Testergebnisse zur Nutzung von cTDP auf einem Ryzen 2700X

[Nixdorf]

In meinem letzten Post schlug ich vor, aktuelle Prozessoren auf maximale Effizienz (Performance pro Watt) hin zu optimieren, weil sowohl AMD als auch Intel aktuell nichts liefern, dass wirklich Leistung im Sweetspot liefert. Bei Intel verbraucht der i7-8700 dreist genauso viel wie der 8700K, wenn man ihn nicht zähmt. Und bei AMD ist der R7-2700 zwar effizient, aber er hat einen merkwürdigen "Boost-Knick".

Leider lief in dem Post die Diskussion völlig aus dem Ruder, und anstatt kosntruktive Beiträge zu liefern, wurde das Thema nur abgelehnt. Dann muss man halt selber recherchieren. Nun habe ich endlich einige Ergebnisse gefunden, die zeigen, dass solche Anpassungen auf jeden Fall möglich sind. In einem estischen Forum hat jemand die cTDP-Funktion mit seinem 2700X getestet. Leider wurden nur sehr niedrige TDPs geprüft, aber einige Punkte sind damit nun klar:

• Die Nutzung von cTDP ist auf normalen AMD-Ryzen-CPUs möglich, und nicht nur bei den APUs, wo dies als Feature in der Spezifikation steht.
• Der Prozessor wird damit nicht auf einen festen Takt gezwungen, sondern es erfolgt eine Anpassung des Boost-Verhaltens.
• Eine Übertaktung ist per cTDP nicht möglich. Setzt man den Wert auf 200W, so erhält man das Standardverhalten der CPU ab Werk. Damit kann man wahrscheinlich einem R7-2700 den Boost-Knick nicht austreiben.
• Der Stromverbrauch "an der Wand", also extern per Stromverbrauchs-Messgerät gemessen, passt tatsächlich zum eingetragenen Wert.

Die Tests wurden mit einem 2700X auf einem ASRock AB350M Pro4 (jepp, ein popeliges B350-Board aus der ersten Ryzen-Generation) durchgeführt. Es gibt diese Ergebnisse:

• Bei einer cTDP von 65W sinkt der All-Core-Turbo auf 3150 MHz des Single-Core-Boost liefert weiterhin 4300-4350 MHz. Der Umstand, dass ein R7-2700 einen Basistakt von 3200 MHz, passt genau dazu. Ab Werk liefert ein R7-2700 allerdings im Test von TechPowerUp einen All-Core-Turbo von etwas über 3400 MHz, verbraucht dann aber auch bis zu 93W mehr als im Idle in deren Test.
• cTDP 45W: All-Core-Turbo 2500-2600Mhz, Single-Core-Turbo 4050-4200Mhz. CineBench R15 1143/161 (nT/1T).
• cTDP 35W: All-Core-Turbo 1700-1750Mhz, Single-Core-Turbo 4100-4200Mhz (!). CineBench R15 810/160.
• cTDP 25W: All-Core-Turbo 1000-1100Mhz, Single-Core-Turbo 4100-4200Mhz (!!). CineBench R15 438/161.
• cTDP 15W: All-Core-Turbo 550Mhz, Single-Core-Turbo 2950-3000Mhz. CineBench R15 246/101.

Man kann dem noch weitere Informationen entnehmen:

• Die Funktion ist völlig problemlos nutzbar, und zwar auch mit augenscheinlich absurd niedrigen Werten. Der Prozessor scheint sich per SenseMI an die Vorgabe anzupassen. Es kann natürlich sein, dass ein per Binning vorselektierter R7-2700 bei 65W einen besseren Takt auf 65W ermöglicht, aber es ist mitnichten so, dass ein R7-2700X nicht ebenfalls auf so niedrigen Einstellungen laufen kann.
• Der Single-Core-Boost wird bei 65W auf dem bekannt hohen Wert gehalten, und er bleibt sogar bis auf 25W runter noch auf Werten, die der R7-1800X regulär erreicht. Damit opfert man also die Single-Core-Performance nicht, wenn man die Funktion nutzt. Das war auch so zu erwarten, denn ein einzelner aktiver Kern hat natürlich auch bei niedriger TDP noch genug Luft. Im Test von AnandTech wurde gemssen, dass bei maximal 2 aktiven Threads der aktive Kern 23,16 Watt verbrauchtm und alle zusammen 24,04 Watt. Dazu kommt dann noch der Off-Core-Verbrauch. Insgesamt erscheinen die Zahlen somit plausibel.
• Erst bei weniger als 25W sinkt der Single-Core-Turbo dann noch weiter ab, und der Takt geht derart weit runter wie es eigentlich kein Ryzen offen sichtbar tut. Dennoch funktioniert das problemlos.

Nun liefern diese Messwerte keine Informationen für den Bereich, der für mich interessant ist. Mich würde interessieren, was bei einem 2700X hinsichtlich realem Verbrauch, Taktrate und CineBench-Performance passiert, wenn man dort zum Beispiel in 15W-Schritten von 125W bis 65W geht. Aber diese Informationen dürften für alle HTPC-Bauer interessant sein, die vielleicht einen Ryzen 1400 oder eine andere, günstige Ryzen-CPU bei geringer Wärmeentwicklung betreiben wollen. Es geht!

 

[xxMuahdibxx]

Find ich gut solche Erkenntnisse ... gerade wenn man Bedenkt rund 23 Watt pro Kern merkt man das sich in den letzten Jahren nicht viel Getan hat in dieser Richtung.

4 Kern CPU´s von damals ( i5 2500 rum )hatten auch eine TDP von 65W bis 81 Watt ... ergo durch die bessere Fertigung dreht Intel einfach ein wenig an der Tacktschraube und gut ist... der Verbrauch an für sich ist egal geworden.

AMD hingegen ist wenigstens so Aktiv gewesen eine Ansprechende Mehrleistung auf den Consumer Markt zu werfen wegen den vielen Kernen.

Positiv für mich ein 6 Jahre altes System rennt immer noch schnell genug wenn man nicht alles auf Ultimo betreiben will ...
Negativ für uns alle die Entwicklung stagniert eigentlich.

 

[Nixdorf]

Find ich gut solche Erkenntnisse ... gerade wenn man Bedenkt rund 23 Watt pro Kern merkt man das sich in den letzten Jahren nicht viel Getan hat in dieser Richtung.

Es hat sich durchaus etwas getan. Bei 16 Threads und somit 8 aktiven Kernen sinkt der Takt, und dann sind es unter 11 Watt pro Kern. AnandTech nennt dazu leider den Takt nicht, aber er muss bei mindestens 3,7 GHz liegen. Damit ergäben sich 44W für 4 Kerne, bei 3,7 GHz, mit der IPC von Broadwell. Der i5-2500K liegt ab Werk bei 3,4 GHz All-Core-Turbo und verbraucht ab Werk bis zu 74 Watt. Man muss aber aufpassen mit diesen Zahlen, denn AnandTech addiert da nur die Angaben für die Kerne, das ist weniger als der Gesamtverbrauch des Prozessors.

Daher anders betrachtet: Im Kaby-Lake-Test ist der i5-2500K mit dabei. Dort liefert er 458 Punkte im CB15, bei 55W gemessener Idle-Last-Differenz. Das sind 8,33 Punkte pro Watt. Der R7-2700 liefert 1526 Punkte bei 78W. Das sind 19,56 Punkte pro Watt, was eine 2,35 mal so hohe Effizienz bedeutet. Der R7-2700X (1790 bei 147 Watt) erreicht 12,18 Punkte pro Watt, was klar zeigt, wie deutlich die letzten paar hundert MHz mehr die Effizienz senken.

Mein "Wunschprozessor" wäre etwas zwischen dem R7-2700 und dem R7-2700X, und vor allem ohne den Boost-Knick. Ergebnisse mit einem R7-2700X bei einer cTDP von 95W würden mich daher brennend interessieren.

 

[IronAngel]

irgendwie verstehe ich deinen Fragen nicht richtig, was für ein Boost Knick meinst du ? Der Single Core Turbo dürfte nur sekunden Anliegen, weil er sonst die TDP sprengen würde. Ist auch logisch, Stock gibt das Mainboard 1.3 v auf die CPU.

Mit cTDP meinst du eine variable TDP die man im UEFI einstellen kann ? Sowas hat mein Board leider nicht, oder ich weiß die Bezeichnung von den Unterpunkt nicht.

Für Sweetspot Modelle gibt es bei AMD E Versionen und bei Intel T Versionen. Aber ja der Ryzen 1700 - 2700 ist schon nah dran, nur undervoltet spart man nochmal etwas mehr energie oder kann den Takt höher Treiben.

Natürlich ist der r7 1700 - 2700 effizienter als eine von Haus aus übertakte CPU aller 2700x. Z.b hat ein R7 1700 für 3200 MHZ eine höhere Leistungsaufnahme von ca 10 %, bei 7 % mehr Takt verglichen mit nur 3000 MHZ unter Vollast Cinebench. Da sieht man schonmal das der Sweetspot bei 3000 - 3200 MHZ liegen dürfte. Ein r7 2700 dürfte einfach bei selben Stromverbrauch 200 - 300 MHZ schaffen, bzw sollte der Sweetspot höher liegen, wegen der besseren Fertigung.

 

[xxMuahdibxx]

ok stimmt wenn du das so schreibst.

Aber ehrlich Cinebench was dann wieder alle Befehle benutzt ist doch nicht der Alltag.

Damit geht die Effizens wieder etwas runter... da der 2500k ja nicht alle Befehle ausführen kann

 

[Nixdorf]

irgendwie verstehe ich deinen Fragen nicht richtig, was für ein Boost Knick meinst du ? Der Single Core Turbo dürfte nur sekunden Anliegen, weil er sonst die TDP sprengen würde. Ist auch logisch, Stock gibt das Mainboard 1.3 v auf die CPU.

In den Tests von TechPowerUp wird seit kurzem das Boostverhalten von Ryzen-CPUs untersucht, abhängig von der Zahl der Threads, die eine Anwendung belastet. Im Test zum R7-2700 gibt es dabei einen starken Abfall des Takts bei mehr als 4 aktiven Threads. Diese Stufe nenne ich "Boost-Knick". Im Test zum R5-2600 gibt es diesen nicht. Das sorgt dafür, dass es Anwendungen gibt, in denen der R5-2600 schneller als der R7-2700 ist, ohne dass ich dafür einen sinnvollen Grund erkennen kann. Es ist klar, dass die Kurve beim 2700 steiler sinken muss, weil er insgesamt mehr Kerne hat, aber diese Stufe ergibt keinen Sinn.

Dieses Verhalten widerspricht auch der Aussage von AMD, dass Precision Boost 2 aggressiver agiert, und für eine gleichmäßige Boost-Kurve sorgt. Das Fehlen von XFR2 bei den Non-X-Modellen kann eigentlich nicht der Grund für diesen Knick sein, denn XFR2 ist nur dafür da, den Takt über die Boostkurve hin anzuheben. Beim R7-2700 sollte die Kurve eigentlich ähnlich dem R7-2700X aussehen, allerdings im Bereich 4,1..3,2 GHz statt 4,3..3,7 GHz.

Mit cTDP meinst du eine variable TDP die man im UEFI einstellen kann ? Sowas hat mein Board leider nicht, oder ich weiß die Bezeichnung von den Unterpunkt nicht.

Auf ASRock-Boards ist es tief in den Optionen versteckt:
Advanced -> AMD CBS -> NBIO Common Options -> cTDP control

Sweetspot Modelle [...]

Ich vermute auch, dass die von TechPowerUp gemessenen 3,4 GHz schon so ziemlich den Sweetspot darstellen. Immerhin liefert ja AMD im Gegensatz zu Intel eine Non-X-CPU, die den Namen auch verdient. Man muss auch aufpassen, denn für "Sweetspot" gibt es mehrere Deutungen. Zum einen kann man damit den Punkt maximaler Effizienz bezeichnen. Bei Overclockern wird damit aber auch der Punkt bezeichnet, bis zu dem man den Takt anheben kann, ohne die Spannung anheben zu müssen. Wahlweise kann man Spannungserhöhungen auch erlauben und dann ist damit etwas schwammig der Punkt gemeint, ab dem der ansteigende Verbrauch sich nicht mehr sinnvoll in ansteigender Performance niederschlägt.

Meiner Meinung nach geht der R7-2700X von ganz alleine über diesen Punkt hinaus, wenn man ihn mit "zu guter Kühlung" bestückt. Das möchte ich gerne unterbinden. Dummerweise kann man aber XFR2 meiner Kenntnis nach nicht unabhängig von PB2 deaktivieren, denn im UEFI wird beides mit CPB (Core Performance Boost) gemeinsam an- und abgeschaltet. Das Fixieren per cTDP scheint hier eine Lösung zu sein. Alternativ kann man wahrscheinlich auch noch weiter in den erweiterten Optionen versteckt die XFR2-Rahmenparameter PPT/TDC/EDC anpassen.

Ergänzung (10. Juli 2018)

Aber ehrlich Cinebench was dann wieder alle Befehle benutzt ist doch nicht der Alltag.

Auch CineBench benutzt nicht alle Befehle. Als Test für AVX-Befehle ist es zum Beispiel nicht gut geeignet. Aber CineBench lässt sich schnell ausführen, es liefert halbwegs stabil reproduzierbare Resultate und es ist so, dass sich die Performanceunterschiede vieler anderer, realer Anwendungen zwischen verschiedenen CPUs recht brauchbar mit den CineBench-Resultaten der CPUs abschätzen lassen. Das gilt zum Beispiel nicht für den CPU-Z-Benchmark. Und ehrlich gesagt, natürlich kann man CPUs besser vergleichen, wenn man einen umfangreiche Testparcours aufstellt. Aber so etwas kann nicht mal eben jeder zuhause in ein paar Minuten machen, damit man was zum diskutieren hat.

 

[IronAngel]

Entweder ist dieser " Boost Knick " so gewollt oder es gibt noch Bugs im UEFI. Für sieht es so aus, als ob das Mainboard die CPU wie ein Ryzen 1 behandelt, anders lässt sich das Boost verhalten nicht erklären. WIegesagt für mich sieht das ganz klar nach einen Bug von Mainboard aus. Habe leider keinen Ryzen+, sonst würde ich das selber testen.

TDP ist nicht gleich Stromverbrauch, das bitte nicht vergessen. Intel und AMD legen die TDP auch unterschiedlich aus.

Leider kann ich dir mit der CTDP oder XFR2 nicht weiterhelfen, habe ja nur einen Ryzen 1, von daher gibt es diese Einstellungsmöglichkeiten auch bei mir nicht. Wenn du die CPU effizient betreiben willst, dann geht das ganz einfach. Schalte Core Performance Boost aus. Wähle Multiplikator von 32-36 und gibt der CPU ein Offset von - 50 - 100 MV. Dann sollte unter Last der Takt bei 3200 - 3600 MHZ liegen und durch das undervolten sollte es relativ effizient sein.

Ich gehe von aus das Der R7 2700x ganz klar an die TDP hält, AVX Anwendungen vielleicht mal ausnehmen. Ich meine das auch gelesen zu haben.

Ich halte von den Boost Verhalten sowieso nichts, ich mags lieber wenn der Takt da ist oder eben nicht. Mag sein das man mit einen agressiven Boost Verhalten etwas mehr Leistung herausholt, aber dadurch sinkt die Effizienz mehr oder weniger.

Nur in Cinebench kann man die Effizienz vernünftig testen, weil nur da die CPU maximal ausgelastet ist. Bzw eventuell Video encoden würde noch gehen, sofern das Programm die CPU auch anständig auslasten. Bei Teillast spielt oft keine Rolle ob man undervoltet oder eben nicht.

 

[Nixdorf]

TDP ist nicht gleich Stromverbrauch, das bitte nicht vergessen. Intel und AMD legen die TDP auch unterschiedlich aus.

Das ist klar. Allerdings beeinflusst das Limitieren der thermischen Wärmeabgabe natürlich in erster Linie den Stromverbrauch.

Leider kann ich dir mit der CTDP oder XFR2 nicht weiterhelfen, habe ja nur einen Ryzen 1, von daher gibt es diese Einstellungsmöglichkeiten auch bei mir nicht. Wenn du die CPU effizient betreiben willst, dann geht das ganz einfach. Schalte Core Performance Boost aus. Wähle Multiplikator von 32-36 und gibt der CPU ein Offset von - 50 - 100 MV. Dann sollte unter Last der Takt bei 3200 - 3600 MHZ liegen und durch das undervolten sollte es relativ effizient sein.

Erstmal danke, dass überhaupt konstruktives Feedback kommt. Das Einstellen eines festen Multiplikators ist aus mehreren Gründen nicht optimal. Zum einen limitiert man damit den Takt bei wenig aktiven Threads unnötig. Zum anderen werden bei festem Multiplikator verschiedene Stromsparfunktionen für den Idle-Betrieb ausgeschaltet. Am Ende bringt es für die Stromrechnung wenig, wenn man unter Last 40W spart und dafür im Idle 4W mehr verbraucht. Aber klar, ausprobieren kann man auch solche Maßnahmen immer.

Ich gehe von aus das Der R7 2700x ganz klar an die TDP hält, AVX Anwendungen vielleicht mal ausnehmen. Ich meine das auch gelesen zu haben.

Die Definition von XFR2 ist, dass es die CPU automatisch übertaktet, falls der Prozessor dennoch innerhalb bestimmter Rahmenparameter bleibt. Dies sind PPT (Package Power Tracking, beim 2700X sind es 141.75W), TDC (Thermal Design Current, 95A) und EDC (Electrical Design Current, 140A), die ebenfalls im UEFI gesetzt werden können. Dazu kommt noch der fest eingestellte Wert von 85°C für tJMax. Der Prozessor wertet fortlaufend alle seine Sensordaten aus und erhöht automatisch den Takt und somit den Verbrauch auch über die TDP hinaus, solange alle diese Limits eingehalten werden.

Das führt zum Beispiel dazu, dass der Boost beim Wechsel auf eine großzügig dimensionierte Wasserkühlung von ganz alleine um zum Beispiel 25 bis 50 MHz nach oben geht. Das bringt bei der Performance nur einen homöopathischen Zuwachs, aber beim Stromverbrauch sind ausgerechnet diese paar MHz richtig teuer.

Die TDP von 105W ist auch bei AMD nur eine Angabe dafür, welche Verlustleistung das Kühlsystem abführen können muss, um den Basistakt von 3,7 GHz zu garantieren. Schon der beim R7-2700X mitgelieferte Wraith Prism schafft 120W und ermöglicht es, den Takt auf gut 3,9 GHz statt 3,7 GHz zu halten, was dann aber auch zu mehr als den genannten 105W beim Stromverbrauch führt.

Bei ComputerBase wird zum Beispiel mit einem Noctua NH-U14S getestet, und der schafft auch 200W Verlustleistung. Zwischen Idle-Verbrauch und CineBench-Verbrauch liegen dann 147W. Geht man mal von 12W Verlustleistung im VRM aus und nimmt ansonsten an, dass beim Rechner die anderen Komponenten zwischen Idle und Last kaum unterschiedlich viel verbrauchen, so genehmigt sich die CPU dann immer noch über 130W, und die werden natürlich auch thermisch abgegeben.

Ich halte von den Boost Verhalten sowieso nichts, ich mags lieber wenn der Takt da ist oder eben nicht. Mag sein das man mit einen agressiven Boost Verhalten etwas mehr Leistung herausholt, aber dadurch sinkt die Effizienz mehr oder weniger.

Darüber kann man geteilter Meinung sein. Turbo bzw. Boost erlaubt es, Aufgaben, die wenig Threads nutzen, bei gleichbleibendem Gesamtverbrauch schneller zu bearbeiten. Das System ist dann schneller wieder Idle (Race to sleep) und in der Endabrechnung ist das oft sogar effizienter.

Nur in Cinebench kann man die Effizienz vernünftig testen, weil nur da die CPU maximal ausgelastet ist. Bzw eventuell Video encoden würde noch gehen, sofern das Programm die CPU auch anständig auslasten. Bei Teillast spielt oft keine Rolle ob man undervoltet oder eben nicht.

Na ja, oder wenn man real 3D-Rendering betreibt. Oder wenn es ein Continuous Integration Server ist, der in Endlosschleife Projekte kompiliert. Oder, oder, oder. Die Möglichkeiten, auch einen Achtkerner dauerhaft auszulasten, sind vielfältiger als man denkt.

 

[darkcrawler]

Mich würde interessieren, ob man OC und cTDP zusammen nutzen kann, nur sinnvoll bei kleineren ryzen wie 2700 und 2600, um die boost Takte bei SC last hoch zu treiben?

 

[IronAngel]

Das ist klar. Allerdings beeinflusst das Limitieren der thermischen Wärmeabgabe natürlich in erster Linie den Stromverbrauch.


Erstmal danke, dass überhaupt konstruktives Feedback kommt. Das Einstellen eines festen Multiplikators ist aus mehreren Gründen nicht optimal. Zum einen limitiert man damit den Takt bei wenig aktiven Threads unnötig. Zum anderen werden bei festem Multiplikator verschiedene Stromsparfunktionen für den Idle-Betrieb ausgeschaltet. Am Ende bringt es für die Stromrechnung wenig, wenn man unter Last 40W spart und dafür im Idle 4W mehr verbraucht. Aber klar, ausprobieren kann man auch solche Maßnahmen immer.

Das hängt stark von den verbauten Mainboard und der jeweiligen Bios Version ab. In meinen Fall ist der Stromverbrauch im Idle sogar genauso hoch wie wenn ich ihn Stock betreibe und mein Ram läuft mit 3000 MHZ, das liegt daran das der Ryzen sowieso Shadowstates nutzt, sofern alles aktiviert ist und man den Ausbalancierten Energiesparplan nutzt, nur dann übergibt das Betriebsystem die P States Verwaltung an die CPU bzw Hardware. Natürlich spielen die gewählten Einstellungen auch eine Rolle.

Ich bin ja schon 1 Jahr Ryzen Besitzer und kann Bände über die BIOS Updates sprechen. Im Prinzip wird immer 1 Bug gefixt und es kommt ein neuer hinzu.

Die Definition von XFR2 ist, dass es die CPU automatisch übertaktet, falls der Prozessor dennoch innerhalb bestimmter Rahmenparameter bleibt. Dies sind PPT (Package Power Tracking, beim 2700X sind es 141.75W), TDC (Thermal Design Current, 95A) und EDC (Electrical Design Current, 140A), die ebenfalls im UEFI gesetzt werden können. Dazu kommt noch der fest eingestellte Wert von 85°C für tJMax. Der Prozessor wertet fortlaufend alle seine Sensordaten aus und erhöht automatisch den Takt und somit den Verbrauch auch über die TDP hinaus, solange alle diese Limits eingehalten werden.

2 Worte: Temp Limit und TDP Limit. Nichts anderes ist das und ich finde es gut das neuere CPUs Stock schon alles rausholen was geht und man muss nur noch undervolten und gut ist. Der Takt wird solange erhöht bis die TDP erreicht wird, das ist richtig. Natürlich liegt dann eine X CPU nicht mehr im Sweetspot, dafür ist die CPU auch nicht da.

TDP ist nicht gleich Stromverbauch. Mehr muss man dazu nicht sagen. Somit erledigt das Thema mit der Kühlung, so ist das momentan nunmal von den CPU Herstellern vorgesehen.

Darüber kann man geteilter Meinung sein. Turbo bzw. Boost erlaubt es, Aufgaben, die wenig Threads nutzen, bei gleichbleibendem Gesamtverbrauch schneller zu bearbeiten. Das System ist dann schneller wieder Idle (Race to sleep) und in der Endabrechnung ist das oft sogar effizienter.

Wenn man das ganze auf 4 Threads herunterbrechen würde, dann würde das System mit höheren Takt schneller fertig werden. Aber d.h nicht das es Effizienter ist, das liegt daran das die Cores absolut nicht im Sweetspot Takten. Der Stromverbrauch ist sogar höher dadurch, so die Theorie jedenfalls.

Das hängt stark vom Turboverhalten ab, ob der Turbo nur ein paar Millisekunden mit übertriebenden Takt und Spannung greift oder ob er ständig anliegt. Ich errinner dich daran, das mehr Takt nicht automatisch mehr Leistung bedeutet. Das ist immer eine abfallende Kurve was die Effizienz betrifft, egal ob es eine CPU oder GPU ist. Nur wird das gut verschleiert bei Ryzen, weil der Teillast Verbrauch so niedrig ist und es erst richtig bemerkbar unter Volllast wird.

Aber klar am Ende wird es keine Rolle spielen, weil es einfach nicht auffällt.

Ich rede eher von Alltags Anwendungen die ich z.b so betreibe, Encoden, Streamen usw... Games zocken. Wobei die CPU natürlich niemals in Games voll ausgelastet werden kann, bzw nur schwer. Ich denke mal in Photoshop oder so limitiert eher die Software, als die Hardware. Viel Software ist ja auch nicht für Ryzen oder allgemeines Multicore compiled, das wird noch kommen erst.

 

[Nixdorf]

TDP ist nicht gleich Stromverbauch. Mehr muss man dazu nicht sagen.

Na offenbar ja doch. Das TDP und Stromvergleich nicht das gleiche sind, heißt nicht, dass sie nichts miteinander zu tun haben.

Zum einen bedingt der reale Stromverbrauch die TDP. Der Stromverbrauch in Watt ergibt bei Dauerlast die abgegebene thermische Verlustleistung, ebenfalls in Watt. Wenn der Prozessor dauerhaft 140W verbraucht, und das tut ein R7-2700X bei Last auf allen 8 Kernen und etwa 4 GHz, dann gibt er auch 140W an thermischer Verlustleistung ab. Wenn man den dann so betreiben will, dann ist die TDP für dieses System nicht 105W, sondern 140W. Entweder, man baut ein Kühlsystem für 140W auf die CPU, oder sie wird diese Frequenz nicht halten und niedriger takten.

Und zum anderen bedingt die TDP bei den modernen CPUs auch den Stromverbrauch. Baut man ein Kühlsystem für 105W auf den Prozessor mit 105W, dann erkennen die Sensoren im Prozessor am Erreichen des thermischen Limits, dass der Takt nicht weiter rauf kann. Ein R7-2700X wird dann bei dauerhafter Last nur mit 3,7 GHz auf allen Kernen takten (der spezifizierte Basistakt für die TDP von 105W). Leichte Abweichungen von diesem Takt nach oben sind dann durch die Qualität des jeweiligen Dies bedingt.

Gerade der zweite Weg, also den Stromverbrauch über die Dimensionierung des Kühlsystems zu definieren, funktioniert allerdings nicht immer sauber. Beim i7-8700 ignoriert die CPU ab Werk auf Retail-Mainboards die TDP und taktet so hoch, dass die thermische TDP-Vorgabe elektrich überschritten wird. Das Kühlsystem wird überfordert und die CPU gerät in die thermische Drosselung. Erst, wenn man im UEFI die TDP einträgt und so der CPU mitteilt "Du, ich hab da nur einen 73W-Kühler drauf, also ist bei 73W bitte auch Schluss", dann funktioniert sie innerhalb ihrer Werksparameter. Man kann natürlich auch den üblichen Towerkühler drauf packen, der mühelos 140W abführen kann, und im UEFI nichts anpassen. Dann wird aus der CPU mit 65W TDP eine, die 100W oder auch 120W verbraucht und ergo diese auch thermisch abgibt.

Beim R7-2700X geht das so weit, dass der einfach grundsätzlich alles an Kühlsystem auszureizen versucht, was man drauf schraubt. Solange alle thermischen Sensoren unter den 85°C bleiben und so lange die Ströme innerhalb der entsprechenden Grenzen bleiben, gibt er weiter Gas. Offenbar kann SenseMI sich besser an eine externe thermische Vorgabe anpassen, als es bei Intel der Fall ist. Der reale elektrische Verbrauch wird nicht durch die TDP bedingt, sondern durch PPT/TDC/EDC. Im Test von ComputerBase führt das dann zu bis zu 161W Stromverbrauch und somit auch zu 161W thermischer Abgabe. Der verbaute Noctua hat da noch Luft, denn die Temperatur ist dann erst bei 65°C. Das Board hat ein dickes VRM, womit die Ströme nicht am realen Limit sind. Wahrscheinlich geht zuerst EDC ans im UEFI definierte Limit von 95A. Und das ist alles faktisch noch kein Overclocking, denn das macht der ab Werk und von ganz alleine.

Overclocking wird es erst, wenn man an den Limits herum bastelt. Die Limits kann man durch das noch immer nicht offiziell verfügbare, aber in einigen UEFIs schon nutzbare Precision Boost Override aufheben. Dann geht der Verbrauch noch weiter rauf, die Multi-Core-Boost-Werte nähern sich dann immer weiter dem Single-Core-Boost-Maximum von 4,35 GHz an, und in dem Fall wir wahrscheinlich das thermische Limit an irgendeinem der internen Sensoren zuerst am Limit landen. Und ASUS hat dann ja sogar noch rausgehauen, dass man mit Basis-Takt-Anhebung auf etwas mehr als 103 MHz den Single-Core-Boost sogar bis auf etwa 4,5 GHz zwingen kann, wenn die CPU ein Silicon-Lottery-Volltreffer ist. Dann reden wir aber über mehr als 200W Verbrauch.

Ergänzung (11. Juli 2018)

Mich würde interessieren, ob man OC und cTDP zusammen nutzen kann, nur sinnvoll bei kleineren ryzen wie 2700 und 2600, um die boost Takte bei SC last hoch zu treiben?

Wenn klassisches OC mit Festsetzen des Multiplikators genutzt wird, dann wird der gesamte Precision Boost Kram im Prozessor deaktiviert. Es gibt keine dynamischen Takte mehr, außer bei komplettem Idle, und dann kann es wegen Shadow States sogar sein, dass man vom gesenkten Takt in Windows gar nichts sieht. Das macht das Teil in so kurzen Zeitintervallen, dass man es nur mit angeschlossenem Stromverbrauchs-Messgerät sehen kann.

Zur cTDP in diesem Anwendungsfall kann ich nur die Kristallkugel bemühen. Genaueres kann nur jemand liefern, der es ausprobiert. Da man bei dieser Technik dem Prozessor das dynamische Anpassen der Takte quasi verbietet, vermute ich, dass auch die cTDP entweder gar nicht funktioniert oder sogar zu nachteiligen Effekten ähnlich thermischer Drosselung führt, wo der Takt im PWM-Stil ständig zwischen dem festgelegten Takt und einem sehr niedrigen Temperatur-Schutztakt hin und her hüpft, obwohl eigentlich gar kein thermisches Problem vorhanden ist.

Mehr Erfolg könnte es bringen, wenn man das OC mit P-States oder durch Anpassung der PPT/TDC/EDC-Parameter umsetzt. Dann kann man eventuell den Single-Core-Boost anheben und durch Einstellen einer cTDP eine steiler abfallende Boostkurve erzwingen, die bei Last auf mehr Kernen den Verbrauch senkt.

 

[slumpie]

Ich habe einen 2700X und kann auch cTDP setzen, die Taktraten bei Cinebench könnte ich überprüfen.
Sollte das auf XFR beschränkt sein, wie sieht es mit Precision Boost aus? An oder aus?

 

[Nixdorf]

Erstmal: Super, dass jemand testen will. Danke!

• Precision Boost 2 soll natürlich aktiviert bleiben, denn sonst läuft die CPU ja stur auf ihrem Basistakt.
• XFR2 kann auch aktiv bleiben, allerdings ist das eine interessante Frage. Ich glaube nämlich, dass das gar nicht getrennt von Precision Boost 2 deaktiviert werden kann. Soviel ich weiß, gibt es im UEFI nur einen Schalter für beides, der auch noch "Core Performance Boost" heißt, weil es sonst nicht verwirrend genug ist. Falls man es doch separat abschalten kann, würde mich ein Hinweis dazu sehr freuen.

Ich schlage dann vor, jeweils die Ergebnisse für CineBench Single und Multi sowie die dabei anliegenden Taktraten (CPU-Z) zu ermitteln. Optimalerweise wären Verbrauchsmesswerte mit einem separaten Messgerät super, im Idle und bei beiden CineBench-Messungen. Und das dann:

• Zunächst alles wie gehabt lassen und keine cTDP einstellen.
• cTDP auf 120W (ein Wert oberhalb, als Kontrollgruppe)
• cTDP auf 105W (um zu sehen, wenn man es fest auf das zwingt, was die eigentliche TDP ist)
• cTDP auf 95W (das ist ein guter Zwischenwert auf dem Weg zum R7-2700)
• cTDP auf 80W (das liegt in etwa beim realen Maximalverbrauch vom R7-2700)
• cTDP auf 65W (das ist die TDP vom R7-2700, auch als Anknüpfpunkt für die estischen Messungen)

Weitere Werte darunter kann man machen, aber dazu hab ich ja schon aus dem estischen Forum Messwerte. Für mich am interessantesten sind die Werte bei 105 und 95 Watt, denn das ist der Bereich, den man sich eigentlich als Maximum von einem Mainstream-Topmodell erhofft. Es ist da spannend, wieviel vom Boost da noch übrig bleibt.

Fleißpunkte gibt es, falls zusätzlich noch ein Benchmark genommen wird, bei dem man die Zahl der aktiven Threads einstellen kann. Geht das beim CineBench? Prime95? Eventuell kann man auch im Taskmanager eine Teilmenge der Kerne manuell zuweisen. Jedenfalls könnte man dann Boost-Analyse-Diagramme wie bei TechPowerUp erstellen, aber dann geht die Zahl der Messpunkte schnell durch die Decke.

Und abschließend wäre es gut, einen der mittleren Werte (z.B. 95W) mal länger als nur ein paar Minuten aktiv zu lassen, und den Rechner wie gewohnt einige Zeit so zu benutzen. Dann bekommt man auch noch einen subjektiven Eindruck davon, ob es irgendwelche Probleme macht, oder ob der freiwillige Verzicht auf die letzten paar Megahertz womöglich gar nicht zu spüren ist.

 

[slumpie]

Ach so, ich meinte eigentlich Precision Boost Overdrive. Das lässt sich bei meinem Mainboard noch zusätzlich aktivieren.
Strommessgerät habe ich nicht. Ich kann nur mit Sicherheit sagen, dass die cTDP Einstellungen mit den in Programmen wie HWInfo angezeigten Werten jeweils sehr genau übereinstimmen.

 

[Nixdorf]

Precision Boost Overdrive würde ich hier nicht nutzen. Das ist nur noch ein zusätzlicher Parameter, der dann den Fokus auf das Feature cTDP verwässert. Bei den Strommessungen wäre es dann gut, jeweils Screenshots von HWInfo zu bekommen, weil es da ja einen Haufen unterschiedlicher Verbrauchsmesswerte gibt. Überhaupt wäre ein Overkill an Screenshots super.

 

[slumpie]

Ein paar Durchgänge hatte ich schon am laufen, an die Threadzahl jedoch gar nicht gedacht.
95W cTDP und Cinebench liefert das gleiche Resultat mit 8 und 16 Threads, Taktunterschied so um die 300 Mhz... vielleicht noch mehr mit SMT im BIOS abgeschaltet, mal sehen.

 

[Nixdorf]

SMT abschalten halte ich für einen schlechten Weg, um Lasten mit mittlerer Zahl aktiver Threads zu simulieren. Daher immer an lassen. Eine variable Zahl aktiver Threads bekommt man am besten per Task Manager hin.

 

[slumpie]

Cinebench hat die Option, beliebige Threadzahlen zu setzen.
SMT auf aus war zudem auch viel schlechter im Vergleich zum manuell gesetzten 8 Thread Durchlauf, wieso auch immer.

Ergänzung (11. Juli 2018)

Also Screenshots wird es vielleicht ein paar geben, aber nicht zu allen Durchläufen. Ich hatte einige cTDP Werte bei unterschiedlichen CPU und SOC Einstellungen am laufen, aber keine Screenshots gemacht. Das will ich jetzt nicht mehr alles erneut durchgehen.

Ich muss ausserdem gerade noch eine andere Arbeit erledigen, von daher werde ich die Ergebnisse wohl frühestens heute Abend haben, vielleicht auch erst morgen.

Noch eine Anmerkung:
Tiefe cTDP Durchläufe sind sehr stark von SOC Einstellungen abhängig. 25 W cTDP bei standardmässigen 0.925V SOC Spannung und 2933Mhz RAM liessen die CPU bei 1500Mhz durch Cinebench laufen. Bei 1.1V SOC und 3466Mhz RAM (angepasste Timings) quälte sich die CPU mit 750 - 800Mhz durch, das Cinebench Resultat skalierte fast perfekt mit nach unten.

 

[IronAngel]

Na offenbar ja doch. Das TDP und Stromvergleich nicht das gleiche sind, heißt nicht, dass sie nichts miteinander zu tun haben.

Zum einen bedingt der reale Stromverbrauch die TDP. Der Stromverbrauch in Watt ergibt bei Dauerlast die abgegebene thermische Verlustleistung, ebenfalls in Watt. Wenn der Prozessor dauerhaft 140W verbraucht, und das tut ein R7-2700X bei Last auf allen 8 Kernen und etwa 4 GHz, dann gibt er auch 140W an thermischer Verlustleistung ab. Wenn man den dann so betreiben will, dann ist die TDP für dieses System nicht 105W, sondern 140W. Entweder, man baut ein Kühlsystem für 140W auf die CPU, oder sie wird diese Frequenz nicht halten und niedriger takten.

Ich bleibe dabei die TDP ist nicht gleich Stromverbrauch. Sicher hast du irgendwo recht, das eine hohe TDP auch irgendwo einen hohen Stromverbauch zu Tage fördert. Aber wiegesagt die CPU Hersteller liegen die unterschiedlich aus und die verändern sich auch ständig. Hinzu kommt das auch der Mainboard Hersteller sie manchmal einfach ignoriert. Darauf kann man ein feuchten Furz geben.

oder wie willst du erklären das z.b ein Ryzen r 1700 unter Volllast ohne AVX locker die 65 Watt sprengen. Das sind eher 80 - 100 Watt.

Phenom 2 x4 955 BE genauso. 125 Watt tdp Stromverbrauch von 180 - 220 Watt unter Vollast.

Haswell Xeon e3-1230 v3 80 Watt tdp Stromverbrauch ca 100 Watt.

Wie man sieht halten sich die Hersteller seit Urzeiten entweder absolut nicht an die TDP oder man kann einfach keine 1:1 Rechnung vornehmen.

Ansonsten ist die Diskution nett und regt zum nachdenken an. Zum Thema Testen. Im Taskmanager kann man die Threadanzahl die ein Programm zur Verfügung hat festsetzen. Taskmanager / Details / Anwendung wählen und Cores festlegen. Aber gut Cinebench kann das auch so, also hat sich das erledigt.

Die Package Power + Soc Power sollte ungefähr der Reale Verbrauch sein, jedenfalls kann ich das anhand einen Strommessgerätes nachvollziehen.

 

[Nixdorf]

Wie man sieht halten sich die Hersteller seit Urzeiten entweder absolut nicht an die TDP ...

Exakt das. Es ist allerdings ein recht neues Problem. Der R7-1700X verbraucht bis zu 93W bei einer TDP von 95W. Passt. Der i7-7700K verbraucht bei einer TDP von 95W im CineBench 79W. Passt. Bei Prime mit AVX landet er bei 112W. Das wird aber oft als Last bezeichnet, die bei normaler Nutzung nicht auftritt. Eine leichte Überschreitung der TDP an der Steckdose ist hier sowieso möglich, denn der reale Verbrauch der CPU liegt zwar sogar etwas höher als die Idle-Last Differenz (weil der Verbrauch der CPU bei Idle nicht null ist), aber bei Volllast wird ein Teil der Differenz auch außerhalb der CPU verbraucht, zum Großteil in den VRM-Komponenten um den CPU-Sockel. Bei hohem Verbrauch von Mainstream-CPUs kann man daher Pi mal Daumen 10W-15W als "das ist gar nicht die CPU" abziehen. Da landet man dann bei etwa 97W selbst für die künstlich hohe Last. Das kann man als passt einordnen.

In den neuesten Generationen ist das dann Einhalten der TDP aber aus dem Fenster geflogen. Der Core i7-8700K verbraucht bis zu 144W bei einer TDP von 95W. Das kann man selbst bei 20W Abzug für den Rest des Boards nicht mehr gut reden. Nimmt man statt Prime95 CineBench oder Blender, so sind es noch 100-103 Watt. Das passt dann wiederum, so lange man Prime95 außen vor lässt. Der Prozessor ist also für seine 95W auf Kante genäht. Intel verlässt sich außerdem darauf, dass sowieso ein starker Kühler verbaut wird, weil ja keiner mitgeliefert wird. Dummerweise verbraucht der i7-8700 genau so viel, hat aber eine TDP von 65W. Das passt dann halt einfach nicht mehr. Entweder man geht ins UEFI und limitiert manuell, oder die TDP ist Augenwischerei.

Den Vogel schießt der R7-2700X ab, der schon nur mit CineBench 147W verbraucht, bei einer TDP von 105W. Allerdings ist dies wegen XFR2 ein Sonderfall. Die Definition von XFR2 ist "wenn der Prozessor eine sehr gute Kühllösung bemerkt, dann erhöht er von ganz alleine den Takt". Natürlich schreibt das AMD-Marketing da nicht rein, dass die TDP damit verletzt wird. Genau das ist aber die Aufgabe von XFR2: Kühlung für eine höhere TDP erkennen und dann die eigene TDP ignorieren. Da ist natürlich der daraus resultierende Leistungszuwachs toll, aber zum einen hat man sich vielleicht die tolle Kühlung geholt, damit alles schön kühl bleibt und nun wird es doch wieder ziemlich warm, und zum anderen kosten die letzten paar MHz Boost unnötig viel zusätzliche Watt.

Spätestens mit dem R7-2700X müsste man eigentlich bei den CPU-Tests zweimal messen, wie ich es hier in der Ergänzung erläutere.

Ergänzung (11. Juli 2018)

oder wie willst du erklären das z.b ein Ryzen r 1700 unter Volllast ohne AVX locker die 65 Watt sprengen. Das sind eher 80 - 100 Watt.

Das ist einer dieser auf Kante genähten Prozessoren. Unter CineBench misst ComputerBase 77W Idle-Last-Differenz. Zieht man 10W davon für das VRM und den Rest des Rechners ab, landet man bei 67W. Da würde ich sagen, das passt. Mit Prime95 werden 84W erzielt, da wird die TDP dann leicht überschritten, aber das ist eine künstlich hohe Last. AMD liefert aber auch ein Kühlsystem mit, welches deutlich mehr als die TDP von 65W abführen kann. Der R7-1700 geht thermisch völlig in Ordnung.

Ergänzung (11. Juli 2018)

Die Package Power + Soc Power sollte ungefähr der Reale Verbrauch sein, jedenfalls kann ich das anhand einen Strommessgerätes nachvollziehen.

Wie sind denn die Werte am Messgerät und für "Package Power + SOC" bei Idle und Last? Dann hat man mal ein Maß dafür, wieviel jeweils der Rest des Rechners braucht.

Ergänzung (11. Juli 2018)

Phenom 2 x4 955 BE genauso. 125 Watt tdp Stromverbrauch von 180 - 220 Watt unter Vollast.

Ich sehe bei ComputerBase eine Idle-Last-Differenz von 130W. Zieht man das VRM ab, werden die 125W eingehalten. Keine Ahnung, wo die 180-220W gemessen wurden.