IMC-Binning – DDR5 vs. DDR4
Wie bereits erwähnt, teste ich für das IMC-Binning die maximale Taktrate, mit der sich Windows booten lässt, bei vorgegebenen Spannungen. Bei Erfolg wird die Taktrate mittels BCLK oder Multiplikator um 50 Mbps erhöht. Bei Misserfolg wird die Taktrate auf den vorherigen Wert zurückgestellt und ein zweiter Boot-Test zur Sicherheit durchgeführt. Die Spannungen für RAM und IMC wurden dabei auf fixe Ausgangswerte gesetzt und ggf. in 50 mV Schritten bis zu einer Maximalgrenze angehoben, um auch einen Indikator auf die Skalierung zu erhalten. Folgende Spannungen in mV wurden verwendet:
- CPU VDDQ (VDDQ TX / IVR Transmitter VDDQ): 1500 (+100)
- VDD2 (IMC VDD, MC Voltage): 1350 (-50)
- System Agent: 1350 (+-100)
- VDD/VDDQ: 1500
Prophylaktisch möchte ich anmerken, dass wir uns zuvor bei mehreren Quellen versichert haben, dass diese womöglich hoch erscheinenden Spannungs-Werte keine Gefahr für die CPUs darstellen und sogar problemlos im täglichen Betrieb genutzt werden könnten. Zudem wurden die CPUs für die ganze Binning-Prozedur insgesamt nur wenige Minuten betrieben. Die Primärtimings wurden auf 34-44-44-34 2T gesetzt, um möglichst keinen Einfluss auf das Ergebnis zu nehmen. Bedingt durch DDR5 wird hier der Gear 2 Modus, mit 1:2 Übersetzungsverhältnis zwischen IMC und RAM verwendet.
Bei der DDR5-Taktrate sehen wir eine relativ gleichmäßige Verteilung mit Häufung in der Mitte und einzelnen Ausreißern bei 7650 bzw. 7250 Mbps und der Durchschnitt liegt bei 7447 Mbps. Es gibt auch ein paar sonderbare Phänomene abseits des Taktes, wie z.B. dass eine CPU bei 1350 mV VDD2 immer abstützt, womit die anderen aber keine Probleme haben – 50 mV weniger ist die Lösung bei diesem Einzelfall. Manche CPUs skalieren zudem mit mehr CPU VDDQ und können z.B. bei 1600 mV eine höhere Taktrate booten als bei 1500 mV, andere CPUs erreichen aber schon bei 1500 mV ihr Maximum an DDR5-Takt. Ähnlich, aber in einem kleineren Fenster verhält sich auch die System Agent-Spannung.
Bei DDR4 entfällt die VDD2 Spannung und die Unterteilung der RAM-Spannung in VDD und VDDQ. Stattdessen wird diese auf beiden Seiten durch die DRAM Spannung versorgt, die für die Tests ebenfalls auf 1500 mV eingestellt wird. Hier wird zudem der Gear 1 Modus mit 1:1 Übersetzung zwischen IMC und RAM und Timings 17-17-17-34 2T verwendet. Für eine möglichst granulare Abtastung wurde für das Testen zwischen zwei RAM-Teilern wieder zusätzlich die BCLK zum Einstellen der Taktrate des jeweiligen Mittelwertes verwendet.
Hier ist die Verteilung etwas ungleichmäßiger als bei DDR5, mit Tendenz zum unteren Ende der getesteten Taktraten. Die Extreme sind jeweils 2 CPUs mit 4350 Mbps und 4100 Mbps. Die Aufspreizung ist hier vermeintlich geringer als bei DDR5, aber dies liegt natürlich auch am fehlenden Faktor des Gearings. Der Durchschnitt liegt bei 4186 Mbps. Auch war hier durch Anheben der Spannungen nicht viel mehr Spielraum, wobei das Mainboard in diesem Fall auch nicht vorselektiert und ggf. ein limitierender Faktor ist.
Ist nun ein guter DDR5-IMC auch immer ein guter DDR4-IMC? Nope, zumindest nicht bei diesen 30 CPUs und unseren Testmethoden.
Hier in der Darstellung ist die Taktrate auf den tatsächlichen Takt des IMC normalisiert (Faktor 4 bei DDR5, Faktor 2 bei DDR4) und anschließend mit einem Offset von 1800 bzw. 2000 dargestellt, damit sich die Unterschiede deutlicher ablesen lassen. Des weiteren sind die CPUs hier nach der theoretischen, kombinierten Taktraten sortiert. An erster Stelle ist eine CPU, die 1888 MHz mit DDR5 und 2175 MHz bei DDR4 schafft. Das Schlusslicht ist eine CPU mit 1813 MHz DDR5 und 2067 MHz DDR4. Dazwischen wird einmal bunt gemixt. Manche CPUs sind in DDR4 besser als der Durchschnitt und umgekehrt. Die schnellste DDR5-CPU ist bei DDR4 nur im oberen Mittelfeld und auch die schnellsten DDR4-CPUs sind gerade einmal knapp über bzw. unter dem DDR5-Durschschnitt.
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