Testergebnisse zur Nutzung von cTDP auf einem Ryzen 2700X

[hoxi]

Danke für die Hinweise. Die TDP Angaben der Hersteller entsprechen ohnehin nur Richtwerten, die an Angaben wie Spritverbrauch von Autos erinnern.
Ja, du hast sicher auch recht damit, dass der gemessene Leistungsverlust nicht immer der Wahrheit entspricht, aber das ist für meine Anforderungen auch nicht wirklich so wichtig. Bis ca. 18W (ich spreche von der cTDP) halten jedenfalls die meisten CPUs im SC mehr oder weniger ihre Performance, darunter brechen sie schon spürbar ein. Im MC muss man schon viel früher mit Verlusten rechnen, aber auch diese halten sich oft bis ca. 50% der ursprünglichen TDP Spezifikationen in Grenzen. Am Ende wird es wohl von vielen Faktoren abhängen, wo dieser Sweet Spot einer CPU liegt. Ich berichte am Ende auch gerne über meine Erfahrungen, damit vielleicht auch andere davon profitieren können. Zum Glück hast du mich wieder auf den Pfad der Vernunft gebracht, nachdem mich dieser Youtuber mit seinen Aussagen schon völlig verwirrt hat. Allerdings war ich ich in panik, da ich zu diesem Zeitpunkt schon eine 4650G bestellt hatte.

 

[Nixdorf]

Bis ca. 18W (ich spreche von der cTDP) halten jedenfalls die meisten CPUs im SC mehr oder weniger ihre Performance, darunter brechen sie schon spürbar ein.

Bei 18W cTDP sind es im AMD-Sprech bei Boost +35%, also 24,3W.

Ob das dann für volle SC-Performance reicht, hängt davon ab, wie hoch der Takt im SC sein soll, und was für eine Art von Prozessor man vor sich hat.

Beispiel: Bei einem 5800X liegt bei Last auf einem Kern laut Anandtech die Package Power schon bei bis zu 37 W:



Man kann da auch gut sehen, mit wie viel Verbrauch man bei welchem Takt in SC man etwa zu rechnen hat. Dazu nimmt man die 37W Package Power bei 4,825GHz und ersetzt die 17,3W des ersten Kerns durch den Wert bei einem anderen Takt. Bei 4,45GHz verbraucht die CPU dann ca. 33,8 W. Wie man sieht, sind da die 24,3W noch weit weg, und man hat bereits 7,8% Takt verloren.

Für den 5900X wird etwas besser gebinntes Silizium genutzt. Der schafft 4,475GHz auf einem Kern schon mit 12,9W. Hat man solch ein Die, so kann man 4,1 GHz bei 27,6W erreichen. Das ist dann immer noch über den 24,3W. Es zeigt sich also, dass mit einer cTDP von 18W bei einem Ryzen 5000 mit einem CCD der SC-Takt niedriger als 4,15GHz liegen dürfte. Eventuell sind es um die 4,0 GHz, aber dann hat man schon 17% Takt verloren. Das ist dann nicht mehr "mehr oder weniger die gleiche Performance".

Die APUs und auch die Ryzen bis Zen+ mit dem monolithische Die sind bei niedrigen Wattagen im Vorteil. Einen 2700X sehe ich im Idle schon mal bei 8W statt 12W. Diese 4W weniger Grundbedarf kommen dem ersten Kern bei SC-Lasten zugute. Daher schafft der mit etwa 35W immer noch seine ~4,2 GHz. Nimmt man da aber noch was weg, säuft auch hier der Takt recht flott ab.

Mal gucken, eventuell teste ich auch mal bei 25W und liefere dann Werte nach. Bin jetzt doch gespannt. Bisher hatte ich das nie gemessen, weil schon bei 45W der Leistungsverlust im MC mit -20% doch zu signifikant ist. Ich gehe aber davon aus, dass bei weniger als 35W auch der SC-Wert sofort erkennbar leidet.

Ein weiterer Punkt: In das Power Budget fließt auch der Speichercontroller mit ein. Dessen Strombedarf steigt mit höheren Speichertakten ebenfalls an. Bei einem festen, sehr niedrigen Power Limit können also auch schnelle Speichermodule den maximalen SC-Takt negativ beeinflussen.

Blick über den Tellerrand: Ein 10900K kommt für die 5,3 GHz mit 25W natürlich ebenfalls nicht mal ansatzweise hin.

Ergänzung (9. März 2021)

Um das nochmal auf deinen 4650G zu beziehen: Der wird nur deshalb wahrscheinlich bei 18W cTDP noch gut im SC aussehen, weil die Performance, die es zu behalten gilt, schon ab Werk nur bei 4,2 GHz liegt, und nicht etwa 500 MHz höher. Da wird das Thema gleich etwas entspannter.

 

[hoxi]

Also, zumindest bei meinem 2700X ist das der Fall:

cTDP: sysbench SC / MC
105W: 2097.55 / 16854.39
45W: 2058.42 / 16239.65
35W: 2029.11 / 15273.32
25W: 2033.68 / 13458.30
18W: 2028.61 / 11355.01
15W: 1805.98 / 9424.77

Bei diesem liegt der Sweet Spot meiner Meinung nach in der Nähe von 45W cTDP und er hält bis 18W cTDP im SC noch ganz gut mit.
Aber er ist natürlich auch kein 5800X...

Ergänzung (9. März 2021)

Abgesehen davon möchte ich ja auch den 5600X nehmen, der auch bei Anandtech als wesentlich genügsamer beschrieben wird. Aber ich werde am Ende ohnehin selbst feststellen müssen, was der 5600X in diesem Zusammenhang zu leisten vermag.

 

[Nixdorf]

Mit Sysbench habe ich keine Erfahrungen hinsichtlich der Kernauslastung. Soviel ich weiß, ist der CPU-Benchmark eine Primzahlenberechnung, was meiner Meinung nach nicht für eine komplette Auslastung der ALUs spricht. Ich empfehle wegen der guten Vergleichbarkeit Cinebench, da gibt es für R20 und R23 hier auf Computerbase auch ellenlange Tabellen mit Ergebnissen.

In deinen Daten fehlen auch Werte zur realen Package Power (HWiNFO) während der Tests, und optimalerweise auch primärseitige Messwerte von der Steckdose. Wenn das nicht gemessen wird, dann ist unklar, wieviel bei den Vorgaben von 25, 45 oder 105 Watt auch abgerufen wird.

Ergänzung (10. März 2021)

Abgesehen davon möchte ich ja auch den 5600X nehmen, der auch bei Anandtech als wesentlich genügsamer beschrieben wird.

Genügsam sind sie innerhalb ihrer Parameter alle. Ich hatte hier erst viel Text, fand dann aber eine Tabelle besser:

CPU	CB R20	Netz (W)	CB/W	Eco CB R20	Eco Netz (W)	Eco CB/W
5600X	4569	136	33,6	4323 (-5,4%)	125	34,6
5800X	6046	198	30,5	5643 (-6,7%)	150	37,6
5900X	8545	213	40,1	7659 (-10,4%)	150	51,1
5950X	10435	199	52,4	7982 (-23,5%)	148	53,9

Die Wattangaben sind für den gesamten Rechner im ComputerBase-Test, gemessen an der Steckdose. Die TDPs und Power Targets der Modelle sind ja bekannt.

Man sieht, dass die Modelle mit zwei Chiplets zwar mehr verbrauchen, aber auch viel effizienter sind. Bei diesen Modellen schränkt das Power Limit stärker ein, und daher laufen sie schon ab Werk näher am Sweet Spot. Insbesondere der 5950X verliert im Eco-Mode dann so viel Leistung, dass man den Eco-Mode bei diesem Modell eher nicht nutzen sollte.

Was den 5600X "genügsam" macht, ist letztendlich nur die 40W niedrigere TDP im Vergleich mit allen anderen Ryzen-5000-Modellen. Man sieht beim 5800X schön, wie eine hohe TDP in Kombination mit nur einem Chiplet für hohe Takte auf allen Kernen sorgt, was den Prozessor dann zum "Schluckspecht" in diesem Vergleich macht. Im Eco-Mode ist er dann dank zweier Kerne mehr dennoch effizienter als der 5600X.

 

[hoxi]

Natürlich läuft der 5600X aufgrund der niedrigeren TDP von vornherein schon viel näher am Sweet Spot. Der Eco-Betrieb verzehrt aber die Erkenntnisse in dieser Tabelle, weil nicht bei allen CPUs das Power Target um denselben Prozentsatz reduziert wurde. Der 5600X wurde auf ca. 92% (Systemgesamtverbrauch und nicht nur CPU) reduziert und ein 5800X auf ca. 75%. Und solange sich der CB/W Wert bei der Absenkung erhöht befindet sich eine CPU ohnehin noch oberhalb von ihrem Sweet Spot, der sich natürlich für SC und MC an einer anderen Stelle befindet.

Ich möchte dennoch noch einmal betonen, dass es mir bei meinem PC aber nicht unbedingt um den Betrieb beim Sweet Spot geht, sondern darum, einen möglichst leisen, aber dennoch leistungsfähigen PC zu haben. Da kann ich bei der MC-Leistung schon auf ein paar Prozent verzichten.

 

[hoxi]

Cinebench und HWINFO sind unter Linux leider nicht verfügbar, d.h. in dieser Hinsicht bin ich leider etwas limitiert.

 

[Nixdorf]

Der Eco-Betrieb verzehrt aber die Erkenntnisse in dieser Tabelle

Ich interpretiere es etwas anders. Die 5600X-Zeile kann man nur im Prinzip eins nach rechts schieben. Die hat den ersten Eco-Schritt schon ab Werk gehabt. Die zweite Spalte beim 5600X ragt eigentlich eins nach rechts aus der Tabelle raus.

Und solange sich der CB/W Wert bei der Absenkung erhöht befindet sich eine CPU ohnehin noch oberhalb von ihrem Sweet Spot

Ob sich bei einer CPU das Aktivieren des Eco-Modes bzw. eine manuelle Anpassung per cTDP lohnt, mache ich persönlich daran fest, ob der Effizienzgewinn größer als der Performanceverlust ist. Sowohl bei 5600X als auch bei 5950X ist man mit dem vordefinierten Schritt des Eco-Modes bereits im Bereich der "Diminishing Returns".

Subjektive Bewertung: Bei den vier CPUs ist der Eco-Mode

• beim 5800X sehr sinnvoll (großer Effizienzgewinn bei geringem Leistungsverlust),
• beim 5900X sinnvoll (großer Effizienzgewinn bei gerade spürbarem Leistungsverlust),
• beim 5600X nicht sinnvoll (weil der sinnvolle Eco-Mode schon aktiv ist und der noch vorhandene Schritt weniger Effizienzgewinn als Leistungsverlust bringt)
• und beim 5950X idiotisch (viel zu hoher Leistungsverlust).

sondern darum, einen möglichst leisen, aber dennoch leistungsfähigen PC zu haben

Man bekommt auch 142W lautlos, es erfordert nur einen hinreichend großen Kühler. Eine niedrige TDP braucht man unter diesem Gesichtspunkt nur dann, wenn eine sehr kompakte Gehäusegröße vorgegeben ist.

Die CPU verbringt normalerweise den Großteil der Zeit im Idle. Für den Normalnutzer, der die Maschine nicht 24/7 rechnen lässt, betrachte ich daher selbst die augenscheinliche Ineffizienz der Intel-200W-Monster als weniger dramatisch, als viele im Forum sie darstellen. Im Normalbetrieb und auch bei den meisten Spielen verhalten sich selbst diese CPUs noch akzeptabel effizient. Aus monetären Gründen braucht man also keine Optimierung. Zum Problem wird es eher bei den Enthusiasten, die den Prozessor doch deutlich häufiger mal so richtig unter Last bringen, und dann wegen der letzten paar Prozent an Performance plötzlich eine übertriebene Monsterkühlung brauchen, wenn es denn leise sein soll. Denen rufe ich dann immer entgegen, dass ein cleveres Einstellen der Power Limits sehr viel einfacher ist.

Übrigens ist der 5600X zwar sparsam, aber nicht kühl. Wer auf Ryzen 5000 wechselt, der muss hohe Temperaturen akzeptieren, denn AMD sieht höhere Temperaturen explizit vor. Man kann Hotspots bei der 7nm-Fertigung sowieso nur schwer verhindern, weil sie auf derart kleiner Fläche auftreten, dass man die entstehende Wärme auch mit sehr starken Kühlern da nicht gut weg bekommt. Die Lösung für ein leises System ist daher eine träge eingestellte Lüfterreglung beim Kühlsystem. Dass die hohen Temperaturen nicht zum Problem werden, darum kümmert sich AMDs SenseMI.

Cinebench und HWINFO sind unter Linux leider nicht verfügbar, d.h. in dieser Hinsicht bin ich leider etwas limitiert.

Der Cinebench läuft auch mit Wine oder in einer VM. Alternativ ist Blender auch für Linux verfügbar, und da nimmt man gerne den BMW aus den Demodateien als Benchmark. Für das Auslesen der Package Power gibt es eventuell eine andere Software. Und ein Energiekostenmessgerät ist ggf. unabhängig vom OS einsetzbar.

 

[hoxi]

Also, es ist ja nicht so, dass ich unter Linux keine Benchmark-Tools zur Verfügung hätte. Ich kann nur nicht die selben Tools wie unter Windows verwenden, um diese dann mit deinen Werten zu vergleichen. Ich halte aus verschiedenen Gründen auch nichts davon, z.B. Cinebench in einer VM laufen zu lassen. Für das Auslesen der Package Power habe ich tatsächlich noch kein gutes Tool unter Linux entdeckt, aber ehrlich gesagt auch noch nicht intensiv danach gesucht.

Der Eco-Betrieb interessiert mich eigentlich auch nicht. Mir ist es nur wichtig, dass ich die Wahl habe, die configurable TDP auf beliebige Werte einzustellen, um für mich einen passenden Kompromiss zwischen Leistung, Verbrauch und Abwärme zu finden. Dieser Kompromiss wird für viele, wohl aufgrund unterschiedlicher Bedürfnisse, an einer anderen Stelle liegen.

Welche Form der Kühlung und der damit verbundenen Lärmentwicklung als noch erträglich empfunden wird, ist subjektiv und sollte deshalb an dieser Stelle wirklich nicht zur Diskussion stehen.

Viele Reviews der 5000er Serie von Ryzen haben aufgezeigt, dass der 5600X eine der mit Abstand effizientesten CPUs derzeit auf dem Markt ist. Ich erspare mir jetzt Links und Hinweise, da diese Berichte ohnehin leicht zu finden sind. Für mich ist der Sweet Spot, bzw. der effizienteste Betrieb einer CPU ja auch jener, in dem die CPU mit möglichst wenig Energiebedarf die höchste Leistung erzielt (Leistung/Watt). Da ich aber auch nicht auf der Suche nach der effizientesten CPU bin, oder nach dem effizientesten Betrieb einer CPU, sondern nur meine persönlichen Bedürfnisse abgedeckt sehen möchte, die zugegeben auch nur subjektiv sind, würde mir diese Betrachtung auch nicht viel bringen.

 

[Nixdorf]

Also, es ist ja nicht so, dass ich unter Linux keine Benchmark-Tools zur Verfügung hätte.

Ich hatte auch kurz nach sysbench für Windows geguckt, aber da haben sie den offiziellen Support eingestellt. Ich werde mal gucken, ob es auf dem WSL2 läuft.

Ich halte aus verschiedenen Gründen auch nichts davon, z.B. Cinebench in einer VM laufen zu lassen.

Das ist verständlicherweise eine minderwertige Option, aber ich hatte auch den Laut WineHQ problemlos möglichen Betrieb mit Wine genannt, und da läuft die Software dann nativ. Ich rate übriges vom R23 ab, weil da zu sehr die Mischung aus CPU und Kühlsystem statt nur der CPU gemessen wird. Sowohl R20 als auch R15 sind weiterhin valide Benchmarks, weil der ältere deutlich flotter fertig wird und sich so gut eignet, um in kurzer Zeit ganze Tabellen zu bauen.

Für das Auslesen der Package Power habe ich tatsächlich noch kein gutes Tool unter Linux entdeckt

Misst du denn dann wenigstens an den Verbrauch am Netz? Oder notierst zumindest den anlegenden Maximaltakt? Ohne Gegenprüfung weißt man halt nicht, ob eine vorgegebene cTDP überhaupt greift. Die annähernd gleiche SC-Leistung bei 18W im Vergleich mit 45W auf dem 2700X halte ich jedenfalls für einen zwingend falschen Datenpunkt. Das kann mehrere Gründe haben. Entweder ist schon der 45W-Wert zu niedrig (z.B. weil schlecht gekühlt). Oder der Benchmark ist zu zaghaft und nutzt den einen Kern gar nicht voll aus. Oder aber das System geht gar nicht auf 18W runter, weil irgendwelche Minimal-Overrides greifen. Oder irgendwas anderes. Jedenfalls braucht ein 2700X mit einem voll belasteten Kern bis zu 35W. Geht man runter, sinkt der Takt, und man hat mit Sicherheit bei 18W nicht mehr 98% der Performance.

Welche Form der Kühlung und der damit verbundenen Lärmentwicklung als noch erträglich empfunden wird, ist subjektiv und sollte deshalb an dieser Stelle wirklich nicht zur Diskussion stehen.

Da bin ich bei dir. Allerdings kann man mit hinreichendem Aufwand auch 45W noch passiv kühlen. Ob das sinnvoll ist, steht dann wieder auf einem anderen Blatt. Ich muss mich jedenfalls anstrengen, um meinen CPU-Lüfter aus dem Gehäuse überhaupt raus zu hören.

Viele Reviews der 5000er Serie von Ryzen haben aufgezeigt, dass der 5600X eine der mit Abstand effizientesten CPUs derzeit auf dem Markt ist.

Mit Betonung auf "eine der". Je mehr Kerne am I/O-Die hängen, desto effizienter. Ansonsten greift im X86-Lager nichts die Ryzen 5000 an. Da muss man schon über den Tellerrand gucken zu sowas wie dem Apple M1. Aber da hängt man sich an den Vendor-Lock-In von Apple und das ist bei mir ein No-Go. Linux läuft ja auf den Kisten auch immer noch nicht sauber. Aber andere Optionen im ARM-Bereich erreichen ja auch so langsam für Desktop-Betrieb hinreichende Performance-Werte.

Ergänzung (11. März 2021)

Ich werde mal gucken, ob es auf dem WSL2 läuft.

Jep, läuft. Mal so eben nebenher, ohne anderen Kram zu zu machen, hab ich dies:

cTDP: sysbench SC / MC
105W: 2007,72 / 16163,80

Da lief allerhand nebenbei, daher sind die Werte längst nicht optimal. Was ich allerdings sehen konnte, war bei 16 Threads eine maximale Package Power von nicht einmal 60W, obwohl die CPU derzeit @Stock läuft. Die Primzahlberechnung ist also nicht in der Lage, den Prozessor voll auszulasten.

 

[hoxi]

Sehr gut. Unsere Werte sind ja dann durchaus ganz gut vergleichbar (ich habe meine ja schon weiter oben gepostet). Ich kann jedenfalls ganz gut erkennen, ab wann ich wieviel Leistung in sysbench verliere. D.h., die Werte in cTDP bewirken offensichtlich schon etwas.
Leider habe ich auch kein Tool, das mir verlässlich die Taktfrequenz anzeigt. Jedenfalls traue ich diesen Tools nicht wirklich. Zum Beispiel sehe ich nicht, dass ein Kern hochtaktet, wenn ich nur einen belaste. Ich verwende allerdings 'stress', um die CPU auszulasten und eine verlässliche Temperaturanzeige habe ich auch. Ich könnte noch den Gesamtstromverbrauch an der Steckdose messen, was ich auch tun werde, sobald meine neue CPU und der Kühler eingetroffen sind.

Ergänzung (11. März 2021)

Übrigens verwende ich noch HardInfo. Da gibt es auch Benchmarks, die allerdings nur unter MC testen.
Dann hätte ich noch nbench. Vielleicht sollte ich ja das einmal laufen lassen. Das ist schon so alt, dass vermutlich nur 1 Kern gebencht wird.

Ergänzung (11. März 2021)

Tatsächlich, nbench läuft nur auf einem Kern. Ich teste einmal damit und vergleiche dann die Werte.

Ergänzung (11. März 2021)

Bei nbench sehe ich genau dasselbe Verhalten, d.h. im SC erst unterhalb von 18W cTDP einen spürbaren Leistungsverlust.

105 W:
INTEGER INDEX : 238.202
FLOATING-POINT INDEX: 256.532

45W:
INTEGER INDEX : 239.361
FLOATING-POINT INDEX: 257.000

18W:
INTEGER INDEX : 234.121
FLOATING-POINT INDEX: 243.347

15W:
INTEGER INDEX : 226.566
FLOATING-POINT INDEX: 238.691

 

[Nixdorf]

Ich kann jedenfalls ganz gut erkennen, ab wann ich wieviel Leistung in sysbench verliere.

Das ist wie gesagt nur eine popelige Primzahlenberechnung, und augenscheinlich mit Blick auf den Multi-Core-Verbrauch eher eine Schwachlast. Was in einigen Single-Core-Lasten bei 18W keine Einbußen bringt, kann in anderen sehr deutlich Performance kosten. Testen sollte man daher natürlich mit etwas, was den einen Kern auch wirklich vollständig belastet.

Zum Beispiel sehe ich nicht, dass ein Kern hochtaktet, wenn ich nur einen belaste.

Je nach OS-Scheduler taktet auch nicht ein Kern hoch, sondern die Last wird in gewissen Zeitabständen zwischen den Kernen hin und her geschoben. Das ist zwar hinsichtlich des Kontextwechsels negativ, ermöglicht aber das Ausnutzen thermischer Vorteile bei ungenutzten Kernen. Der eine Kern wird ja warm, und dann sinkt über die Zeit eventuell der Takt. Irgendwann ist es dann sinnvoll, die Last auf einen anderen, noch kühlen Kern zu verschieben, um erneut einen höheren Boost zu nutzen. Und dann kommt da noch hinzu, dass der maximale Takt für jeden Kern unterschiedlich ist. Bei einem 2700X schafft meist nur ein einzelner von den 8 Kernen die 4350 MHz, und eine Single-Core-Last wird nicht all zu sicher auf dem gefahren. In HWiNFO sieht man dann auch, welcher Kern gerade hoch getaktet ist, und welcher nichts tut.

Ich kann mal gucken, ob ich nbench auch bekomme.

Ergänzung (11. März 2021)

Ergänzung: Nimm Blender. Das gibt es sowohl für Linux als auch Windows. Ich haue das auch mal drauf. Dann kann man bei identischer Szene über die benötigte Zeit Vergleiche anstellen.

 

[hoxi]

So, ich habe jetzt einmal den Stromverbrauch vom PC gemessen:

15W cTDP
idle: 50W
stress: 65-68W
sysbench MC:67-70W
Sysbench SC: 64W
nbench: 63-70W

18W cTDP
idle: 50W
stress: 68-70W
sysbench MC:72-74W
Sysbench SC: 68W
nbench: 66-73W

45W cTDP
idle: 50W
stress: 95-102W
sysbench MC:99-100W
Sysbench SC: 68-70W
nbench: 66-73W

stock, also 105W cTDP bzw. auf auto im BIOS
idle: 50W
stress: 166-175W
sysbench MC:99-100W
Sysbench SC: 66-68W
nbench: 66-73W

Die Zahlen sind soweit auch plausibel. Hier sieht man auch ganz gut, dass sysbench im MC nur bis max. 100W zieht. Somit sind die theoretischen Leistungsverluste im MC natürlich höher.

 

[Nixdorf]

Das für mich relevante ist, dass der Sysbench-SC nie über 18W Idle-Last-Delta geht, egal wie die cTDP eingestellt ist. Damit ist er nicht geeignet, den realen Performance-Verlust für SC zu ermitteln.

 

[hoxi]

Deshalb habe ich ja auch noch die nbench Werte erwähnt.
Übrigens habe ich jetzt auch noch den Geekbench laufen lassen.

Geekbench:
105W: 1152 SC / 7432 MC
45W: 1168 / 6836 MC

Ergänzung (11. März 2021)

...jetzt noch bei 18W cTDP ergänzt: 1096 SC / 4100 MC

Ich denke schon, dass man jetzt hier die Aussage treffen kann, dass die Single Core Performance bis 18W cTDP nicht so gravierend einbricht.

Ergänzung (11. März 2021)

Diese 18W entsprechen hier auch ziemlich genau dem maximalen Wert, der in der Last, egal ob SC, oder MC zum Idle-Verbrauch hinzukommt.

 

[Nixdorf]

Das Problem ist hier:

stock, also 105W cTDP bzw. auf auto im BIOS
idle: 50W
Sysbench SC: 66-68W
nbench: 66-73W

Die Delta-Werte sind zu niedrig, Single-Core-Volllast auf einem 2700X liegt bei 30-35 Watt. Wenn man da mit 18W nur etwas mehr als die Hälfte misst, dann stimmt etwas nicht. Meine Vermutung ist weiterhin, dass die verwendeten Benchmarks den Kern nicht voll auslasten. Es wird dann also im tägliche Betrieb Situationen geben, wo man Leistungsverluste hat, die man vorher so gar nicht ausgemessen hat. Die 23W des nbench sehen schon etwas besser aus.

Eins ist natürlich klar: Die Verluste sind im SC geringer als im MC. Aber...

Ich denke schon, dass man jetzt hier die Aussage treffen kann, dass die Single Core Performance bis 18W cTDP nicht so gravierend einbricht.

Ich frag mich die ganze Zeit, was die Dimensionierung anhand von SC-Messwerten soll, wenn MC-Lasten existieren? Man kommt doch gar nicht umher, die Dimensionierung anhand des MC-Leistungsverlusts zu machen. Es ist ja nicht so, dass der Rechner fallweise selber von 18W auf 45W cTDP hoch schaltet, wenn man eine Multi-Core-Software startet. Außerdem gibt es sehr viele Fälle zwischen Single und All-Core-Lasten. Beim täglichen Multitasking sind die Momente mit Last auf nur einem einzelnen Kern heutzutage sehr selten.

Der MC-Verlust bei 18W ist auf jeden Fall extrem, und gerade bei typischen Volllast-Anwendungen wie Videokonvertierung viel drastischer als das, was deine obigen Messwerte suggerieren. Das kannst du ja gut an den CB15-Messwerten im Eingangspost sehen, wo bei 25W cTDP die Leistung um 75% eingebrochen ist. Man befindet sich da bei Zen+ schon weit unterhalb des Effizienz-Sweet-Spots.

Am Wochenende komme ich vielleicht dazu, auch mal verschiedene Dinge auszumessen. Mal sehen.

Ergänzung (11. März 2021)

Um das nochmal auf die hier auch besprochenen 4650G und 5600X zu übertragen:

• Der 4650G ist monolithisch wie der 2700X. Das führt zu einem vergleichbaren Verhalten plus Vorteilen aus der 7nm-Fertigung, solange man die iGPU nicht nutzt. Wenn man sie nutzt, geht das Power Budget für die Grafik natürlich ggf. zu Lasten des CPU-Teils. Bei aufwändigen Spielen kann einem dann bei sehr niedrigen TDP-Vorgaben beides absaufen.
• Der 5600X besteht aus I/O-Die plus CCD. Gegenüber dem 4560G erzwingt das einen etwas höheren Minimalverbrauch aus zwei Gründen: Zum einen ist das I/O-Die in 12nm-Technik gefertigt, zum anderen verbraucht die IFOP-Verbindung zwischen den Dies etwas mehr als ein On-Die-Link. Das senkt die Effizienz etwas, allerdings dürfte der Schritt von Zen2 zu Zen3 das mehr als ausgleichen.

Besonders interessant werden die Ryzen-5000-APUs auf Zen-3-Basis. Diese dürften die Effizienz gegenüber einem 5600X noch weiter steigern. Der 5750G dürfte ein Traum für Nutzer werden, die produktiv arbeiten wollen, aber keine flotte Grafikkarte benötigen.

 

[hoxi]

Ich frag mich die ganze Zeit, was die Dimensionierung anhand von SC-Messwerten soll, wenn MC-Lasten existieren? Man kommt doch gar nicht umher, die Dimensionierung anhand des MC-Leistungsverlusts zu machen. Es ist ja nicht so, dass der Rechner fallweise selber von 18W auf 45W cTDP hoch schaltet, wenn man eine Multi-Core-Software startet. Außerdem gibt es sehr viele Fälle zwischen Single und All-Core-Lasten. Beim täglichen Multitasking sind die Momente mit Last auf nur einem einzelnen Kern heutzutage sehr selten.

Das stimmt natürlich. Dennoch ist es interessant zu wissen, ab welcher Einstellung der SC ebenfalls stärker abfällt. Und es gibt natürlich immer noch viele Anwendungen für die eine hohe 1-2 Kernleistung wichtig sind.

Besonders interessant werden die Ryzen-5000-APUs auf Zen-3-Basis. Diese dürften die Effizienz gegenüber einem 5600X noch weiter steigern. Der 5750G dürfte ein Traum für Nutzer werden, die produktiv arbeiten wollen, aber keine flotte Grafikkarte benötigen.

Mit Sicherheit. Bei dieser Betrachtung darf man dann natürlich nicht auf Themen wie Netzteilverlustleistung usw. vergessen. Möchte man ausschließlich etwas Stromsparendes, ohne damit spielen zu wollen und ist man auch noch mit einer etwas geringeren Leistung zufrieden, dann sind die inzwischen zahlreich erhältlichen Mini-PCs bestimmt auch eine sehr gute Wahl.

 

[hoxi]

Gestern habe ich endlich den 5600X und den Scythe Ninja 5 erhalten, um mein geplantes Projekt von einem völlig lüfterlosen, aber leistungsfähigen PC angehen zu können.
Nachdem ich das BIOS von meinem Mainboard (ASROCK x470 Taichi) auf den letzten Stand gebracht hatte, konnte ich die CPU und den Kühler montieren.
Das Gehäuse ist ein Jonsbo UMX4, das an der Oberseite zum Glück ein Meshgitter hat, aber sonst nicht wirklich als luftig betrachtet werden kann. Den Lüfter auf der Rückseite habe ich aber ausgebaut, um eine bessere Frischluftzufur zu ermöglichen.

Und was soll ich sagen? Der Ryzen 5600X hat mich sofort extrem begeistert.
Die SC-Leistung ist einfach unglaublich und in der Standard-Einstellung läßt die 6 Kern-CPU auch den 2700X im MC hinter sich. Im Stresstest kam die CPU ohne Ventilator am CPU-Kühler aber doch sehr rasch auf über 90°C, ohne jedoch die Leistung zu drosseln.

Im BIOS kam es dann kurzfristig zur Ernüchterung, weil es die einfache Möglichkeit der Einstellung einer cTDP nicht mehr gibt. Dafür gibt es aber jetzt PBO mit noch viel mehr Einstellmöglichkeiten. Nach einigem Herumprobieren hatte ich aber auch recht schnell die ersten Erfolge.

Ich vergleiche jetzt einmal die Werte vom 5600X mit jenen vom 2700X in den Standard-Einstellungen.

	CPU Blowfish​	CPU Crytohash	sysbench-SC/MC​	Geekb.5-SC/MC​
2700X (stock)​	0.68 sek​	1553​	2097.55 / 16854.39​	1152 / 7432​
5600 (stock)​	0.51 sek​	1783​	5223.36 / 33944.57​	1614 / 8123​
5600 (PBO)​	0.54 sek​	1681​	5077.87 / 33388.14​	1556 / 7058​

Der auf Temperatur PBO optimierte 5600X erreichte mit dem Scythe Ninja 5 (ohne Lüfter) nach zwei 20 minütigen Stresstests im SC maximal 83.5 °C und im MC maximal 83.0 °C.
Im Idle liegen ca. 49-53°C an, bei typischen Anwendungen (Internet surfen, Youtube, ect.) 55-63°C.
Die Benchmarks liefen größtenteils bei 72-77°C.
Da ich als Grafikkarte eine passive GTX 1030 und ein semipassives Netzteil habe, ist vom PC jetzt absolut nichts mehr zu hören. Für Spieler, die sich ebenfalls einen lautlosen PC wünschen, würde sich der Einbau einer leistungsstärkeren semipassiven Grafikkarte anbieten.

Ich habe wirklich nicht gedacht, dass sich ein so leistungsstarker, komplett passiv gekühlter PC so problemlos umsetzen lässt.

 

[Nixdorf]

ASROCK x470 Taichi

Da sitzen wir beide im gleichen Boot. ASRock hängt ja tierisch hinter den anderen Herstellern her mit dem Ausbringen der aktuellsten AGESA-Versionen.

sehr rasch auf über 90°C, ohne jedoch die Leistung zu drosseln.

Das ist normal, die Ryzen 5000 werden ab Werk heißer betrieben. Der 5600X wird von AMD nach Spec auf bis zu 95°C geboostet. Das sind dann immer noch 20K Abstand bis zur thermischen Notabschaltung.

in der Standard-Einstellung läßt die 6 Kern-CPU auch den 2700X im MC hinter sich

Das ist bei +37% IPC auch zu erwarten. Ich freue mich hier auch schon auf meinen nächsten Wechsel.

Ich vergleiche jetzt einmal die Werte

Ohne Verbrauchswerte von der Steckdose plus Idle-Werte sagt mir das nicht viel.

 

[hoxi]

Gut, ich befinde mich jetzt am Notebook und kann dir keine exakten Werte nennen. Ich kann aber bestätigen, dass du recht damit hattest, dass die 5000er im Idle einen etwas höheren Verbrauch haben. Ich hatte ca. 64W im Idle und unter Last nie mehr 90W. Mit dem PBO Curve Optimizer kann man aber den Idle Verbrauch und die Temperatur doch ganz gut in den Griff bekommen. Ich wäre trotzdem mit dem Vergleichen hier etwas vorsichtig, da sich das Verhalten mit einem neueren Linux Kernel natürlich ändern könnte.

Ergänzung (13. März 2021)

Ein Vorteil vom Curve Optimizer ist übrigens, dass du damit einen Teil vom Leistungsverlust wieder ganz einfach wettmachen kannst, nachdem du im PBO die TDP eingeschränkt hast. Weil sich durch die Reduktion der TDP im Curve Optimizer problemlos der negative Maximalwert eintragen lässt. Den Curve Optimizer kann man sich als dynamisches Undervolting vorstellen, d.h. höheres Undervolting bei niedrigem Takt und niedrigeres bei höherem Takt.

Ergänzung (13. März 2021)

Das ist normal, die Ryzen 5000 werden ab Werk heißer betrieben. Der 5600X wird von AMD nach Spec auf bis zu 95°C geboostet. Das sind dann immer noch 20K Abstand bis zur thermischen Notabschaltung.

Das stimmt schon so, Aber hätte ich den Stresstest ohne PBO-Anpassungen und ohne Lüfter am CPU-Kühler 20 Minuten laufen lassen, dann wäre die CPU ganz bestimmt ins Limit gelaufen.

 

[Nixdorf]

Ich hatte ca. 64W im Idle

Das ist eine mittelschwere Katastrophe, wenn es vorher 50W waren.

dass die 5000er im Idle einen etwas höheren Verbrauch haben

Etwas höher heißt 2-3 Watt, nicht 14W mehr. Entweder wurde dann nicht im Idle gemessen, oder das UEFI baut Mist.

Mit dem PBO Curve Optimizer kann man aber den Idle Verbrauch und die Temperatur doch ganz gut in den Griff bekommen.

Der Curve Optimizer ist eigentlich gar nicht für den Idle gedacht, weil man da, wo sowieso kaum was verbraucht wird, auch kaum was optimieren kann. Im Idle liegt die Spannung eigentlich ab Werk sowieso nur bei etwa 800mV, und nicht einmal das kommt bei abgeschalteten Kernen an.

Eigentlich ist der Curve Optimizer dafür da, höhere negative Voltage-Offsets bei Last auf wenigen Kernen zu ermöglichen. Bei Last auf allen Kernen säuft die reale Performance ab, wenn man zu stark undervoltet. Daher ermöglicht diese Funktion, den Offset bei vielen Kernen niedrig und bei wenigen Kernen höher auszulegen. Da sich das alles auf die Kernspannung bezieht, bringt es auch nur was, solange die Kerne was zu tun haben. Im Idle ist die komplette Stromversorgung der Kerne den Großteil der Zeit deaktiviert, und dann gibt es nichts einzusparen.

Es ist also sehr verwunderlich, falls die Funktion im Idle einen signifikanten Einfluss haben sollte.

Ergänzung: Ich habe eine aktuelle Idle-Messung von meinem System (2700@Stock, X470 K4, 64 GB, RX 580, 1xSSD, 1xHDD, E11 450W) gemacht. Da liege ich bei ~44 Watt an der Steckdose. Hier die HWiNFO-Messung dazu: