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

IMC binning – DDR5 vs. DDR4

As mentioned earlier, for IMC binning, I test the maximum clock rate at which Windows can be booted, at given voltages. If successful, the clock rate is increased by 50 Mbps using BCLK or multiplier. If unsuccessful, the clock rate is reset to the previous value and a second boot test is performed for safety. The voltages for RAM and IMC were set to fixed starting values and, if necessary, increased in 50 mV steps up to a maximum limit in order to also obtain an indicator of scaling. The following voltages in mV were used:

  • CPU VDDQ (VDDQ TX / IVR Transmitter VDDQ): 1500 (+100)
  • VDD2 (IMC VDD, MC Voltage): 1350 (-50)
  • System Agent: 1350 (+-100)
  • VDD/VDDQ: 1500

Prophylactically, I would like to note that we have previously assured ourselves from several sources that these possibly highly assuming voltage values do not pose a danger to the CPUs and could even be used in daily operation without any problems. In addition, the CPUs were only operated for a few minutes in total for the whole binning procedure. The primary timings were set to 34-44-44-34 2T to avoid influencing the results as much as possible. Due to DDR5, the Gear 2 mode with a 1:2 ratio between IMC and RAM is used here.

For the DDR5 clock rate, we see a relatively even distribution with clustering in the middle and single outliers at 7650 and 7250 Mbps, respectively, and the average is 7447 Mbps. There are also a few strange phenomena apart from the clock, such as one CPU always crashing with VDD2 at 1350 mV, but the others don’t have any problems with that – 50 mV less is the solution in this individual case. Some CPUs also scale with more CPU VDDQ and can boot a higher clock rate at 1600 mV than at 1500 mV, for example, but other CPUs already reach their maximum DDR5 clock at 1500 mV. The System Agent voltage behaves similarly, but in a smaller window.

The VDD2 voltage and the subdivision of the RAM voltage into VDD and VDDQ are omitted with DDR4. Instead, this is supplied on both sides by the DRAM voltage, which is also set to 1500 mV for the tests. In addition, the Gear 1 mode with 1:1 transmission between IMC and RAM and timings 17-17-17-34 2T is used here. For the most granular sampling possible, the BCLK was again additionally used for testing between two RAM dividers to set the clock rate to a respective median value.

Here, the distribution is a bit more uneven than with DDR5, with a tendency towards the lower end of the tested clock rates. The extremes are 2 CPUs each with 4350 Mbps and 4100 Mbps. The spread is supposedly lower here than with DDR5, but this is of course also due to the missing gearing factor. The average is 4186 Mbps. There wasn’t much more room for maneuvering by raising the voltages here either, whereby the motherboard isn’t preselected in this case either and may be a limiting factor.

Is a good DDR5 IMC always a good DDR4 IMC? Nope, at least not with these 30 CPUs and our test methods. 

Here in the diagram, the clock rate is normalized to the actual clock of the IMC (factor 4 for DDR5, factor 2 for DDR4) and then shown with an offset of 1800 or 2000 so that the differences can be read more clearly. Furthermore, the CPUs are sorted here according to the theoretical combined clock rates. In first place is a CPU that manages 1888 MHz with DDR5 and 2175 MHz with DDR4. The taillight is a CPU with 1813 MHz DDR5 and 2067 MHz DDR4. In between is a colorful mix. Some CPUs are better than average in DDR4 and vice versa. The fastest DDR5 CPU is only in the upper midfield with DDR4 and even the fastest DDR4 CPUs are just above or below the DDR5 average.  

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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

1,877 Kommentare 871 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

Veteran

159 Kommentare 121 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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10,211 Kommentare 18,896 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

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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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10,211 Kommentare 18,896 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

1,668 Kommentare 934 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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B
Besterino

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6,754 Kommentare 3,348 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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7,786 Kommentare 3,577 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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6,780 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

246 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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6,754 Kommentare 3,348 Likes

Je größer desto besser.

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P
Phoenixxl

Veteran

159 Kommentare 121 Likes

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

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Metallsonic

Veteran

246 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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