Berechnung der Verlustleistung der P-States eines Prozessors

Kategorie: AMD übertakten
Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 21. Januar 2020
Geschrieben von Jürgen


Die Hersteller der Prozessoren planen für die Vcore-Spannungen der Chips gewisse Reserven ein, weil es bei der
Produktion Streuungen gibt und die CPU ja sicher betrieben werden muss. Dies kann man sich zu Nutze machen und
die Vcore-Spannung reduzieren und sogenanntes Undervolting betreiben.
Auch hier sollte man 1-2 Stufen (0,0125V-0,0250V) Reserven einplanen.
Die Prozessoren werden in die nächst höhere TDP-Klasse eingestuft, d.h. sie haben
bei TDP: 125W unter 125W z.B. 112W Verlustleistung. Daher wird die Verlustleistung der P-States auch von der TDP-Klasse abgeleitet und stellt den Maximalwert dar!

Die Verlustleistung der P-States ist abhängig von der Taktfrequenz und Vcore. Sie ist interessant für die
Abschätzung bei Übertaktung des Prozessors.
Liegt die Verlustleistung noch unterhalb der Leistungsfähigkeit des Mainboard von 140W.
Wieviel Verlustleistung kann ich durch Absenkung der Vcore einsparen?

Die Beschreibung zur Berechnung der Verlustleistung finden Sie hier!

 

Berechnung der Verlustleistung der P-States

 

Prozessor:

AMD FX 4300

 

 

 

max. Frequenz:

3800

 Hz (ohne Turbo)

 

 

TDP:

95

 W

 

 

Vcore:

1,325

 V (Herstellerwerte)

 

P-State

Frequenz [Hz]

Vcore [V]

Pv(max) [W]

 

P0

4000

1,4125

104

(Turbo 2, 2C)

P1

3900

1,4000

109

(Turbo 1, 4C)

P2

3800

1,3250

95

 

P3

3400

1,2875

80

 

P4

2600

1,1375

48

 

P5

1800

0,9875

25

 

P6

1400

0,8875

16


In dem Turbomodus werden die P-States je nach Temperatur und Last der CPU runter und rauf geregelt !

Die Tabellenkalkulation für die obige Berechnung gibt es hier! (OpenOffice-Format)

-> AMD FX CPU bei Amazon !

Taktfrequenzeinstellung der einzelnen P-State`s eines Prozessors

Kategorie: AMD übertakten
Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 21. Januar 2020
Geschrieben von Jürgen

Wenn man sich Gedanken über die Taktfrequenzeinstellung macht muss man die Schwellenwerte, die sich aus den Energiesparplänen von Windows 10 ergeben, betrachten. Rein gefühlsmäßig würde man die Frequenzabstände zwischen den P-State`s gleichmäßig verteilen. Von den CPU-Herstellern wurden oft diese Frequenzabstände unglücklich gewählt!

Energiesparpläne aus Windows 10

 

Schwellenwerte der Prozessorauslastung

 

 Einstellung

UP

Down

Reduzierungsrichtlinie

 

Energiesparmodus

90%(80%)

60%(40%)

Rakete

(besser)

Ausbalanciert

60%

20%

Ideal

 

Höchstleistung

30%

10%

Single


Die CPU schaltet entsprechend der Schwellenwerte des Energiesparplan “Energiesparmodus, Ausbalanciert oder Höchstleistung”, in den P-States rauf und runter. Bei “Ausbalanciert” schaltet die CPU bei >60% Auslastung in den nächst höheren P-State und bei einer Auslastung  von <20% in die nächst niedrigen P-State.
Sind die relativen Frequenzabstände der P-States zu groß, landet die CPU bei dem nächst höheren P-State nahe des unteren Schwellwertes!

Ein Beispiel: Energiesparplan “Ausbalanciert”

P3:  800 MHz Auslastung 62% -> CPU schaltet hoch ergibt in der nächst höheren P-State P2

P2: 1800 MHz Auslastung 28% -> also nahe dem unteren Grenzwert von 20%

Die Folge ist der Prozessor schaltet immer rauf und runter, ob dass so gut für die CPU ist ? Auch sollte die unterste Frequenz aus reinem Spar-Wahnsinn nicht zu niedrig gewählt werden, damit der Prozessor bei normaler Belastung nicht immer rauf schalten muss. Letztendlich hat man dadurch nichts gespart außer im Idle-Betrieb. Da sollte man lieber auf “Energie sparen” (Standby) gehen, dass verbraucht noch weniger Energie!

Besser ist es, wenn die relative Frequenzerhöhung zwischen den P-States gleichmäßig verteilt ist und zu höheren Frequenzen abnimmt!

Frequenzeinstellung Phenom II X4 940

Der Phenom II X4 940 wurde mit K10Stat getunt, d.h. Frequenz rauf und Vcore runter !
Die Vcore Werte finden Sie unter:
Berechnung der Verlustleistung der P-States.

Aber die CPU-Hersteller haben durchaus auch gelernt und bei neueren Prozessoren bessere aber nicht optimale Frequenzabstände gewählt, wie die Liste für den AMD FX-4300 zeigt!

Frequenzeinstellung FX 4300

Die nächste Übersicht zeigt das Schaltverhalten des AMD FX-8350 in dem Energiesparplan “Ausbalanciert” ! Wo landet die CPU-Auslastung wenn der Prozessor bei X% hoch schaltet. Hier verglichen die Standardwerte eines Prozessors mit den optimierten Werten für die Frequenzeinstellung der P-States!

Schaltverhalten FX 8350
 

-> AMD FX CPU bei Amazon !

Auch die Frequenzeinstellung der einzelnen P-States kann mit den Tools K10Stat und AmdMsrTweaker eingestellt und optimiert werden!

Für die, sie sich gewundert haben, dass die CPU in der Einstellung “Energiesparmodus”  immer auf dem niedrigsten P-State hängt, die brauchen sich nur die Schwellenwerte anschauen. Bei den Werten >90% für UP und <60% für Down ist das selbstverständlich. Besser sind hier die Werte in Klammern >80% und <40%, dann schaltet die  CPU auch ab und zu mal hoch und man kann damit arbeiten!

 

AMD-CPU mit Software-Tools übertakten

Kategorie: AMD übertakten
Zuletzt aktualisiert: Dienstag, 21. Januar 2020
Geschrieben von Jürgen
 


AMD Prozessoren übertakten mit Software-Tools

-> AMD K10-CPU übertakten mit K10Stat
-> AMD CPU übertakten mit AmdMsrTweaker
-> Taktfrequenzeinstellung der P-State`s

-> Berechnung der Verlustleistung der P-State`s

 

Mit den Programmen wie K10Stat oder AmdMsrTweaker können AMD CPUs über- oder untertaktet und durch Absenkung der Vcore-Spannung die Verlustleistung gesenkt werden. Sie nutzen dabei die Cool`n`Quiet-Funktion der AMD-CPU`s.  Die CnQ funktioniert  über sogenannte P-State`s (Performance-State=Leistungszustand).  Um die Verlustleitung zu reduzieren, können die Prozessoren, je nach Auslastung, in verschiedenen Leistungszuständen arbeiten, in denen sie unterschiedlich getaktet werden und mit unterschiedlicher Spannung versorgt werden.  Die exakten Daten auf welchen Takt und Spannungswerte, bei den einzelnen P-States anliegen sollen, werden in Registern hinterlegt.

Diese Programme nutzen den Vorteil, dass die oben beschriebenen Register manuell verändert werden können. Sie überschreiben diese Werte einfach und CnQ funktioniert damit ganz normal weiter, nur mit individuell gesetzter Spannung und Taktfrequenz. Sie müssen dabei nicht im Hintergrund aktiviert sein, sondern es reicht, wenn sie beim Start kurz aufgerufen werden um die entsprechenden Werte  abzuändern.

Bei jedem Übertakten ist wichtig, dass das Netzteil und der Kühler der CPU über entsprechende Reserven verfügen! Genauso müssen die Spannungswandler auf dem Mainboard genügend Leistung haben. Die kleinen mATX  Mainboards haben meist nur 95 W und sind weniger geeignet, da die Verlustleistung des Prozessors ansteigt. Die max. Verlustleistung der CPU sollte die Leistungsfähigkeit des Mainboards (95 W, 125 W, 140 W) nicht überschreiten. (siehe auch Berechnung der Verlustleistung)
Jede Änderung sollte in kleinen Schritten erfolgen, wenn sie übertreiben stürzt der PC ab. Danach erst mit LinX oder Prime95  prüfen, ob der PC mit den neuen Werten stabil läuft. Wenn sie die CPU übertaktet haben, achten Sie darauf, dass die CPU nicht zu heiß wird.

Downloads:   LinX 0.6.5    K10stat 1.54    SpeedFan 4.46   AmdMsrTweaker 1.1  Prime95

 

AMD`s K10-CPU übertakten mit K10Stat

K10Stat verwendet eine graphische Benutzeroberfläche, mit der man bequem die Taktfrequenz der CPU und die Spannung Vcore der einzelnen P-State`s einstellen kann. Es werden nur die Felder der P-State`s markiert und die gewünschten Werte eingestellt !

Eine ausführliche Anleitung für die Parameter von K10Stat gibt es leider nicht mehr beim Greencomputingportal !

   
   
 

Ich habe bei meinem Phenom II X4 940 BE beide Varianten genutzt:

P0: Die Taktfrequenz auf 3600 MHz erhöht mit leicht angehobener Vc=1,3625V
P1 und P2: Taktfrequenzen angepasst und auf min. Vc eingestellt um die Effizienz zu erhöhen.
P3: Vc auf 0,8V reduziert , um eine minimale Verlustleistung zu erzielen.

ClockControl habe ich nicht aktiviert, sondern ich nutze die normale CnQ-Funktion.
Dadurch muss K10Stat auch nicht im Hintergrund laufen.

                       

                                Tuningeinstellung 940BE  mit K10stat 060110  Phenom II X4 normale Werte

 
   
Berechnung der Verlustleistung  

 

 

AMD CPU übertakten mit AmdMsrTweaker

Mit dem AmdMsrTweaker kann man AMD K10 CPU und höher übertakten, d.h. auch die AMD FX Prozessoren können damit übertaktet werden. Er hat keine graphische Oberfläche wie K10Stat, sondern es müssen die Einstellungen über Kommandozeilen geändert werden. Daher empfiehlt sich hier die Verwendung einer Batch-Datei z.B. “Start AmdMsrTweaker.bat” !
Auch wenn der Start von K10Stat beim Autostart von Windows 10 verhindert wird, bietet AmdMsrTweaker eine Alternative.

Also AmdMsrTweaker runter laden und entpacken !

Dann die Datei AmdMsrTweaker.exe starten und man sieht folgendes Bild:
- Es werden die Daten und P-States der installierten CPU angezeigt!

2016-01-29 11_12_01-D__Users_AmdMsrTweaker_x64_AmdMsrTweaker

Das sind die Daten eines getunten AMD FX 8350 !

P0 und P1 sind bei der FX-CPU die Turbo-P-States ! P0 ist Turbo 2 mit 4 Kernen (4800 MHz) und P1 ist Turbo 1 mit 8 Kernen (4400 MHz). Die normale max. Taktfrequenz ist P2: 20x 200 MHz = 4000 MHz !

Der Syntax für die Kommandozeile sieht dann so aus: 

AmdMsrTweaker.exe P6=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P5=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P4=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P3=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P2=20@1.3 P1=22@1.4 P0=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Formel: Ps=n@Vcore  [ s=Nummer P-State, n=Faktor x200 ergibt die Taktfrequenz, Vcore=Kernspannung in V]

Zusätzlich kann man noch Turbo=k und APM=k einfügen [ k=0 oder 1, APM = Automatisches Powermanagement] Der Turbo-Modus läuft nur wenn auch APM aktiviert ist.

Das APM greift bei den Turbo P-States ein, wenn die CPU zu heiß wird oder die CPU-Last zu hoch ist, wird die Taktfrequenz rauf und runter  geregelt. Turbo 2 wird dann gar nicht verwendet. Zwischen Turbo 1 und 2 P-States darunter toggeln die Cores hin und her. Dieser Umstand läßt die FX-CPU bei den harten Benchmarks schlecht aussehen.

So könnte der Inhalt der Batch-Datei aussehen; entsprechend der eigenen Konstellation  die Verzeichnisse anpassen.

@echo off
rem Die P-States mit Multiplikator und Vcore werden gesetzt!
D:\Verzeichnis\AmdMsrTweaker\x64\AmdMsrTweaker.exe P6=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P5=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P4=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P3=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! P2=20@1.3 P1=22@1.4 P0=Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
exit

+++ Das ist Chip-Tunning per Software +++

Wie so oft findet man bei Amazon den Artikel wegen unzureichender Bezeichnung nicht - hier die Direkt-Links zu den AMD-CPU!

 

                              

Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell für den Betrieb der Seite, während andere uns helfen, diese Website und die Nutzererfahrung zu verbessern (Tracking Cookies). Sie können selbst entscheiden, ob Sie die Cookies zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass bei einer Ablehnung womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen.