ASRock E350M1 extreme Undervolting - Stromspar HTPC auf AMD-APU Basis

ASRock E350M1 auf Stromsparen getrimmt - Tweaking anders rum!

Das Thema Overclocking hat sich in den letzten Jahren vom nützlichen "Hilfsmittel" mehr oder weniger zum Marketing Instrument gewandelt und wird wohl in der nächsten Zeit den Kampf gegen das Thema Effizienz und Energiesparen verlieren. Wir wollen deshalb hier einmal ein kleines Experiment durchführen und uns mit dem Thema Undervolting befassen, das zumindest in Deutschland immer populärer wird. Bisher war der Tenor bei Hardware eigentlich immer so viel Performance wie möglich zu liefern und dabei einen bestimmen Energieverbrauch einzuhalten.

Das Ziel von Undervolting ist mehr auf Effizienz getrimmt und es geht darum eine bestimmte Performance mit möglichst geringem Strombedarf zu erreichen. Dies geschieht  in erster Linie dadurch, dass der Verbrauch einer Komponente soweit gesenkt wird, dass diese immer noch stabil läuft und dabei auch wesentlich weniger Abwärme erzeugt. So ist zum Teil sogar eine passiv Kühlung und damit ein lautloser Betrieb möglich.

Laustärke ist nur ein Aspekt, warum Undervolting für viele immer interessanter wird. Gerade bei den heutigen Strompreisen macht es durchaus Sinn Hardware einzusetzen, die sich mit weniger Stromverbrauch begnügt. Erst recht, wenn man zum Beispiel ein NAS oder einen HTPC betreiben möchte, der rund um die Uhr im Betrieb ist. Denn dann kann sich auch eine  eher Geringer Stromverbrauch aufs Jahr schnell aufsummieren.

Undervolting ist bis zu einer gewissen Grenze genau wie Overclocking über das BIOS des Mainboards zu erreichen, allerdings nicht immer. Insbesondere bei besonders günstiger Hardware, die Ideal für HTPCs oder NAS Systeme ist, fehlen oft solche Optionen. Wir wollen euch heute einmal zeigen wie man auch mit extrem günstiger Hardware einen sehr Stromsparenden und dennoch von der Leistung her ausreichenden PC zusammen bauen kann.

Demonstrieren wollen wir das anhand eines etwas älteren Produkts und zwar dem bekannten ASRock E350M1 Mainboard, einem Mainboard inklusive AMD Brazos APU, das schon für 50 Euro zu bekommen ist.

Denjenigen, die sich bereits mit dem Undervolting einer Brazos APU beschäftigt haben, wird der BrazosTweaker ein Begriff sein. Allerdings kann man damit lediglich die CPU und bestenfalls die Northbridge beziehungsweise die GPU undervolten, was sicherlich zu einer Ersparnis führt und einen kühleren Betrieb ermöglicht, jedoch nicht alle Undervolting-Möglichkeiten ausreizt. Zudem hat sich bei unseren Tests mit dem BrazosTweaker gezeigt, das dabei nur die CPU undervolted wird und die Einstellungen bei der Northbridge keine Auswirkungen auf die GPU Spannung haben.

Wir wollten aber nicht nur die CPU undervolten und dessen Verbrauch dadurch senken, sondern gleich das ganze Board auf Stromsparen optimieren. Daher war der BrazosTweaker nur ein erster Ansatz und schnell wurde klar, dass wir dies nur über die Modifizierung der Spannungsregler auf Hardware ebene bewerkstelligen können.

Die Spannungsregler des E350M1

Zunächst müssen wir dazu die Spannungsregler beziehungsweise die Steuerchips der Schaltregler auf dem Board ausfindig machen und sie den entsprechenden Spannungen zuordnen. In der Regel findet man diese ziemlich nahe an den entsprechenden Verbrauchern.

Viele Boardhersteller setzen dabei zwei Arten von Spannungsreglern ein. Meist sind das sogenannte Schaltregler, die vom Aufbau her etwas komplizierter sind, dafür aber sehr effizient arbeiten und schnell genug die Spannungen anpassen können. Bei festen Spannungen werden aus Kostengründen auch gelegentlich Längsregler  eingesetzt, wenn sie nur eine konstante Spannung liefern sollen. Diese besitzen eine sehr gute Spannungsstabilität, haben jedoch einen großen Nachteil. Die Differenz zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung wird in Abwärme umgewandelt. Das mach sie so eher ineffizient. Bei entsprechender Stromstärke kann das bedeuten, dass mehrere Watt einfach als Abwärme verpuffen und den Verbrauch eines Boards unnötig nach oben treiben.

Wie auf dem oberen Bild zu sehen ist, haben wir die entsprechenden Bauteile mit einem gelben Kreis versehen und den jeweiligen Spannungen zugeordnet. Bei dem Steuerchip für die APU handelt es sich um einen RT8870A von RICHTEK, der die Spannungen der CPU und GPU regelt. Bei den anderen beiden für das RAM und die 1.8V Spannung handelt es sich um einen APW7120 von ANPEC und bei den beiden Spannungsreglern für die 3.45V Spannungen um gewöhnliche LM1117 Längsregler. Bei den Schaltreglern ist es für uns eigentlich unwichtig was für Steuerchips zum Einsatz kommen. Wichtig ist nur die entsprechenden Chips zu identifizieren um anhand eines Datenblattes herauszufinden, wo sich der Pin für die Feedback-Spannung befindet, den dort setzen wir mit unserer Modifikation an.