rigayaの日記兼メモ帳

---

ほとんどのものは使いまわし。
・CPU
・メモリ
・電源
・ケース
・簡易水冷
・SSD

新たに買ったのは、
・マザー
・GPU

久しぶりにRadeon買った。

OS	Win8.1 Pro x64
CPU	Intel Core i7 4770K
コア数	4C/8T
動作周波数 (定格)	3.5GHz
動作周波数 (定格TB)	3.9GHz
キャッシュ容量	L3=8MB
動作周波数 (OC:全コア)	4.1GHz
メモリ	GSkill F3-2600C10Q-16GTXD (4GBx2)
メモリ速度 (設定値)	DDR3-2600 Dual Channel
理論帯域	41.6GB/s
メモリタイミング (設定値)	10-12-12-31-2
メモリ電圧	1.65V
マザーボード	Asrock Z97E-ITX/ac
dGPU	MSI R7 360 2GD5 OC
SSD	Plextor PX-256M5P 256GB
ケース	Jonsbo U2
冷却	Enermax LIQTECH 120X (12cmx1)

---

Mini-ITXなケースだと、電源が異様に大きく見える。




Jonsubo U2はMini-ITXとしては大きめのケースだけど、それでもぎゅうぎゅうもいいところで、だいぶ悲惨なことになってる。ちなみに、当然、こんな環境ではCPUは冷えない。まあMini-ITXだししょうがない。

---

というわけで、これでいつでもdGPU付環境 + QSVのテストが可能になった。

---

---

[共通]
・Win10で実行した場合に、例外0xc0000005で落ちる問題を修正。

・Skylake世代の判定を追加。
MPX命令を判定に使うといいっぽい。

・GPU情報をOpenCL経由で取得できなかった場合の表記を改善。

[QSVEncC]
・d3d11モードで、vpp-delogoを使用すると異常終了する問題を修正。

・Win10環境で、vpp-delogoを使用すると異常終了する問題を修正。

・--level指定で、一部正しく指定できなかったのを修正。

・--darオプションを追加。

・--format rawを指定してもraw出力できなくなっていた問題を修正。

---

dGPU環境での動作も実機で確認した。その検証環境がこれ。

Win8以降で、BIOS(UEFI)の「IGPU Multi-Monitor」がEnableになっていれば問題なく動作するはず。

---

QSVEnc ダウンロード>>
ダウンロード (ミラー) >>
OneDriveの調子がいまいちの時はミラー(dropbox)からどうぞ。同じものです。

QSVEncBenchmark.zipはベンチマーク用です。(220MBと重いので注意)。run_benchmark.batをダブルクリックで実行です(要 Avisynth + lsmashsource.dll)。

QSVEncCのオプションについてはこちら。
QSVEncCオプション一覧>

---

SkylakeではHEVCエンコードができるはずなのだが、そもそもIntel Media SDKのサンプルプログラム(sample_encode.exe)でちゃんとエンコードできないので、QSVEncで動くはずもなく…

うーん。

1. わたしの使い方が悪い
2. ドライバ(4256)が悪い
3. Win10なのが悪い

どれもありそうでいやだ…。

---

---

環境と設定

CPU	i7 5960X	i7 6700K	i7 4770K	i7 3770K
コア数	8C/16T	4C/8T	4C/8T	4C/8T
Core	4.4GHz	4.4GHz	4.4GHz	4.4GHz
UnCore	4.0GHz	4.4GHz	4.0GHz	4.4GHz
RAM	DDR4-2666	DDR4-3234	DDR3-2600	DDR3-2133
Channel	Quad	Dual	Dual	Dual
CL	15-15-15-36-1	15-17-17-34-1	10-12-12-31-2	9-11-10-28-2

---

メモリ帯域 (Read)



i7 6700Kは、DDR4-3233の高速性能を生かして1スレッドで25.4GB/s、4スレッドで42.0GB/s。2スレッド以上では頭打ちになるDual Channelの傾向も変わらず。

---

メモリ帯域 (Write)



i7 6700Kは、2スレッド時になんとか20GB/sに乗せている。ただ、スレッド数を増やすと遅くなる…。

---

メモリ・キャッシュ帯域 (Write)



対4770K比で、L2が若干高速化していることがわかる。L3についても、4770Kが4.0GHzで、6700Kが4.4GHzなのでその差もあるが、6700Kのほうが高速なのが見て取れる。2MBブロックで、6700K(UnCore 4.4GHz)が265.4GB/s、4770K(Uncore: 4.0GHz)が207.2GB/sとなっている。

---

というわけで、Skylake(i7 6700K)では、DDR4メモリの採用によるメモリ帯域の大幅な拡大(理論値 50GB/s超、DDR4-3233での実効値 42.0GB/s)を達成するとともに、L2/L3キャッシュの高速化が図られていることがわかる。

整数/浮動小数SIMDのスループット増強と合わせると、Skylakeでもバックエンドからキャッシュ・メモリ改装に至るまで、いろいろ手が入っていることがわかる。それでも10%ちょっとの高速化というのは、結局フロントエンドをあまり増強しなかったのでは、と邪推してしまいたくなるほどである。(少なくともデコーダは増えてなさそう…)

---

関連記事
i7 6700K (Skylake) オーバークロック
i7 6700K (Skylake) エンコードベンチマーク

---

---

i7 6700K機をWin10にしたのがそもそもの問題。(この前のベンチマークはWin8.1だけど)

マザーボード付属のWin10 iGPUドライバでは、不安定なものの、一応QSVでのH.264エンコードができた。ところがしばらくすると、これもできなくなり、グラフィックドライバを巻き込んでフリーズするようになってしまった。

どうやらWindows Update経由で入ってきて、自動適用されるIntel Driverが原因のようだ。

Win10では、Win8.1までは可能だった適用するWindows Updateの選択ができず、すべての更新プログラムが容赦なく適用されてしまう。Windows UpdateでのIntelドライバってたいてい腐ってくるので、やめてほしいのだけど…

…ということでHEVC対応は難航中です…どうしてこうなった。

---

---

構成と結果

---

OS	Win10 Pro x64
CPU	Intel Core i7 6700K
コア数	4C/8T
動作周波数 (定格)	4000MHz
動作周波数 (定格TB)	4200MHz
キャッシュ容量	L3=8MB
BCLK	112.3125MHz
動作周波数 (OC:全コア)	112.3 x 41= 4604MHz
動作周波数 (OC:キャッシュ)	112.3 x 39 = 4380MHz
メモリ	G.Skill F4-3400C16Q-16GRBD (4GBx4)
メモリ速度 (設定値)	DDR4-3294 Dual Channel
理論帯域	52.7GB/s
メモリタイミング (設定値)	16-18-18-38-1
メモリ電圧	1.380V
マザーボード	Asrock Z170 Extreme7+
dGPU	なし
SSD	Plextor PX-128M3 128GB
HDD	HGST HDN726060ALE610 6TB 7200rpm
ケース	Antec P280
冷却	Corsair H100i (12cmx2)

構成としては、冷却力がある程度はあると思う。ただ、やや古めの12cm x2の簡易水冷なので、i7 5960X環境の冷却力と比べると、それなりに劣ることになる。

---

負荷(x265エンコード)中の様子

---

デスクトップ


x265エンコード中、CPU使用率=100%のとき、ATuning読みで83℃。かなり厳しい状況となっている。

CPU-Z








ATuning

---

Skylakeでのオーバークロック

---

もっとも大きいのはFIVRがなくなったこと、BCLKによるオーバークロックが容易になったこと。今回はこのBCLKを有効に活用してオーバークロックした。(設定値: 112.3MHz)

これは、メモリのオーバークロックを可能にするため。今回DDR4-3400を用意したが、メモリ倍率が1:11 (BCLK 100MHz x 1.33 x 11 x 2 = 2933MHz)を超えると、まったく起動しなくなってしまった。そこで、BCLKをあげていくことで、DDR4-3400に近い速度での動作ができるようになった(BCLK 112.3 x 1.33 x 11 x 2 = 3294)。BCLKによる影響を受けるのは、コア・キャッシュ・メモリ・SystemAgentのようで、それぞれに気を使う必要がある。SystemAgentもクロックが上がるので、今回VCCSAを大幅に引き上げている。

FIVRがなくなり、コアとキャッシュの電圧は同じとなるのだが、その一方でコアとキャッシュは別の倍率が指定でき、わたしの個体ではHaswellのとき同様、キャッシュのほうが「回らない」ようだった。

CPU-Z 1.72.1や、HWiNFO64 5.03などでは、まだSkylakeのコア電圧を正常に取得できない模様だ。そのため、今回はAsrockのマザーボード付属のATuningで電圧のチェックを行った。

今回のオーバークロックでは結果として、x265エンコード時に4.6GHzで83℃、ということになり、マザーボード読みであることを考えるとかなりぎりぎりで、これ以上はより冷却力の強いものを買うか、殻割りするかしなければ厳しいと思う。

ちなみに簡易水冷の吐き出す空気は、5960Xにつけている簡易水冷にくらべて圧倒的にぬるく、実際の熱量はたいしたことがないことがわかる。すなわち、6700Kを十分に冷やせないのは、やはりいまいましいグリスのせいである。

まあきっと来年にはNext GenerationなグリスとかいうものをつけたSkylake Refreshが出てくるのだと思われる。

---

詳細設定

---

CPU設定
CPU Ratio [Auto] → [All Core - 41]
CPU Cache Ratio [Auto] → [39]
Minimum CPU Cache Ratio[Auto]
BCLK Frequency [Auto] → [112.3125]
BCLK、コア電圧、キャッシュ電圧等を設定する。

BCLK Step [Auto]
BCLK Reset Range [Auto]
BCLKの微調整に使用すると思われる。

Spread Spectrum [Auto] → [Disabled]
オーバークロック時はDisabledが基本

Stable Delay [Auto]
CPU Amplitude [Auto]
CPU Slew Rate [Auto]
CPU PLL ORT [Auto]
ADFC HyperGear [Auto]
謎の設定


Boost Performance Mode [Max Non-Turbo Performance] → [Turbo Performance]
とりあえず「ターボ時のパフォーマンス優先」で。

Reliability Stress Rectrictor [Disabled]


FCLK Frequency [800MHz]
おそらく、SystemAgent等の周波数だと思われる。実際にはBCLKに影響されるが、設定値の表示は変更されないので注意。選択肢は400MHz / 800MHz / 1GHz。

Intel SpeedStep Technology [Enabled]
Intel TurboBoost Technology [Enabled]
Long Duration Power Limit [Auto]
Long Duration Maintained [Auto]
Short Duration Power Limit [Auto]
System Agent Current Limit [Auto]
CPU Core Current Limit [Auto]
GT Slice Current Limit [Auto]
GT Slice Frequency [Auto]
とりあえず全部自動で。


DRAM設定
DRAM Reference Clock [Auto] → [133MHz]
メモリクロックにx1.33を付与する(133MHz) / しない(100MHz)かどうか。高クロックを狙う場合は、133MHzとする必要があるだろう。

DRAM Frequency [Auto] → [DDR4-3293 (1:11)]
メモリクロックの設定、「DRAM Reference Clock」の設定値により選択肢が異なる。

CAS# Latency [Auto] → [16]
RAS# to CAS# Delay and Precharge [Auto] → [18]
RAS# Active Time [Auto] → [36]
Command Rate [Auto] → [1]
メモリタイミングの設定。

電圧設定
CPU Vcore Voltage [Auto] → [Fixed Mode - 1.280V]
選択肢は、Auto / Offset / Fixed。ここでは簡単なFixedを選択。

CPU Load-Line Calibration [Auto] → [Level1]
負荷時に電圧を維持しようとする強さ。今回はLevel1がより強く維持しようとするようだ。ここではLevel1としており、実際には高負荷時に電圧がさらに盛られるようになる(+0.05V程度)。

GT Voltage [Auto]
GT Load-Line Calibration [Auto]


DRAM Voltage [Auto (1.250V)] → [1.380V]
DRAM Activating Power Supply [Auto (2.500V)] → [2.600V]
DDR4メモリの電圧。

PCH +1.0Voltage [Auto]
VCCIO Voltage [Auto]
VCC PLL Voltage [Auto]
VCCSA Voltage [Auto] → [1.300V]
他の構成要素の電圧設定。

---

関連記事
i7 6700Kのメモリ帯域
i7 6700K (Skylake) エンコードベンチマーク

---

---

i7 6700K

---

Skylakeの最上位となるi7 6700K。





CPU-Z



絶対電圧はおかしいと思う。まだ未対応なのだろうか? 新しいのを使ったつもりだが…



メモリはまだ適当。土日にでもクロックをあげてみよう。

---

比較環境

---

なるべく環境をそろえて比較する。定格に興味はないし、DDR3-1600とかにも興味はない。

ほかのベンチマークはメモリクロックを合わせずにやってしまうのだろうから、ここでは動作周波数とメモリクロックを合わせて比較する。L3キャッシュ容量も同じなので、3770K - 4770K- 6700Kをほぼきれいにそろえて比較できる。(メモリのレイテンシとかは残念ながら除く)

5960Xは参考までに。Uncoreを4.2GHzで動かす設定を忘れてしまったので、3.8GHzとなっている。4.2に合わせられずすこし悔しかった。

CPU	i7 6700K	i7 5960X	i7 4770K	i7 3770K
CPU Gen	Skylake	Haswell-E	Haswell	IvyBridge
プロセス	14nm	22nm	22nm	22nm
プロセス	4C/8T	8C/16T	4C/8T	4C/8T
定格動作周波数	4.0-4.2GHz	3.0-3.5GHz	3.5-3.9GHz	3.5-3.9GHz
設定動作周波数	4.2GHz	4.2GHz / Uncore3.8GHz	4.2GHz	4.2GHz
キャッシュ	L3=8MB	L3=8MB	L3=8MB	L3=8MB
メモリ	DDR4-2400, 2ch, 16GB	DDR4-2400, 2ch, 32GB	DDR3-2400, 2ch, 16GB	DDR3-2400, 2ch, 16GB
レイテンシ	15-15-15-36	15-15-15-36	10-12-12-31	10-12-12-31
マザーボード	Asroc Z170 Extreme7+	ASUS X99 Deleuxe	ASUS Z87 Gryphon	ASUS P8Z77-M
OS	Win 8.1 x64	Win 8.1 x64	Win 8.1 x64	Win 8.1 x64

---

x264 /x265

---

共通環境
Win8.1 x64
Aviutl 1.00
x264guiEx 2.32
x265guiEx 2.62
x264 rev2538 x64 8bit/10bit (Komisar氏 kMod版)
x265 1.7+373
lwinput.aui (L-SMASH Works) r785

ソース
Charlotte OP を一度x265 + x264guiEx + afsでエンコードしたもの。
1920x1080p 23.976fps 約1分30秒

x264
--preset veryfast, medium, slow, slower

x265
--crf 21 --pmode
--preset medium, slow, slower

---

結果



4770K比で、時折20%程度伸びているものもあるが、基本は+10%ちょっと、といったところだろうか。

---

こちらも4770K比で+10～20%程度。まあそれなりには伸びている。

---

QSVBenchmark

---

Avisynth+ r1576
LSMASHSource.dll
QSVEncC 2.06 (x86)

ソース
MPEG2 1920x1080p 10.6Mbps 29.97fps 5203フレーム
H.264 1920x1080p 25.1Mbps 23.976fps 2293フレーム

QSVEnc エンコード設定
--cqp 24:25:27 --benchmark result.txt --output-res 1920x1080 or 1280x720

---

結果: 入力: MPEG2の場合
(棒グラフが速度、折れ線がCPU使用率)


Ivy→Haswellでは、同じ設定でもHaswellがより高品質寄りに振られ、遅くなるのはわかっているので、Ivyは参考まで。

Haswell→Skylakeでは、25～50%の大幅な高速化となっている。GPUのEU数が20→24に増えたのもあるだろうが、QSVのハードウェア回路か、あるいはEUそのものにも改良があったと思われる。

---

結果: 入力: H.264の場合
(棒グラフが速度、折れ線がCPU使用率)


Haswell→Skylakeでは、1080pのエンコードが2倍近く高速化しているのが目を引く。SkylakeではHEVCハードウェアエンコードが注目されているが、既存のH.264エンコードも順当に強化されていることがわかる。

---

QSVEnc、まだHEVCエンコードはできません。土日になったら調べてみます。

…なんか入れているグラフィックドライバが不安定なので、そのせいかもですが、ちょっと時間ないです…

---

Skylakeについて

---

Skylakeは同クロックのHaswellと比べ、エンコードでは10%程度は確実に高速化しているようだ(よくて20%)。ただ、14nmになって使用できるトランジスタ数が激増する中で改良したアーキテクチャが、10%程度というのはいかにもさみしいものがある。

今回は、AVX-512が見送られたため、Ivy→Haswellのような新命令による上乗せもない。

また、オーバークロックはまだ試していないが、14nmはクロックあげにくいという話もある。 → プロセスのせいというより、単にグリスのせいだよね…毎度言っているように、重要なのは電力じゃなくて、それを冷やせるかどうかだから…

またグリス(改)とかで来年新製品を出すためなのだろうか…。

まあそれはそれとして。

Skylakeのスループット、レイテンシを計測したものが公開されている。

これによると、Skylakeでは多くの変更がなされていることがわかる。

浮動小数点SIMD
加算/比較/最大/最小 … スループット: 1命令/cycle → 2命令/cycleに強化
加算/積算 … レイテンシ: 3cycle→4cycleに劣化 (せっかくBroadwellで強化したのに謎)
積和算 … レイテンシ: 5cycle→4cycleに強化
除算/平方根 … スループット/レイテンシとも大幅に高速化

と、なんか一部劣化しつつも、基本はかなり強化されている。とくにHaswellから比べると除算が大幅に高速化されているのはうれしい。ベンチマークプログラムでは遅い除算などなるべく使わないよう最適化されているのだろうが、現実にはそんなプログラムばかりではないので。

整数SIMD
加減算 スループット: 2命令/cycle → 3命令/cycleに強化
積算 スループット: 1命令/cycle → 2命令/cycleに強化
シフト命令 スループット: 1命令/cycle → 2命令/cycleに強化
vpblendvb スループット: 0.5命令/cycle → 1命令/cycleに強化
vpsadbw レイテンシ: 5cycle→3cycleに強化

とまあこちらもかなり強化されている。SandraのIntegerがSkylakeでやたら伸びているベンチマークをみかけるのも、加減算スループット増強によるものと思われる。

一方、残念なことにshuffle/vpalignr/vperm系統のスループットは1命令/cycleに劣化したままだし、AVX/AVX2命令で128bit境界を越えるのに3cycleもかかってしまう残念っぷりも依然として直っていないようだ。

加減算を増やすついでにshuffleも増やせばよかったのに…。

まあそれでも浮動小数・整数ともに演算器はそこそこ強化されているようだ。これだけやって、10%というのは…。またHaswellのとき同様、デコード部を根本的にはいじらなかったのだろうか…。

---

ともかく、QSVはかなり高速化しているし、HEVCも使えるらしいし、その点では面白い。ただ、CPUは+10%ちょっと、よくても+20%だし、しかも円安のせいでかなり値段が高い。確実に円高絶頂のIvyよりはコスパ悪い気がする…。コスパ悪いならいっそHaswell-Eでいいかもと思ったり…。

さて、あとは
・オーバークロック
・HEVCエンコ
・DDR4メモリならではのメモリ帯域
とかを今後試してみたい。

---

関連記事
i7 6700Kのメモリ帯域
i7 6700K (Skylake) オーバークロック

---

[共通]
・OSバージョンの確認方法を変更。

[QSVEnc]
・ログウィンドウが裏に隠れてしまうことがある問題を修正。

[QSVEncC]
・--avsync-depthオプションを追加。

・オプション名を--lookahead-dsから--la-qualityに改名。
lookahead関係はほかはla-xxxなのに、これだけlookaheadで筋が悪かった。

・エンコードせずに出力するモードを追加。-c rawを指定する。
要望の反映。
QSVデコード、QSV VPP、QSVデコード+VPPなどのみを稼働させてy4mで出力することができる。これにより
QSVEncC.exe -i <avsファイル> -o - -c raw --tff --vpp-deinterlace bob | x264 --demuxer y4m -o <出力mp4ファイル> -

QSVEncC.exe --avqsv -i <mp4ファイル> -o - -c raw --tff --vpp-deinterlace bob | x264 --demuxer y4m -o <出力mp4ファイル> -
などの実行が可能になる。

QSVEncなのにエンコードしない…のはともかくとして、これでQSVの各要素(DEC, VPP, ENC)を自由に組み合わせて使用できるようになった。昔から比べるとえらく柔軟になった…

・--profileを指定した場合のエラーを修正。

・avqsv-analyze使用時の安定性を向上。

---

Win10で動かないという報告をいただいていますが、現在確認できておりません。ごめんなさい。

Win10 TP + Celeron N3150では問題なく動作しているのですが…

Skylake発売後にもう一度確認してみます。

---

QSVEnc ダウンロード>>
ダウンロード (ミラー) >>
OneDriveの調子がいまいちの時はミラー(dropbox)からどうぞ。同じものです。

QSVEncBenchmark.zipはベンチマーク用です。(220MBと重いので注意)。run_benchmark.batをダブルクリックで実行です(要 Avisynth + lsmashsource.dll)。

QSVEncCのオプションについてはこちら。
QSVEncCオプション一覧>

---