "BCLK 100 MHz Lock On".
You can disable "Hyper-Threading" here. You can also set the "Active E-Cores" to 0. I recommend leaving them, but everyone's use-case differs.
Disable "Intel C-State". You can set the "Long Duration Power Limit (W)" to limit your max desired wattage here.
And the "Short Duration Power Limit (W)" for instantaneous power spikes (it should be set equal to or higher than the Long Duration).
7) Enable "Extreme Memory Profile (XMP)".
There are more specifics to memory overclocking, but they are beyond the scope of this guide.
If you cannot boot to desktop after enabling XMP, you may need to change the "CPU IMC : RAM Clock" to Gear 2.
8) Set the "CPU Core Voltage Mode" to "Override Mode". Enter your desired voltage below.
To play it safe, start with 1.35V. You can always work your way down to 1.20V or less. If it doesn't boot, you might need to try higher instead.
9) If you are keeping your E-Cores active, set the "CPU E-Core L2 Voltage Mode" to "Override Mode". Enter 1.35V below for now.
This voltage helps stabilize higher ring/cache frequencies when the E-Cores are enabled. 1.35V is typically more than enough.
You will be optimizing this later, once the primary overclocking is done.
10) Enter the "DigitALL Power" menu. Set the "CPU Loadline Calibration Control" to "Mode 7" to start.
There are lots of specifics to get into about loadlines (LLC), but they are beyond the scope of this guide.
It's a bit time consuming to find the ideal LLC value, and as the Mode value increases, the Vdroop does as well.
Vdroop is healthy for CPUs, but if you want a flat LLC, go with Mode 2/3 instead.
Finding A Baseline
11) Boot up Windows, and run HWiNFO. Open the Sensors window. Look for the section that contains "VR VOUT". This is your true VRM voltage reading.
Note: This will not exist on Z790 boards, so refer to the Vcore instead and simply subtract -0.03V from all numbers.
The far left first column is the active (ongoing) value. The second column is the minimum. The third is the maximum. And the fourth is the average.
The "Current (IOUT)" and "Power (POUT)" are important values as well, as they are the true current and wattage readings.
If you're just a beginner, all that you should care about is the Power (POUT) reading.
(If your motherboard or BIOS does not reveal these values, the CPU Package Power reading is good enough, albeit somewhat inaccurate.)
12) Do a quick test with Cinebench or y-cruncher to determine if the voltage you set is enough to begin with.
With Cinebench (game stable only), you will want to do a quick 10 minute test to start.
Click File > Advanced Benchmark to show the "Minimum Test Duration" parameter, and select 10 minutes. Start the "CPU (Multi Core)" test.
With y-cruncher (virtually rock stable), you will want to run the main pi benchmark to start.
Press 0 and hit Enter. Then 1. Then enter the value which corresponds with the most memory your RAM capacity can handle.
For example, 16 GB would be 7, 32 GB would be 8, and 64 GB would be 9. Press Enter to start the test.
(Warning: y-cruncher requires much more voltage than virtually all other stress tests, which means it is more likely to degrade your CPU.)
There are various possibilities for how your tests will turn out:
If your Cinebench test is successful, the program will give you a score next to the start button for Multi-Core.
If your y-cruncher test is successful, the program will give you a "Total Computation Time" and a "Start-to-End Wall Time".
If either test is unsuccessful, you will either encounter an error, or your PC will crash with a BSOD (which is most likely pointing to too low voltage).
Note: With either test, if HWiNFO reveals any "Windows Hardware Errors" (WHEA errors), it is considered unsuccessful.
Note 2: On Windows 10, y-cruncher might have an issue forcing all cores to run at 100%. To verify this, monitor the Effective Clocks in HWiNFO.
If you notice that only the E-Cores are maxed out while the P-Cores are not active, you will need to run the full test instead (see Step 16 below).
If you are successful, move to Step 13. If not, set a higher CPU Core Voltage value. Increase it by +0.01V increments, retesting after each change.
At this point, you have found the minimum voltage required to run your CPU's baseline clocks on all-core.
13) Keep boosting up your CPU Core Voltage setting until you reach a true voltage/wattage which you no longer wish to go any higher.
Each time you gradually raise the voltage, you will need to retest the chip, but you don't need to run it for the full duration of time.
You can just let it run for 10-20 seconds and check the active voltage and power values. It's fine to interrupt the test to revise the voltage.
Once you have found the voltage that leads to the current and wattage you wish to permanently stick with, proceed to the next step.
If the voltage required to pass either test surpasses your maximum acceptable wattage, chances are, you have a poorly binned chip.
There's not much you can do about that, so you have to decide at this point whether you want to proceed, or resort to underclocking instead.
To underclock, reduce all of the multipliers of either the P-Cores or the E-cores in Step 5 by 1 until either test passes.
The errors/crashing could be from either the P-Cores or the E-Cores, so you will need to test both out to see which is the weaker link.
Core Optimization
14) After finding a baseline and establishing your maximum voltage, return to the BIOS's overclocking menu.
15) Raise the "P-Core Ratio" by 1 to raise the maximum. Do not raise all of the "P-Core #" multipliers at this time.
Go from top to bottom for simplicity. Raise a single "P-Core #" multiplier by 1.
Load up Windows and go through a short test. If it passes, raise the same multiplier by 1 again. And also raise the "P-Core Ratio" to follow suit.
When it fails, revert the change and make a note about how it failed.
For example: Did it BSOD? Or did it simply error? How quickly? Any WHEA errors? How high could the multiplier reach?
Repeat this process for each of the P-Cores. It will take some time. Based on your notes and findings, sort your P-Cores from strongest to weakest.
You do not need to revert a core back to the base multiplier to test a second one. If one is successful, keep it as-is and adjust the next.
16) After you've found the highest multipliers each core can pass tests at, run the full test instead and try to pass it.
In Cinebench, that would be the 30 minute stability test instead.
In y-cruncher, you enter 1, then 7, and then 0. (You only need to pass one loop, so stop the test after it does.)
If you succeed, proceed to Step 17. If not, then based on your notes, start reducing the weakest cores by 1 until it does pass.
You are done optimizing your P-Cores at this point.
17) Raise the "E-Core Ratio" by 1 to raise the maximum. Do not raise all of the "E-Core #" multipliers at this time.
Repeat the exactly same process as the one in Step 15. The E-Cores are built in clusters of four, so they cannot be adjusted individually.
You are done optimizing your E-Cores at this point.
18) Raise the "Ring Ratio" incrementally by 1 or 2. Keep retesting until it fails to pass.
19) Gradually reduce "CPU E-Core L2 Voltage" by -0.05V decrements and keep retesting until it fails to pass.
20) Attempt to increase the LLC Mode by 1 to see if you can optimize the voltage a little more. (But it's probably not going to work.)
CPU overclocking and performance maximization finished! Feel free to ask questions
For those who want more peace of mind, you're free to run other stress tests to see whether they pass as well. I've found that OCCT Large Extreme AVX2 can sometimes demand more Vcore than y-cruncher, and the RealBench V2.56 Stress Test demands a lot more VCCSA.
Разгон процессоров Intel без индекса K: Core i3-12100, Core i5-12400 и Core i7-12700
В этом обзоре процессоров Intel Alder Lake с блокировкой мы расскажем, как при помощи находящейся в разработке материнской платы MSI можно сделать процессоры текущего поколения гораздо быстрее. Например, Core i5-12400 может стать на 50% быстрее в играх, и мы покажем, как этого добиться.
Одна из немногих проблем процессоров наподобие Core i3-12100, Core i5-12400 и Core i7-12700 заключается в том, что Intel заблокировала их, то есть увеличить их производительность при помощи разгона (оверклокинга) невозможно.
Как это работает?
Способ разгона заблокированных процессоров Alder Lake без индекса K был открыто знаменитым оверклокером der8auer. Всего несколько месяцев спустя после выпуска 12-го поколения Intel Core der8auer смог разогнать несколько заблокированных ЦП при помощи BCLK, сделав их частоты намного выше тех, на которых они обычно работают. Например, он разогнал Celeron G6900 со стандартной тактовой частоты 3,4 ГГц до 5,3 ГГц, добившись впечатляющего роста производительности на 56%.
Это была потрясающая новость мы начали исследовать это открытие, но нам добиться подобных результатов не удалось, ведь в нём был один довольно существенный аспект; из-за него этот способ оказался бесполезным для подавляющего большинства пользователей. Мы ни в коем случае не хотим преуменьшить достижения der8auer, этот оверклокер заслуживает уважения за своё открытие. Проблема сводится к поддержке материнскими платами.
Как оказалось, der8auer обнаружил, что разгон BCLK был возможен на Asus ROG Maximus Z690 Apex — материнской плате с чипсетом Z690, требующей памяти DDR5 и ценой почти $1000. Хотя открытие и в самом деле замечательное, оно не подходит для большинства пользователей. На рынке присутствовали и более дешёвые платы с поддержкой разгона BCLK, например, Asus ROG Strix B660-G Gaming WiFi и B660-F Gaming WiFi, но обе требовали памяти DDR5 и всё равно имели стоимость выше $200: далеко неидеальная компания для процессора Core i5-12400F ценой $160.
Эти платы с сокетом LGA 1700 могут разгонять заблокированные ЦП благодаря генератору тактовой частоты PCIe 5.0. Именно поэтому у ROG Strix B660-G Gaming и B660-F Gaming есть поддержка PCIe 5.0 x16 для основного разъёма PCIe x16, а почти все остальные платы ограничены PCIe 4.0.
Бюджетный разгон
Так как обе платы Asus B660 стоили $310, мы до недавнего времени игнорировали разгон заблокированного 12-го поколения. Однако недавно появились новости о том, что MSI работала над специальной версией материнской платы B660M Mortar для разгона BCLK под названием «MAG B660M Mortar Max WiFi DDR4». Учитывая то, что B660M Mortar гораздо дешевле Asus (примерно вдвое), меня это очень заинтересовало.
Мы спросили у MSI об этих слухах, компания ответила, что информация строго конфиденциальна, но да, именно над этим она и работает. Естественно, мы попросили прислать нам плату; как ни странно, компания согласилась и отправила нам раннюю предпроизводственную версию устройства.
Эта модель Max практически неотличима от исходной B660M Mortar, за исключением внешнего тактового генератора Renesas RC26008 и небольшого улучшения в VRM, где Auxiliary MOSFET заменён с модели 70A на модель 80A.
Настало время разгона; цель этой функции не максимально выжать все возможности имеющегося у нас заблокированного ЦП, а показать вам следующее: 1) реальность работы функции BCLK и 2) минимальный уровень производительности, который вы сможете получить.
Мы разогнали Core i3-12100, i5-12400 и i7-12700 до частоты всех ядер 5,1 ГГц и частоты кольцевой шины 4,1 ГГц. Коэффициент P-Core был установлен на x39 с режимом fixed mode, был включён микрокод разгона процессоров без K, параметр Ring ratio был установлен на x31, а базовая частота (base clock) ЦП — на 131 МГц.
В качестве памяти мы использовали DDR4-3600 CL14, для которой был установлен множитель x27, что дало в результате частоту DRAM 3537 МГц; это не реальная частота из-за особенностей работы DDR, но для простоты примем это значение.
Далее мы установили load-line calibration control в режим Mode 2, а CPU Core Voltage mode был установлен в override mode с Core Voltage, равным 1,37 В. Вероятно, этот параметр без ущерба стабильности можно снизить до 1,28-1,30 В, но мы хотели обеспечить стабильность ЦП для всех тестов.
Мы уверены, что этот разгон можно было настроить лучше, повысив эффективность или частоту в зависимости от качества кристалла, но наша задача заключалась в нахождении разгона, работающего на всех чипах. На руках у нас было три чипа Core i3-12100, один из них с маркировкой F; для всех них разгон сработал. Также у нас было два чипа Core i5-12400 и один 12700, для них тоже разгон сработал.
Для бенчмарков мы использовали память DDR4-3600 CL14, для которой при помощи таймингов CL14 был установлен показатель DDR4-3537. Для охлаждения оборудования использовался Corsair iCUE H115i RGB Pro XT, а в качестве графической карты мы выбрали RTX 3090 Ti. Давайте перейдём к показателям…
Бенчмарки
При тестировании с помощью Cinebench R23 мы выявили отличные результаты многоядерной производительности, однако этот тест не особо чувствителен к памяти, поэтому в нём мы в основном следили за достигнутыми тактовыми частотами. Разгон 12100 привёл к росту производительности на 25%, а 12400 стал на 18% быстрее. Разгон 12700 оказался гораздо менее впечатляющим, поскольку этот процессор и так изначально имеет достаточно высокую тактовую частоту, рост составил всего 15%, однако повторюсь, некоторые чипы, возможно, можно заставить работать на более высокой частоте всех ядер.
При изучении одноядерной производительности мы видим повышение на 19% у 12100, на 17% у 12400, а у 12700 рост составил лишь 6%. Очевидно, что наибольший выигрыш от разгона получают модели нижнего ценового диапазона.
Тест 7-Zip File Manager тоже показал повышение в 23% в производительности сжатия 12100 и целых 32% для 12400. Результаты 12700 впечатляют меньше, всего 7%.
Производительность распаковки практически такая же: рост на 23% для 12100, 28% для 12400, и всего 7% для 12700.
Разгон 12100 уменьшил время рендеринга в Blender на 19%, то есть увеличил скорость на 24%. Рост составил 21% для 12400 и 14% для 12700.
Энергопотребление
Так как мы не настраивали напряжения для разгона, энергоэффективность ужасна, по сравнению с исходными показателями она упала почти вдвое. Наш i5-12400 не был стабилен на 1,29 В, и общее энергопотребление системы всё равно составило 266 Вт, то есть по сравнению с 1,39 оно снизилось всего на 11%, поэтому мы не стали точно настраивать напряжения для этого тестирования.
По сути, из-за роста частоты энергопотребление существенно повышается. Добро пожаловать в мир разгона!
Производительность в играх
Бенчмарк Factorio использует только одно ядро и на него сильно влияет производительность кэша. 12100 получил рост производительности на 26%, 12400 — на 27%, а 12700 — на скромные 6%. Большой рост производительности моделей Core i3 и i5 в основном связан с тем, что они имеют низкие тактовые частоты «из коробки».
F1 2021 — ещё один хороший пример того, почему разгон этих Core i3 и i5 настолько увлекателен. В случае 12100 мы добились огромного роста в 40%, а в случае 12400 получили 31%. Эти показатели гораздо более впечатляют, чем 4%, полученные для 12700.
Эти результаты показывают, что для многих современных игр разница между процессорами наподобие Core i3-12100 и Core i7-12700 заключается не в количестве ядер, а в огромной разнице тактовых частот и в разнице объёма кэша L3.
Ещё одним примером этого стал Riftbreaker. В этой игре средняя частота кадров 12100 выросла на 45%, а у 12400 — на 34%. При разгоне вручную частота кадров на 12700 немного снизилась, приведя к падению производительности на 2%.
Непривычно видеть, что когда 12700 и 12100 работают на 5,1 Ггц, процессор Core i7 быстрее всего на 4% и мы считаем, что в основном эта разница вызвана намного большим размером кэша L3 процессора 12700.
Core i3-12100 изначально неплохо проявлял себя в Horizon Zero Dawn, однако после разгона частота кадров увеличилась ещё на 19% (до 178 fps), что лишь на 5% меньше, чем у 12700 без разгона. 12400 тоже добился повышения производительности на 19% (до 190 fps) и его скорость почти достигла уровня Core i7.
В Far Cry 6 мало используется многопоточность, поэтому игра сильно зависит от одноядерной производительности. Поэтому при разгоне 12100, 12400 и 12700 мы получили очень близкую производительность, модели Core i3 и i7 отличаются лишь на 5%.
Мы знаем, что Shadow of the Tomb Raider любит скорость ядер и кэш, поэтому на этот раз 12100 не смог угнаться за ЦП более высокого ценового диапазона, но рост производительности на 28% всё равно приятен, во время наших тестов частоты кадров не опускались ниже 100 fps.
12400 тоже сильно выиграл от разгона, увеличив производительность на 30%. Однако в данном случае 12700 снова слегка замедлился и при разгоне начал терять несколько кадров.
Производительность Cyberpunk 2077 на 12100 была ограничена сильнее, но оказалось, что основным узким местом здесь была не тактовая частота, так как разгон увеличил производительность лишь на 11%. На 12400 рост составил 20%, а на 12700 никаких улучшений добиться не удалось.
Watch Dogs: Legion очень требовательна к ЦП, и как вы видите, до разгона Core i3-12100 худшие показатели были лишь немного выше 60 fps, однако после разгона производительность увеличилась на 30%, обеспечив 82 fps в 1% худших случаев и среднюю частоту кадров 110 fps.
12400 получил схожий рост производительности, частота кадров 1% худших случаев увеличилась на 34%, а средняя частота кадров — на 32%. 12700 снова почти не получил никакой выгоды от разгона, мы практически не видим роста производительности.
Последней мы проверили Rainbow Six Siege, ни один из трёх ЦП не имел проблем с этой довольно старой игрой. Однако разгон нашего 12100 всё равно повысил скорость на 33%, а для 12400 результат составил улучшение на 16%.
Результаты Core i7-12700 оказались неожиданными, ведь от разгона мы получили рост производительности лишь на 15%. В большинстве игр повышения практически не было, однако в RSS рост составил целых 24%; мы подозреваем, что в основном он вызван увеличенным кэшем и полосой пропускания памяти, поскольку эта игра очень чувствительна к памяти, так что такие результаты логичны.
Что мы узнали
Результаты впечатляют, мы считаем, что идеальным выбором из рассмотренных процессоров является Core i5-12400, хотя и Core i7-12700 тоже оправдана. Мы говорим так, потому что B660M Mortar сейчас продаётся в розницу за $160, а MSI предполагает, что новая версия Max будет лишь чуть дороже, поэтому мы надеемся на $170.
Сложность заключается в графиках выпуска. MSI нацеливается выпустить новую версию в августе, что не так далеко, но мы уже приблизимся к выпуску ЦП нового поколения. Если вкратце, то Mortar Max — замечательный продукт, но для многих потребителей его выпуск окажется слегка запоздавшим.
Разумеется, если примерно в это время вам захочется приобрести новый PC, то 12100, 12400 и 12700 — это отличные варианты, а в сочетании с Mortar Max (если эта плата будет стоить меньше $200) сделка окажется очень выгодной.
Для сравнения: сочетание Ryzen 5 5600 и MSI B550M Mortar (материнской платы схожего качества) будет стоить меньше $300. Нам думается, что 12400F на B660M Mortar Max будут стоить примерно на $40 больше, но увеличение цены на 15%, судя по представленным результатам, будет стоить того.
Разумеется, ещё нужно сравнить разогнанный 12400F с разогнанным 5600, но мы подозреваем, что результаты буду в пользу Intel. Напоследок мы благодарим отдел разработки материнских плат MSI за предоставление нам ранней предпроизводственной платы для экспериментов, нам не терпится купить её уже прямо сейчас, так что скрестим пальцы, чтобы она появилась на полках магазинов не очень поздно.