Платы Mini-ITX на базе Intel Z87: сравнительный обзор и тестирование

⇡#Описание тестовых систем

В фокусе данного тестирования оказались Mini-ITX материнские платы, которые претендуют на то, чтобы стать заменой полноразмерным платформам, поэтому никаких особенных послаблений при их тестировании мы не делали. Это означает, что в составе тестовой системы использовался оверклокерский процессор семейства Core i5 — Core i5 4670K, а также применялась производительная дискретная графическая карта GeForce GTX 780 Ti. Кроме того, в процессе тестирования немалое внимание было уделено практическим аспектам оверклокинга.

Правда, одно существенное допущение сделать всё-таки пришлось. К сожалению, многие Mini-ITX материнские платы накладывают ограничения на размер используемого процессорного кулера. Поэтому вместо нашей обычной башни под 140-мм вентилятор Noctua NH-U14S нам пришлось пользоваться существенно меньшим по размеру кулером DeepCool IceEdge 400XT. Этот кулер представляет собой основанную на четырёх 6-мм тепловых трубках башню под 92-мм вентилятор, и именно такие решения идеально вписываются в продвинутые компактные системы.

В результате набор тестового оборудования приобрёл следующий вид:

• Процессор: Intel Core i5-4670K (Haswell, 4 ядра, 3,4-3,8 ГГц, 4x256 Кбайт L2, 6 Мбайт L3).
• Процессорный кулер: DeepCool IceEdge 400XT.
• Материнские платы:
  • ASRock Z87E-ITX (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS 2.30);
  • ASUS Z87I-Pro (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS 0903);
  • ASUS Maximus VI Impact (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS 1402);
  • Gigabyte GA-Z87N-WIFI (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS F5);
  • MSI Z87I (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS 1.6);
  • MSI Z87I Gaming AC (LGA 1150, Intel Z87, версия BIOS 1.2).
• Память: 2x8 Гбайт DDR3-2400 SDRAM, 10-12-12-31 (G.Skill [TridentX] F3-2400C10D-16GTX).
• Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (3 Гбайт/384-бит GDDR5, 876-928/7000 МГц).
• Дисковая подсистема: Intel SSD 520 240 GB (SSDSC2CW240A3K5).
• Блок питания: Corsair AX760i (80 Plus Platinum, 760 Вт).

Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Enterprise x64 с использованием следующего комплекта драйверов:

• Intel Chipset Driver 9.4.0.1027;
• Intel Management Engine Driver 9.0.2.1345;
• Intel Rapid Storage Technology 12.9.0.1001;
• NVIDIA GeForce Driver 335.23.

⇡#Методика тестирования производительности

Для измерения производительности материнских плат использовались следующие инструменты:

Бенчмарки:

• Futuremark 3DMark Professional Edition 1.2.362 — тестирование в сценах Cloud Gate и Fire Strike.

Приложения:

• Adobe Photoshop CC — тестирование производительности при обработке графических изображений. Измеряется среднее время выполнения тестового скрипта, представляющего собой творчески переработанный Retouch Artists Photoshop Speed Test, который включает типичную обработку четырёх 24-мегапиксельных изображений, сделанных цифровой камерой.
• Adobe Premiere Pro CC — тестирование производительности при нелинейном видеомонтаже. Измеряется время рендеринга в формат H.264 Blu-Ray проекта, содержащего HDV 1080p25 видеоряд с наложением различных эффектов.
• Maxon Cinebench R15 — измерение быстродействия фотореалистичного трёхмерного рендеринга в анимационном пакете CINEMA 4D. Применяемая в бенчмарке сцена содержит порядка 2 тысяч объектов и состоит из 300 тысяч полигонов.
• WinRAR 5.0 — тестирование скорости архивации. Измеряется время, затрачиваемое архиватором на сжатие директории с различными файлами общим объёмом 1,7 Гбайт. Используется максимальная степень компрессии.
• x264 r2389 — тестирование скорости транскодирования видео в формат H.264/AVC. Для оценки производительности используется исходный 1080p@50fps AVC-видеофайл из теста x246 FHD Benchmark 1.0.1, имеющий битрейт около 30 Мбит/с.

Игры:

• Metro: Last Light. Настройки для разрешения 1280х800: DirectX 11, High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = Off, Tesselation = Off, Advanced PhysX = Off. Настройки для разрешения 1920x1080: DirectX 11, High Quality, Texture Filtering = AF 16X, Motion Blur = Normal, SSAA = On, Tesselation = On, Advanced PhysX = On. При тестировании используется сцена D6.
• Hitman: Absolution. Настройки для разрешения 1280х800: Ultra Quality, MSAA = Off, High Texture Quality, 16x Texture Aniso, Ultra Shadows, High SSAO, Global Illumination = On, High Reflections, FXAA = On, Ultra Level of Detail, High Depth of Field, Tesselation = On, Normal Bloom. Настройки для разрешения 1920x1080: Ultra Quality, 4x MSAA, High Texture Quality, 16x Texture Aniso, Ultra Shadows, High SSAO, Global Illumination = On, High Reflections, FXAA = On, Ultra Level of Detail, High Depth of Field, Tesselation = On, Normal Bloom.
• Thief. Настройки для разрешения 1280х800: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Defth of Field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = Off, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = Off, Constant Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On. Настройки для разрешения 1920х1080: Texture Quality = Very High, Shadow Quality = Very High, Defth of Field Quality = High, Texture Filtering Quality = 8x Anisotropic, SSAA = High, Screenspace Reflections = On, Parallax Occlusion Mapping = On, FXAA = On, Constant Hardening Shadows = On, Tessellation = On, Image-based Reflection = On.

⇡#Производительность в номинальном режиме

Тестирование производительности плат в номинальном режиме интересно тем, что позволяет выяснить, насколько они удачно работают с настройками по умолчанию. Соответственно, в этой части испытаний мы не проводили никакого тонкого конфигурирования параметров BIOS, а просто загружали оптимизированные настройки по умолчанию. Такой подход моделирует поведение значительной части пользователей, которые не уделяют пристального внимания подбору оптимальных параметров, а доверяются тому, какой вариант конфигурации системы заложен разработчиками.

Следует отметить, что в данной ситуации большинство материнских плат устанавливает для подсистемы памяти тайминги, взятые из SPD, а не из XMP. Процессор же обычно конфигурируется для работы в своём штатном режиме, но со включённой технологией Turbo Boost. Это значит, что результаты, приведённые на диаграммах ниже, получены при работе Core i5-4670K на частоте 3,6 ГГц с авторазгоном при низкой нагрузке до 3,8 ГГц, и при работе памяти в режиме DDR3-1333 с задержками 9-9-9-24-1T.

Существует, впрочем, одно неприятное исключение — материнская плата ASUS Maximus VI Impact, BIOS которой имеет несколько своеобразное представление о том, как выглядит штатный режим работы Core i5-4670K. Здесь без какого-либо вмешательства пользователя частота процессора принудительно увеличивается до 3,8 ГГц, а технология Turbo Boost отключается. Иными словами, даже при использовании настроек по умолчанию, процессор на ASUS Maximus VI Impact функционирует в слегка разогнанном виде, что естественно, сказывается на результатах тестов.

Если закрыть глаза на лучшую производительность ASUS Maximus VI Impact в счётных приложениях, которая достигается «читерским» путём, то можно сказать, что все платы показывают очень близкие результаты. Немного отстаёт от основной группы лишь Gigabyte GA-Z87N-WIFI, что выявляется при тестировании в Photoshop.

Однако в игровых приложениях ситуация уже не столь однородна. Между производительностью разных плат появляется некоторая разница, которая может достигать величины до 5 процентов. Причём, что интересно, плата ASUS Maximus VI Impact с разогнанным процессором в играх выбывает из числа лидеров, а наилучшую производительность начинают показывать Gigabyte GA-Z87N-WIFI и ASRock Z87E-ITX.

⇡#Энергопотребление и температурный режим в номинальном режиме

Производительность однотипных систем, использующих разные материнские платы, но одинаковые наборы остальных комплектующих, различается незначительно. Другое дело — энергопотребление. Схемы питания на разных платах обладают разнородным дизайном, производители используют разные подходы к их охлаждению, и, в результате, при измерении температур и энергопотребления между Mini-ITX материнками выявляются значительная разница. Причём, такие различия — очень важный аргумент при выборе той или иной платформы. Недостаточно экономичная и сильно греющаяся плата, запертая в тесном Mini-ITX корпусе, не только вызовет чрезмерные расходы электрической энергии, но и в лучшем случае потребует использования более шумной системы охлаждения, а в худшем — может даже преждевременно выйти из строя.

Чтобы получить полное представление об уровне энергопотребления и тепловыделения всех Mini-ITX материнских плат на базе набора логики Intel Z87, мы провели специальное тестирование. На следующих ниже графиках приводится полное потребление систем (без монитора), измеренное на выходе из розетки, в которую подключен блок питания тестовой системы, и представляющее собой сумму энергопотребления всех задействованных в ней компонентов. В суммарный показатель автоматически включается и КПД самого блока питания, однако учитывая, что используемая нами модель БП, Corsair AX760i, имеет сертификат 80 Plus Platinum, его влияние должно быть минимально. Во время измерений нагрузка на тестовые платформы создавалась 64-битной версией утилиты LinX 0.6.5 с поддержкой AVX2 инструкций.

В состоянии простоя лучший результат показывают те платы, которые при настройках по умолчанию корректно активируют процессорные технологии энергосбережения, а кроме того имеют эффективный при низких нагрузках дизайн схемы преобразования процессорного напряжения. К числу таких моделей относятся ASRock Z87E-ITX, MSI Z87I и MSI Z87I Gaming AC.

Под высокой нагрузкой более важным фактором становится хороший КПД схемы питания. Здесь лучший результат показывают ASUS Z87I-PRO, оснащённая эксклюзивным 12-канальным преобразователем питания, и ASRock Z87E-ITX с шестиканальной схемой. Обратите внимание, геймерская плата ASUS Maximus VI Impact демонстрирует наихудший с точки зрения экономичности результат, что явно показывает, что при её разработке инженеры совершенно не заботились о энергоэффективности. Продукт же компании MSI аналогичной геймерской направленности, напротив, можно отнести к числу хорошо продуманных с этой точки зрения решений.

Давайте теперь оценим температурный режим плат, наблюдаемый при максимальной нагрузке на тестовые системы. Изменения показателей проводились на открытом стенде, но дополнительный обдув греющихся узлов материнок не проводился.

В первую очередь бросаются в глаза температуры, зафиксированные на плате Gigabyte GA-Z87N-WIFI. Конвертер питания на ней лишён какого-либо охлаждения, а на чипсете установлен скромных размеров радиатор. В результате, нагрев этой платы при работе выглядит устрашающе. Что же касается хороших примеров, то отличным термическим дизайном выделяется MSI Z87I Gaming AC. Это — единственная Mini-ITX плата с тепловой трубкой в схеме охлаждения, и температуры её наиболее горячих узлов заметно ниже, чем на всех остальных платах. Неплохо проявляет себя и ASRock Z87E-ITX. Шестиканальный дизайн конвертера питания этой платы достаточно эффективен и не вызывает чрезмерного нагрева, что, как мы уже видели, одновременно преобразуется и в относительно низкое энергопотребление при нагрузке.

⇡#Производительность при разгоне

Все протестированные нами материнские платы формата Mini-ITX потенциально обладают примерно одинаковыми возможностями для разгона системы, которые можно считать исчерпывающими без каких-либо оговорок. Все платы в своём BIOS имеют средства для изменения множителя процессора, частоты его встроенного видеоядра, Uncore, а также памяти. У всех плат имеются и опции, позволяющие увеличивать напряжение на отдельных узлах системы, в том числе и на ядрах CPU. Иными словами, каких-то принципиальных отличий в разгоне Haswell на обычных полноразмерных и Mini-ITX-платах не существует.

Однако даже с теоретических позиций не все из рассмотренных в этом материале материнок одинаково хорошо подходят для работы с разогнанными процессорами. Основным ограничивающим фактором здесь выступает сам формат Mini-ITX. Например, далеко не все компактные платы позволяют использовать производительные воздушные процессорные кулеры, ограничивая их размер своей компоновкой. С этой позиции наилучшим выбором для оверклокеров могут стать ASUS Z87I-Pro и ASUS Maximus VI Impact — единственные платы, которые позволяют установить на CPU суперкулер с 120-мм или даже 140-мм вентилятором. Естественно, максимальный разгон возможен только с производительной системой охлаждения, а все остальные варианты не позволяют воспользоваться кулером с диаметром вентилятора более 92 мм. Конечно, определённым выходом в такой ситуации может стать использование компактной системы водяного охлаждения, однако такой подход особенной популярностью среди пользователей не пользуется.

Нельзя рекомендовать для применения в миниатюрных оверклокерских системах и платы Gigabyte GA-Z87N-WIFI или MSI Z87I. Первая плоха крайней хлипкостью схемы питания процессора, которая включает лишь четыре канала и лишена какого-либо охлаждения. Вторая же способна изменять процессорное напряжение только в ограниченных пределах, не позволяя поднимать его выше 1,3 В.

Впрочем, в наших практических экспериментах по разгону, в рамках которых мы проверяли работоспособность LGA 1150-системы с процессором Core i5-4670K на частоте 4,2 ГГц с памятью DDR3-2400 SDRAM, все платы справились с поставленной задачей. Тестовая платформа на базе каждой из шести протестированных плат работала в таком режиме без нареканий, и во всех шести случаях для достижения стабильности нам потребовалось лишь увеличить процессорное напряжение до 1,25 В. К функционированию памяти на частоте 2400 МГц с таймингами 10-12-12-31-2T также никаких претензий не возникало — работоспособность нашего комплекта G.Skill во всех случаях обеспечивалась увеличением его напряжения питания до 1,65 В.

Конечно, разгон до 4,2 ГГц — не слишком впечатляющее достижение даже для Haswell, не славящихся особенно хорошим частотным потенциалом. Однако нам пришлось ограничиться именно такой частотой из-за используемого в тестах кулера DeepCool IceEdge 400XT. К сожалению, эта башня под 92-мм вентилятор не справляется с отводом тепла при более сильном повышении напряжения и частоты. И даже при тестировании стабильности системы с 4,2-гигагерцовым процессором его температура доходила до 90 градусов (на любой плате).

Что же касается производительности, то при разгоне платы продемонстрировали следующие результаты.

Разгон несколько изменил соотношение сил. ASUS Maximus VI Impact теперь не лидирует, её результат не слишком высок. Наилучшую же производительность в счётных задачах показывают обе платы компании MSI и плата Gigabyte.

В играх MSI Z87I и MSI Z87I Gaming AC тоже оказываются в первых рядах, но здесь в число лидеров добавляется и ASUS Maximus VI Impact.

Если же обобщить все показанные в тестах производительности данные, то можно заключить, что наилучшей производительностью в среднем обладает материнская плата ASUS Maximus VI Impact. В номинальном режиме её выводит вперёд «читерство», но при разгоне она всё-таки показывает неплохую игровую производительность и без всяких сомнительных уловок. Достойной производительностью выделяется и MSI Z87I — эта плата во всех режимах работает стандартно, но её быстродействие во многих ситуациях немного выше среднего показателя. Также можно выделить и результаты материнской платы MSI Z87I Gaming AC, в быстродействии которой в различных режимах практически не встречается явных провалов. Впрочем, ещё раз стоит напомнить, что разница в производительности LGA 1150 материнских плат, построенных на одном и том же наборе логики, минимальна.

Другое дело: энергопотребление и тепловыделение. К их тестированию и перейдём.

⇡#Энергопотребление и температурный режим при разгоне

О том, что ASUS Maximus VI Impact хороша только в качестве основы тестового стенда, мы уже говорили. Графики выше — ещё одно тому подтверждение. Из-за того, что эта плата отключает интеловские энергосберегающие технологии при увеличении напряжения на процессоре, потребление построенной на ней системы в состоянии простоя выходит за все рамки приличий. Не блещет экономичностью в покое и вторая плата ASUS.

Похвастать же хорошей экономичностью процессорного конвертера питания и всей платформы в целом вновь могут ASRock Z87E-ITX и MSI Z87I Gaming AC. Причём, похвальные результаты эти платы демонстрируют как в состоянии простоя, так и при полной нагрузке, что говорит о качественной оптимизации этих продуктов и целесообразности их применения в основе компактных разогнанных системах.

Давайте теперь взглянем на максимальные температуры плат, которые были отмечены во время тестирования на стабильность.

С точки зрения температурного режима в однозначные лидеры выбивается MSI Z87I Gaming AC. Схема питания этой платы имеет взвешенный шестиканальный дизайн, хорошо подходящий для маленькой LGA 1150 системы, а её охлаждение прекрасно справляется с возложенной на него миссией. Не сильно нагреваются при работе и такие платформы как ASRock Z87E-ITX и ASUS Z87I-Pro. Плата же Gigabyte GA-Z87N-WIFI в аналогичных условиях, кажется, близка к катастрофе. Её четырёхканальный конвертер питания, лишённый какого-либо радиатора, разогревается так, что мы склонны отнести эту плату к числу решений, чуждых оверклокингу.

⇡#Выводы

Очень приятно, что мы не ошиблись, утверждая, что платформа Mini-ITX вполне может заменить полноценный персональный компьютер с привычными ATX-габаритами. Проведённое тестирование показало, что современные LGA 1150 материнские платы в Mini-ITX форм-факторе обладают привычным для энтузиастов набором свойств. Поэтому на их основе можно собирать высокопроизводительные компьютеры с игровой графикой высокого уровня и даже разгонять процессор. Ограничением для Mini-ITX остаётся разве только невозможность создания конфигураций с несколькими графическими картами или же оснащённых какими-то специфическими дополнительными контроллерами, но такая необходимость встречаются не так уж и часто. Так что в целом, компактные системы имеют все шансы потеснить своих полноразмерных собратьев.

При этом ассортимент представленных на рынке Mini-ITX материнских плат, основанных на старшем интеловским чипсете Intel Z87, достаточно широк. Фактически, такие продукты предлагают все ведущие производители, причём некоторые из них поставляют даже по паре моделей. С точки зрения формальных спецификаций все такие платы кажутся сильно похожими друг на друга, однако, как показало сегодняшнее тестирование, на самом деле скрытые различия могут быть более чем существенны. Именно поэтому не стоит удивляться тому, что стоимость оверклокерских Mini-ITX плат для Haswell может составлять от $130 до $220.

Какие же платформы из представленных на рынке вариантов мы можем порекомендовать нашим читателям?

В первую очередь мы хотим отметить материнскую плату ASUS Z87I-Pro, которая завоевала наши симпатии благодаря своему уникальному дизайну и продуманной компоновке. Эта плата — один из немногих вариантов, совместимых с крупными процессорными кулерами, и, кроме того, она может похвастать высококачественным двенадцатиканальным конвертером питания, который не создаст никаких препятствий при любом, даже самом смелом разгоне. При этом ASUS Z87I-Pro не только позволяет подсоединение большого числа вентиляторов и располагает интересными фирменными технологиями вроде USB BIOS Flashback, но и показывает достойный уровень производительности и неплохую экономичность. Иными словами, если бы эта материнка не относилась к числу наиболее дорогих Mini-ITX LGA 1150 плат, её можно было бы смело рекомендовать во всех без исключения случаях. Впрочем, мы не можем сказать, что цена ASUS Z87I-Pro неоправданно завышена, а потому эта плата получает нашу награду «Выбор редакции».

Вторая плата, несомненно, заслуживающая внимания, это — ASRock Z87E-ITX. Она интересна в первую очередь спецификациями. Инженеры ASRock смогли уместить на своём продукте на один mini-PCIe слот больше, чем имеется на остальных аналогичных платах, а потому возможности расширения у ASRock Z87E-ITX шире, чем у других плат. Этот же слот можно использовать и для установки mSATA-накопителей. Кроме того, плата ASRock «из коробки» поддерживает самые современные стандарты WiFi. К оверклокерскому потенциалу ASRock Z87E-ITX и к её экономичности у нас не возникло никаких претензий. Цена же этой модели находится на достаточно низком уровне, поэтому материнская плата ASRock получает награду «Лучшая покупка».

Тем же пользователям, которые относят себя к числу геймеров, и которым хочется чего-то особенного, можно порекомендовать плату MSI Z87I Gaming AC. С одной стороны она имеет продуманный электрический и термический дизайн и очень экономична, а с другой — просто красива и надёжна. При этом её возможности немного более интересны, чем у прочих Mini-ITX плат, так как на ней установлен продвинутый сетевой контроллер Killer NIC и двухдиапазонный WiFi-модуль с поддержкой 802.11ac. По совокупности этих качеств мы присуждаем MSI Z87I Gaming AC нашу награду за инновации и дизайн.