Warum ein Undervolting der neuen Ryzen-Prozessoren wenig effektiv ist

[HWL News Bot]

Vor einigen Tagen machte ein Video auf sich aufmerksam, welches inzwischen jedoch wieder gelöscht wurde. Thema dieses war das Undervolting eines neuen Ryzen-Prozessors, der mit niedrigeren Spannungen sogar höhere Taktraten erreichen sollte. Allerdings stellte sich später heraus, dass zwar der Boost-Takt kurzzeitig höher war, die Leistung aber fast linear ebenfalls sank.Auch im Rahmen

 

[Bunghole Beavis]

Was passiert wenn alle Energiesparmaßnahmen und automatischen Boosts ausgeschaltet werden. Ryzen einen fixed All-Core Turbo bekommt z.B. 4.2 GHz und zusätzlich mit einer fixen sicheren Spannung läuft und von dieser Ausgangsposition wird undervolting versucht?

Ich bin mir ziemlich sicher, dass eine reduzierung der Spannung ohne Leistungsverlust durchgeführt werden kann. Irgendwann hängts sich das OS aufhängt mit einem Bluescreen.

 

[Holzmann]

Eigentlich konsequent von AMD das Optimieren weiter zu Automatisieren.
Bin gespannt wie andere darüber denken, immerhin haben einige früher bemängelt, dass AMD Hardware erst nach manueller Einstellung gut laufen würde.

Ich finde es etwas schade, dass einem da die eigenen Möglichkeiten "genommen" werden, aber klar ist auch das letztlich zählt was hinten raus kommt.

 

[FirstAid]

Sehr interessant, gut das mal zu wissen. Es ist erfreulich, so kann man in Zukunft auf das lästige Undervolting verzichten.

Das ganze auszutesten macht doch eine Menge Arbeit.

Hoffentlich wird dies auch bei den AMD Radeons eingeführt!

 

[NasaGTR]

Läuft der 3700X auf dem Strix B450I zuverlässig mit 3600MHz RAM Takt?

Will mir genau die Kombination holen

 

[Bunghole Beavis]

Sehr interessant, gut das mal zu wissen. Es ist erfreulich, so kann man in Zukunft auf das lästige Undervolting verzichten.

Der Ansatz wie hier versucht wurde zu undervolten über den Offset einfach nicht funktioniert, solange auto Boostfunktionen aktiv sind und Spannungen + Takt nicht auf fixen Werten laufen. Solange die Werte automatisch über Sensoren der CPU und des Mainboard geregelt werden, der AMD Logik folgend, geht halt nichts. Dies ist meine Theorie.

 

[Krustovsky]

Läuft der 3700X auf dem Strix B450I zuverlässig mit 3600MHz RAM Takt?

Will mir genau die Kombination holen

Sind 3200MHz. 32Gb Corsair LPX (wegen der Bauhöhe im SFF). Zu 3600 kann zumindest ich nix sagen...

 

[Tech Enthusiast]

Eigentlich konsequent von AMD das Optimieren weiter zu Automatisieren.
Bin gespannt wie andere darüber denken, immerhin haben einige früher bemängelt, dass AMD Hardware erst nach manueller Einstellung gut laufen würde.

Ich finde es etwas schade, dass einem da die eigenen Möglichkeiten "genommen" werden, aber klar ist auch das letztlich zählt was hinten raus kommt.

Ich finde es sehr gut, dass AMD diesen Weg geht.
Vor allem in Reviews schneiden sie deswegen ja vernichtend gut ab! Effektiv sind die Zen2 an die Kotzgrenze OCed ab Werk und werden dann mit stock Intel CPUs verglichen.
Glaube dieser Umstand hat AMD die absolut geniale Presse beschert und war ein sehr guter Move.

Ich hoffe nur, (und da bin ich echt gespannt) dass die CPUs in nem halben Jahr nicht das sterben anfangen.
So hohe OC ab Werk Werte sollten doch die Hardware angreifen, oder? Das und die schwachte Strategiespiel Performance halten mich noch etwas zurück mit dem Kauf.
Mein Board würde das ja hergeben anscheinend,... aber gebranntes Kind und so. Ich wart noch etwas ab und lasse andere Betatesten. ;-)

 

[NasaGTR]

Ok Danke! Ich denk mal wenn 32GB LPX läuft sollten 16GB SR B Dies hoffentlich auch direkt laufen

 

[Don]

Der Ansatz wie hier versucht wurde zu undervolten über den Offset einfach nicht funktioniert, solange auto Boostfunktionen aktiv sind und Spannungen + Takt nicht auf fixen Werten laufen. Solange die Werte automatisch über Sensoren der CPU und des Mainboard geregelt werden, der AMD Logik folgend, geht halt nichts. Dies ist meine Theorie.

Das würde ich auch so sehen.

Die Frage ist nun, ob eine weitestgehend manuelle Steuerung des Prozessors, ohne die vielen automatischen Funktionen, hier etwas mehr Spielraum gewährt.

Wie man sieht, gibt es noch einiges zu beleuchten beim Thema Ryzen.

 

[Tzk]

Was passiert wenn alle Energiesparmaßnahmen und automatischen Boosts ausgeschaltet werden. Ryzen einen fixed All-Core Turbo bekommt z.B. 4.2 GHz und zusätzlich mit einer fixen sicheren Spannung läuft und von dieser Ausgangsposition wird undervolting versucht?

Kann man machen, verliert aber dabei den Singlecore Boost. Sprich MT Performance wird mehr, ST Performance weniger. Ich würde eher über Vcore Offset oder Powerlimit begrenzen wobei beides einen MT Leistungsverlust bedeutet.

 

[Krustovsky]

Der Ansatz wie hier versucht wurde zu undervolten über den Offset einfach nicht funktioniert, solange auto Boostfunktionen aktiv sind und Spannungen + Takt nicht auf fixen Werten laufen. Solange die Werte automatisch über Sensoren der CPU und des Mainboard geregelt werden, der AMD Logik folgend, geht halt nichts. Dies ist meine Theorie.

Spannung fix wurde ja versucht. Takt fix würde meiner Meinung nach dem Grundidee „Effizienz“ des Undervoltings widersprechen. Aber um AMDs Mechanismen zu verstehen, würde ein Versuch sicherlich Sinn machen.

 

[alpinlol]

<p><img src="/images/stories/2017/ryzen3000-box.jpg" alt="ryzen3000-box" style="margin: 10px; float: left;">Vor einigen Tagen machte ein <a href="https://www.hardwareluxx.de/community/f11/amds-ryzen-7-3700x-und-ryzen-9-3900x-im-test-1235403-53.html#post27039104" target="_blank" style="background-color: rgb(255, 255, 255);">Video auf sich aufmerksam</a>, welches inzwischen jedoch wieder gelöscht wurde. Thema dieses war das Undervolting eines neuen Ryzen-Prozessors, der mit niedrigeren Spannungen sogar höhere Taktraten erreichen sollte. Allerdings stellte sich später heraus, dass zwar der Boost-Takt kurzzeitig höher war, die Leistung aber fast linear ebenfalls sank.</p>
<p>Auch im Rahmen <a...<br /><br /><a href="/index.php/news/hardware/prozessoren/50292-warum-ein-undervolting-der-neuen-ryzen-prozessoren-wenig-effektiv-ist.html" style="font-weight:bold;">... weiterlesen</a></p>

@Don
Bei den Angaben der Leistungsaufnahmen (3700X) steht Spieltraum, ich behaupte mal, dass hier Spielraum stehen sollte.
und beim Abschnitt "Ryzen-Nutzer machen ähnliche Erfahrungen" im 2. Absatz war wohl "eines effektiven Undervoltings" gemeint und nicht "eines effektives Undervoltings".

Spannung fix wurde ja versucht. Takt fix würde meiner Meinung nach dem Grundidee „Effizienz“ des Undervoltings widersprechen. Aber um AMDs Mechanismen zu verstehen, würde ein Versuch sicherlich Sinn machen.

Wenn gleicher Takt bei weniger Spannung dadurch erreicht wird, der auch wirklich durch einen Leistungsnachweis dargestellt werden kann und hierbei weniger Verbrauch zu notieren ist, dann ist das durch Undervolting + fixer Multi tatsächlich eine "effizientere" Methode.
Die Grundidee ist es bei gleicher Leistung noch effizienter zu Sein, da die Auto-Werte für gewöhnlich einen leichten Overhead beinhalten.

 

[Krustovsky]

@Don
Bei den Angaben der Leistungsaufnahmen (3700X) steht Spieltraum, ich behaupte mal, dass hier Spielraum stehen sollte.
und beim Abschnitt "Ryzen-Nutzer machen ähnliche Erfahrungen" im 2. Absatz war wohl "eines effektiven Undervoltings" gemeint und nicht "eines effektives Undervoltings".




Wenn gleicher Takt bei weniger Spannung dadurch erreicht wird, der auch wirklich durch einen Leistungsnachweis dargestellt werden kann und hierbei weniger Verbrauch zu notieren ist, dann ist das durch Undervolting + fixer Multi tatsächlich eine "effizientere" Methode.
Die Grundidee ist es bei gleicher Leistung noch effizienter zu Sein, da die Auto-Werte für gewöhnlich einen leichten Overhead beinhalten.

Schon richtig. Es ging mir im Speziellen um den Boost. Und ein fixer Takt @ all cores auf Boostniveau wird wohl nicht mit niedrigen Spannungen zu erreichen sein. Sonst hätte man wohl nie den Boost implementiert...
Bin gespannt wie es weitergeht.
Morgen liegt erstmal ein X570 ITX Boatd in der Packstation (so DHL will).

 

[alpinlol]

Schon richtig. Es ging mir im Speziellen um den Boost. Und ein fixer Takt @ all cores auf Boostniveau wird wohl nicht mit niedrigen Spannungen zu erreichen sein. Sonst hätte man wohl nie den Boost implementiert...
Bin gespannt wie es weitergeht.
Morgen liegt erstmal ein X570 ITX Boatd in der Packstation (so DHL will).

Das ist natürlich absolut korrekt, wobei der All-Core Boost in der Tat mit einer niedrigeren Spannung erreicht werden kann.

 

[Shevchen]

So hohe OC ab Werk Werte sollten doch die Hardware angreifen, oder? Das und die schwachte Strategiespiel Performance halten mich noch etwas zurück mit dem Kauf.
Mein Board würde das ja hergeben anscheinend,... aber gebranntes Kind und so. Ich wart noch etwas ab und lasse andere Betatesten. ;-)

Wenn du ein Sample bekommst, welches -0,05 oder gar -0,1V ohne Leistungseinbrüche mitmacht, würde ich es auf jeden Fall anraten. Bei 7nm bekomme ich bei allen Spannungen über 1.3 leichtes Augenzucken und ab 1.35 kannst du davon ausgehen, dass da langfristig was degradiert. (Vollast angenommen, jetzt nicht idle Spannungen von 1.5V oder so, da ist knickbar)

 

[Gamerkind]

Eigentlich konsequent von AMD das Optimieren weiter zu Automatisieren.
Bin gespannt wie andere darüber denken, immerhin haben einige früher bemängelt, dass AMD Hardware erst nach manueller Einstellung gut laufen würde.

Naja, einigen wird das auch nicht passen, einfach weil es von AMD ist:\

 

[Ycon]

AMD hat sicherlich das ein oder andere Milliönchen zur Entwicklung des dynamischen Taktens mitsamt Spannungsregulierung, etc. ausgegeben, da wird man davon ausgehen können, dass es für 99 % der CPUs in 99 % der Fälle das beste Ergebnis erzielt - zumindest besser als bei 99 % der Heimanwender ohne Forschungsbudget

 

[ilovebytes]

mir passt es auch nicht unbedingt da ich gerne selbst Hand anlege und die Dinge optimiere - perfekt wäre halt ein Schalter im Bios der entweder die Automatik alles einstellen lässt oder dem Benutzer mit der Temp als zu beobachtende Größe alle Freiheiten in die Hand gibt (inklusive aller Risiken die damit verbunden sind eben auf eigene Verantwortung)

@shevchen
ich hab bei den Auto - Spannungen auch so ein bisschen Bauchweh, aber Zen dürfte einfach grundsätzlich mit mehr Vorce zurecht kommen - auch die Zen+ waren ja im Single Boost durchaus mal knapp an den 1,5V.

zudem aus dem PCGH Forum:

Und Elektromigration (ohne "nen" - die Elektronen sind nicht das was da migriert sondern Atomrümpfe) hat auch nichts direkt mit angelegten Spannungen zu tun. Ob eine Spannung von 1,4v schädlich ist oder nicht hängt mit dem Innenwiderstand des Chips zusammen, denn daraus ergibt sich eine Stromflussdichte und DIE ist maßgeblich für Elektromigration. Ein Chip, der einen hohen Innenwiderstand hat verträgt 1,4v wesentlich besser als einer mit geringem Widerstand da der entstehende schädliche Stromfluss geringer ist. Der Innenwidersstand von ZEN2 ist verglichen mit Intel sehr hoch (aufgrund des Chiplet-Designs) - deswegen kannste auch einen ZEN2 mit 1,4v betreiben und es kommen nur 65W raus - das geht nur wenn die Ströme entsprechend klein sind (da P=U x I). Ein aktueller intel-8Kerner ist bei 1,4v im hohen dreistelligen Wattbereich und für diesen ist eine solche Spannung entsprechend viel schädlicher als für einen ZEN2.

Du kannst also dein Achtelwissen gerne wieder einpacken oder dich wahlweise tiefer mit dem Thema beschäftigen als die ersten paar Zeilen Wikipedia - dann hättest du bemerkt dass 1,4v auf ZEN2 höchstwahrscheinlich ein einem ähnlich verschleißenden Rahmen liegen wie 1,1-1,2v bei Skylake. Alles andere hat auch gar keinen Sinn, dnn würden ZEN2-CPUs tatsächlich nach 2-3 Jahren reihenweise an eMig sterben wäre das ein Supergau für AMD. Du kannst sicher sein dass die Ingenieure sehr genau wissen wie viel sie ihren CPUs ab Werk zumuten können damit sie die übliche Lebensdauer von CPUs erreichen. Aber ich weiß, mit tatsächlichen Fakten kann man so schlecht sinnfrei gegen eine Firma haten.

wieviel da dran ist keine Ahnung...

 

[Krustovsky]

AMD hat sicherlich das ein oder andere Milliönchen zur Entwicklung des dynamischen Taktens mitsamt Spannungsregulierung, etc. ausgegeben, da wird man davon ausgehen können, dass es für 99 % der CPUs in 99 % der Fälle das beste Ergebnis erzielt - zumindest besser als bei 99 % der Heimanwender ohne Forschungsbudget

Das wird es wohl ganz gut treffen

 

[tempos14]

Genau das im Artikel beschriebene Phänomen konnte ich bei meinem 3700x (inkl. Asus X470-i Strix) feststellen. Die Taktraten stabilisieren bzw. erhöhen sich mit weniger Spannung, die Leistung nimmt aber trotzdem ab.

Ab einer gewissen Schwelle konnte ich jedoch wieder ein paar Punkte im CB R20 zurückgewinnen, die CPU läuft selbst mit 0.95 V durch den Benchmark und macht hier mehr Punkte als mit 1.1 V.

Ich denke durch gereifte UEFIs inkl. der aktuellen AGESA Version sollte hier etwas mehr Klarheit reinkommen.

 

[Shevchen]

@ilovebytes
Was der Mensch da erzählt ist nur die halbe Wahrheit, denn overclocker aka buildzoid und seine Truppe haben sich schon mit dem Thema beschäftigt und bei Zen/Zen+ eine Verdopplung der Degradation von 1.32V auf 1.38V festgestellt. Beide Werte liegen recht nahe aneinander und sind weder 1.4V, noch bei hohen Temperaturen (da die OC-Szene dort alle massig überdimensionierte Kühler einsetzen).

Bei semiengineering gibts n paar Artikel über genau diese Elektromigration und deren Einflussfaktoren/Multiplikatoren. Generell ist die Elektromigration bei 7nm im Vergleich zu 14nm verviefacht, sobald die Schädigung anfängt. Niemand kann aber genau sagen *wann* diese anfängt (in der Annahme gleicher Lebensdauern - denn Elektromigration gibts auch bei 1V - nur würde der Chip dort wohl 50 Jahre halten)

Wenn 1.4V bei Zen+ 3 Jahre Lebensdauer bedeutet, würde ich mal grob mit dem Daumen schätzen, dass es bei Zen 2 1.3V wären, für das gleiche Ergebnis. Hohe Temperaturen (statisch) sind ein Offset für die Schädigung und Temperaturschwankungen ein Multiplikator. Hohe Temperaturen erreichst du auch bei hohen Spannungen - hier ist das also doppelt blöd. Und wenn du immer zwischen 22°C und 90°C hin und her wechselst, wird das noch viel viel schlimmer. (thermischer Materialsverzug)

Ich denke, da wirds in einem halben Jahr die erste "Langzeitstudie" zu geben - und die wird nicht lustig für die Chiplebensdauer sein.

Auch unterschlägt der Autor oben die pro Kern Degradation. 250W auf nem 64C/128T Epcy Rome sind was anderes als auf nem Quadcore. Ein besseres Maß wäre wohl die thermische Dichte, die bei Zen 2 sogar über dem 9900k liegt - trotz geringerer absolut-Leistungsaufnahme.

 

[GenFox]

Steigt der Cinebench-Score dann mit steigender VCore über Standard (zumindest tendenziell)? Wäre ja nur konsequent.

 

[Holzmann]

Steigt der Cinebench-Score dann mit steigender VCore über Standard (zumindest tendenziell)? Wäre ja nur konsequent.

vermutlich steigt nur die Temperatur.

 

[Hyrasch]

Die Leistung im cinebench und co. sinkt.
Wenn aber die max. Frequenzen etwas steigen können, wie sieht es bei Anwendungen aus die nicht 100 % Vollast erzeugen, z.B. Spiele?

 

[Mr.Mito]

Was ich bis heute irgendwie nicht so ganz verstehe. Wieso geht der single core boost problemlos auf 4,7GHz, aber bei allcore gibts ne 4,3GHz ""Wand"? An der Temperaturentwicklung liegt es ja nicht, woran dann?

Kann man die "max TDP" der CPU/Automatik eigentlich im UEFI setzen/ändern oder ist die einfach fix und fertig ist?

 

[sch4kal]

Das macht PBO bzw. die diesbezüglich einstellbaren Offsets.
Wenn du den Takt manuell auf allen Cores festlegst, kann ein einzelner Core halt nicht mehr höher boosten.
Deshalb macht OC/UV vorallem bei den hoch-boostenden High-End SKUs wie z.B. dem 3900X keinen Sinn,
Da büst man dann vielleicht für +100 MHz mehr AC Takt 350-450 MHz SC Boost ein.

 

[Mr.Mito]

Wenn du den Takt manuell auf allen Cores festlegst, kann ein einzelner Core halt nicht mehr höher boosten.

Das ist mir schon klar. Die Frage war ja, wieso single core problemlos über die 4,3GHz Wand geht, allcore aber nicht. An der Temp liegts ja nicht. Ist bei Intel ja auch nicht so (krass).

Zwecks TDP gibts ja scheinbar eine "Grenze" die halt von AMD gesetzt wurde. Bei Intel gibts die Amperegrenzen, die man einfach aufheben kann, wenn man denn will und die Kühlung mitspielte.
Mit gehts da z.B. um 3600/3600x, wo ja quasi nur die max TDP entscheidet, was die CPU anlegen darf.

Ohne künstliche "max TDP" Grenze wäre der 3600 ohne X halt ideal für OC.

 

[sch4kal]

Das ist mir schon klar. Die Frage war ja, wieso single core problemlos über die 4,3GHz Wand geht, allcore aber nicht. An der Temp liegts ja nicht. Ist bei Intel ja auch nicht so (krass).

Zwecks TDP gibts ja scheinbar eine "Grenze" die halt von AMD gesetzt wurde. Bei Intel gibts die Amperegrenzen, die man einfach aufheben kann, wenn man denn will und die Kühlung mitspielte.
Mit gehts da z.B. um 3600/3600x, wo ja quasi nur die max TDP entscheidet, was die CPU anlegen darf.

Ohne künstliche "max TDP" Grenze wäre der 3600 ohne X halt ideal für OC.

Weil bei allen Kernen@OC mehr Strom fließt und du so in das EDC/TDC-Limit rennst bzw evtl. sogar schon vorher in das Powerlimit des Mainboards. Wenn nur ein Kern belastet wird kann die Auto-OC/PBO diesem Kern vom "Gesamtstrom-Budget" mehr geben und die Spannung erhöhen, damit erreichst du dann eben beim 3900X die ~4,6 GHz.

 

[Ero Sennin]

Hehe der Mito will wohl auch mal den 3770k abgeben. Da mach ich mit. Aber noch ist mir das hier ein wenig zu buggy. (Und die Lüfter auf der nb erst....)

btt: Ich bin gespannt inwiefern dieses Verhalten und der Boost noch durch neuere Biose/Agesa Codes oder gar andere Steppings/Revisionen verändert wird. Der Nachfolger auf AM4 kommt wohl erst Q2/3 2020? Aber schön zu sehen das da anscheinend schon von Werk aus einiges optimiert ist...auch ohne Bleistift