CPU DDR-RAM Editor's Desk Practice

Searching a real jack of all trades – Intel 12th Gen Alder Lake IMC binning with DDR4, DDR5 and SP values and interesting findings

What do you do with two Core i9-12900K trays? That’s right, binning! Today we have a very special treat for you from the south of Germany. The system integrator MIFCOM has kindly provided us with a large amount of Alder Lake i9 CPUs so that we can put them through their paces and examine them for differences in clock speed. Originally, the premise was to find a CPU with the fastest memory controller possible for our DDR5 tests. However, we were able to collect a lot of other interesting data while testing the CPUs, which we naturally don’t want to withhold from you. The result was a partly very different picture, because somehow there was no such thing as THE best CPU. But I don’t want to spoil anything yet!

A huge thank you goes to the colleagues at MIFCOM, who entrusted us with this terrific loan!

But we are not the first to receive such an honor. The German overclockers Bullshooter, Sergmann, DaGunzi and quiekMew have already tested several hundred CPUs shortly after Alder Lake launch and have kindly made the data publicly available. I will use this as a reference in the course of my piece today, thanks to collegial permission.

Binning, VID and Silicon Prediction

“Silicon lottery” is a common term in enthusiast communities to describe the variation in the quality of computer chips. Put simply, there are inevitably slight quality variations in the manufacturing of semiconductors, which is why each individual chip requires different amounts of voltage to achieve a certain clock speed.

This is precisely where so-called “binning” comes into play, whereby chips are individually tested for their characteristics and then assigned to a grade (bin). The top grade or top bin is usually referred to as “golden” because these chips are particularly rare, powerful and correspondingly valuable. Likewise, parts of a chip, such as individual cores, may not work at all. However, instead of disposing such a chip completely, the defective parts are simply switched off and the CPU is then recycled as a lower SKU. For example, this way i7-12700K CPUs are created from the same silicon blueprint as i9-12900K CPUs.

And even if all functional units of the CPU are working, the different voltage requirements have to be considered so that each CPU also reaches the specified clock and of course does not become unstable. Instead of finding a common denominator, so to speak, and simply specifying a voltage value with which all CPUs would run stably, this is instead tailored to each individual chip in modern CPUs.

For this purpose, each CPU is precisely tested at the factory for its requirements and then the necessary voltage is permanently stored as a VID (Voltage Identification Definition) table. With Intel CPUs since Rocket Lake, each core even has its own VID table to enable the most efficient operation even in partial load scenarios or with sleeping cores. Conversely, too much voltage would mean unnecessary power consumption and waste heat.

Asus has used this VID table for several generations to calculate a “Silicon Prediction” (SP) on their Maximus and Strix motherboards. The principle is relatively simple: If Intel has already programmed a lower voltage for a CPU from the factory, there is more potential left for raising the voltage and thus overclocking. Since Alder Lake CPUs have Performance and Efficiency cores with their own VID tables, the SP value is broken down again for each. With a 2:1 weighting, the final result is the total SP value. Using the example above: (101 * 2 + 79) / 3 ~= 93. A higher SP value is better.

Now it should be mentioned that the VID or the SP value does not tell the whole overclocking story by far. Equally important is of course the cooling of the CPU and also the “leakage”, another characteristic of each individual CPU influencing how much resistance, thus power consumption and waste heat it has. While the latter has almost no influence on the achievable clock in normal operation with conventional cooling methods, this however becomes especially important in extreme overclocking. This is because CPUs with high leakage can often be clocked significantly higher at temperatures below zero than CPUs with low leakage.

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krelog

Veteran

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im Umkehrschluss bedeutet es doch das der Fertigungsprozess sehr gut läuft wenn es keine großen Ausreißer gibt

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RX480

Urgestein

1,871 Kommentare 864 Likes

Sehr erfreulich, das DDR4-4133 zu 95% sicher läuft.(mit gear 1)

Momentan ist gerade DDR4-4400 CL19 im Angebot, ... sollte dann@4133 mit CL18 laufen, oder?

vllt. hat ja mal Jemand auf nem B660 so ein Kit getestet
(bevor die guten DDR4 net mehr produziert werden, vllt. noch zugreifen)

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Phoenixxl

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158 Kommentare 120 Likes

Hart!
So viele Bluescreens und Reboots wie man für so einen Test produzieren muss...da muss man drauf stehen.

Ich persönlich verliere schon die Lust, wenn ich nach 30 min kein RAM OC stabil bekomme :)

Was ich aus dem Test lerne:
Es wird wichtiger, was vom Hersteller garantiert wird.

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xavyer.keiren

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Der Grundgedanke ist schon mumpitz wenn eine CPU weniger Volt brauch dass sie dann besser geht, ich kenne es genau anderes herum! Die niedrigen Volt CPU laufen schon auf Sparflamme wegen der Leckströme, bleiben Kühl, leichtes OK, die mit viel Volt vom Werk sind die männer-CPUs, standhaft gegen Leckströme, da kann man noch jede Menge Volt extra drauf hauen, werden dafür aber aben heißer wenn die Spielzeugkühlung in die Knie geht, dafür belohnen sie einem mit gigantischem OC-Potential wenn man sie von der Temp. im Zaun halten kann.

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Igor Wallossek

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10,192 Kommentare 18,803 Likes

In Zeiten eines Q6600 war das mal so. Aber das war vor 15 Jahren. Es hat sich mittlerweile so Einiges geändert :)

Die VID ergab sich damals aus der Lage des Chips im Wafer. Die ganz in der Mitte der guten Wafer hatten die höchste VID und wurden meist zu Workstation CPUs. Und übertaktet wurde noch über den FSB.

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Sephiroth Nikon

Mitglied

55 Kommentare 7 Likes

Genau so kenne ich es auch . Wenn man einen CPU Wafer betrachtet, sollen die CPU's am Rand eher dazu neigen ein hohes Übertaktungspotential zu haben, da sie nicht zu 100% genau geschrieben wurden. Und die CPU's in der Mitte dann recht exakt sind, aber weniger Spielraum beim übertakten haben.

@ Skullbringer: Klasse Artikel, bei den Tray's fängt es irgendwie an zu kribbeln in den Fingern.

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Igor Wallossek

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10,192 Kommentare 18,803 Likes

Mittlerweile gibt es zig Spannungen in der CPU, die sich zudem noch gegenseitig beeinflussen. So pauschal kann man diese Aussagen nicht mehr sehen. Man muss nur mal die CPUs und das unterschiedliche Verhalten der LLC betrachten. Wundertüten sind nichts dagegen :D

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ApolloX

Urgestein

1,664 Kommentare 931 Likes

Cool, Dank an MIFCOM!

Du bist hier zahlenmäßig ja schon fast im Bereich wo man mal nen Signifikanztest in Erwägung ziehen könnte (also zu testen, ob Batch-Unterschiede zufällig oder systematisch sind).

Danke für die Arbeit. Bei den Ryzen 5000ern war mal ne zeitlang die Vermutung in der Community, dass ein Chip entweder nen hohen Takt oder IF schafft, aber normal nicht beides. Aber auch da ist mein Gefühl, dass dies eine wenig verlässliche Vermutung ist.

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xavyer.keiren

Mitglied

25 Kommentare 5 Likes

Physik bleibt immer gleich.
Meine 4 Stück MO-RA3 420 lächzen jedenfalls nach heißen CPUs und GPUs
Für LN2-Pot bin ich auch gerüstet, mein i9-12900K läuft ohne viele Testen direkt auf 6,5Ghz

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Weeman86

Neuling

3 Kommentare 0 Likes

Sehr aufschlussreich, aber wenn ich das so lese werde ich richtig neidisch, mit meinem Asus Z690 Extreme kann ich von sowas nur träumen, da bekomme ich gerade mal 5600Mhz stabil zum laufen, alles drüber macht der Slot A2 dicht, bzw es gibt innerhalb von einer Minute zig Fehler im TM5 egal bei welchen voltages, wenn ich nur einen Riegel im Slot B2 betreibe sind auch 6600Mhz drin. Ich bin da auch laut einschlägiger Foren nicht der einzige, könntet ihr nicht mal darüber einen Artikel schreiben? Gruß Björn

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cvbkf

Mitglied

22 Kommentare 21 Likes

Das wäre tatsächlich interessant - ich bin auf einem Z690 Maximus Hero, das GSkill 2x16 Kit mit 6000 MHz CL40 läuft wie beworben. Mit CL32 gehts auch noch, aber alles höhere geht nicht. Scheinbar habe ich da noch Glück, manche bekommen noch nicht mal XMP ans laufen. Eigentlich eine recht feine CPU mit SP 98, P-Cores: 105, E-Cores 84

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Besterino

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6,726 Kommentare 3,321 Likes

In meiner beschränkten (Gaming-)Welt ist das alles entscheidende Kriterium nach wie vor der Single-Thread/Core-Takt und IPC auf den P-Cores (if any) - beides sollte eben möglichst hoch sein und Takt nicht gleich einknicken, wenn 1 oder 2 oder 4 weitere Cores so ein bisserl was zu tun haben. RAM-Timings & Co. sind dann Kür. Nett bei gleichem Takt für die letzten %, aber selten wirklich ausschlaggebend.

Insofern geht es schon in die richtige Richtung mit P- und E-Cores. Für mich fehlen da nur noch die 2 oder so "Super-P Cores", die gegenüber dem sonstigen Gelumpe auf 6GHz oder so takten bei nochmal +50%IPC . :D Und nein, Turbo/Boost ist keine Lösung. ;)

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Martin Gut

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7,773 Kommentare 3,571 Likes

Schon vor 10 Jahren haben viele behauptet, dass die Singlecore-Leistung durch Multicore nicht mehr interessant ist. Genug Kerne und gut ist. :)

Aber schon da hat man gesehen, dass die Softwareentwicklung in Richtung Multicore nicht so einfach ist und nur sehr langsam vorwärts geht. Nun sind wieder 10 Jahre vorbei und es gibt immer noch recht viele Games, für die die Singlecoreleistung wichtig ist.

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D
Dark_angel

Mitglied

29 Kommentare 6 Likes

Kann man denn wenigstens noch wie früher ableiten, dass eine niedrige VID gleich mehr Stromfluss bedeutet?
Ich möchte nicht wissen, wie lange der Test gedauert hat, schön wäre aber noch gewesen, eine Tabelle mit SP Vergleich Temp / Verbrauch.

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HerrRossi

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6,778 Kommentare 2,243 Likes

Es gibt mittlerweile aber auch Games, die viel Multithreadleistung haben wollen. Indiegames und die Spiele kleinerer Studios werden wohl immer Singlethreadleistung brauchen, weil die Optimierung Zeit kostet (ich weiß aber nicht, inwieweit die Engines da einen Teil übernehmen), aber AAA Spiele und große Konsolenports werden in Zukunft wohl auch immer mehr von vielen Kernen und Threads profitieren. Wobei die aktuellen CPUs ja auch allesamt eine sehr hohe Singlethreadleistung bieten, mit 6 Kernen und 12 Threads ist man schon sehr gut dabei. Darunter würde ich nicht mehr kaufen, außer das Budget ist sehr begrenzt, da kann dann aber auch schon wieder Gebrauchtkauf Sinn machen.

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Metallsonic

Veteran

228 Kommentare 13 Likes

Ich sehe immer noch nicht durch.
Welcher SP Wert bei Asus Rog Mainboard's bei den Intel CPU's, ist denn nun am besten SP 89 oder SP 91 oder SP 107 ?
Bitte nur konkrete Antworten!
Danke 😛

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Besterino

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6,726 Kommentare 3,321 Likes

Je größer desto besser.

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P
Phoenixxl

Veteran

158 Kommentare 120 Likes

Das wird aber schon seit 10 Jahren gesagt.
Und es passiert? Wenig... Sehr wenig.

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Metallsonic

Veteran

228 Kommentare 13 Likes

Danke hab ein i7 13700K SP Wert 99!
Könnte ihn wieder einp
Ich hab SP 99 (I7 13700KCPU), soll ich ihn zurück schicken und warten bis ich eine CPU mit noch höheheren SP Wert habe?
Mich überraschen lassen
ob die nächste CPU einen höheren SP Wert hat!
Mainboard Asus Z690 Maximus Extreme.
Ram G-Skill DDR5 6000 CL40, wird noch in den nächsten Tagen gegen Patriot Viper DDR5 7200 CL 34 ausgetauscht.

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Xaver Amberger (skullbringer)

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