Tdc limit что это

Виды разгона AMD Ryzen. Тест Ryzen 7 3700X на ASRock X570 Extreme 4

Процессоры с разблокированным множителем всегда ценились энтузиастами. Увеличение их частоты путем несложных манипуляций давало возросшую производительность, сравнимую с показателями старших моделей в линейке.

Но на сегодняшний день ситуация с разгоном изменяется не в лучшую сторону для пользователей. В конкурентной борьбе производители стараются изначально выжать максимум из чипов.

Да и нужен ли ручной разгон на современной платформе? Процессоры стали намного интеллектуальнее за последние пару лет. Они умеют разгонять себя сами – технологии Turbo Boost у intel и Precision Boost Overdrive (PBO) у AMD. В отличии от ручного разгона, данные технологии работают по алгоритму, основанному на множестве датчиков – учитываются показатели напряжений, энергопотребления, температуры.

Особенно в этом преуспела компания AMD с выходом архитектуры Zen 2. Давайте рассмотрим способы разгона процессоров Matisse на примере Ryzen 7 3700X. Оценим их возможности и обсудим актуальность разгона как такового.

Основные характеристики процессора

Количество ядер/потоков: 8/16;
Базовая частота/максимальная частота: 3.6/4.4 ГГц;
Техпроцесс: TSMC 7nm FinFET;
TDP по умолчанию: 65 Вт;
Максимальная температура: 95°C.

Тестовый стенд

Процессор: AMD Ryzen 7 3700X;
Материнская плата: ASRock X570 Extreme 4, BIOS v 2.30 от 16.03.20;
Оперативная память: XPG Spectrix D80 DDR4 RGB Red Edition AX4U320038G16-DR80;
Охлаждение CPU: Thermaltake Pacific RL240 Water Cooling Kit;
Блок питания: Enermax Platimax D.F. 750W;
Накопитель: Goodram PX500 NVMe PCIe Gen 3 ×4 на 512 ГБ;
Операционная система: Windows 10 Pro 64-bit версия 2004.

Автоматический разгон

Автоматический разгон, или Boost, у AMD лимитируется несколькими параметрами:

PPT Limit (Package Power Tracking) – ограничение на потребление процессором энергии в ваттах, при превышении TDP частоты уменьшаются.
TDC Limit (Thermal Design Current) — ограничение на максимальный ток, подаваемый на процессор. Определяется эффективностью охлаждения VRM на материнской плате.
EDC Limit (Electrical Design Current) – ограничение на максимальный ток, подаваемый на процессор. Определяется электрической схемой VRM на материнской плате.
Precision Boost Overide Scalar – коэффициент зависимости подаваемого на процессор напряжения от его частоты. При отключении трех выше приведенных параметров данный ограничитель спасает процессор от выхода из строя, ограничивая подаваемое напряжение. Для одного ядра и для всех ядер этот показатель различается. В нашем случае при максимальном значении Scalar ×10 с отключенными ограничениями максимальное напряжение на одно ядро составило 1.49 В.

Как видим, авторазгон зависит не только от экземпляра процессора, но и от материнской платы, а конкретно от её схемы питания VRM, её охлаждения, а также от эффективности охлаждения самого CPU.

Учитывается не только общая пиковая мощность чипа, но и индивидуальные характеристики каждого ядра: его частотный отклик на напряжение, тепловые взаимодействия между соседними ядрами, ограничения по мощности для каждого ядра.

В автоматическом разгоне максимальная частота на 1-3 ядра была 4400 МГц, четыре ядра, восемь потоков работали с максимальной частотой 4275 МГц, при 100% нагрузке на всех потоках все ядра работали на частоте 3949 МГц. Максимальное энергопотребление составило 90 Вт с наибольшим напряжением от 1.18 до 1.49 В. В стресс-тесте LinX температура поднялась до 68°C.

В однопоточном режиме максимальная частота достигает заявленной в технических характеристиках Ryzen 7 3700X. В многопоточном режиме авторазгон прибавляет 12% к базовой частоте процессора.

Ручная установка множителя

Это самый популярный способ разгона процессоров, не требующий особых знаний, известен много лет, именно он используется в основном для разгона процессоров intel. Подходит для процессоров Ryzen без суффикса Х.

Заходим в BIOS, ищем вкладку или параметр OC Tweaker. Значение CPU Frequency переводим в ручной режим. Изменять будем два параметра: множитель и напряжение.

По умолчанию для нашего процессора эти показатели равны 36 и 1.1 В. Постепенно изменяем множитель на единицу, сохраняемся, загружаем Windows и тестируем стабильность работы. При невозможности загрузки ОС или ошибках в тестах, увеличиваем напряжение. Безопасным считается диапазон напряжения до 1.45 В.

Необходимо учесть, что при включении ручного режима изменения множителя, динамическое изменение частоты отключается, все ядра будут работать на выставленной вручную частоте, не снижая ее без нагрузки. Напряжение при этом будет изменяться в зависимости от нагрузки.

В результате нам удалось поднять частоту всех ядер до 4.3 ГГц с напряжением 1.42 В. На данной частоте система работала стабильно, проходила все тесты без ошибок.

На частотах 4.4 и 4.45 ГГц Windows загружалась, но в тестах были ошибки, и система работала не стабильно. Повышение напряжения не помогало.

Приведем график зависимости роста напряжения от частоты, изменения температуры под нагрузкой и энергопотребления.

Как видим, до 4.2 ГГц напряжение изменяется незначительно и температуры достаточно низкие. Но уже на 4.3 ГГц температура и энергопотребление значительно возрастают.

Что получаем в итоге? Все ядра при 100% загрузке работают на частоте 4300 МГц — это плюс 20% к номинальной частоте. Энергопотребление выросло до 137 Вт при напряжении 1.42 В. Максимальная температура при стресс-тесте была 82°C. Из минусов можно отметить отсутствие изменения частоты без нагрузки.

Но это еще не все, что возможно делать с процессорами на архитектуре Zen 2. Так как процессор физически состоит из отдельных блоков CCX по 4 ядра в каждом, то каждый из этих блоков можно разгонять отдельно, если, конечно, в BIOS имеется такая возможность.

В нашем процессоре 3700Х таких блоков два и один из них обладает более удачными ядрами, на нем мы и попробуем увеличить частоту выше общих 4300 МГц.

Для этих манипуляций найдем соответствующие параметры на вкладке AMD Overclocking.

Предварительно во вкладке OC Tweaker значение CPU Frequency оставляем в ручном режиме, множитель не трогаем, но изменяем значения напряжения.

На вкладке AMD Overclocking нас интересуют два параметра – CCX0 и CCX1 Frequency, их и будем изменять. Так как все ядра работали на 4300 МГц, этот параметр оставляем для второго блока, а на первом начинаем увеличивать частоту с шагом в 25 МГц.

Наибольшее значение, стабильно работающее, было 4350 МГц.

Прибавка незначительная, но нам важен сам принцип. В старшем AMD Ryzen 9 3900X таких исполнительных блоков уже четыре, по 3 ядра в каждом, и соответственно, больше маневр для их раздельного разгона.

Изменения значений Precision boost overdrive, BCLK и Offset voltage

Данная функция работает для процессоров с индексом Х и рассчитана исключительно на усиление динамического разгона. По умолчанию она отключена и её активация ведет к прекращению гарантии.

Ищем в BIOS параметр Precision Boost Overdrive. На нашей плате данный параметр был спрятан во вкладке Advanced в параметре AMD Overclocking.

Здесь мы задаем значения для параметров PPT, TDC, и EDC, их мы рассматривали выше. Выставляем везде значение 1000, что снимет все ограничения по этим пунктам. Также можно установить лимиты более реальные, рекомендованные для 3700X – 105, 70, 105, что не лишит защиты VRM.

Коэффициент зависимости напряжения от частоты, или Scalar, изменяется в диапазоне от ×1 до ×10, на практике он практически не повлиял на прибавку частоты процессора, но максимальное напряжение увеличивается при выборе большего коэффициента. Выставим значение ×2.

Значение максимального буста выставим 200 МГц – это наибольшее возможное число.

Ниже выставляем лимитирующую температуру 85 или 95 градусов.

Затем нам нужно настроить значения CPU Core Voltage — Offset Mode. Находим во вкладке OC Tweaker параметр External Voltage Settings and LLC.

Выставляем минимальное значение Offset Mode в мВ, данное значение будет плюсоваться к базовому значению напряжения при максимальной нагрузке на процессор. Возможно и отрицательное значение, тогда оно будет вычитаться из базового значения.

Здесь же можем выставить уровни значений LLC (Load-Line Calibration) – это надбавочное напряжение во время нагрузки, оно влияет на стабильность при разгоне. Всего пять уровней, от 25 до 100%.

Прочие значения CPU Over Protection оставляем в автоматическом режиме для защиты компонентов.

Сохраняемся и проверяем стабильность работы. При нестабильном поведении можем увеличить минимальное значение Offset Mode, изменить значение Scalar и уровень LLC.

Добившись стабильной работы на установленных значениях, можем еще увеличить частоту за счет изменения системной шины BCLK. По умолчанию у нас 100 МГц. Изменение данного параметра повлияет не только на процессор, но и на память, порты USB, шину PCI-E и интерфейсы SATA. Его увеличение разгоняет почти все компоненты материнской платы, что может привести к проблемам с их стабильностью, особенно это касается накопителей.

Стабильное значение было 102 МГц. Данное число умножается на динамически изменяющийся множитель и получаем результирующее значение максимальной частоты в тех или иных задачах. Максимально частота на 1-3 ядрах поднималась до 4513 МГц. При 100% загрузке всех потоков максимальная частота составила 4308 МГц по всем ядрам.

Сколько мы смогли прибавить к автоматическому разгону за счет ручной правки значений BIOS? В однопоточном режиме плюс 100 МГц, в многопоточном режиме прибавка значительнее – почти 300 МГц, это значение соответствует полученному при разгоне за счет изменения множителя.

В отличии от предыдущего вида разгона энергопотребление уменьшилось до 119 Вт при среднем напряжении 1.4 В, в пиках нагрузки напряжение благодаря Offset Mode поднималось кратковременно до 1.49 В максимум. Температура под нагрузкой также уменьшилась и составила максимум 75°C.

Ryzen master, софтверный разгон

Для разгона своих процессоров из-под Windows компания AMD предлагает фирменную утилиту Ryzen master.

В данной утилите возможны все рассмотренные выше виды разгона.

Автоматический разгон — в этой вкладке мы можем изменить только параметры PPT, TDC, EDC и значение Boost, также максимум до 200 МГц. Частоту или напряжение мы поменять не сможем.

Эти же значения, но уже без выбора величины Boost можно менять в режиме Precision boost overdrive. Значения PPT, TDC, EDC по умолчанию 1000, 380, 380.

В обоих вариантах мы получили практически идентичные результаты. В отличии от автоматического режима, заданного BIOS материнской платы, прибавка была всего 50 МГц в многопоточных задачах, и до 300 МГц при смешанной нагрузке. На одно ядро — все те же 4400 МГц. А вот показатели энергопотребления и температур выросли.

Более интересным и практически востребованным видится нам режим ручного разгона. Здесь мы можем изменять не только значения CCX-модулей, но и каждого ядра в отдельности. Причем программа помечает наиболее удачные ядра для разгона. Также здесь можно вообще отключать отдельные ядра. Таких настроек нет в большинстве BIOS материнских плат.

Выставив на все ядра, ранее выявленную стабильную частоту в 4300 МГц, мы получили те же результаты. Повышение до 4400 МГц привело к перезагрузке системы после включения тестовой утилиты.

При раздельном разгоне каждого исполнительного блока CCX мы получили такие же результаты: 4350 и 4300 МГц соответственно.

Также мы заметили, что ядра, помеченные программой как самые эффективные, не совпадали с теми, что реально показывали в тестах большую частоту. Ryzen master пометила 3 ядро золотой звездой, 7 ядро серебренной, 2 и 6 — кружком. В тестах 1, 3 и 8 брали наибольшие частоты, второе ядро занимало место ниже.

Итоговые результаты

Давайте посмотрим на прирост производительности в тестовых утилитах при различных режимах разгона. Во всех тестах оперативная память работала с XMP профилем 3200 МГц 16-18-18-36 CR1.

Первый тест LinX 0.6.5 AMD Edition AVX. Данная утилита нагружает все потоки. Приведем параметры в GFlops.

Следующий тест — Cinebench R20 также нагружает все ядра, рендеринг является одной из самых популярных нагрузок для современного ПК, где задействуется многопоточность.

Как видим, в задачах, нагружающих все потоки, преимущество у разгона по множителю, частота и напряжение фиксированные. Режим разгона PBO+BCLK немного уступает, хотя все ядра и работают на такой же частоте в 4300 МГц, но они могут просаживаться периодически. Софтверный разгон уступает незначительно.

Следующие тесты нагружают не все потоки равномерно, архиватор WinRAR и wPrime изменяют нагрузку в динамике.

В данных тестах мы видим, что разгон по множителю проигрывает в производительности из-за меньшей частоты при задействовании 1-3 ядер.

На скорость работы с памятью оказывает влияние только режим разгона с увеличением BCLK, так как он изменяет и скоростные характеристики памяти за счет увеличения частоты шины. Мы видим при этом прирост в записи и копировании данных.

Выводы

Разгон процессора AMD Ryzen 7 3700X оказывается сомнительной затеей. И у нас имеются, как минимум, две причины для этого утверждения.

Первое – стоимость материнской платы на чипсете Х570 с адекватно реализованным VRM и эффективная система охлаждения CPU будут стоить столько же, сколько стоит сам процессор.

Второе – разгон в ручном режиме дает прибавку в 100-300 МГц к тем значениям, которые демонстрирует процессор в автоматическом режиме, благодаря технологии PBO. Прибавка производительности за счет этих дополнительных пары сотен заметна только в бенчмарках, в реальных задачах вы ее не увидите.

Следующий вывод мы сделали о неактуальности разгона за счет фиксирования частоты множителем для процессоров архитектуры Zen 2. На сегодняшний день о нем можно забыть. Увеличение частоты на всех ядрах дает прирост производительности только в многопоточных режимах, от 8 и более. И снижает производительность в однопоточных задачах.

Даже при автоматическом разгоне при задействовании четырех ядер и восьми потоков все они работали на частоте 4300 МГц – максимально возможной при разгоне за счет множителя. А два ядра запросто работали на частоте 4400 МГц. Также при этом виде разгона блокируется динамическое изменение частоты без нагрузки, что приводит к большему энергопотреблению.

Лучшим решением видится разгон за счет модификации уже имеющегося буста через настройки питания процессора. Изменение напряжений через оффсет-режим, отключение лимитов PBO, изменения коэффициента Scalar, подбор уровней LLC, а также изменение частоты BCLK может дать прирост производительности как в многопоточных, так и в однопоточных задачах.

Ощутимое значение для данного вида разгона имеют возможности VRM материнской платы и система охлаждения CPU, а также гибкость настроек BIOS конкретной материнской платы.

Был ли разгон эффективным? Глядя на прибавку в 100 МГц по максимально показанной частоте, можно сказать, что нет. Цифра 4.5 ГГц, на фоне возможных 5 ГГц у процессоров intel как-то не особо впечатляет, но не будем столь категоричны и поспешны с выводами. Разгон за счет модификации буста дал нам +300 МГц при многопоточной нагрузке, что более востребовано, чем однопоточный режим.

Технологии развиваются и о простом повышении множителя уже можно забыть. Из самого процессора производитель выжал максимум, и прибавку в частотах мы можем получить, опираясь на возможности подсистемы питания CPU материнской платы и гибкости настроек напряжений в BIOS. А это — возможность конкурентной борьбы среди производителей материнских плат. Возможно, в ближайшее время мы увидим выпуск моделей, способных выжимать из процессоров AMD еще больше мегагерц.

Разгон процессоров AMD вновь становится уделом энтузиастов, обычный пользователь явно не будет заморачиваться ради лишней сотни мегагерц, ведь «умные» процессоры могут эффективно разгонять себя сами.

Эксперименты! Модифицируем, изучаем и настраиваем под себя Radeon R9 290X

В сети, особенно на Overclock.net, люди делятся своими модификациями и особенно мне понравились идеи по установке родной пластины референса и сторонней СО, и я стал копать в этом направлении.
Для начала надо было отделить пластину от испарительной камеры, и камрад Darts-S посоветовал мне использовать плитку. Газовую жалко, была электрическая: положил ребрами на улитку и стал ждать. Каждую минутку я проверял по совету припой отверткой и на 6 минуте все стало мягким. Чуток поддернул и вуаля!

Припоя было немного, но контакт хороший. были зеленые следы — окислы меди. Пока я радовался, что все так легко снимается, испарительную камеру чуток с конца раздуло, видимо скопившаяся энергия дала о себе знать: надо было ее сразу остудить.
Но мне некогда было горевать.

Update #2 Какое СО использовать?

Вопрос с подвохом: дома лежит без дела ThermalRight Shaman, с видеокартой идет Gelid Icy Vision, а за пару дней перед отъездом я вспомнил про Ice Hammer IH-900B.
Что не так? Gelid так себе + у него шумные вентиляторы без PWM, Shaman не позволит поставить турбину на родном месте для обдува подсистемы питания, хорош 900B, но его просто нет, а в магазине аж 2100. Остановился на Шамане.
Пилим. Шлифуем. И после красим.

Примеряем.

Шестнадцатая микросхема видеопамяти почти осталась без радиатора, я приклеил к ней низкопрофильный радик из комплекта Шамана.
Далее куча некачественных фото с установленным Шаманом!

P.S. Красил пластину глянцевой автомобильной краской ибо другой в тот момент не оказалось, а на ночь глядя в магазин лень было ехать.

Update #3 Вентилятор

По совету Сергея Мнева и предостережениям RKR я захотел подключить штатный вентилятор ThermalRight TY-140 напрямую к видеокарте, чтобы смог управлять ее регулировкой. Почему не к материнской плате? МП снимает данные датчиков с CPU и со своего чипсета. Если вдруг ложится полная нагрузка на CPU, а GPU прохлаждается, то вентилятор на карте все равно начнет сильнее вращаться, и наоборот. Я хотел этого избегать.
Идея с подключением напрямую провалилась: штырки карты не доставали до шырьков TY-140.
Взял коннектор от вентиляторов Gelid.

Кстати не ожидал: хоть Шаман и перекрыл место «турбины», он навис над зоной подсистемы питания VRM1, и может сам ее обдувать. Неплохо.

Смотрится симпатично.

Но как и говорил RKR: «Разница слишком велика в мощности». TY-140 заработал на полную мощность, тахометр показал аж 1550 об/мин при максимальных 1200 об/мин у TY-140. Разница в Амперах. Но главное не заработала регулировка вентилятором, я не мог им управлять, и поэтому вернул все наместо и подключил его к МП.

Update #4 Выбираем BIOS

Да, именно! В сети не так давно появилась группа энтузиастов во главе со Split на Overclock.net, который, ссылаясь на других камрадов, стал выпускать Bios 390X For 290X. В патчноутах отмечены оптимизации таймингов видеопамяти, мелкие доработки и улучшения. Конечно же многие отметили, что их Bios смог побороть проблемы ЧЭ и другие нехорошие вещи, однако, есть и те, кто ругает их работу, потому что при изменении их Bios система начинает вести себя нестабильно. Что ж, я отношусь к первому лагерю.
Родной Bios моей видеокарты в тесте 3DMark 2013

Bios 390X Split

+ 300 Graphics Score — это недурно. В остальном изменений не отмечено: ЧЭ как не было так и нет, частоты в играх не проседают, FPS маленько подрос. Оставлю его.

Update #5 Настраиваем BIOS под себя

частота ядра (GPU Freq. Table) и напряжение
частота памяти (MEM Freq. Table) и напряжение
блок кодирования/декодирования видео (VCE) и напряжение
универсальный видео-декодер (UVD) и напряжение
блок безопасного управления активами (SAMU) и напряжение
блок пересчета среднего энергопотребления (ACP) и напряжение

Страшные слова TDP, Power Limit и TDC

В Hawaii BIOS Editor есть возможность управлять еще данными параметрами. Это МАКСИМАЛЬНЫЕ значения. Что это такое?
TDP — тепловой пакет видеокарты
Power Limit — энергопотребление видеокарты по линиям PCI-E и 6-pin + 8-pin
TDC — энергопотребление видеокарты через регулятор VDDC в Амперах.
В эталонной модели ставят так TDP=Power=208 W, TDC = 200 A. Встречал так же (216,216,208), (224,224,216), а в BIOS от Split стоит и вовсе 230,230,210.
По первым двум параметрам все ясно: пока видеокарта укладывается в TDP она не сбрасывает частоты, если мало — повышаем Power Limit через PowerTune, который дает 208 Вт + (208 Вт * 50%) = 312 Вт!
А вот с TDC все чуток сложнее и непонятнее.
На форуме пишут, что стандартные фазы в референсе в количестве 5 штук рассчитаны на 40 А, в итоге 40*5=200 А. Кто-то ставит с запасом, кто-то уменьшает. Я провел ряд тестов и выставлял 190,200,210 при разном TDP и Power, но эффекта не заметил. А все почему? Потому что согласно HWInfo64 видеокарта потребляет 172 А в нагрузке и не может никак достичь 200 А. ЧТо будет при достижении? Не уверен что знаю. С Ваттами понятно: частота снижается. А тут? Надо провести еще тесты и поставить, к примеру, 165 А и посмотреть.
Вот результаты при TDP=Power=216 Вт и TDC равным 190
200 210
Лично я пока оставил 208-208-200. Далее попробую после НГ еще поэкспериментировать.

Update #6 Когда хочется чего-то еще

Вроде все настроил, а руки чешутся, да и результат не впечатляет. Провел еще мелкие доработки, но не то.
И тут я замерил с помощью ИК термометра PCB в зоне VRM1 с обратной стороны. Датчик видеокарты показывает 74*С, а с другой стороны прибор фиксирует 86*С. Датчик видеокарты VRM1 занижает данные или так и должно быть?
Нужно что-то делать. Эврика! Остался незадействованный комплект Gelid VRM For 290X, но вот беда: болтики из комплекта слишком коротки дял моей задумки, да и их диаметр 2 мм — такие не купишь 🙁 Идешь к дяде по ремонту телевизоров, он меня не раз выручал и как раз находит. нужные мне.
Слева-направо: 3 мм в диаметре от прошлой задумки с HD 6950, 2 мм от пластины 290Х, 2 мм которые нашел с широкой шапкой и покороче.

Gelid радиатор с термопрокладкой и изолентой как изоляция.

Установка
Производители совсем пожадничали: кусочек алюминия обрезают! Слева усиленный радиатор из комплекта Gelid, справа — что шел вместе с Icy Vision.

Такой подход позволил «остудить» PCB с 86*С до 82*С, а температура ВРМ1 упала на 3*С. Радиатор чутка достает до вентилятора процессора и обдувается.

Заключение

под самый конец в сети было найдено интересное фото, которое иллюстрирует к чему я стремился или как надо более красиво и грамотно делать! Кстати вместе с радиатором Gelid моя конструкция занимает 94 мм, что равняется 4.5 слотам расширения 🙂 xD

Почему повышение тока на AMD Ryzen не убьёт ваш процессор

Если кто-то хочет повысить быстродействие CPU, обычно он находит способ сделать это. Будь то пользователь, самостоятельно разгоняющий свой компьютер, или же производители материнских плат, подстраивающие настройки для улучшения быстродействия ЦП ещё перед продажей – в итоге всем хочется увеличить быстродействие, и по множеству причин. Эта ненасытная жажда максимального быстродействия означает, однако, что некоторые из этих подстроек и изменений могут вывести ЦП за пределы «спецификаций». В итоге часто можно видеть методы, выполняющие обещания по увеличению скорости работы за счёт увеличения температуры или сокращения времени жизни железа.

В этой связи стоит рассмотреть появившуюся недавно информацию о том, что производители материнских плат играют с настройками тока, подаваемого на процессоры от AMD. Увеличивая его, они увеличивают и потенциальную мощность процессора, что в итоге приводит к увеличению не только скорости работы, но и температуры. Такой подход к подстройке железа нельзя назвать новым, однако недавние события вызвали волну замешательства, вопросов о том, что происходит на самом деле, и какие последствия это может повлечь для процессоров AMD Ryzen. Чтобы прояснить эту ситуацию, мы решили сделать данный обзор.

Старомодные способы: методы расширения спектра, мультиядерные улучшения, PL2

За время работы редактором по материнским платам, а потом и по CPU, я постоянно сталкиваюсь с ухищрениями, на которые производители материнок готовы идти ради того, чтобы вырваться вперёд по быстродействию в гонке с конкурентами. Мы первыми рассказали о такой настройке, как «мультиядерное улучшение» [MultiCore Enhancement], появившейся в августе 2012 года, и выставляющей рабочую частоту всех ядер выше той, что указана в спецификациях, а иногда и откровенно разгоняющей рабочую частоту. Однако производители материнских плат занимались подстройкой разных свойств, связанных с быстродействием, и задолго до этого. Можно вспомнить метод расширения спектра с увеличением базовой частоты со 100 МГц до 104,7 МГц, благодаря которому увеличивалось быстродействие на поддерживающих его системах.

В последнее время на платформах Intel видны попытки производителей по увеличению пределов мощности с тем, чтобы материнские платы выдерживали турборежим работы как можно дольше – и только потому, что производители материнских плат перестраховываются при разработке обеспечения питания компонентов. За последние пару недель мы обнаружили примеры того, как некоторые производители материнских плат просто игнорируют новые требования Intel Thermal Velocity Boost.

Короче говоря, каждый производитель материнских плат хочет быть лучшим, и для этого часто размываются пределы того, что считается «базовыми спецификациями» процессора. Мы довольно часто писали о том, что граница между «спецификациями» и «рекомендуемыми настройками» может быть размытой. Для Intel мощность в режиме турбо, указанное в документации, является рекомендуемой настройкой, и любое значение, установленное на материнских платах, технически укладывается в спецификации. Судя по всему, Intel считает разгоном только увеличение частоты режима турбо.

Подстройка материнских плат с разъёмом AM4

Теперь мы переходим к новостям – производители материнских плат пытаются подстроить материнские платы Ryzen так, чтобы выжать из них больше быстродействия. Как подробно объяснялось на форумах HWiNFO, у платформ АМ4 обычно есть три ограничения: Package Power Tracking (PPT), обозначающее максимальную мощность, которую можно подавать на разъём; Thermal Design Current (TDC), или максимальный ток, подводимый к регуляторам напряжения в рамках тепловых ограничений; Electrical Design Current (EDC), или максимальный ток, который в принципе может подаваться на регуляторы напряжения. Некоторые из этих показателей сравниваются с метриками, получаемыми внутри процессора или снаружи, в сети подачи питания, с целью проверки превышения пороговых значений.

Чтобы подсчитать параметры программного управления питанием, с которым сравнивается РРТ, сопроцессор управления питанием получает значение тока от управляющего контроллера регулятора напряжения. Это не реальное значение силы тока, а безразмерная величина от 0 до 255, где 0 – это 0 А, а 255 – максимальное значение тока, которое может обработать модуль регулятора напряжения. Затем сопроцессор управления питанием проводит свои подсчёты (мощность в ваттах = напряжение в вольтах, умноженное на ток в амперах).

Этот безразмерный диапазон нужно калибровать для каждой материнской платы, в зависимости от её схемы и используемых компонентов – а также дорожек, слоёв и качества в целом. Чтобы получить точное значение коэффициента масштаба, производитель материнских плат должен тщательно замерить правильные показатели, а потом написать прошивку, которая будет использовать эту таблицу в подсчётах мощности.

Это означает, что в принципе существует способ поиграться с тем, как система интерпретирует пиковую мощность процессора. Производители материнских плат могут уменьшать это безразмерное значение тока, чтобы процессор и сопроцессор управления питанием считали, что на процессор подаётся меньше мощности, и в итоге ограничитель PPT не активировался. Это позволяет процессору работать в режиме турбо, превосходящем то, что изначально планировали в AMD.

У этого есть несколько последствий. Процессор будет потреблять больше энергии, в основном в виде увеличения тока. Это приведёт к повышению теплоотдачи. Поскольку процессор работает быстрее (потребляя больше энергии, чем считает ПО), он покажет лучшие результаты в тестах на быстродействие.

Если у вашего процессора базовая TDP 105 Вт, а PPT равняется 142 Вт, то при нормальных условиях стоит ожидать, что на заводских настройках процессора будет рапортовать о потреблении 142 Вт. Однако если установить безразмерный показатель тока на 75% от реального, то реально он будет потреблять в районе 190 Вт = 142/0,75. Если остальные ограничения не затронуты, то процессор будет рапортовать о 75% от PPT, что будет запутывать пользователя.

Выход ли это за рамки спецификаций?

Если считать, что PPT, TDC и EDC являются основой спецификаций AMD для потребления мощности и тока, то да, это выходит за рамки спецификаций. Однако PPT по своей природе выходит за рамки TDP, поэтому тут мы уже попадаем в загадочный мир определений понятия «турбо».

Как мы уже обсуждали ранее касательно мира Intel, пиковое потребление энергии в режиме турбо Intel сообщает производителям материнских плат только в качестве «рекомендованного значения». В итоге чипы от Intel примут любое значение в качестве пикового энергопотребления, как разумные величины типа 200 Вт или 500 Вт, так и безумные, типа 4000 Вт. Чаще всего (и в зависимости от процессора), чип упирается в другие ограничения. Но в случае с самыми мощными моделями этот параметр стоит отслеживать. Значение тау, обозначающее длительность нахождения в режиме турбо, и определяющее объём ведра с энергией, из которого режим турбо её черпает, тоже можно увеличить. Вместо значения по умолчанию из диапазона от 8 до 56 секунд, тау можно увеличивать практически до бесконечности. Согласно Intel, всё это укладывается в спецификации – если производители материнских плат могут делать материнские платы, обеспечивающие все эти показатели.

Intel считает, что настройки выходят за рамки спецификаций, когда частота работы процессора выходит за пределы таблиц турбо режима для Turbo Boost 2.0 (или TBM 3.0, или Thermal Velocity Boost). Когда процессор выходит за эти пределы, Intel считает это разгоном, и считает себя свободной от выполнения гарантийных обязательств.

Проблема в том, что если попытаться перенести те же правила на ситуацию с AMD, то у AMD нет турбо-таблиц как таковых. Процессоры AMD работают, предлагая наибольшую возможную частоту в зависимости от ограничений по току и мощности в любой момент времени. При увеличении количества задействованных в работе ядер уменьшается энергопотребление каждого отдельного ядра, и вслед за ним и общая частота. И тут мы углубляемся в детали по отслеживанию огибающей частоты, и всё усложняется из-за того, что AMD может менять частоту шагами по 25 МГц в отличие от Intel, использующей шаги по 100 МГц.

Также AMD использует возможности, выводящие частоту работы чипа за пределы турбо-частоты, описанные в спецификации. Если вы считаете, что это разгон, и судите только по цифрам на коробке – тогда, да, это разгон. AMD в данном случае специально запутывает ситуацию, однако плюсом можно считать некоторое повышение быстродействия.

Подвергается ли мой процессор опасности?

Сразу ответим на этот вопрос – нет, не подвергается. У обычных пользователей с достаточным уровнем охлаждения и на стоковых настройках в течение ожидаемого срока службы проекта никаких проблем быть не должно.

У большинства современных процессов х86 есть либо трёхгодовая гарантия для ритейл-версий в коробочках, либо годовая на ОЕМ. И хотя AMD и Intel не будут менять вам процессор по окончанию этого периода, ожидается, что большая часть процессоров будет работать не менее 15 лет. Мы до сих пор тестируем разные старые процессоры в старых материнских платах, несмотря на то, что их уже давно не обслуживают (и чаще всего проблема заключается во вздувшихся конденсаторах на материнской плате, а не в процессоре).

Когда с конвейера сходит подложка с процессора, компания получает отчёт о надёжности, что помогает определить потенциальное применение для этих процессоров. Сюда входят и такие показатели, как реагирование на изменение напряжения и частоты, а также подверженность электромиграции.

Кроме физического повреждения или перегрева при отключении предела нагрева, главным способом повредиться у современного процессора будет электромиграция. В этом процессе электроны пробираются через проводники процессора и сталкиваются с атомами кремния (и других элементов), в результате выбивая их из кристаллической решётки. Само по себе это редкое явление (вспомните, к примеру, как давно работает проводка в вашем доме), однако на мелких масштабах оно может влиять на работу процессора.

После смещения атома металла в проводнике с его места в кристаллической решётке сечение проводника в этом месте уменьшается. Это увеличивает его сопротивление, поскольку оно обратно пропорционально сечению. Если выбить достаточно атомов кремния, то проводник перестанет проводить ток, и процессор уже нельзя будет использовать. Этот процесс происходит и в транзисторах – там его называют старением транзистора, из-за чего транзистору с течением времени требуется всё большее напряжение («дрейф напряжения»).

При определённых условиях электромиграция идёт быстрее – всё зависит от температуры, использования компонента и напряжения. Один из основных способов справиться с увеличившимся сопротивлением – увеличить напряжение, что в свою очередь увеличивает температуру процессора. В итоге образуется замкнутый круг, из-за которого эффективность процессора со временем падает.

При повышении напряжения (и энергии электрона) и плотности тока (электронов на площадь сечения) шансы электромиграции возрастают. При повышении температуры ситуация может ухудшиться. Все эти факторы влияют на то, сколько электронов могут запастись энергией, достаточной для осуществления электромиграции.

Неблагоприятный процесс, не правда ли? Раньше так и было. При постепенном усовершенствовании производственного процесса и схем работы логических вентилей производители применяли контрмеры, уменьшающие уровень электромиграции. При уменьшении характерных размеров и напряжения этот эффект также становится всё менее заметным – ведь площадь сечения проводников также уменьшается.

Довольно долго большая часть потребительской электроники не страдала от электромиграции. Единственный раз, когда я лично столкнулся с электромиграцией – это когда у меня был процессор Core i7-2600K Sandy Bridge 2011 года, который я разгонял на соревнованиях до 5,1 ГГц с использованием серьёзного охлаждения. В итоге он дошёл до такого состояния, что через пару лет работы ему для нормального функционирования требовалось большее напряжение.

Но тот процессор я гонял в хвост и гриву. Современное оборудование разработано так, чтобы работать десятилетие или более. Судя по отчётам, увеличение нагрева с увеличением энергопотребление оказывается не таким уж и большим. В отчёте Стилта указано, что процессор, видя наличие доступной мощности, немного увеличивает напряжение, чтобы получить прирост в 75 МГц, что увеличивает напряжение с 1,32 до 1,38 во время прогона теста CineBench R20. Пиковое напряжение, значимое для электромиграции, увеличивается всего лишь от 1,41 до 1,42. Общая мощность растёт на 25 Вт – нельзя сказать, что на порядок.

Так что, если моя материнская плата каким-то образом подстроит это воспринимаемое значение тока, не превратится ли мой процессор в кирпич? Нет. Если только у вас не будет каких-то серьёзных ошибок при сборке (например, в системе охлаждения). Всё предполагаемое время жизни продукта, и ещё лет десять после этого, вряд ли эта подстройка будет иметь какое-то значение. Как уже упоминалось, если бы даже это влияло на электромиграцию, то производители процессора встроили механизмы для того, чтобы противодействовать ей. Единственный способ следить за развитием электромиграции – это отслеживать средние и пиковые значения напряжения годами, и смотреть, подстраивает ли процессор автоматически эти параметры для компенсации.

Стоит отметить, что безразмерный показатель силы тока конечный пользователь подстраивать не может – им управляет материнская плата через обновления в BIOS. Если вы занимаетесь разгоном, то вы влияете на электромиграцию гораздо сильнее, чем эта подстройка. Если кто-то из вас беспокоится о температурных режимах, я думаю, что это как раз те люди, которые уже отслеживают и подстраивают пределы параметров в BIOS.

Как узнать, занимается ли этим моя материнская плата

Во-первых, нужно использовать стоковую систему. Если параметры PPT/TDC/EDC изменены, то система уже подстроена по-другому, поэтому сконцентрируемся только на тех пользователях, которые работают со стоковыми системами.

Затем нужно установить последнюю версию HWiNFO и тест, загружающий систему на 100%, к примеру, CineBench R20.

В HWiNFO есть метрика под названием CPU Power Reporting Deviation [отклонение энергопотребления процессора]. Наблюдайте за этим числом, когда система находится под нагрузкой. У нормальной материнской платы число будет равно 100%, а у материнской платы с подстроенным током или регуляторами напряжения этот показатель будет меньше 100%.

Ваш AMD Ryzen работает на полностью заводских настройках, установленных в BIOS. Никаких настроек в ОС и изменения ограничений по энергопотреблению или току.
Когда ваш процессор загружен на 100%.

Если это не так, то значение параметра Power Reporting Deviation ничего не значит. Если же эти условия выполнены, а показатель падает ниже 100%, то ваша материнская плата изменяет работу процессора.

Какие у меня есть варианты?

Если ваша материнская плата пытается выжать из процессора больше, чем надо, однако вас устраивает температурный режим и энергопотребление компьютера, то просто наслаждайтесь дополнительным быстродействием. Даже если это всего лишь дополнительные 75 МГц.

С AMD это никак не связано, поскольку вся ответственность ложится на производителей материнских плат. Пользователи могут захотеть обратиться к производителю материнских плат и попросить прислать обновление для BIOS. Если пользователь захочет вернуть такую материнскую плату в магазин, ему нужно уточнить этот вопрос у продавца.

Хотя такое поведение вроде бы нарушает спецификации PPT, на самом деле оно не выходит за (плохо обозначенные) пределы частот. Эта ситуация похожа на то, как производители материнских плат играются с ограничениями мощности на системах от Intel. Однако, возможно, было бы приятно иметь в BIOS опцию, которая позволяла бы включать и выключать такое поведение.

The complete Big Navi UV Guide: Undervolting and power saving with the MorePowerTool simply explained | Practice

Power and Voltages is probably the most powerful tab in the tool. In the red marked area you change the minimum and maximum voltage of the core and the SOC. Now you can find out what all this does!

Voltage GFX:

Changes to the maximum voltage GFX (core voltage) are not accepted or only accepted to a limited extent, depending on the model. You can always reduce, but an XT for example will not accept changes above 1150 or 1175. Over 1175 generally doesn’t work, no matter what card. A 6800 will accept voltage increases conditionally, but you have to use a little trick to do so. Set your setting in Wattman beforehand and save it as a profile, so you can bypass the driver lockout that kicks in when you set the voltage above 1025 on a 6800.

Sensible values are up to a maximum of 1075 mv. Lowering the voltage gives you wide latitude in undervolting the card, so why not limit an XT to 1075 mv with a sensible clock range? An RX 6800 also runs wonderfully at 975 mv max. The slider in Wattman, where you can also supposedly adjust the voltage, does not have the same effect. With this you only lower the boost table, but the card still takes the maximum voltage when it thinks it needs it! So you can significantly better undervolt!

Voltage SOC:

The SOC is a thing of its own. Lowering the minimum voltage has hardly any influence, only the idle consumption is lowered a bit. However, Maximum Voltage SOC is very interesting. Feel free to experiment a bit here and try to lower the value sensibly as long as it doesn’t become unstable. You will save a few watts of SOC consumption when running at lower voltages and the freed up watts will directly benefit your core and thus higher clock speeds!

Power Limit GPU:

The area marked in black is the base value of your power limit. You can’t change the scale because of the driver lock of AMD, but you can change the basic value on which the scale is based! For example, if the default power limit of your card is 203 watts, as in the case of an RX 6800 reference, you can easily enter 230 watts here. With the slider in the Wattman you would then be able to scale an additional +15%, so in this example about 265 watts maximum. Basically you are quite free with what you use here, but at some point the power supply of the board limits you. The more phases and the higher quality the board, the more you can enter here and use stable.

Rough guide values, in each case of the reference cards:

Good partner models like the XFX Merc, Red Devil or ASUS Strix each offer even more scope. Basically, the more phases, the more goes through. When changing from this value, also pay attention to the TDC!

TDC Limit:

The TDC is roughly explained as the current allowed to flow through the component. A demanding UHD application pulls significantly more on the TDC than Full HD gaming. The TDC can limit even if the power limit is basically sufficient. You can also brake in a setting via the TDC to make it more stable. You want 2.7 Ghz in Watch Dogs, but your setting always gets unstable on Witcher in UHD? No problem, neatly caps the TDC at the threshold and Witcher gets slightly slowed down while you can still happily boost in Watch Dogs.

If you increase the power limit of your card in the MPT, then you should also add the same percentage to the TDC so that the change scales accordingly! There is no point in setting the power limit to 350 watts, but using a TDC of 260 (unless you explicitly want to do so for the reasons just mentioned). The TDC SOC really just needs to be sufficient and should not be limiting if possible, so set the value so that it doesn’t hinder you, as slowing down via the SOC makes no sense. If you followed my recommendation, you undervolted this one anyway and it doesn’t even come close to maxing out.