Einfluss der Taktrate auf die Verlustleistung/Wärmeentwicklung

Profi Overclocker · 11.01.2012, 12:56

Hi,
DaKarl hat mich in diesem Thread auf die Idee gebracht, einfach mal zu schauen, wie die Wärmeentwicklung, dementsprechend auch der Stromverbrauch, auf den CPU Takt reagiert. Dazu habe ich mir kurzerhand 2 Settings geschnappt und getestet. Zum einen war es der maximal Takt bei mir 18.5*205 , also 3793MHz mit 2460MHz NB-CPU OC. Beide male ließ ich die Vcore beim gleichen Setting und auch alle anderen Spannungen wurden nicht verändert. Lediglich der Multiplikator wurde auf die Hälfte gesetzt, sodass es schlussendlich 1896MHz bei einem Multiplikator von 9.25 waren. Im späteren Verlauf werden 2 Screenshots folgen, auf denen man jeweils 2 mal CPUz offen sieht, damit man erkennen kann, dass beide Settings gleich waren, zudem noch Webtemp, Prime95, Widgets welche Temperatur und CPU Auslastung anzeigen und CoreTemp als Tray Icon. Die Spannung droppte im Idle bei etwa 1.50X V und unter Last zw. 1.472 und 1.488V, wobei es in der Regel 1.488V waren.

Nun zur CPU: Es handelt sich um einen AMD Phenom II x4 940BE Rev. C2. Wie am Namen erkennbar hat diese 4 Kerne und besitzt einen frei wählbaren Multiplikator, welcher standartmäßig bei 15 steht. Der Speicherkontroller, kurz NB-CPU, wurde von 1.8GHz auf 2,46GHz übertaktet.

Kühlung: Die Harware steckt in einem CoolerMaster HAF 932 Gehäuse mit standart Lüftern. Auf der CPU sitzt ein Scythe Mugen 2 Rev. B dessen Lüfter bei 100% lief (~1400RPM).

Getestet wurde, wie bereits oben erwähnt mit Prime 95, ein gängiges Tool zum Auslasten der CPU. Hier wurde der "Small FFTS" Modus gewählt.

Zuerst wurde die CPU auf max getaktet und daraufhin auch gleich Ausgelastet (Idle waren 40°C) stieg daraufhin schnell in den mittleren 50er Bereich. Die 60° dauert einen Ticken länger und zum schutz der CPU bracht ich den Versuch bei 64°C ab. Tests von mir haben ergeben, dass je nach Zimmertemperatur, welche atm etwa 22°C beträgt, bei 66°C das Ende erreicht ist.
Nun wurde Prime 95 gestoppt und die CPU abgekühlt, dies ist in Webtemp deutlich erkennbar. Daraufhin wurde der Multiplikator auf 9.25 geändert und Prime 95 wieder gestartet, selbstverständlich der gleiche Modus wie erwähnt.

Diesmal war der Anstieg weit aus weniger rasant als zuvor. So stagnierte die maximale Temperatur auch bei gut 51°C.

Die nächsten Tage werde ich den Versuch mal erweitern, dazu kommt dann auch ein Diagramm, welches den Anstieg mittels eine Graphen zeigt. (25/75%)

Fazit:
Nicht alleine die Spannung bestimmt die Wärmeabgabe, daher auch Verlustleistung einer CPU. Man kann zwar nicht genau ermitteln in welchem maße die Leistungsaufnahme steigt, dazu fehlen mir hier leider die technischen Mittel, jedoch ist es klar zu erkennen, dass dies so ist. Dieses Verhalten lässt sich sicherlich auch auf andere Hardware (RAM, GPU) übertragen. Auf wunsch kann ich diesen Versuch gerne auch mal auf einer GPU (HD 5770) durchführen.

Anbei die Bilder:

3793MHZ:

1896MHz:

Über Meinungen/Anregungen würde ich mich gerne freuen. Evtl kann jemand dies auch mal auf aktuelleren CPUs machen (Core i7/i5 Sandy).

So, Messwerte sind genommen:

800Mhz 200W
1800MHz 237W
2300MHz 258W
3600MHz 295W

Wie bereits erwähnt, wurde nur der Takt verändert. Wie man aus der Zeichnung erkennt, verändert sich die Leistungsaufnahme (nahezu) linear zum Takt.

MFG
PROFI

DaKarl · 11.01.2012, 13:14

Interessant, dass das doch so viel ausmacht

**Mother-Brain** · 11.01.2012, 13:16

Wie kann die VCore schwanken, wenn du sie festsetzt? Stromsparmechanismen musst du zu solchen Test auch ausschalten, weil sonst ist der Test doch hinfällig... die Abwärme ist natürlich bei mehr Takt auch höher, sonst hätte eine WaKü, KoKü ja keinen Mehrwert innerhalb der CPU-Standards.

Profi Overclocker · 11.01.2012, 13:22

Ich habe sogar damit gerechnet, dass es evtl noch ein klein wenig mehr ausmacht ^^

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@Mother-Brain: Stromsparmechanismen sind alles deaktiviert. Ich habs evtl nur missverständlich formuliert: Die Vcore war auf 1,475V angesetzt +0.05V im Bios, damit die Angabe von 1,475V möglichst genau dem realwert ala CPUz, BIOS etc entspricht. Die Vcore blieb im Idle bei Ca 1,500V und viel unter Last bis auf z.T. mal 1,472V. Meistens waren es 1,488V. Ich erachte dies als normalen Vdrop.

**Legion of the Damned** · 11.01.2012, 17:26

Kannste den VDrop im BIOS nich unterbinden?

Ansonsten netter Vergleich.

Profi Overclocker · 11.01.2012, 19:27

Ne, geht leider nicht, wobei es ja eher weniger zum Tragen kommt, da unter Load die Spannung eben bei beiden gleich ist. Und ganz selten gibts es halt mal den Drop nach 1.472, was bei beiden Versuchen aber passierte.

**Legion of the Damned** · 11.01.2012, 20:59

Haste keinen kleinen Voltcraft oder so zur Hand? Leih dir doch ma kostenlos bei eurem Stromanbieter einen aus, wäre noch intressant.

Das der Verbrauch sich ändert ist ja schon bewiesen, aber wie starkt intressiert mich jetzt doch.

Profi Overclocker · 11.01.2012, 21:09

Hmmm, hört sich gut an die Idee, werde ich bei Gelegenheit mal machen

poloniumium · 13.01.2012, 06:56

oder statt der ankündigung nach guten quellen im netz suchen.
hier hat jemand MIT nem messgerät mal ne gtx580 als 40nm gpu auf takt und voltage abgeklopft:
[User-Review] GTX580 - OC, Tests, Benches, Verbrauch, Bios, Wakü Umbau - User Review
versteckt sich nicht gleich ganz oben, aber ihr findet es schon um rückschlüße zu ziehen.

Profi Overclocker · 13.01.2012, 07:41

Warum was aus anderen Quellen, wenn man es auch selber haben könnte? ^^

poloniumium · 13.01.2012, 16:40

verzeiung wenn es zu direkt wird, aber im vergleich dazu hast du mist gemessen.
die wärmeabgabe ist nur ein indikator und dieser ganze vdroop von wegen "ich dreh hier an ner schraube und da und dann vertrau ich auf softwaretools" ... dem thema dienlich ist eine gneaue messung zumal sie so sicher dasteht wo sie jeder interessierte findet und niemand gefahr läuft das thema nach ner ankündigung zu vergessen.

theon · 13.01.2012, 20:17

Wenn sich GPU und CPU eins zu eins vergleichen lassen...
Möglicherweise kommt der Unterschied auch davon, dass Profis CPU 4 Kerne hat, und die GTX 580 nur einen...

poloniumium · 13.01.2012, 20:30

oh man, mach es nicht noch schlimmer als es schon ist...
cpucore->viel cache, wenig berechnungseinheiten
gpucore->viele alus, extrem wenig cache.
die sachen als "kerne" zu betrachten ist ja noch stärker vereinfacht, als nächstes ist die pcb-farbe ein kriterium?!
an der sache ist schon was drann, aber wenn es eh nur generell darum geht, ob man änderungen sieht oder nicht hilft es schon wesentlich weiter diese messwerte einzubeziehen.

theon · 13.01.2012, 20:34

Ich hab die Sachen nicht als Kerne betrachtet, ich wollte nur deutlich machen, dass die beiden Tests einfach grundverschieden sind. Und darin stimmst du mir ja zu.

Ansonsten, klar ist es hilfreich die Messwerte zu kennen, um zumindest irgeneinen Vergleich oder Rückschluss zu zu lassen...

Profi Overclocker · 13.01.2012, 20:37

@Polo: Minimale Vdrops hin oder her: Sie sind so gering, dass Sie Temperaturmäßig keinen Unterschied machen. Wo soll ich denn deiner Meinung nach die "real" Vcore abzapfen? Ich habe kein 300€ Board. Zudem stimmen BIOS und SW überein mit den Angaben.
Zudem habe ich doch im Artikel geschrieben, dass ich ihn ausbauen werde. Es waren halt keine Verbrauchsmessgeräte vorhanden, deshalb habe ich auch keine diskrete Aussage über die Größe des Unterschedes gefällt. Bisher berichtet der Artikel nur über die Tatsache, dass es einen Unterschied gibt. Ich finde es halt echt nich okay, jemand, der freiwillig einen Versucht durchführt zu kritidieren, dass es nicht perfekt ist. Zudem bin ich Legions Vorschlag entgegengekommen und habs positiv aufgefasst. Nur weil man hierzu einen "Perfekten" Artikel findet, muss man nicht unbedingt darauf verweisen, wenn man es doch selbst hat. Könnten Robert und co ja Tests von anderen Seiten auch einfach umschreiben und eigene Diagramme entwerfen mit deren Werten. Ich habe es hält nicht und Versuche es noch zu machen, wo ist das Problem? Musste ja nich lesen.