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Out-of-the-Box kommt der Core i9-13900KS also auf seine 6 GHz. Aber das Binning des Siliziums lässt ja zumindest die Hoffnung, dass ein manuelles Overclocking noch einmal deutlich mehr Takt und Leistung hervorbringen kann. Weiterhin ist natürlich die Frage, wie genau unterscheidet er sich in dieser Hinsicht vom Core i9-13900K.
Dazu werfen wir einen Blick in das BIOS. Im ASUS ROG Z790 Apex steckte zunächst ein Core i9-13900K. Die Silicon Prediction wirft folgende Werte aus:
Vorweg sei gesagt: Die Silicon Prediction ist eine gute Orientierung, sollte aber nicht als einziger Referenzpunkt für die Güte eines Chips hergenommen werden. Unser Core i9-13900K kommt bei den P-Cores auf einen SP-Wert von 106 und bei den E-Cores auf einen SP-Wert von 80. Insgesamt liegt die Silicon Prediction für diesen Prozessor bei 97. Damit liegt dieses Model genau im Mittelfeld dessen, was an SP-Werten so im Umlauf ist. Mit einem solchen Prozessor sind 6 GHz auf bis zu vier Kernen durchaus möglich.
Kommen wir nun zum Core i9-13900KS:
Dieser kommt auf eine Gesamt-SP von 107 sowie aufgeschlüsselt auf die P- und E-Cores auf einen Wert von 116 bzw. 89. Unser Testprozessor ist durch die Bank also besser als unser Core i9-13900K, aber man muss auch beachten, dass die einzelnen SP-Werte sich für unterschiedliche Modelle nicht vergleichen lassen. Unter dem gleichen Modell hingegen ist eine Vergleichbarkeit gegeben. Dies liegt an den unterschiedlichen V/F-Kurven, die zu jedem Prozessor hinterlegt sind. Ein Core i9-13900K mit einem SP von 110 ist somit nicht genauso gut wie ein Core i9-13900KS mit einem SP von 110.
Das manuelle Overclocking
Die Kühlung ist für ein Overclocking wichtig. Für die Standard-Benchmarks haben wir einen be quiet! Dark Rock Pro 4 verwendet, sind testweise aber auch auf einen Noctua NH-D15 gewechselt. Doch wenig überraschend ist ein solcher Luftkühler kaum in der Lage, die enorme Abwärme auf der kleinen Fläche des Heatspreaders vernünftig abzuführen – mit offenen Power-Limits und einem Spitzenverbrauch von 320 bis 350 W schon gar nicht. Auf 200 bis 250 W limitiert nähert man sich dann einer Grenze an, die sich mit einem guten Luftkühler bewerkstelligen lässt.
Für ein Overclocking des Core i9-13900KS wollten wir dessen Potential aber bestmöglich nutzen und haben daher auf eine Wasserkühlung umgestellt. Zum Einsatz kam ein EK-Quantum Velocity² D-RGB - 1700. Die Abwärme wurde mittels eines 360-mm-Radiators an die Umgebung abgegeben.
An weiterer Hardware zum Einsatz gekommen ist ein ASUS ROG Maximus Z790 Apex sowie als Speicher der G.Skill Trident Z5 RGB DDR5-7200 CL34-45-45-115 (Test). Die BIOS-Version war die zum Testzeitpunk aktuelle 0812. Zudem haben wir anstatt des von Intel vorgesehenen ILM auf den Thermal Grizzly CPU Contact Frame (Test) gesetzt.
Die Vorbereitungen bei der Hardware waren damit abgeschlossen. Also machten wir uns an die Software und hier nehmen wir alle Einstellungen im BIOS vor.
Um den Speicher auf das XMP-Profil zu bringen, bedarf es nicht viel. Wir haben das entsprechende Profil ausgewählt und uns die Option offen gehalten, den Takt des Speichers bei gleichen Timings später noch etwas nach oben zu schrauben. Für das Overclocking des Prozessors zunächst wichtig ist es, alle Limits zu entfernen. Bei ASUS findet sich diese Option unter "ASUS MultiCore Enhancement".
Danach kann man eigentlich schon beginnen den Takt der Performance-Kerne anzupassen. Hier spielt auch eine gewisse Erfahrung eine Rolle und anhand vieler bereits veröffentlichter Ergebnisse im Netz haben wir uns herangetastet. Zunächst aber wird die "Performance Core Ratio" auf "By Core Usage" gestellt. Abhängig von der Anzahl der Kerne unter Last wird hier ein Multiplikator festgelegt. Für einen bis vier Kerne sind wir bei einem Multiplikator von 62 gelandet, für fünf bis acht Kerne bei 57. Für eine Last auf einem bis vier Kerne sollten wir also auf 6,2 GHz kommen, für fünf bis acht Kerne auf 5,7 GHz. Wie in den Screenshots zu sehen ist, haben wir es für fünf bis acht Kerne auch mit bis zu 6 GHz versucht, sind daran aber gescheitert.
Im "Extreme Tweaker"-Untermenü haben wir zudem den maximalen Multiplikator für jeden einzelnen Kern festgelegt. An dieser Stelle haben wir aus Erfahrungsberichten und eigenen Versuchen die entsprechende Werte von 62 bis 61 im Multiplikator für die einzelnen Kerne festgelegt.
Auch die Efficiency-Kerne wollten wir etwas übertakten und haben daher die "Efficient Core Ratio" auf "Sync All Cores" auf einen Multiplikator von 45 gesetzt, so dass die E-Kerne bei 4,5 GHz arbeiten sollten.
Um bei AVX-Lasten nicht in Probleme zu laufen, haben wir einen entsprechenden Offset eingestellt. Das "AVX2 Ratio Offset to per-core Ratio Limit" wird auf "User Specify" gestellt und dann unter "AVX2 Ratio Offset" ein Wert von "5" eingetragen. Unter einer AVX-Last takten die Kerne nun um einen um den Faktor fünf geringeren Multiplikator.
Im "DIGI+ VRM" Untermenü muss noch die Load-line Calibration angepasst werden. Damit soll der Spannungsabfall unter Last angepasst werden. Ein Überschwingen im Lastwechsel wird somit minimiert. Empfohlen wird hier eine "CPU Load-line Calibration" auf Level 4, wir wählen aber ein Level 6, um unter Volllast Szenarien immer ein leichtes Undervolting vorliegen zu haben.
Weiterhin bei den Spannungen wichtig ist es die "Global Core SVID Voltage" auf den "Adaptive Mode" umzustellen. Dies ermöglicht es uns die höchste Spannung auf der V/F-Kurve anzupassen. Die weiteren Spannungspunkte zu den entsprechenden Multiplikatoren werden interpoliert. Die entsprechende "Additional Turbo Mode CPU Core Voltage" haben wir mit 1,435 V gewählt.
Möchte man nun auch noch den DDR5-Speicher etwas übertaktet bietet es sich an den "High DRAM Voltage Mode" noch zu aktivieren. Damit lassen sich wesentlich höhere Spannungen an den Speicher anlegen. Das von uns gewählte G.Skill-Kit arbeitet bereits mit 1,4 V für DDR5-7200, wir wollten aber noch etwas höher gehen und haben daher 1,45 V eingestellt, um bei identischen Timings auf 7.600 MT/s gehen zu können.
Schlussendlich haben wir die 6,2 GHz auf einzelnen Kernen problemlos erreicht. Die Abwärme ist und bleibt ein großes Problem, wenn man mehr als nur vier Kerne mit einem deutlich höheren Takt betreiben möchte. In der hier gezeigten Form haben wir den Core i9-13900KS aber ebenfalls durch die Benchmarks geschickt.