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Die AMD Ryzen CPU der Serie 7000 & 5000 bieten Precision Boost Overdrive 2 (PBO 2)
Viele kennen das CPU-Tuning mit einfachen Mitteln. Die Vcore Spannung und die Frequenz im Bios erhöhen. Problem war immer die enorme Hitzeentwicklung bei geringer Leistungssteigerung. AMD hat eine neue Möglichkeit des intelligenten Tunings geschaffen. Mit PBO 2 und dem Curve Optimizer kann sogar die Temperatur gesenkt werden. Mit den Parametern PPT, TDC und EDC, läßt sich abhängig von der technische Ausstattung, wie Kühlung, Chipset Mainboard und Spannungsversorgung, das PBO 2 einstellen und optimieren. TDP (Thermal Design Power) ist der maximale Wert für die thermische Verlustleistung einer CPU!
PBO 2 Parameter Standardwerte |
für 65 W TDP |
für 105 W TDP |
für 120 W TDP |
für 170 W TDP |
PPT = Packege Power Tracking |
88 W |
142 W |
162 W |
230 W |
TDC = Thermal Design Current |
60 A |
95 A |
120 A |
160 A |
EDC = Electrical Design Current |
90 A |
140 A |
180 A |
225 A |
EDC ist dabei der Masterwert, der die anderen Werte beeinflusst. Er sollte nur geringfügig ±10% verändert werden. Für den ECO-Betrieb können die Werte weiter bis zur nächsten TDP-Stufe abgesenkt werden. Einige Mainboards bieten auch den ECO-Betrieb an.
AMD Ryzen-CPU: TDP 65 W Typen: 5500, 5600, 5600X, 5700X, 5800, 5900,7600, 7700, 7900 TDP 105 W Typen: 5800X, 5800X3D, 5900X, 5950X, 7600X, 7700X TDP 120 W Typen: 7800X3D, 7900X3D, 7950X3D TDP 170 W Typen: 7900X, 7950X
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Wichtig ist dabei ein aktuelles Mainboard und Bios-Version mit PBO 2 Unterstützung. Als Werkzeug für die Umsetzung stellt AMD die PC-App Ryzen Master zur Verfügung.
Weitere sinnvolle Apps sind: CPU-Z (Messung, Leistungsbewertung) OCCT (Stresstest, Messung, alternativ HWInfo64) prime95 (Stresstest mit Einstellung blend) Cinebench R23 (Stresstest, Leistungsmessung)
Mit dem Curve Optimizer wird nicht eine Vcore-Spannung um einen festen Betrag ±50mV erhöht oder gesenkt, sondern es wird eine andere Ansteuerungskurve im Bereich von -30 bis +30 abhängig vom CPU-Takt ausgewählt. Durch die Streuung bei der Produktion der Chips und auch der einzelnen Kerne wird vom Hersteller eine höhere Standardspannung vorgegeben, damit alle CPUn stabil laufen. Mit etwas Glück hat man eine gute CPU erwischt, die nicht eine so hohe Spannung benötigt um stabil zu laufen. Diesen Wert gilt es herauszufinden, die Verlustleistung sinkt und die CPU hat mehr Potenzial um zu boosten. => weniger Wärme und mehr Power !
Phase 1: Curve Optimizer
1. Programme installieren. 2. Leistungsmessungen machen mit Cinebench, CPU-Z und Werte notieren. 3. Stabilität mit OCCT und prime95 testen, Werte wie Temperatur und max. Multicore-Boost-Frequenz notieren. 4. PBO im Bios auf "auto" aktivieren. Die Einstellung ist nicht vorne, sondern meistens etwas weiter hinten, unter Advanced mit Sicherheitsabfrage, versteckt. 5. D.O.C.P. für das DDR-RAM aktivieren, falls noch nicht geschehen.
Ziel ist nicht wie üblich einen max. Single-Core-Boost für einen Kern zu erreichen, => sondern eine hohe Multi-Core-Boost-Frequenz für eine hohe Gesamtleistung.
Ryzen Master starten und folgende Einstellungen vornehmen:
Links unten auf Einstellungen kicken und im Systemmonitor die Überwachung aktivieren.
Damit hat man eine gute zeitliche Kontrolle der Core-Takte und der Temperatur!
Wieder zurück kann man oben links den Curve Opimizer öffen. Er optimiert die Einstellung für die negativen Werte für alle Kerne gleichzeitig oder einzeln. Als erstes würde ich alle Kerne optimieren lassen, erst bei großen Unterschieden zwischen den Kernen, sollten die Kerne einzeln optimiert werden. Z.B. Kern C4 erzeugt einen Error, dann den vorletzten Wert für Kern C4 ohne Fehler verwenden und mit den restlichen Kernen dann einzeln (Pro Kern) weiter machen. Ich hatte das Glück, dass alle Kerne bis -30 stabil gelaufen sind, trotzdem habe ich -29 gewählt um noch mehr Sicherheit einzubauen.
Nach einer gewissen Zeit ist der Curve Optimizer fertig und man hat die Werte für alle Kerne. Der Ryzen Master kann die Werte nicht fest in das Bios eintragen, dass muss man manuel machen und sich die Werte notieren. Jetzt den PC neu starten und die Taste für das Bios, meistens "F2" gedrückt halten.
Auf einem ASUS-Mainboard kommt man über Erweitert > AMD Overclocking > AMD Overclocking > Precision Boost Overdrive > Curve Optimizer, an die richtige Stelle um die Werte einzustellen, entweder alle Kerne (Cores) gleich oder einzeln. Ich habe eine sehr gute CPU erwischt mit Cn=-29 , diese Werte können auch völlig unterschiedlich sein: z.B. C1= -22, C2= -5, C3= -11, C4= -14, C5= -27, C6= -11, C7= -21, C8= -18 (für eine 8-Core CPU) Danach die Testprogramme wie oben angegeben ausführen, um die Stabilität zu testen und die Leistungswerte zu ermitteln. Mit prime95 auf Einstellung "blend" starten , die "Worker" min. 10 Minuten beobachten, ob ein Error gemeldet wird und die Werte in OCCT und Ryzen Master ablesen. Zwischendurch immer wieder die ermittelten Werte notieren, damit man Vergleichswerte hat. Falls ein Error gemeldet wird z.B. "Worker C6" von prime95, den Wert im Bios von C6= -11 auf C6= -10 hoch setzen und neu testen! So lange weiter machen bis alle Testprogramme stabil durchlaufen. Cinebench R23 sorgt für eine gleichmäßige hohe Belastung, bei der man gut die max. Multi-Core-Boost Taktfrequenz und Temperatur in OCCT oder Ryzen Master ablesen kann.
Hier wird man schon den ersten Erfolg sehen!
Zwischenergebnis
System: Win 11 / R7 5800X |
Multi-Core-Boost-Frequenz |
Cinebench R23 Multi-Core |
CPU-Temp |
Standard-Werte |
4.475 MHz |
15.309 pts |
90 °C |
Curve Optimizer Cn= -29 |
4.619 MHz |
15.735 pts |
84 °C |
Es ist eindeutig eine Steigerung der max. Taktfrequenz von 4475 auf 4619 MHz zu erkennen. Auch die Leistung im Cinebench R23 ist von 15.309 auf 15.735 pts gestiegen, dabei ist die CPU-Temperatur von 90 auf 84 °C gefallen. Ein sehr gutes Ergebnis, dass kann bei anderen Systemen natürlich anders aussehen aber die Tendenz sollte gleich sein. Wer damit zufrieden ist, der kann jetzt aufhören. Wer neugierig ist und noch mehr herausholen möchte, der sollte weiterlesen.
Phase 2: Precision Boost Overdrive 2 (PBO 2)
Mit dem Ryzen Master kann man gut die Parameter PPT, TDC und EDC einstellen und testen. Der Masterwert ist EDC und die Standardwerte für die Ryzen-CPU sind oben in der Tabelle angegeben. Ryzen Master starten und ein neues Profil anlegen (Profil 1 umbenennen) z.B. "PBO". In diesem Profil "PBO" die Standardwerte für PPT, TDC und EDC eingeben. Dann ganz unten auf "Übernehmen" klicken und der PC startet neu und startet danach den Ryzen Master wieder. Auf den Reiter "Home" schalten und die Werte ablesen.
EDC auf optimalen Verbrauch / Leistung ± einstellen und austesten. Mit Cinebench R23 die Leistung messen und dabei die Multi-Core-Boost-Frequenz im Auge behalten. Immer wieder die Messwerte für den Vergleich notieren. Bei mir ging bei Reduzierung von EDC die Leistung hoch! Auch da gab es dann einen Grenzwert, an dem die Leistung nicht weiter gestiegen ist. Der EDC-Wert ist gefunden und sollte nicht weiter verändert werden. Jetzt die Parameter PPT und TDC auf nahezu 100% einpegeln ... mit der Leistungsmessung Cinebench R23 ergibt sich z.B.: TDC steht auf 95A und ist zu 89% ausgelastet. TDC(neu) = 95A*0,89 = 85A => 86A einstellen! PPT steht auf 142A und ist zu 91% ausgelastet. PPT(neu) = 142W*0,91 = 129W => 130W einstellen!
Nach Übernahme der neuen Werte und Neustart sieht man PPT und TDC zu 98%-99% ausgelastet. Vorschlag für einen ECO-Betrieb (PPT:120W / TDC:80A / EDC:120A) einer TDP 105W CPU mit ausreichender Leistung, man kann die Werte bis zur nächsten TDP-Stufe reduzieren.
Ich habe insgesamt 15 Varianten ausprobiert und so die für mein System optimalen Werte mit Leistungssteigerung und Senkung der Temperatur gefunden. Ryzen 7 5800X: PPT = 130W; TDC = 86A; EDC = 130A! Die Optimierung wurde für und mit Cinebench R23 durchgeführt und könnte genau so auch für andere Apps und Spiele mit einem hohen Leistungsbedarf durchgeführt werden. Zum Schluss die Werte in das Bios eintragen und speichern.
Phase 3: CPU Clock Boost Override
Als Unterpunkt von PBO kann man die Single-Boost-Taktfrequenz im Bios im Bereich ± 200 MHz erhöhen oder verringern. Mein Test mit +100 MHz führte zu einem Absturz, dann habe ich das ganz gelassen und mit negativen Werten getestet. Mit der Änderung der maximalen Boost-Taktfrequenz von 4.850 auf 4.800 MHz mit dem Wert -50MHz, ergab sich sogar eine Leistungssteigerung. Bei dem Wert -150MHz war sie noch ein klein wenig höher aber die Single-Core Leistung ist zu weit zurück gegangen. PBO Scalar kann man auf "Auto" stehen lassen, sie hat keinen Einfluss auf die Ergebnisse.
System: Win 11 / R7 5800X |
Multi-Core-Boost-Frequenz |
Cinebench R23 Multi-Core |
CPU-Temp |
Standard-Werte |
4.475 MHz |
15.309 pts |
90 °C |
Curve Optimizer Cn= -29 |
4.619 MHz |
15.735 pts |
84 °C |
PBO und Curve Optimizer |
4.671 MHz |
15.910 pts |
82 °C |
Die Temperatur ist weiter gefallen von 84 auf 82 °C. Eine kleine Steigerung gab es bei der Leistungsmessung mit Cinebench R23 von 15.735 auf 15.910 pts. Das ist ein sehr gutes Ergebnis, weiter runter mit der Temperatur geht es nur mit Leistungseinbußen. Bei hoher Teillast z.B. beim Stresstest mit OCCT oder teilweise mit prime95, wird eine Multi-Core-Boost-Frequenz von 4.800 MHz bei einer Temperatur <70°C erreicht.
Weitere Messergebnisse: Cinebench 2024: Multi-Core: 881 (824) pts; Single-Core: 96 pts; Multi-Core-Boost-Frequenz: 4.724 MHz CPU-Z: Multi-Thread: 6.837 (6.537) pts; Single-Thread: 664 pts; Multi-Thread-Boost-Frequenz: 4.699 MHz!
Fazit: Man muss sich erst an den Gedanken gewöhnen, es werden Werte nach unten geändert und die Leistung geht nach oben. Woran liegt das? Durch die Reduzierung bestimmter Werte schafft man für die CPU mehr Potenzial, "mehr Luft" und die kann das Potenzial nutzen und die Kerne (Cores) je nach Bedarf höher und länger boosten. Die Basis-Taktfrequenz für garantierte Volllast liegt für diese CPU R7 5800X bei 3.840MHz. Durch den Einsatz von Presicion Boost Overdrive 2 und Curve Optimizer wird eine höhere Multi-Core-Boost-Taktfrequenz (alle Kerne gleichzeitig) und damit auch eine höhere Leistung erreicht, bei gleichzeitiger Absenkung der Temperatur.
Welche Vorteile ergeben sich dadurch? => Geringere Temperatur: Weniger Lüftergeräusche, höhere Lebensdauer, unkritischer Betrieb an heißen Tagen. => Höhere Leistung: Rechenintensive Apps und Spiele laufen schneller und flüssiger. => Geringere Verlustleistung: Weniger Stromverbrauch, kein größeres Netzteil notwendig.
Hier noch einmal die im Bios eingestellten PBO-Werte für eine TDP 105 W CPU:
Zum Schluss prime95 für 30-60 Minuten in der Einstellung "Blend" laufen lassen, um die Stabilität abschließend zu prüfen!
AMD Prozessoren übertakten mit Software-Tools
Ältere AMD 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 !
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