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Intel Alder Lake im Nach-Test: Welche Motherboard-Settings die Leistungsaufnahme und Temperatur der CPU beeinflussen | Praxis

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!

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Martin Gut

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5,460 Kommentare 2,129 Likes

"Die Werte sind in 1/100 Ohm angegeben. Beispiel: 0,8 mOhm ergäben in unserem Bild also einen Wert von 80."

Ein kleiner Fehler auf Seite 2: "1/100 mOhm"

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Megaone

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510 Kommentare 407 Likes

Top Artikel. Wo list man sowas, ausser bei Igor!

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Igor Wallossek

Format©

6,816 Kommentare 11,095 Likes

Gefixt. The day after... 40-jähriges Klassentreffen und danach so einen Aufsatz :D

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C
CKBVB

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@Icarus: Muss ja sticheln, aber scheinbar kann auch Intel gut was sparen, ohne Geschwindigkeit zu verlieren 🦆und weg :cool:

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IICARUS

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Du bist mir ein Spaßvogel... :ROFLMAO:

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z
zerbich

Neuling

4 Kommentare 0 Likes

Ja, das wäre toll... ich bin am überlegen den 8700k gegen den 12700k zu tauschen.. aber das hier übersteigt mein Wissen xD

Beim 8700k, weiß ich gab es auch diesen "Sweetspot" von 4,8 GHz, wo sogar mit niedriger Spannung als default funktioniert.

So etwas hätte ich gerne wieder. (y)

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RX480

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UL sollte sich mal Irgendwas zur "realen" TDP-Anzeige überlegen!?
... und die Temp wäre auch net ganz verkehrt
nice CPU Score, kann als Laie aber net beurteilen wieviel bei dem user davon durch den extremen [email protected] kommt

So bleibt der UL-Plot 6,[email protected] nur ein feuchter Wunschtraum.
... schien mir einen Schnappschuss wert

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P
Phoenixxl

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Wenn du gerade dabei bist:
Seite 2. Graph steht oben "Watt - less is better). Das sollten °C sein.
Und auf Seite 1 im Vorwort steht "einen einen".

On Topic:
Es ist schon ganz schön übel, wie sehr man sich mittlerweile um seine CPU kümmern muss, um keinen Murks zu machen.
Bei Ryzen hat mich Core Performance Boost in den Wahnsinn getrieben und hier ist wohl auch viel Optimierungs- bzw. Handlungsbedarf im BIOS.

Wenn schon deine Leser ins Schlingern kommen, dann ist das für die breite Masse kein gutes Zeichen.
Zumal sich dort keiner um das BIOS kümmern wird.
Man darf gespannt sein wie die Hersteller von Komplettsystemen die CPUs konfigurieren werden: Effizient, Laut, volle "Performance"...
Vllt kommt ja einer der Mainboard-Hersteller auf die Idee bei den GPUs abzukupfern und DUAL-BIOS mit Silent und Performance zu bringen.

Ich war nach den ersten Tests jedenfalls ziemlich verwirrt, weil das Ergebnis hier doch ziemlich anders war, als auf anderen Seiten.
Da musste man erstmal schauen, was die seltsames getestet haben XD

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Tronado

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961 Kommentare 363 Likes

Das ist wohl kein Vergleich zum Einstellaufwand bei AMD, wenn man beim 12xxx das PL1 + PL2 z.B. auf 125W einstellt, ist schon alles geregelt und man muss nie wieder ins BIOS. Samstagabend 300W und 98°C im Cinebench, jetzt 70°C bei 185/145W bei kaum gesunkenen Punkten.

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z
zerbich

Neuling

4 Kommentare 0 Likes

Sieht in dem Bericht alles andere als einfach aus 😅

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Tronado

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961 Kommentare 363 Likes

Schau mal, Temps nach 15 Minuten CPU-Z Stresstest mit Begrenzung auf 145W.
Mit Werkseinstellungen 300W und throtteln bei 90-100°C.
Im Multicore 130 Punkte weniger (10890 zu 11020), im Singlecore gleichgeblieben. Warum sollte man noch etwas an den Feineinstellungen ändern?

View image at the forums

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Phoenixxl

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87 Kommentare 51 Likes

Auf wie viele Punkte kommst du mit 300W beim Cinebench? R20?
Danke :)

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Tronado

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961 Kommentare 363 Likes

27549 waren das, Singlecore 2009, aber in R23
Mit dem PL-Limit noch 25000 Multicore, Singlecore bleibt gleich..

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Phoenixxl

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87 Kommentare 51 Likes

R23 müsste ich Mal gucken was bei meinem Ryzen rauskommt. Habe da nur Zahlen für R20.
Da komme ich mit OC Multicore auf etwa 12.000. dabei verbraucht er dann 240W.

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DrWandel

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41 Kommentare 38 Likes

Ich frage mich wieviele Anwender tatsächlich ins BIOS gehen und da Einstellungen ändern; ist es nicht eher so, dass die breite Masse MB, BIOS und CPU nehmen wie sie sind?

Ich bin selbst Elektroingenieur und habe durchaus eine Ahnung worum es da geht und von den Zusammenhängen, aber im BIOS habe ich mich im wesentlichen um Bootreihenfolge und Lüfterkurven gekümmert. Es kommt ja auch noch dazu, dass man bei einigen Tuning-Optionen ggf. die Garantie verliert, was jetzt bei meinem System, was schon über vier Jahre alt ist, kein Problem ist.

Ich denke aber schon dass es ganz wichtig ist wie sich eine System 'out of the box' verhält, ohne irgendein Tuning. Es ist absolut lobenswert wenn sich Igor die Mühe gibt ein paar Guidelines zusammenzustellen, so dass auch technisch nicht so versierte Leser ihr System verbessern können, keine Frage. Nichtsdestoweniger ist es gar nicht gut wenn eine neue CPU mit Werkseinstellung zumindest in einigen Szenarien unnötig ein grosser Schluckspecht ist und fast so viel Strom zieht wie der Vorgänger, und ich hoffe dass sich dieses Bild noch weiter klären wird.

Seit über zwanzig Jahren verwende ich in meinen PCs ausschliesslich AMD-CPUs, und mein Zweitgerät, an dem auch die Kinder viel arbeiten und spielen (okay, vor allem Browserspiele) hat eine AMD A10 und läuft, mit Bildschirm, bei deutlich unter 100W. Aus meiner Sicht gibt es da noch viel Potential, und ich hoffe, dass - auch im Sinne der Umwelt - zukünftige Produkte und Tests auf Energieeffizienz (absolut und Watt pro FPS) noch mehr Wert als bisher legen werden (wobei man sehen muss ob die Kunden/Käufer das honorieren). Für mich wäre aktuell ein Ryzen 5600X erste Wahl, wenn ich jetzt ein neues System bräuchte (die GPU-Wahl wäre allerdings echt ein Problem).

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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