Was macht man mit zwei Trays Core i9-12900K? Richtig, Binning! Heute gibt es somit ein ganz besonderes Schmankerl aus dem Süden Deutschlands für euch. Denn der Systemintegrator MIFCOM hat uns freundlicherweise eine größere Menge Alder Lake i9 CPUs bereitgestellt, damit wir diese auf Herz und Nieren testen und auf Unterschiede in der Taktfreudigkeit untersuchen können. Ursprünglich war die Prämisse das Finden einer CPU mit möglichst hochwertigem Speichercontroller für unsere DDR5-Tests. Beim Durchtesten der CPUs konnten wir aber noch viele andere interessante Daten sammeln, die wir euch natürlich nicht vorenthalten wollen. Denn es ergab sich ein teilweise doch sehr unterschiedliches Bild, denn DIE gute CPU gab es irgendwie gar nicht. Doch ich will noch nichts spoilern!
Ein riesiges Dankeschön gilt an dieser Stelle nochmal den Kollegen von MIFCOM, die uns diese grandiose Leistellung anvertraut haben!
Wir sind aber nicht die ersten, denen eine solche Ehre zuteil wurde. Denn die deutschen Overclocker Bullshooter, Sergmann, DaGunzi and quiekMew haben bereits kurz nach Launch mehrere Hundert CPUs testen dürfen und die Daten freundlicherweise öffentlich zur Verfügung gestellt. Diese werde ich im Laufe meines heutigen Beitrages dank kollegialer Erlaubnis als Referenz heranziehen.
Binning, VID und Silicon Prediction
Die Silizium Lotterie oder Englisch „Silicon Lottery“ ist in Enthusiasten-Kreisen ein gängiger Begriff um die Variation in der Qualität von Computer-Chips zu beschreiben. Vereinfacht gesagt gibt es bei der Herstellung von Halbleitern zwangsläufig leichte Qualitätsabweichungen, weswegen jeder individuelle Chip unterschiedlich viel Spannung benötigt, um einen gewissen Takt zu erzielen.
Genau hier kommt das so genannte „Binning“ (frei ins Deutsche übersetzt „Eimern“) ins Spiel, wobei Chips individuell auf ihre Charakteristika getestet und dann einer Güteklasse (Bin) zugeordnet werden. Die oberste Güteklasse bzw. der top bin wird gewöhnlich als „golden“ bezeichnet, da diese Chips besonders selten, leistungsfähig und dementsprechend wertvoll sind. Genauso können Teile eines Chips, wie z.B. einzelne Kerne, gar nicht funktionieren. Statt diesen kann aber komplett zu entsorgen, werden die defekten Teile einfach abgeschaltet und die CPU dann als niedrigere SKU weiter verwertet. So entstehen beispielsweise i7-12700K CPUs aus dem selben Silizium-Bauplan wie i9-12900K CPUs.
Und auch wenn alle Funktionseinheiten der CPU funktionieren, müssen die unterschiedlichen Spannungs-Anforderungen beachtet werden, damit auch jede CPU den spezifizierten Takt erreicht und natürlich nicht instabil wird. Statt quasi einen gemeinsamen Nenner zu finden und einfach einen Spannungswert zu spezifizieren, mit dem alle CPUs stabil laufen würden, wird dieser bei modernen CPUs auf jeden individuellen Chip maßgeschneidert.
Hierfür wird jede CPU ab Werk genau auf ihre Anforderungen getestet und anschließend die notwendige Spannung als VID (Voltage Identification Definition)-Tabelle fest eingespeichert. Bei Intel CPUs seit Rocket Lake hat sogar jeder Kern seine eigene VID-Tabelle, um auch in der Teillast oder mit schlafenden Kernen einen möglichst effizienten Betrieb zu ermöglichen. Denn im Umkehrschluss würde zu viel Spannung ja wiederum unnötige Leistungsaufnahme und Abwärme bedeuten.
Diese VID-Tabelle macht sich Asus bereits seit mehreren Generationen zunutze um daraus auf ihren Maximus und Strix Mainboards eine „Silicon Prediction“ (SP, deutsch Silizium Vorhersage) zu errechnen. Das Prinzip ist relativ simpel: Wenn Intel für eine CPU schon ab Werk eine geringere Spannung einprogrammiert hat, bleibt mehr Potential übrig für das Anheben der Spannung und damit das Overclocking. Da Alder Lake CPUs Performance- und Efficiency-Kerne mit ihren eigenen VID-Tabellen haben, wird der SP Wert hierfür jeweils noch einmal aufgeschlüsselt. Mit einer 2:1-Gewichtung ergibt sich dann letztendlich der Gesamt-SP-Wert. Am Beispiel oben: (101 * 2 + 79) / 3 ~= 93. Ein höhere SP-Wert ist besser.
Nun sei aber noch erwähnt, dass die VID bzw. der SP-Wert bei weitem nicht die ganze Overclocking-Geschichte erzählt. Ebenso wichtig ist natürlich die Kühlung der CPU und auch die „Leakage“, eine weitere Eigenschaft jeder individuellen CPU, wie viel Widerstand, damit Stromverbrauch und Abwärme diese hat. Während letzteres im normalen Betrieb mit herkömmlichen Kühlmethoden fast keinen Einfluss auf den erreichbaren Takt hat hat, wird dies aber vor allem beim Extreme Overclocking besonders wichtig. Denn CPUs mit hoher Leakage lassen sich bei Gefriertemperaturen häufig deutlich höher Takten als CPUs mit geringer Leakage.
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