Seid Ihr immer noch erstaunt über die so unterschiedlichen Leistungsaufnahme-Werte bei den verschiedenen Launch-Reviews zu Intels Alder Lake? Ich habe mittlerweile die Daten eines zweites Motherboard-Modells und habe dort ebenfalls kaum Abweichungen zu meinen Messungen feststellen können. Das zweite Board ist ein MSI MAG Z690 Carbon Wifi, das sich eine Preis- und Leistungsklasse niedriger positioniert. Ausgangspunkt für den heutigen Artikel ist jedoch die Frage, wie es zu solchen möglichen Abweichungen überhaupt kommen kann.
Und genau jetzt wird es interessant. Nach dem Studium diverser Reviews und der Änderung mehrerer BIOS-Einstellungen (die sich übrigens auch gegenseitig beeinflussen) habe ich nämlich festgestellt, dass es eigentlich mehrere Faktoren sein können, die die VCCIA (also das, was in den meisten Tools als Vcore angezeigt wird) beeinflussen können. Wenn ich in meinen eigenen Tests über eine gut kühlbare CPU und damit auch eine etwas niedrigere Leistungsaufnahme schreiben kann und andere nicht, dann bleibt am Ende eigentlich nur der verwendete Unterbau als Ursache der Differenzen übrig. Und deshalb werden wir uns heute einmal mit der Spannungsregulierung und-erzeugung beschäftigen (müssen) und auch ein paar Versuche betrachten, die hochinteressant sind.
Die Spannungswandler: Switching Regulators
Jetzt wird es erst einmal etwas theoretisch, aber das kann ich Euch zum besseren Verständnis leider nicht ersparen. Aber keine Angst, ich versuche das einmal etwas zu vereinfachen. Da es in erster Linie ja um Leistungseffizienz und Stromversorgungsfähigkeit geht, beschränke ich mich auf diesen einen Regler-Typ. Die häufigste Art von Schaltreglern in aktuellen IA-Designs ist der sogenannte Abwärtsregler (Step Down Converter). Zur Planung der Stromversorgung eines IA-Entwurfs muss man als Motherboardhersteller zunächst die beabsichtigte Verwendung und die Unterstützungsmodi klären.
Wenn ACPI-Stromversorgungszustände unterstützt werden sollen, dann müssen einige Stromschienen nämlich ständig eingeschaltet sein. Wenn zudem aus Kompatibilitätsgründen eine Reihe von Prozessorversionen unterstützt werden soll, dann muss der Spannungsregler einen einen größeren als den normalen Lastbereich unterstützen, um alles abdecken zu können.
Die CPU-Kernspannung hat besondere Anforderungen, die über den normalen Lastbereich hinausgehen. Die Kernspannung der Intel-CPU setzt in den meisten Fällen auf eine sogenannte Loadline (Lastlinie), um die Regelung und die Toleranz zu spezifizieren. Diese Loadline definiert eine Steigung der Spannung in Bezug auf den vom Regler benötigten Strom. Die Steigung ist linear und beträgt üblicherweise 2 Milliohm. Wenn die CPU im Leerlauf ist, ist der Strombedarf niedrig, bei zunehmender CPU-Auslastung steigt der Strombedarf jedoch an. Der erforderliche Strom der CPU ist von Natur aus jedoch sehr dynamisch, weil er sich zwischen den beiden Grenzwerten stetig ändert.
Ich werde nun auf den folgenden Seiten beschreiben, wie die gemessenen Unterschiede zustande kommen können und vor allem auch, wie sich betroffene Anwender abhelfen können. Meine eigene Versuche mit der sogenannten AC/DC Loadline, der LLC (Load Line Calibration), dem SVID Offset und der VF-Kurve können sicher helfen, das System besser zu verstehen und sich die Motherboard-Settings auf die tatsächliche CPU-Qualität anzupassen. Denn ich will ja nicht nur erklären, sondern vielleicht auch helfen.
Dabei sind diese Erkenntnisse ja nicht neu und diese Mechanismen gab es auch lange schon vor Alder Lake, aber ich habe es satt (das gebe ich gern zu), mich stets und ständig rechtfertigen zu müssen. Vieles von dem, was ich heute beschreibe, ist jedoch noch nicht in der breiten Masse angekommen, weil viele die Theorie als Grundlage für praktische Optimierungen scheuene. Doch keine Angst, ich habe es so weit heruntergebrochen, dass es keinen im Regen stehen lässt. Versprochen!
40 Antworten
Kommentar
Lade neue Kommentare
Urgestein
Urgestein
1
Mitglied
Neuling
Urgestein
Veteran
Urgestein
Neuling
Urgestein
Veteran
Urgestein
Veteran
Mitglied
Urgestein
Urgestein
Urgestein
Urgestein
Alle Kommentare lesen unter igor´sLAB Community →