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Die Letzten werden die Ersten sein – MSI MEG Z690 Unify-X Test mit Teardown, DDR5 und Adaptive OC

„Adaptive“ OC – 5,7 GHz Single-Core Boost

Natürlich unterstützt das Unify-X auch Adaptive OC, wo die Kerne je nach Auslastung unterschiedlich hoch takten und unterschiedlich hohe Spannungen anfordern können. Hier kommen dann die Parameter AC_LL, DC_LL und LLC ins Spiel, die für die Interpretation der von der CPU angeforderten Spannung (SVID) verantwortlich sind. Hiermit greifen wir auch zugleich tief in die PCU (Power Control Unit) der CPU ein und versuchen zugleich das Maximum an Takt / Spannung in allen Situationen herauszuholen.

Das Unify-X hat relativ geringe LLC Widerstände, sodass sich das Setting mit dem meisten Vdroop LLC 8 in etwa mit LLC Level 2-3 bei Asus vergleichen lässt. In folge dessen kommt ohnehin schon immer etwas mehr der angeforderten Spannung letztendlich auch bei der CPU an. Natürlich erhöht dies zunächst die Stabilität, sorgt aber auch für mehr Abwärme, Leistungsaufnahme und in manchen Situationen wiederum Instabilität. Mit dem LLC 8 Setting habe ich zwei adaptive OC Einstellungen konfiguriert, einmal mit P- und E-Kernen aktiv und einmal nur mit P-Kernen, dafür aber AVX512. Da letzteres ja von Intel ein hartes Multiplikator-Limit bei x51 hat, müssen wir hier etwas tricksen, aber dazu gleich mehr.

5,3 GHz auf allen P-Kernen und bis zu 5,7 GHz auf einem einzelnen P-Kern mit Spannungen unter Last von 1,26 bis 1,45 V VCC Sense sind hier im Endeffekt eingestellt. Die E-Kerne sind etwas weniger Variabel mit 4,2 bis 4,3 GHz und der Cache sitzt statisch bei 4,4 GHz. Obwohl alle Kerne und der Cache ihre eigene SVID haben, mit der sie Spannung anfordern, gewinnt letztendlich immer die höchste, sodass effektiv die P-Kerne maßgeblich für die vom VRM gelieferte Spannung sind.

Im Idle liegen bis zu 1,5 V Spannung an, was vielleicht im ersten Moment nach viel klingt. Zum einen ist dies aber wie gesagt nur in Zuständen ohne Last, damit geringer Stromstärke, Leistungsaufnahme und Abwärme und des weiteren misst das Unify-X die Spannung mit „VCC Sense“, also vor dem CPU-Die, sodass die wiederum dort ankommende Spannung noch einmal 20-60 mV niedriger ist. Anders gesagt, ich hätte keine Bedenken wegen Langlebigkeit oder Degradation, diese Einstellung täglich zu nutzen.

Unter Last im Prime95 mit „Small FFT“ Preset und AVX2 erreichen die wärmsten P-Kerne knapp unter 90 °C, was für die tendenziell wärme laufenden Alder Lake CPUs noch völlig im Rahmen ist. Je weniger Kerne aktiv sind, desto höher können sich diese erlauben zu takten, und auch wenn sie eine höhere Spannung anfordern, laufen sie letztendlich dann dennoch deutlich kühler als wenn alle benachbarten Kerne auch noch Hitze abgeben. In genau solchen Situationen macht ein Adaptive OC Sinn, der ja im Prinzip nur ein getuneter Turbo Boost von Intel ist, wo bei einem statischen OC sonst Kapazitäten bei Spannung und Temperatur ungenutzt blieben.

Die im BIOS hierfür wichtigen Einstellungen sind die LLC der VRM auf Level 8, sowie „Light Load Control“ in den erweiterten CPU Einstellungen. DC Loadline 125 entspricht den ungefähr ermittelten 1,25 mOhm der LLC, wobei hiermit ja auch nur die ausgelesene VID bzw. die Leistungsaufnahme berechnet wird. Wichtig für die Stabilität ist die AC Loadline, die ich hier auf den niedrigsten Wert 1, also 0,01 mOhm gesetzt habe. Grund dafür ist, dass meine spezielle CPU effektiv zu sparsam für das Board ist und auch die allerniedrigste, so einstellbare Spannung noch stabil läuft. Für die meisten CPUs mit konventioneller Kühlung würde sich hier Wert von 20-40 bei LLC8 empfehlen.

Wichtig ist, damit das „Undervolting“ funktioniert, IA CEP (Current Excursion Protection) zu deaktivieren. Dies ist eigentlich ein Schutzmechanismus, der aber auch bei vermeintlich zu niedriger Spannung triggert und die CPU unter Last drosseln würde. Dies würde sich dann unter Last in sehr geringen Temperaturen und Leistungsaufnahmen bzw. in aktuellen Versionen von HWinfo als niedrige „effektive Taktrate“ zeigen, wobei die tatsächliche Taktrate noch voll anliegt. Nun bleibt nur noch das relativ simple Tuning der Frequenz je nach Anzahl der ausgelasteten P- bzw. E-Kerne und das Anpassen der V/F Punkte.

Hier hat das Board auch wieder etwas zu wenig Spielraum, um meine CPU auf das wirkliche Spannungs-Minium abzustimmen (zugegeben Jammern auf hohem Niveau). Entsprechend setze ich hier für den Multiplikator x48 ein Offset von -0,3 V und für den Multiplikator x57 (dem höchsten eingestellten P-Kern Takt) + 0,125 V. Da sich die eingestellten Taktraten von 5,3 GHz bis 5,7 GHz zwischen diesen Punkten abspielen, interpoliert das Board mit der PCU einfach linear die jeweils notwendige Spannung.

Leider greifen auf diesem Mainboard die Taktraten für 1 und 2 ausgelastete Kerne nur für die „favored cores“ der CPU, sodass hier nur P-Kern 4 und 5 über 5,5 GHz im Takt zugeteilt bekommen. Diese bevorzugten Kerne sind von Intel bei jeder CPU vorgegeben und im BIOS des Unify-X lässt sich das maximale Taktlimit einzelner Kerne beim „Turbo Ratio“ Modus leider auch nicht anpassen. Vielleicht könnte es hierzu ja aber auch noch ein BIOS Update geben.

Das selbe Prinzip lässt sich nun auch auf die P-Kerne alleine anwenden und mit AVX-512 kombinieren. Da Intel hier beim x51 Multiplikator die Handbremse zieht, müssen wir uns darüber hinaus mit BCLK behelfen. Da die BCLK der CPU bei Alder Lake nur noch CPU-Kerne, Cache und den RAM betrifft und PCIe- respektive SATA-Bus entkoppelt sind, ist eine solche Konfiguration durchaus ebenfalls für die tägliche Nutzung denkbar.

Leider hat das Übertakten mit BCLK aber die Auswirkung, dass die von der CPU angeforderte VID-Spannung nach oben korrigiert wird (BCLK adaptive voltage). Dies ist eine Funktion von Intel, wodurch die minimale Spannung effektiv zwangsläufig auf ein Mindest-Niveau angehoben wird, auch wenn die CPU es eigentlich gar nicht bräuchte. Die Konsequenz ist „zu viel“ Spannung bei Auslastung aller Kerne und damit unnötig hohe Temperaturen und Leistungsaufnahme. MSI hält sich hier strikt an die Intel Spezifikation und Boards wie das Z690 Apex können dies nur umgehen, weil Asus effektiv diese überschreibt  – dazu aber dann im kommenden Review dieses Mainboards mehr. 

Nun sei noch erwähnt, dass es sich hier um eine CPU mit überdurchschnittlicher Güte bei den Kernen handelt (SP93 bei Asus) und diese auch noch mit direct-die Kühlung betrieben wird. Aber auch mit normaler Kühlung und durchschnittlichen CPUs lässt sich ein solcher Adaptive OC sinnvoll einsetzen und das Unify-X bietet alle Optionen hierfür. Diese Einstellungen sind aber natürlich mit Vorsicht zu verwenden, da ein zu hoch gewählter Wert bei der AC_LL, bei V/F Offsets oder eine LLC mit zu wenig Widerstand zu zu viel Kernspannung führen kann.

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RX480

Urgestein

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Gibts eigentlich bezgl. der CPU´s ne Möglichkeit, vor dem Kauf zu erkennen, ob AVX512 von INTEL schon rausgefused wurde,
anhand Seriennr. o.ä.?

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Zer0Strat

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Meine Erfahrungen mit dem Unify-X sind eher nicht so gut. Man muss es sogar als katastrophal bezeichnen. Dass die Radeon einfach nicht erkannt wurde beim Bootvorgang könnte allerdings mittlerweile mit BIOS Updates behoben worden sein. Was MSI nicht behoben hat, ist das unübersichtliche BIOS und das Design des Boards wirkt eher billig. Bei dem Preis sollte der Eindruck exklusiv daherkommen.

Was für mich persönlich ernüchternd ist, ist die Speicherlatenz von fast 52ns bei diesen doch sehr straffen Settings. Da muss mehr kommen (in diesem Fall weniger ^^).

Aus diesen Gründen ist das Unify-X für mich eher die letzte Wahl, wenn es um die sog. "Sportwagen" unter den Z690 Boards geht, also teure 2 DIMM Boards, welche einen sehr hohen Speichertakt ermöglichen sollen.

Es mag sein, dass das stimmt. Ich habe jedoch Zweifel. Wenn der IMC mit DDR4 2000MHz packt, warum sollte dieser dann bei 1700MHz (DDR5-6800 + Gear 2) dicht machen? Das leuchtet mir nicht ganz ein, aber es kann natürlich noch andere Faktoren geben, die sich bei DDR5 anders Verhalten. Die Bandbreite ist ja auch wesentlich höher. Ich denke allerdings, dass es das Board ist, was dicht macht.

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skullbringer

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Ist mir bisher nicht bekannt. Auch innerhalb des selben Steppings (z.B. C0) gibt es immer wieder Unterschiede. Meine i9 CPUs haben z.B. noch einen V/F 7 Punkt bei 5.3 GHz, wo spätere und auch die Intel Spec ja bei 5.2 GHz aufhört.

Irgendwann wenn genug der neuen CPUs mit komplett deaktiviertem AVX-512 im Umlauf sind und User-Berichte eingetrudelt sind, wird man es wahrscheinlich an der Batchnummer festmachen können. Die 6+0 Chips mit C0 Stepping hatten ja teilweise schon im Januar gar kein AVX-512 mehr, nur wahrscheinlich hat es einfach bis jetzt gedauert, dass die neue Revision alle Retail-Kanäle erreicht hat.

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Zer0Strat

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@skullbringer Ist das hier mit nem 12900K, der auf dem MSI Board nur 6800MT/s packt?

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skullbringer

Veteran

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Ist interessanterweise eine andere CPU, die auf dem UX den selben Takt nur mit jeweils 2 Ticks lockereren Primaries schafft. Umgekehrt kann ich das mit der SP93 aus dem UX Review nicht reproduzieren. Die Kombination aus IMC, Board und Kit macht's wohl, zumal das Apex ja z.B. weitaus weniger VDD2 mag.

Aber die 7200 konnte ich bisher nicht nochmal reproduzieren, immer einzelne Errors pro Cycle. Über 6933 scheint da die Stabilitäts-Grauzone anzufangen, zumindest mit dieser CPU, diesem RAM Kit und diesem Board ;)

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Xaver Amberger (skullbringer)

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