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Legende
Intel Skylake-X und Cascade Lake-X (Sockel 2066) OC-Guide
0.1 Vor dem Start
In diesem Guide geht es um das Übertakten von Intels X299 HEDT Plattform. Das "HE" von HEDT bedeuted Highend. Das sollte auch auf den Rest eures Systems zutreffen. Im Standardtakt sind die Skylake-X Prozessoren schon Schluckspechte, bei OC legt ihr nochmal eine ordentliche Schippe drauf. Mit steigender Kernzahl verbrauchen die Prozessoren mehr Strom, und dabei erwärmen sich alle kritischen Komponenten im System. Die Anforderungen an die Kühlung sowie an die Stromversorgung, also die VRM des Mainboards und das Netzteil, sind deutlich höher als bei Betrieb nach Spezifikation.
Netzteile mit guter Spannungsqualität und einer leistungsstarken 12V Schiene können den OC Experimenten sehr hilfreich sein. Netzteile erleben Alterungseffekte und sind nach einigen Jahren nicht mehr so stark wie "out of the box". Außerdem setzt sich mit der Zeit eine Staubschicht an, unter der die Kühlung von wichtigen Bauteilen leidet.
Die Mainboard Hersteller haben zum Launch genügend schlechte Presse über den Zustand ihrer VRM Kühler erhalten. Beim Stresstest eines übertakteten Systems war es bei keiner CPU Generation der letzten 5 Jahre ratsam, die VRM ohne Luftzug in ihrem eigenen Saft braten zu lassen. Auch X299 erfindet das Rad nicht neu: Wer primelt, braucht Airflow auf den VRM - sei es ein aufliegener 120er oder installierte Gehäuselüfter. In Spielen erhitzen sich die Spannungswandler deutlich weniger, je nach Systemplanung kann die Grafikkarte die CPU- und Spawa-Temperaturen negativ beeinflussen und das auf Stablität getestete Setting verpfuschen.
Den Betrieb außerhalb der Spezifikation macht ihr auf eigene Gefahr. Allerdings ist Wahrscheinlichkeit, sich ein Loch in den Sockel zu brennen, extrem gering. Die Schutzmechanismen sind im Jahr 2017 sehr ausgereift, das Thermal Throttling greift zuverlässig und schützt vor Schäden. Sämtliche Verantwortung sollte man jedoch nicht an die Sicherheitsmechanismen abgeben, hohe Spannungen bei Temperaturen nahe der TJmax sind auf Dauer nicht gesund.
Langzeitschäden wegen Elektromigration kann man weder garantieren noch ausschließen. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass ein Prozessor auch nach 5 Jahren mit OC noch wie am ersten Tag funktionieren kann.
Mittlerweile gibt es 3 Generationen von Core-X CPUs, die sich wegen der identischen Architektur nach den gleichen Regeln wie die erste Generation übertakten lassen.
Die Unterschiede sind im Detail:
- Skylake-X setzt auf den LCC Die bei den 6-10 Kernern und auf den HCC Die für 12-18 Kerner. Unter dem Heatspreader befindet sich konventionelle Wärmeleitpaste, die 7000er Chips können somit geköpft werden.
- Skylake-X Refresh nutzt ausschließlich den HCC Die und wird verlötet, kann deswegen nicht geköpft werden.
- Cascade Lake-X nutzt ebenfalls ausschließlich den HCC Die und ist verlötet, wird bei einem Köpfversuch also ebenfalls beschädigt. Auf Kosten der Performance wurden einige (aber nicht alle) Sicherheitsprobleme im Silizium behoben. Es wurden neue AVX-512 Instruktionen implementiert, die für den Einsatz im Serverbereich gedacht sind und eigentlich nur dort nützlich sein können.
Die SKU Liste der Core-X Prozessorfamilie:
Die SKU Liste des Refresh der Core-X Prozessorfamilie:
Die SKU Liste der Core-X Prozessorfamilie (Cascade Lake):
0.2 Der Werkzeugkoffer für erfolgreiches Stresstesten - Download Links
Monitoring Tools:
- CPU-Z (latest)
- HWMonitor (latest)
- HWiNFO64 (latest)
- Bluescreenview
- CAP2PNG (Screengrabber) bzw. Tastenkombination "Windows + Druck" bei Windows 8.1 und neuer.
- Cinebench R20 (schnelle Skalierungstests)
- HCI Memtest (Speicher)
- Prime95 30.3 build 6 (Non-AVX, AVX, FMA3, AVX-512)
- LinX 0.9.3 (AVX512)
VID steht für Voltage Identification und ist per Definition keine Spannung. Jeder Kern besitzt seine eigene Stock VID, auf deren Basis mit erhöhtem Takt eine "OC VID" errechnet wird. Die einzelnen Core VIDs können je nach CPU mehr oder weniger deutlich voneinander abweichen.
Die Core VID ist die Zielvorgabe für die Core Voltage. Bei der Übersetzung von VID zu VCore erhöht eine (nicht beeinflussbare) IVR-interne LLC die VCore zwischen Idle und Vollast in der Größenordnung 10-15mV.
Die Standardspannung der CPU wird bei Laden der Optimized Defaults im BIOS ausgelesen.
An sich sind die Skylake Kerne sehr spannungsverträglich, ein gut gekühlter Skylake-S hat keine Probleme mit 1.45V VCore. Das sollte auch bei Skylake-X nicht anders sein, wäre da nicht die mit steigender Spannung explodierende Hitzeentwicklung. Unter Last hat man hier schnell 100°C auf der Uhr. Bei einer ungeköpften CPU kann man sich an folgende thermisch bedingte Richtwerte halten: Im AVX 512 Betrieb sind selbst 1.1V ungesund heiß, mit FMA3 sollte man sich auf 1.15V beschränken. Im Non-AVX Betrieb sind etwa 1.25V VCore die Schranke.
Die Monitoring Tools stellen unterschiedliche Werte als Core VID dar (farblich markiert). CPU-Z zeigt die VID von Core #0 an. Core Temp 64 liest unter allen Core VIDs die höchste aus.
Wer unter CoreTemp oder HWiNFO64 ide korrekte Package Power angezeigt haben will, muss im BIOS die SVID aktivieren.
1.2 VCore Modi
Wie bei den älteren CPU Generationen mit (F)IVR kann man bei Skylake-X zwischen Override, Adaptive und Offset wählen. Der (nicht kontollierbare) AVX VCore Aufschlag im Adaptive Modus existiert nicht mehr.
1.2.1 Override
Der Override Modus überschreibt die VID aller Kerne mit der im BIOS eingegebenen Zielgröße. Der Override Modus erzeugt keine feste Spannung, sondern begrenzt die VID auf den eingestellten Wert.
1.2.2 Adaptive
Der Adaptive Modus nimmt die Stock VID als Vorgabe und interpoliert daraus eine VID @ OC. Da jeder Kern eine individuelle VID besitzt, können zwischen den Kernen Differenzen von 100mV und mehr auftreten. Dem kann man mit Offsets ein Stück weit entgegen kommen. Die Kerne mit erhöhter VID sind in der Regel schlechter übertaktbar.
Es ist nicht möglich, eine adaptive Spannung unterhalb der VID bzw. der interpolierten "OC VID" einzustellen. Um die Spannung unter die VID zu bekommen, muss man Adaptive mit (negativem) Offset kombinieren.
Der Offset wirkt sich auf die gesamte Spannungskurve aus, also auch auf die Spannung im Idle und die Spannung im AVX Takt. Ein zu hoher negativer Offset führt zu Instabilitäten im Teillastbereich, -100mV ist in etwa Grenze des Machbaren.
Es ist einiges an Feinarbeit nötig, um alle individuellen Kernspannungen bei sämtlichen Taktraten unter einen Hut zu bekommen, aber man wird mit Stabilität und Performance in jedem Lastszenario belohnt.
1.2.3 C-States
Die C-States sind verantwortlich für das Senken der Spannungen im Idle. Der gewählte VCore Modus ist nicht maßgeblich für das Funktionieren der C-States, sowohl im Adaptive auch im Override werden die Spannungen im Leerlauf abgesenkt. Der Stromverbrauch an der Dose ist im Leerlauf mit aktivierten C-States bei Override und Adaptive exakt gleich.
Skylake-X besitzt C-States hoch bis C10. C1E bewirkt die Teilabschaltung von Kernen. C3 senkt die Idle Spannung auf ca. 0.7V. C6 sorgt für die Kernabschaltung im Idle, also näherungsweise 0.01V Idle Spannung. C7-10 sorgen für weitere Energieersparnisse z.B. für Leeren des L3 Caches und Absenken der Input und PLL Spannungen.
Darüber hinaus kann man den Package C-State aktivieren, womit nochmals einige Watt eingespart werden können.
Wer vorhat, C-States im 24/7 Betrieb zu nutzen, sollte diese auch beim Testen angeschaltet haben.
Bugs bezüglich Idle Verhalten:
- Auf MSI Boards werden nach Änderung der VCore die C-States auf deaktiviert gesetzt. Man muss sie danach manuell wieder aktivieren.
- Der Windows Energiesparplan "Ausbalanciert" verschluckt sich nach OC Experimenten manchmal und führt die CPU nicht mehr zurück in die C-States. Dies behebt man unter "Einstellungen bearbeiten" mit einem Klick auf "Standardeinstellungen für diesen Energiesparplan wiederherstellen". Dies ist nicht X299 spezifisch, sondern liegt an Windows.
1.3 Input Voltage
Im Gegensatz zu Skylake-S besitzt Skylake-X wieder IVR auf dem CPU Package zur Spannungsregelung. Das Mainboard stellt die Eingangsspannung bereit, die von den integrierten Spannungswandlern auf die verschiedenen Schienen wie VCore, Mesh, IO und SA aufgeteilt und heruntergeregelt wird.
Mit steigendem Takt sollte die Eingangsspannung angehoben werden, ebenso verlangen erhöhte VCore und hohe Kerntemperaturen nach mehr Eingangsspannung.
Eine hohe Input Voltage erzeugt mehr Hitze in der CPU, was wieder eine Quelle für Instabilität ist. Dafür reduziert eine hohe Spannung die Stromstärke, die durch die VRM des Mainboards geht.
Zu geringe Input Voltage erhöht die Belastung der VRM des Mainboards und kann zu deren Überhitzung führen. Daneben kann zu wenig Spannung Instabilitäten erzeugen und die Leistung abdrosseln (mit Cinebench nachzuprüfen), weswegen man immer ein gesundes Delta zur VCore halten sollte.
Bewährte Werte für die Eingangsspannung zum OC unter Luft- und Wasserkühlung liegen zwischen 1.85V-1.9V. Es gibt unter den verschiedenen Chips immer Unikate, wenn die CPU damit nicht klar kommt, kann der Bereich auf 1.75V bis 1.95V ausgeweitet werden.
Die HCC CPUs benötigen etwas mehr Eingangsspannung als ihre LCC Kollegen, mit einem 7920X-7980XE sollte man also gleich mit 1.95V und aufwärts testen. Die ASRock Boards geben mit Auto-Einstellungen 2.1V, tatsächlich brauchen manche CPUs so viel, um volle Leistung zu bringen. Das sollte man aber unbedingt vorher testen und der CPU nicht blind die volle Ladung Eingangsspannung geben. Werte oberhalb von 2.1V haben in meinen Tests keine Verbesserungen mehr gebracht.
Phantom-Throttling ist ein Phänomen, das wegen zu geringer Eingangsspannung auftreten kann. Augenscheinlich ist man stabil unterwegs, aber in Wirklichkeit drosselt sich die CPU und die Leistung bleibt auf der Strecke. Im Schnelltet kann man sein Setting mit Cinebench prüfen: Sollte die Punktzahl zu deutlich zu niedrig sein für die anliegende Taktrate, muss die Eingangsspannung erhöht werden.
Das Phantom Throttling kann aber auch nach längerer Last in prime95 auftreten. Man erkennt es an abgefallen Temperaturen und deutlich niedrigerer Leistungsaufnahme.
1.4 LLC
Die Load Line Calibration bezieht sich bei Skylake-X ausschließlich auf die Eingangsspannung. Davon ausgehend gibt es sekundäre Effekte auf sämtliche an den IVR hängenden Ausgangsspannungen.
Ausgeschaltete LLC führt zu dem höchstmöglichen Spannungsabfall unter Last, LLC auf 100% eliminiert ihn komplett. Der Spannungsabfall zwischen Leerlauf und Last wird VDroop genannt. Beim Wechsel von Last auf Leerlauf und umgekehrt kann die Spannung über das eingestellte Niveau herausschießen.
Gegen eine angeschaltete LLC sprechen also die Spannungsspitzen auf möglicherweise ungesunde Werte.
Auch mit ausgeschalteter LLC kann man einen Overshoot bei Lastabfall nicht ausschließen, da die Lastschwünge bei Übertaktung deutlich stärker sind als von Intel vorgesehen. Wenn die Inputspannung wegen ausgeschalteter LLC beim Lastwechsel im freien Fall ist, kann die VCore möglicherweise nicht stabil gehalten werden.
Ich empfehle, einen VDroop von 50mV-100mV einzustellen, was in etwa dem Droop im Standardbetrieb entspricht. Bei 4.5GHz sollte man sich in einem niedrigen LLC Level befinden, bei 4.7GHz und darüber in einem mittleren Level. Von LLC Stufen über 100% rate ich ab, eine steigende Spannung unter Last ist in jeder Hinsicht kontraproduktiv.
Bezeichnungen der LLC Level auf MSI Boards - mit "CPU Voltage" ist die Eingangsspannung gemeint.
Bewährte LLC Modi sind:
- Level 4 für einen 7820X
- Level 6 für einen 7800X
1.5 Mesh
Die vermutlich größte Änderung in Skylake-X ist das neue Cache System. Der Ringbus wurde in Rente geschickt und mit einem Mesh ersetzt. Uns interessiert natürlich, wie es sich takten lässt - die schlechte Nachricht zuerst, wir werden weder 4.7GHz Uncore wie bei Haswell-E noch 3.8GHz Uncore wie bei Broadwell-E sehen.
Das Mesh hat einen sehr niedrigen Standardtakt von 2.4GHz und lässt sich im besten Fall auf 3.5GHz übertakten. Ein zu hoher Meshtakt äußert sich oft schon mit einem Blauen beim Winboot, mehr Spannung hilft nur sehr begrenzt. Mit mehr IO Spannung kann man in manchen Fällen gegensteuern. Wenn man danach noch in die Wall rennt, hilft auch die Brechstange nicht.
Der Uncore Offset ist eine weitere Einstellmöglichkeit, die den Mesh-Takt beeinflussen kann. Falls die Auto-Einstellung für den Uncore Offset nicht richtig wirkt, kann man im Bereich +350mV bis +450mV probieren und mit manchen CPUs einen höheren Mesh-Takt erzielen.
Die HCC CPUs mit 12 Kernen und mehr sowie manche LCC Chips haben die Eigenheit, dass für erhöhten Mesh-Takt auch die IO Spannung erhöht werden muss. Die einfachste Methode, ist die IO Spannung auf den gleichen Wert wie die Mesh-Spannung zu setzen. Die Spannungen sind jedoch unabhängig voneinander. Wenn ihr nur so viel IO Spannung wie nötig geben wollt, solltet ihr nach stabilem Mesh-OC versuchen, die IO Spannung wieder zu senken. Falls eure CPU Schwierigkeiten beim Mesh-OC macht, könnt ihr ruhigen Gewissens bis 1.2V-1.225V Mesh- und IO-Spannung einstellen.
Als Ausgangspunkt nehme ich 3GHz Takt bei 1V Mesh Spannung, das ist in meinen Tests über verschiedene CPUs ein "Failsafe" und sollte unter allen Bedingungen laufen.
Auch wenn sich 3GHz oft mit deutlich unter 1V realisieren lassen, gebe ich absichtlich mehr als nötig drauf. Zum einen möchte man bei der Suche nach der VCore Unterspannung beim Mesh ausschließen können. Zum anderen beeinflusst die Mesh-Spannung die Kerntemperatur. Man möchte während des Mesh-OC nicht wieder die Kerne instabil machen, und das Ziel beim Mesh-Takt sollen nicht 3.0GHz, sondern 3.2+GHz sein.
Alltagstauglich sind 3.2GHz bis 3.3GHz Mesh-Takt im Spannungsbereich <1.100V.
24/7-stabile Anhaltspunkte für sehr gute CPUs sind 3.3GHz bei 1.025V-1.125V. Durchschnittliche CPUs brauchen für 3.2GHz 1.075V-1.125V. Unterdurchschnittliche Chips belässt man am besten auf 3.0GHz bei 0.950V-1.000V.
3.4GHz Mesh benötigt meist eine Erhöhung der IO-Spannung und ist mit wirklich guten Chips bei 1.150V stabil, ganz wenige können 3.5GHz Mesh bei etwa 1.200V. Mehr als 1.200V Mesh-Spannung waren bei LCC CPUs in meinen Versuchen immer wirkungslos und wegen der zusätzlichen Hitze kontraproduktiv. Mein 7940X hingegen (HCC CPU) ist bis 1.25V skaliert und hat diese Spannung für 3.3GHz Mesh-Takt auch benötigt. Die großen CPUs können prinzipiell (fast) die gleichen Mesh-Taktraten wie ihre LCC Kollegen erreichen, aber sie benötigen dafür meist deutlich mehr Spannung.
Nach Erhöhung des Kerntakts sollte man sich den Mesh-Takt wieder anschauen. So wie das Mesh die Kerne beeinflusst, haben auch die Kerne einen Effekt auf das Mesh. Je heißer die Kerne werden, umso zäher wird das Mesh-OC und der Mesh-Takt muss schlimmstenfalls um einen Multi runtergedreht werden.
1.6 BCLK und Multiplikator
Auf den HEDT Plattformen seit Sandy Bridge-E war der BCLK nur in einem geringen Bereich von 100-110MHz übertaktbar. Grafikkarten haben teilweise schon bei 103MHz den Dienst quittiert. Um mehr Flexibilität beim OC zu schaffen, haben diese Plattformen Straps (1.25, 1.67) eingebaut, um 125MHz bzw. 167MHz BLCK stabil betreiben zu können. Dieses System ist Geschichte. Der BCLK kann fast beliebig erhöht werden, ohne Ausfälle bei Grafikkarten oder Storage zu befürchten. Wer einen bestimmten Ramtakt nur mit einem krummen BCLK erreichen kann, kann dies gerne machen.
Abgesehen davon muss man die 100MHz des BCLK nicht anfassen. Es gibt keine Performance Vorteile, wenn man den BCLK auf z.B. 200MHz setzt.
Es gibt 3 Einstellungen für die Steuerung des Multiplikators: All Core, Per Core und Group Tuning. All Core erklärt sich von selbst, alle Kerne bekommen den gleichen Multiplikator zugewiesen.
Die Einstellung "Per Core" ist interessanter: Hier werden die Kerne aufgelistet, und zwar sowohl nach ihrer physischen Position und auch nach ihrer VID. Man kann einen guten Kern schneller laufen lassen als einen schlechten.
Im Group Tuning lassen sich Kerne in mehrere Gruppen einteilen. Beispielsweise in schnell, mittel, langsam, und dann teilt man jedem Kern eine Gruppe zu. Diese Einstellung funktioniert in Tandem mit dem Turbo Boost 3.0 Treiber in Windows.
1.7 AVX Offsets
Um das System in allen Lastszenarien stabil im Griff zu haben, sollte man die Offsets für AVX und AVX512 nutzen. AVX erzeugt ein Maß an Hitze, das nur mit reduziertem Takt und reduzierter Spannung kühlbar ist. Wenn der Spannungsmodus im Override ist, schafft der reduzierte Multiplikator wegen der festgetackerten VID nur begrenzt Abhilfe. Idealerweise verwendet man Adaptive+Offset, damit sich mit dem reduzierten Multiplikator gleichzeitig auch die Spannung anpasst.
Auch wenn die Kerne via "per core" Einstellung mit unterschiedlichen Multis betrieben werden, haben alle Kerne einen einheitlichen Takt, sobald der AVX Offset greift.
Hier macht es keinen großen Unterschied mehr, ob die CPU gut oder schlecht taktbar ist (etwa 100MHz) - bedingt durch die enormen Wattzahlen, die AVX durch das Silizium jagt. Folgende Taktraten empfehlen sich für AVX-Last:
- 4.3-4.6GHz für FMA3
- 3.0-3.5GHz für AVX512
1.8 RAM
Zum RAM OC werde ich zuerst die absoluten Basics ansprechen. Das Thema ist relativ komplex und ist somit etwas für Enthusiasten, die auch das letzte Quäntchen Performance aus ihrer Plattform rausholen wollen.
DDR4-3200 mit 3.2GHz Meshtakt ist ein performantes und harmonisches Setting und durch die Bank mit allen ICs (auch mit Micron oder älteren Hynix) erreichbar. Mit Samsung B-Die ICs kann man gleich auf DDR4-3800 zielen.
Wenn der Ramtakt gesteigert wird, erhöht sich der Stromverbrauch der CPU um 20-40W. Im Grenzbereich kann es gut sein, dass man deswegen den Kerntakt reduzieren muss. Es gilt also, den Leistungszuwachs von höherem Ramtakt mit dem Gewinn von Kerntakt abzuwägen.
Die Quad Channel IMCs der Skylake-X CPUs erreichen nicht die Taktraten der Dual Channel IMCs von Kaby Lake-X. Die Schranken bei den meisten 8-DIMM Boards liegen bei folgenden Taktraten:
- 1900MHz Ramtakt ist prime/LinX/memtest stable.
- 2000MHz ist prime/LinX stable, fällt aber in manchen Konfigurationen bei Memtest mit Fehlern durch.
- 2100MHz bootet gerade noch so ins Windows und läuft durch den "AIDA Cache and Memory Benchmark" - für mehr als schicke CPU-Z Screenshots benötigt man eine perfekt aufeinander abgestimmte Kombination aus IMC, Board und Speicher.
Ab DDR4-4000 ist es dann in der Regel notwendig, die IO-Spannung (von circa 1.02V Stock) zu erhöhen. Eine Erhöhung um +150-200mV ist absolut unkritisch, 1.25V sehe ich als Maximum für Experimente. Ebenfalls angepasst werden muss auch der Uncore Offset. Je nach IMC-Güte sind bei Taktraten jenseits der DDR4-4000 Werte von +350 bis +600 für einen stabilen Betrieb notwendig.
"Timing-Crashkurs": Die primären Timings übernimmt man von schnelleren Kits mit dem gleichen IC. Die sekundären Timings lassen sich gut von Ryzen oder Broadwell-E ableiten, bei den tertiären Timings kann man die BIOS Default Werte @ 1066MHz als Ausgangsbasis nehmen.
Eine einfache Faustregel für die RAM Spannung: Wenn die Stabilität mit steigender Spannung abnimmt, liegt zu viel an. Für ein 24/7 Setting kann man problemlos 1.55V fahren, darüber nimmt in der Regel die Memtest-Stabilität ab.
Über RAM und Spannungen wird gerne viel Falschwissen nachgeplappert. Die Richtigstellung schonmal vorab: DDR4 mit Hynix oder Samsung Chips kommt problemlos mit 1.85V-2.0V VDIMM klar. Es ist unmöglich, einen Intel IMC mit VDIMM zu beschädigen, den interessiert selbst 2.0V VDIMM nicht mal ein bisschen.
Wenn beim Training Kanäle rausfliegen, sieht man das weder an fehlenden RTL (die sind trotzdem vorhanden!) noch an der Anzahl der Kanäle im CPU-Z Memory Tab, denn dort wird immer "Quad" angezeigt. Nur die erkannte Speichermenge im BIOS oder die Arbeitsspeicheranzeige im Taskmanager geben Klarheit. Abhilfe schafft man mit weniger Speichertakt, Lockerung von Subtimings oder mit einer +/- Adjustierung der VDIMM (zuerst reduzieren). Nicht passende Werte für Uncore-Offset und IO-Spannung können ebenfalls verantwortlich sein. Fehlende Kanäle habe ich ausschließlich mit Dual Rank Riegeln oder mit Mischbestückung beobachten können.
1.9 Die verschiedenen ICs
Samsung 8GBit B-Die
Mit einfachen Mitteln kann man Single Sided B-Die (4x8GB) auf 1900MHz Ramtakt im Quad Channel betreiben. Setzt dazu die primären Timings auf 16-16-16-36 1T TRFC 350 und VDIMM 1.4-1.45V. Gute B-Die Chips laufen auch 15-16-15-28 1T TRFC 278.
Double Sided B-Die (16 GB Riegel) laufen 1866MHz Memtest stable mit den gleichen Timings und Spannungen wie die Single Sided Kollegen.
EVGA Setting:
4x8GB DDR4-4090 CL17-18-17-28 1T
ASUS Setting von Rene85:
4x8GB DDR4-4000 CL17-18-18-34 1T
Hynix 4GBit MFR
Diese Hynix ICs sind First-Gen DDR4 und wurden in vielen Launch Kits 2014-2015 verbaut. 4GB Riegel sind single ranked, 8GB Riegel dual ranked und schlechter taktbar.
tRCD und tRP sind weitgehend spannungsunabhängig und müssen mit steigendem Speichertakt gelockert werden. tRP muss in der Regel 1-2 Stufen höher gesetzt sein als tRCD.
Mit 4GB Riegeln lassen sich stabile DDR4-3200 bis DDR4-3400 verwirklichen. Mit 8GB Riegeln ist in der Regel bei DDR4-3000 Schluss. Je nach Qualität des Kits sind Ergebnisse zwischen 14-14-15 und 16-16-17 möglich.
Mein 24/7 Setting: DDR4-3200 CL14 1.37V mit optimierten Subtimings:
Man erreicht eine sehr gute Performance auch mit "geringen" 1600MHz auf dem RAM:
Hynix 4GBit AFR
Ein optimiertes SS AFR Setting von Wernersen:
4x4GB DDR4-3600 CL 16-17-18
Samsung 4GBit D-Die
Ein optimiertes DS D-Die Setting:
4x8GB DDR4-3733 CL16-19-18
Samsung 4GBit E-Die
Ein optimiertes DS E-Die Setting von TurricanM3:
4x8GB DDR4-3600 CL 15-17-17
Mit einfachen Mitteln kann man Single Sided B-Die (4x8GB) auf 1900MHz Ramtakt im Quad Channel betreiben. Setzt dazu die primären Timings auf 16-16-16-36 1T TRFC 350 und VDIMM 1.4-1.45V. Gute B-Die Chips laufen auch 15-16-15-28 1T TRFC 278.
Double Sided B-Die (16 GB Riegel) laufen 1866MHz Memtest stable mit den gleichen Timings und Spannungen wie die Single Sided Kollegen.
EVGA Setting:
4x8GB DDR4-4090 CL17-18-17-28 1T
ASUS Setting von Rene85:
4x8GB DDR4-4000 CL17-18-18-34 1T
Hynix 4GBit MFR
Diese Hynix ICs sind First-Gen DDR4 und wurden in vielen Launch Kits 2014-2015 verbaut. 4GB Riegel sind single ranked, 8GB Riegel dual ranked und schlechter taktbar.
tRCD und tRP sind weitgehend spannungsunabhängig und müssen mit steigendem Speichertakt gelockert werden. tRP muss in der Regel 1-2 Stufen höher gesetzt sein als tRCD.
Mit 4GB Riegeln lassen sich stabile DDR4-3200 bis DDR4-3400 verwirklichen. Mit 8GB Riegeln ist in der Regel bei DDR4-3000 Schluss. Je nach Qualität des Kits sind Ergebnisse zwischen 14-14-15 und 16-16-17 möglich.
Mein 24/7 Setting: DDR4-3200 CL14 1.37V mit optimierten Subtimings:
Man erreicht eine sehr gute Performance auch mit "geringen" 1600MHz auf dem RAM:
Hynix 4GBit AFR
Ein optimiertes SS AFR Setting von Wernersen:
4x4GB DDR4-3600 CL 16-17-18
Samsung 4GBit D-Die
Ein optimiertes DS D-Die Setting:
4x8GB DDR4-3733 CL16-19-18
Samsung 4GBit E-Die
Ein optimiertes DS E-Die Setting von TurricanM3:
4x8GB DDR4-3600 CL 15-17-17
2.1 Die stabile Basis
Bevor man mit der MHz Jagd anfängt: Das System muss ohne OC stabil laufen. Teildefekte Festplatten oder defekte SATA Kabel können Fehler verursachen, die man zunächst auf instabiles OC schieben würde. Grafikkartentreiber sind ebenfalls ein beliebter Kandidat für Querschüsse. Defekte Speicherzellen im Arbeitsspeicher müssen ebenfalls ausgeschlossen sein.
Das Speichersetting sollte unbedingt auf Herz und Nieren getestet sein. Das kann man zum Beispiel mit HCI Memtest machen. Pro CPU Thread muss eine Instanz geöffnet werden (16 bei einem 7820X), und die zu testende Speichergröße auf die Instanzen gleichmäßig verteilt werden. Einmal auf 100% durchgelaufen sollte der RAM keine Probleme bereiten in prime95. Falls doch Rundungsfehler auftreten, lässt sich das in der Regel mit +20mV VDIMM lösen.
2.2 Takt rauf!
Für erste Tests nutze ich Cinebench R20, um die MHz/Volt Skalierung der CPU herauszufinden. Von 4.5GHz zu 4.7GHz, 4.8GHz, 4.9GHz - hier sieht man sehr schnell, wohin die Reise geht. Im gleichen Schritt schaue ich, ob eine Veränderung der Input Spannung im Bereich 1.85-1.9V den Cinebench zuverlässiger oder sogar mit weniger VCore durchlaufen lässt. Wenn ich hier eine sauber laufende Ausgangsbasis gefunden habe, gehe ich über zu prime95.
2.3 Auf Stabilität testen mit prime95
Prime95 verbraucht auf Skylake-X in den großen FFT mehr Strom als in den kleinen FFT. Das liegt unter anderem am Quad Channel Interface und der damit massig vorhandenen Speicherbandbreite. In den 3 Minuten für einen Pass kann ein 6-Kern Skylake-X an die 66% mehr FFT Tests berechnen als ein gleich getakteter 6-Kern Coffee Lake-S mit Dual Channel Interface. Nicht vergessen sollte man, diese Mehrleistung bezahlt man mit mehr Energie - ein Grund, mit Skylake-X nur so viel wie nötig zu Primeln und von sinnlosen mehrstündigen Runs Abstand zu nehmen.
Wer noch vom selektivem Testen unter Haswell "geschädigt" ist, kann aufatmen. Man muss nicht mehr in mühsamer Kleinarbeit und viel Zeit ein Gleichgewicht der Spannungen finden und Input, Cache und VCore auf das letzte Millivolt ausloten. Eine methodische Vorgehensweise ist natürlich immer noch Pflicht. Auch wenn ihr anfangs nicht richtig klar kommt: Die Ursache lässt sich nur finden, wenn immer genau eine Einstellung pro Reboot geändert wird.
Die Diskussion über die verschiedenen Versionen von prime95 fasse ich kurz zusammen: 26.6 ist alter Schrott. 27.9 ist auch alter Schrott. Die 29.2 ist die erste Version, die Skylake-X CPUs erkennt und für die Intel Core-X Architektur optimiert.
Nehmt immer die aktuelle Prime-Version, da der Entwickler ständig Verbesserungen eingepflegt. Der momentane Stand: Version 30.3 build 6 (Link siehe Kapitel 0.2 Stresstools)
Um prime95 in den Non-AVX Modus zu bekommen, muss das Häkchen bei "Disable AVX" gesetzt sein.
Zum Stabilitätstest im AVX-Modus nimmt man die FMA3 Tests von prime95. Es lohnt sich nicht, mit AVX-FFT zu testen. Der Unterschied zwischen AVX und FMA3 FFT in VCore Bedarf und Leistungsaufnahme ist vernachlässigbar - zumal für AVX und FMA3 FFT der gleiche Offset greift.
Prime95 ab Version 29.5 unterstützt AVX-512 Tests. Wer diese benötigt, sollte zusätzlich zu der neuesten Prime95 Build ebenfalls mit LinX getestet werden, da so auch die Leistung überprüft werden kann.
Ganz wichtig für erfolgreiches Testen mit prime95: Der Speicher muss im Quad Channel laufen! Im Dual Channel kann prime95 die CPU nicht richtig auslasten, und der Stresstest ist kein Stresstest mehr. Die Leistungsaufnahme halbiert sich, wodurch weniger VCore als für Cinebench R15 benötigt wird.
Ausgehend von dem zuvor gefundenen Cinebench Setting VCore um 15-30mV erhöhen und prime95 starten. Je nachdem wie schnell der erste Blaue kommt, gleich weitere 15-30mV VCore drauf.
720k ist sehr VCore lastig, 5-10 Minuten davon empfehlen sich vor dem Custom Run.
Der Uncore Bereich wird im 576k am stärksten belastet - den kann man vorher auch kurz (2-3 Passes) laufen lassen.
Der Custom Run belastet stärker, weil sich dort große und kleine FFT Größen abwechseln.
Wenn das Speichersetting wasserdicht ist und man mit 3GHz Mesh bei 1V unterwegs ist (HCC: 2.8GHz Mesh bei 1V), liegen Rundungs- und Ergebnisfehler an der VCore.
Falls der Prozessor in Cinebench auf mehr Input Spannung angesprochen hat, würde ich diesen Wert erneut um 20mV erhöhen.
Rundungsfehler liegen meistens an der VCore. Oft steigt immer der gleiche Kern aus. Wenn mit 5mV mehr VCore der Aussteiger nach 15min statt nach 5min kommt, ist man auf dem richtigen Weg und muss noch einmal erhöhen.
Nach 45 Minuten Custom könnt ihr gerne das Screenshot Knöpfchen drücken und euren Run in der Liste im Skylake-X OC-Ergebnis-Thread bzw. Cascade Lake-X und Skylake-X Refresh OC-Ergebnis-Thread eintragen lassen.
Wenn 45min Custom gelaufen sind, hat man sich eine relative Stabilität erarbeitet: Nach dieser Zeit sind alle relevanten FFT Größen bis 1344k durchgelaufen (Version 29.4 build 8). Dann kann man sich bei Bedarf mit dem Mesh Takt beschäftigen. Wie anfangs beschrieben hat das Mesh eine Wall nach oben, wodurch sich der Takt ziemlich einfach ausloten lässt. Wenn man sich entlang der von mir in Kapitel 1.5 genannten Werte bewegt und sich das System innerhalb einer Minute mit einem 124er aufhängt, ist das Mesh zu hoch getaktet. Sowas lässt sich nicht mit Spannung beheben - also Meshtakt eins runter und weiter testen. Die Spannung kann ruhig in relativ groben 10-15mV Schritten ausgelotet werden. Falls doch irgendwo Sand im Getriebe ist, zusätzliche 5-10mV VCore versuchen.
Wenn nochmal 45min Custom gelaufen sind, ist auch das Kapitel Mesh abgeschlossen und ihr seid soweit fertig mit prime95.
An diesem Punkt solltet ihr mit der 24/7 Nutzung des Rechners anfangen, oder einen anderen Stabilitätstest ausprobieren. Prime95 ist nur ein Werkzeug unter vielen. Wer trotzdem länger primeln will, kann das gerne tun - wer alles richtig gemacht hat, hat VCore als einzige verbleibende Stellschraube.
Wer am Limit taktet und sowohl hohe Kern- als auch hohe Meshtaktraten fährt, muss eventuell den Meshtakt trotz erfolgreichem Custom nachregeln. Nicht ewig stresstesten, sondern zügig in den Alltagsgebrauch gehen!
Bluescreens im 24/7 Betrieb liegen zu 80% am Mesh. Die 3 Stellschrauben hierfür in korrekter Reihenfolge sind: Uncore Offset, IO-Spannung und Mesh-Spannung. Falls damit nicht erfolgreich, lässt sich die Situation mit weniger Mesh Takt in den Griff kriegen. Also einen Mesh-Multi runter und danach auch die Mesh-Spannung und gegebenenfalls IO-Spannung und Uncore Offset reduzieren.
2.4 Bluescreens und deren Ursachen
Die folgenden Bluescreens sind während meinen OC Tests aufgetreten. Die Klassiker 124er und 101er sind nicht immer eindeutig und können verschiedene Ursachen haben. 124er beim Boot, auf dem Desktop und direkt nach Beginn des Stresstests liegen am Mesh.
Jede CPU reagiert anders bei Instabilität: Bei fehlender VCore werfen manche CPUs RAM-bezogene Bluescreencodes, manche rebooten kommentarlos.
Mit ein wenig Gefühl und methodischem Testen ist schnell herausgefunden, was nun den Absturz verursacht hat.
WHEA_UNCORRECTABLE_ERROR - "124er" - VCore, Mesh (Mesh-Spannung oder zu geringe IO-Spannung für den anliegenden Mesh-Takt)
DPC_WATCHDOG_VIOLATION - "101er" - VCore, Input, Temperatur
KMODE_EXCEPTION_NOT_HANDLED - RAM, VCore
ATTEMPED_EXECUTE_OF_NOEXECUTE_MEMORY - RAM, VCore
BAD_POOL_HEADER - VCore, RAM
PAGE_FAULT_IN_NONPAGED_AREA - RAM
MEMORY_MANAGEMENT - RAM
MULTIPLE_IRP_COMPLETE_REQUESTS - VCore
KERNEL_SECURITY_CHECK_FAILURE - Mesh, VCore
SYSTEM_SERVICE_EXCEPTION - Input, Uncore Offset
Reboot ohne Bluescreen - VCore, Input, LLC Level
Prime95 schließt sich kommentarlos - Uncore Offset
Rundungsfehler auf bestimmten Kernen - zu wenig VCore, zu viel Input Spannung
Rundungsfehler auf wechselnden Kernen - RAM Setting
3. Schlussworte
Community Mitglieder sind herzlich dazu eingeladen, ihre Erfahrungen in diesem Thread zu teilen. Bitte schreibt mich nicht per PN an, hier im Thread hat jeder etwas davon.
Falls ihr Feedback zu BIOS Einstellungen wollt: Wackelige Fotos voller "Auto" Einstellungen bringen weder mir noch euch etwas. BIOS Screenshots schießt man mit F12 und einem angehängten Fat32 formatierten USB Stick.
Ich hoffe, mein Guide hat euch geholfen, eure Skylake-X oder Cascade Lake-X CPU stabil ans Maximum zu bringen.
Dieser Artikel beschreibt meine persönliche Herangehensweise an das Übertakten von Skylake-X CPUs. Bisher ist so jedes von den Dingern in der Spur gelaufen. Ich erhebe keine Ansprüche auf Vollständigkeit, die eigene Meinung sollte man sich immer aus mehr als einer Quelle bilden.
Meine Ergebnisse habe ich mit MSI Boards erzielt, bei anderen Boards kann es Abweichungen geben. Größere Differenzen zu anderen Herstellern sollten aber nicht vorhanden sein. Ich bin nicht verantwortlich für eventuelle Defekte, die ihr verursacht.
Lesenswerte Guides hier im Forum mit Infos, die zum großen Teil auch bei Skylake-X gültig und aktuell sind:
Weiterführende Informationen über prime95 und nähere Infos zu dessen Funktionsweise findet ihr in dem Haswell-Guide von Wernersen: [Guide] [HowTo] get my Haswell Devil's Canyon stable - Guide und Full Custom Liste
Im Sandy/Ivy-Guide von ralle_h sind einige technische Details wie VID und LLC sehr ausführlich beschrieben: Intel Sandy Bridge FAQ
Links rund um Skylake-X und X299 hier im Forum:
[Übersicht] Intel Basin Falls Mainboards ft X299 Chipset - News, Reviews, Specs, Bilder (LGA2066)
[Übersicht] LGA 2066 Mainboard VRM Liste
[Übersicht] Die ultimate HARDWARELUXX Samsung 8Gb B-Die Liste - alle Hersteller (21.08.17)
[Sammelthread] Intel Skylake-X Kaby Lake-X OC Laberthread (LGA2066)
[Sammelthread] Intel Skylake-X und Kaby Lake-X (Sockel 2066) OC-Ergebnis-Thread! KEIN Quatschthread!
[Sammelthread] Intel Cascade Lake-X und Skylake-X Refresh (Sockel 2066) OC-Ergebnis-Thread! KEIN Quatschthread!
Autor: aerotracks
Viel Erfolg beim Testen und viel Spaß mit der übertakteten CPU!
Zuletzt bearbeitet:
Vielen Dank!
Naja, 16 reichen, ich bin bescheiden. Der Unterbau wird wohl viel interessanter. Bin gespannt, welches Board dein Tutorial mit den dicken Dingern überlebt.
