Herantasten an Vmin als Indikator für VRM-Qualität
Beim CPU Overclocking ist bekanntlich eine möglichst stabile und gleichmäßige Versorgung der Vcore Spannung ausschlaggebend. Kleine Ausreißer nach unten bei Lastwechseln können oft für Instabilität sorgen, obwohl die Spannung zumindest laut Software-Monitoring konstant scheint.
Um dies auch ohne Oszilloskop bewerten zu können, nutze ich einen statische Übertaktung der P-Cores bei 5,0 GHz, der E-Cores bei 4,0 GHz und des Cache bzw. Ring bei 4,5 GHz. Als Last kommt Prime95 mit dem Small-FFT Preset und AVX2 zum Einsatz. Diese Werte sind relativ konservativ gewählt, um die Abwärme mit maximal 85 °C Kerntemperatur in Grenzen zu halten, da diese auch die Stabilität beeinflussen kann. Für eine bestmögliche Transient Response bei Last-Wechseln wird die höchste LLC Stufe 8 mit dem größten Droop gewählt.
Maßgeblich für die Stabilität ist nun die Konstanz der Kernspannung, die im Test so lange gesenkt wird, bis 30 Minuten im Prime95 nicht mehr stabil bewältigt werden können. Eine möglichst niedrige Vcore Spannung, gemessen am Die der CPU (Die sense) ist dann der Indikator für eine gute Spannungsversorgung. Denn auch wenn wir die tatsächlichen Minimal-Werte (Vmin) nicht erfassen können, bedeutet ein möglichst niedriger Durchschnittswert ja umgekehrt kleinere Ausreißer nach unten.
Ergebnis ist ein Minimalwert von 1,022 V gemessen mit HWinfo als „VR VOUT“ des PWM-Controllers, resultierend aus 1,285 V Set-Spannung mit LLC8. Ob dies nun gut oder schlecht ist, wird sich vor allem bei kommenden Z790 Reviews zeigen. Die dafür auch ausschlaggebende Silizium Güte der CPU muss dafür natürlich auch gleich bleiben, weshalb zukünftig auch nur diese spezielle CPU zum Einsatz kommen wird. Die VRM-Komponenten erreichen bei diesem Härtetest im passiven Betrieb ohne helfenden Airflow nicht mehr als 61 °C, was sich sehen lassen kann.
Im Übrigen bewertet das Mainboard diese mit der CPU Force 2 mit dem Wert 131 bei einer CPU Temperatur von 33 °C. Leider ist MSI’s Silizium-Lotterie-Vorhersage-Feature noch immer Temperatur- und damit Kühler-abhängig, aber einen groben Vergleich zwischen CPUs ermöglicht es zumindest. Niedrigere Werte sind hier übrigens besser. Zum Vergleich, auf einem Asus Mainboard entspricht dies einem SP Wert von 103, wo wiederum höher besser ist.
Dynamischer OC mit fixer Spannung und einem Twist
Das dynamische Übertakten einer CPU je nach Anzahl der ausgelasteten Kerne ist bei Z790 nichts neues und auch die dabei mögliche Verwendung einer variablen Spannung mit Hilfe der AC_LL, DC_LL und LLC Parametern gab es bereits bei Z690. MSI hat für das Z790 Godlike allerdings ein weiteres, neues Feature „Loadline Saturation“ eingeführt, mit der der Beginn der Loadline Sloap effektiv verschoben werden kann um einen definierbaren Schwellwert der Stromstärke in A.
Unterhalb dieses Schwellwertes operiert die Spannungsversorgung gänzlich ohne Droop (LLC1), was eine konstante, hohe Spannung in Situationen mit geringer Auslastung zur Folge hat. Erst wenn der Schwellwert überschritten wird, schaltet die Spannungsversorgung in das definierte LLC Level (hier 8) mit dem entsprechenden Droop.
Das Feature nutze ich hier, um eine dynamischer Übertaktung mit “semi-statsicher” Spannung zu erwirken. Die P-Kerne der CPU erreichen dabei maximal 6,1 GHz und minimal 5,5 GHz je nach Auslastung, die E-Kerne 4,5 bis 4,2 GHz und er Cache bleibt beim Default von 4,5 bis 4,9 GHz, und das alles mit einer Set-Spannung von 1,43 V.
Diese Einstellung ist dabei komplett stabil in Prime95 Small-FFT AVX2, egal mit wie vielen Worker-Threads und welchen Kernen die Worker zugeordnet sind. Mit 1-2 ausgelasteten Kernen bleibt die Stromstärke unter dem Loadline Saturation Schwellwert von 40 A, wodurch der VRM die Spannung hier bei exakt 1,43 V hält. Erst wenn mehr als 2 Kerne ausgelastet werden, wird der Sättigungswert erreicht und der PWM-Controller lässt die Spannung nach und nach abfallen, auf minimal 1,141 V. Die resultierende Minimalspannung ist dabei leicht höher als ohne aktive Loadline Saturation, da die Stromstärke unterhalb des Schwellwertes nicht in die Berechnung des Spannungsfalls einfließt.
Zumindest ist dies jetzt noch der Fall, laut MSI war das Verhalten so nicht ganz geplant. Denn eigentlich sollte die Minimalspannung bei Set-Spannung x und LLC-Level y immer identisch sein, egal ob mit oder ohne Loadline Saturation. Dies wird aber auch eventuell noch in einem BIOS Update adressiert werden.
Die dynamische Übertaktung auf bis zu 6,1 GHz, die das Z790 Godlike damit ermöglicht, ist beeindruckend und, auch wenn dies mit der Verwendung der CPU SVID ebenfalls möglich wäre, ist die Umsetzung mit statischer Spannung und dem neuen Loadline Saturation Feature eine interessante Alternative. Der Ausbau einer CPU-Spannungsversorgung mit immer noch höherwertigen Komponenten bringt bekanntlich ab einem gewissen Punkt keinen Mehrwert mehr. Aber das Integrieren von neuen Features, um den VRM noch präziser steuern zu können, ist dafür umso cooler und passt sehr gut zu einem Alleskönner-Mainboard wie diesem.
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