GTL Spannungen richtig setzen

[Seewolf]

So, ich dachte mir ich mach mal ein kleines Howto wie man die GTL Spannungen bei 45/65nm setzt, da die Frage ja immer wieder kommt.



Vorinformation

Als Beispiel soll uns ein Maximus II Formula dienen.
Bei diesem Board werden die GTLs in mV Schritten eingestellt, es gibt aber auch viele Boards bei denen
mit Teilern gearbeitet wird. Dort entfällt das umrechnen von Teilern bzw. Prozentzahlen in mV

Ich rate dringend dazu, alle Voltages per Hand einzustellen, da viele Boards beim anheben des FSB die Spannungen automatisch auf ein sehr bedenkliches Niveau anheben !

Gleich noch vorweg:

Viele denken man kann durch die GTLs nur die VCore absenken, aber in höheren FSB Regionen ist GTL Tweaking fast unumgänglich um ein System stabil zu bekommen !



Was man nicht machen sollte (bitte lesen !)


Die PLL Spannung anzuheben ist pures Gift für die CPU, ist auch nicht nötig !

Die VTT Spannung bei den 45nm CPUs sollte im 24/7 Betrieb nicht über 1,35V liegen
Was passiert wenn sie zu hoch ist, kann man hier nachlesen:
http://www.anandtech.com/weblog/showpost.aspx?i=428

Auch auf das Board sollte man achten, eine hohe NB Spannung kann das Mainboard schädigen !



Was sind denn die mysteriösen GTLs eigentlich ?

GTL steht für Gun Transceiver Logic.
Die GTLs dienen dazu das ankommende Signal (Daten) richtig zu erkennen, durch das setzen der GTLs verhindert man, dass das Signal zu "verschmiert" ankommt, das geschieht durch die Abgrenzung zur VTT Voltage mit dem Faktor 0,67. Die Spannungen werden vom Mainboard generiert. Durch Änderungen der Spannungen kann man Spannungstiefs und Spannungsspitzen "dämpfen" und sie so im gültigen Bereich halten. Dies führt dann zu einer höheren Stabilität beim OC.


Hier noch eine Erklärung die mehr in die Tiefe geht, vielen Dank an angoholic:

Generell ist es bei Intel und ihrem bisher bewährten FSB so (wird sich auch mit dem QPI mit Nehalem nicht ändern, vllt der Name und die Funktionen die man einstellen kann), dass sie die GTL-Signaltechnologie verwenden.GTL ist ein Standard, der in CMOS Schaltkreisen benutzt wird. Dabei ist eben (wie auch so oft) das Ziel, immer höhere Datenraten zur Übetragung zu erreichen mit immer weniger Spannung. Probleme sind jedoch bei Schaltzyklen von (in diesem Falle MOSFETs) Spannungsspitzen, die sich natürlich beliebig komplex in Schaltkreisen überlagern können und natürlich gibt es auch keine idealen Zustände, sondern man spricht von einem Einschalt-/ oder Ausschaltvorgang, der sich „ein- bzw. ausschwingt“. Wäre ja noch gelacht, jedoch zerlegt man sich das ganze System, wenn man die Spannungen an den Transistoren verändert. Hier gibt es leider keinen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung. Außerdem kommen noch komplexe Kapazitäten, Induktionen und so weiter dazu, die man eigentlich gar nicht haben will, sich durch die Nähe der Bauteile aber trotzdem bilden kann oder Störquellen, andere Bauteile die viel elektromagnetische Strahlung aussenden und damit unser Signal verändern? Hierzu gibt es natürlich auch andere Abhilfen, das soll ja nur eine Anregung sein.

Grundlegend dazu: Man hätte ja gerne digitale Signale, nur natürlich gibt es die hier nur in der Theorie. Eine Spannung ist nicht digital sondern man macht sie sich einfach digital. Man unterscheidet zwischen Low und High und setzt sich eine Grenze dazwischen, fertig. Kam da nicht noch was dazu, was ich oben versucht habe anzureißen. Was wenn wir Low haben wollen und die Spannung langsam ausschwingt?
Dann würde sie sich ja fälschlicherweise kurz nach dem Unterschreiten in unserem Gedankenbeispiel wegen dem Schwingvorgang kurz mehrmals über die Grenze kommen. Hierzu ist unsere Spannung auch keine klare Linie, sondern eher verschmiert, einen kleinen Tick hin und herrauschend. Es gibt keinen idealen Generator, das sieht man auch sehr schön beim Oszillosgrafieren mit einem analogen Oszilloskop, wenn man immer näher „reinzoomt“ sieht man auf einmal die Ecken. Das digitale Speicheroszilloskop macht hier auch schon wieder Rundungen, Interpolationen usw.
Wie unterscheidet nun der Empfänger, wann High und wann Low gesendet wurde, ohne falsch zu interpretieren? Ganz einfach: So nämlich garnicht!
Wir behelfen uns einem Trick. Wir können in einer speziellen Schaltung aber ziemlich genau beobachten, wie viel „herumrauscht“ oder schwingt. Bringt uns das etwas?
Wenn wir uns sicher sind, dass unsere Schaltung sich nach unserer Beobachtung keinen Ausrutscher mehr erlaubt, dann haben wir schon fast gewonnen. Denn dann wissen wir ja im schlimmsten Fall, „wieviel“ High auch Low sein könnte und umgekehrt.

Wir setzen einfach zwischen Low und High keine Grenze mehr, sondern einen ganzen Sicherheitsbereich. Somit haben wir für unsere spezielle Schaltung sichergestellt, dass nicht falsch getriggert wird, denn beispielsweise ein Übergang von H nach L wird nicht mehr beim Unterschreiten der Grenze für High sofort als Low interpretiert, sondern das Signal muss sicher weiter herunter und wird erst als Low erkannt, wenn es den Sicherheitsbereich auch zusätzlich unterschritten hat. Mit diesem Trick können wir bei variabel gehaltenem Sicherheitsabstand, den wir vorher aber für ein spezielles Problem festlegen, Rauschen wie Schwingungen minimieren und wir haben ein etwas durchdachteres digitales Signal. Rein wissenschaftlich bezeichnet man das auch als Schalthysterese, aber da Abkürzungen von englischen Ausdrücken ja professioneller wirken: Gunning Transceiver Logic. Eigentlich nichts neues, sondern für ein spezielles Problem, nämlich die Kommunikation bei Intel- Prozessoren selbst und über die Northbridge, die u.a. für größere Speicher wie den RAM zuständig ist, zugeschnitten und umgetauft.
Vorteil hiervon: Kommunikation bei höheren Frequenzen und weniger elektromagnetische Strahlung, die andere Transistoren oder Bauteile beeinflussen könnte.

Zusätzlich wird ein neues Signal definiert damit es nicht mit anderen wie der Versorgung VCC gekoppelt ist, hier wird eine Beeinflussung noch zusätzlich vermieden. Dieses Teil nennt Intel Termination Voltage Level oder auch VTT. Damit kann man den Prozessor schneller fahren ohne die Kommunikation zu beeinträchtigen, da diese ja getrennt ist.
Umgesetzt wird das physikalisch mit einer Referenzspannung, unser Sicherheitsband zwischen der eigentlichen Spannung. Die wird üblicherweise vom Mainboard generiert, mittels relativ einfachen Spannungsteilern und festen passiven Bauelementen, sprich Widerständen, die man in diesem Fall RTT’s nennt.

Zusammenfassend haben wir VTT, welche für die Kommunikation zwischen Prozessor und Chipsatz ist, die wir selbst festlegen können bei den meisten Brettern je nach Takt ist eben mehr oder weniger erforderlich und unsere Referenzspannung, die GTLs.



Stellt euch mal das Ganze so vor: VTT ist die Busspannung, alles darüber repräsentiert den HIGH-Pegel, alles darunter den LOW-Pegel.

Im Beispiel soll erst eine 1, dann eine 0 übertragen werden.



Im idealen Fall passt das ja soweit, erste Hälfte 1, dann 0, allerdings sieht man im 2.Bild folgendes: Sobald ein Peak über oder unter die VTT kommt, wird schon der Pegel verändert, obwohl er eigentlich erst nach der gestrichelten Linie verändert werden sollte, das heißt: Wir wollen immer noch nur 1-0 übertragen, bekommen jetzt aber 1-0-1-0.

Abhilfe verschaffen hier die GTLs als Sicherheitsabstand. Bedenkt bitte, dass diese Sicherheitslinie nicht parallel zur VTT sein muss, es gibt meistens eine andere auf der NB als auf der CPU Seite, kann also durchaus schräg sein, liegt an den Boards, da sich oftmals andere Spannungen auf der NB Seite "stören" durch Überlagerungen etc als auf der CPU Seite.

Zu sehen in Bild 3:
Auch ein Peak reicht nicht mehr aus, um von High auf Low zu kommen, wenn wir den richtigen Sicherheitsabstand, sprich GTL gewählt haben, sondern erst nach Unterschreiten der GTL wird der LOW-Pegel erreicht.

Hier sieht man auch, wie man das testen kann: Nämlich mit Prime Large FFTs, da hier nicht nur im Cache gearbeitet werden kann, sondern der Speicher benutzt wird, und den verwaltet nunmal die NB bei LGA775.

Weitere Infos zu GTLs:

http://www.thetechrepository.com/showthread.php?t=87


Errechnet werden sie folgendermaßen:

Grundidee ist folgende : VTT x (0,67 oder 0,635) + Korrekturwert = GTL Spannung

Die 0,67 bzw. die 0,635 sind von Intel so festgelegt

Wie man sieht hängen die GTLs mit der VTT (oder auch FSB Termiantion Voltage) zusammen.
Die VTT Spannung dient dem Datenverkehr auf dem FSB, beim OC muss man für Stabilität die VTT Spannung oftmals anheben, besonders bei Quad Cores. Eine Veränderung der GTL Settings kann hier viel bewirken, da ja auch die beiden DIEs über den FSB kommunizieren.
Die VTT Spannung sollte bei 45nm CPUs nicht über 1,4V liegen, für einen Dauerbetrieb würde ich nicht mehr wie 1,35V empfehlen, eher sogar weniger.
Die „Wolfdales“ mögen oft keine hohen VTT Spannungen, heißt man kann nicht einfach nur die VTT Spannung anheben, es bleibt nur der Ausweg über die GTLs.
65nm wollen im Gegensatz bei der VTT gerne etwas mehr Spannung haben
Verändert man die VTT Spannung können sich auch die GTL Einstellungen verändern, auch sind die Einstellungen Board abhängig. Wenn die CPU auf dem Maximu II mit +20mv zurechtkommt, kann es auf einem anderen Board ein geringfügig anderer Wert sein.
Beim Maximus 2 Formula sind GTL0 und GTL2 0,635, GTL1 und GTL3 mit 0,67 vergeben.

Alle folgenden Ergebnisse sind Beispiele !



Dual Cores:

Nun hat sich beim OC herausgestellt, dass 45nm Dual Cores im Normalfall ein paar Prozent weniger Spannung wollen als die 67%. Was müssen wir also ändern ?

GTL 1 und GTL3 müssen wir ein wenig nach unten korrigieren, denn diese sind mit 67% ein wenig zu viel.
Um wie viel Prozent wir die Spannungen korrigieren müssen, kann niemand vorher sagen, da jede CPU anderst reagiert.

Als VTT nehmen wir nun einmal 1,2V an:
1,2V x 0,67 = 0,804V
Nun wollen wir aber als Beispiel nur 0,64 als GTL haben:
1,2V x 0,64 = 0,768V

Nun bilden wir die Differenz:

0,804V – 0,768V = 0,036V
0,036V = 36 mV

Nun wollen wir aber weniger GTL Spannung
=> heißt wir müssen hier -35mv setzen.

GTL0: Auto
GTL1: -35mV
GTL2: Auto
GTL3: -35mV

Mit Werten von 0 bis -50mV sollten wir für alle Fälle hinkommen, was nun genau die richtige Einstellung ist, muss man wie gesagt testen.

GTL0 und GTL2 lassen wir vorerst so, da diese ja nur 63,5 % beträgt, später kann man hier auch noch ein wenig experimentieren.


Bei 65nm schaut die Sache wieder anderst aus, hier müssen wir nicht GTL 1&3 ändern, da die 67% für 65nm "optimiert" sind, sondern GTL 0&1

GTL 0&1 haben als Faktor 0,635, wir wollen nun aber ein wenig mehr, heißt mir müssen die Spannung ein wenig nach oben korrigieren, dass wir auf 67 % (oder auch ein wenig mehr oder weniger) kommen.
Berechnet wird es wie bei den 45nm auch:

1,2V VTT x 0,635 = 0,762V
1,2V VTT x 0,67 = 0,804V

Nun bilden wir wieder die Differenz:
0,804V - 0,762V = 0,042V

Heißt wir müssen GTL 0&2 um + 40mv nach oben korrigieren.

GTL 1&3 lassen wir wieder auf Auto




Quad Cores

Hier ist es genau umgekehrt wie bei den Dual Cores, die Quads wollen gerne etwas mehr an GTL Spannung, hier müssen wir 4 GTLs ändern.

Wieder ein kleines Rechenbeispiel:
1,2 V VTT x 0,67 = 0,804V

Nun brauchen wir aber ein wenig mehr als die 67%/63%, nehmen wir also mal anstatt der 67% einfach einmal 70 %:
1,2V x 0,7 = 0,84V

Die Differenz gibt uns wieder den Korrekturwert in mv
0,84V – 0,804V = 0,036V = 36mV

Nun brauchen wir aber +mv, heißt wir stellen nun bei GTL 1 und GTL3 +40mv ein.
Bei GTL0 und GTL2 stelle ich meistens gleich ein wie 1 und 3, kann aber auch höher oder niedriger sein.
Quad Cores nutzen theoretisch auch nur 2 GTLs, da ja auf einer DIE 2 Kerne sitzen.

GTL 0/1 = DIE1 (Kern 1/2) GTL2/3 = DIE2 (Kern 3/4)

Wie gesagt, GTLs muss man testen, mein Q9550 läuft z.B. mit folgendem am besten:

GTL0: +40mV
GTL1: +30mV
GTL2: +30mV
GTL3: +30mV

NB GTL:

Die NB GTL berechnet sich auch aus der VTT, genau wie die anderen GTLs, hier ist einfach testen angesagt, es gibt keine Pauschalempfehlung



Wie sollte man GTLs austesten ?

Richtige GTL Settings können dazu führen, dass man die Vcore senken kann.
Für Quad OC in höheren FSB Bereichen ist das so genannte GTL Tweaking oftmals sogar unerlässlich.

Es empfiehlt sich immer erst einen Prime SMALL Run zu machen, um zu testen ob die Vcore ausreichend ist.
Vorsicht bei neuen E0 CPUs, diese reagieren nicht mehr so gut auf die SMALL Runs !
Danach kann man sich den großen (LARGE) Tests widmen, gibt es hier Fehler kann das GTL Tweaking weiterhelfen.
Nähere Prime Infos: http://www.forumdeluxx.de/forum/showthread.php?t=508101





FAQ

Was bewirkt das GTL Tweaking ?
Dadurch erreicht man oftmals eine größere Stabilität des Systems

Kann man dadurch die VCore absenken ?
Eventuell, bis jetzt konnte ich sie damit um 1-3 Stufen senken

In welchem Bereich sollte man die GTLs maximal verstellen ?
Im Bereich von -50mv bis +50mv sollte in allen Fällen reichen, weniger ist oft mehr.

Sollte man eher an GTLs drehen, oder die VCore anheben ?
Man kann durch eine VCore Erhöhung instabilitäten "deckeln", allerdings produziert eine höhere Vcore mehr Abwärme und belastet die CPU. Natürlich ist das Potenzial der GTLs begrenzt, sind also keine großen Sprünge zu erwarten.


Software

• PassMark BurnInTest (Wird von Intel verwendet und empfohlen)
  
• IntelBurnTest v1.6 (selbstgeschriebenes Tool eines XS Memebers)
  
• Prime95 25.6 (Diese Version verwenden, nicht die normale)
  
• EVEREST Ultimate Edition (Bringt auch eine kleine Benchmark Suite mit)
  

Achtung !!!

Man sollte seine Veränderungen immer mit Bedacht vornehmen und nur kleine Veränderungen machen, sonst kann es schnell zu gegrillten CPUs kommen, ich übernehme keine Haftung für Schäden !

[devic]

Hab da ein bisschen Kritik:

Du solltest vielleicht erwähnen, dass selbst für Quadcores eigentlich nur zwei GTL Refs genutzt werden können, weil immer zwei Kerne auf einer DIE sitzen.

..., bei vielen neuen Boards aber mit mv Angaben.

Gibts da welche außer dem M2F? Ich würde als Beispiel lieber erstmal nicht den von dir so genannten "Korrekturwert" sonder den eigentlich Teiler in Prozent oder Dezimalzahl (0,63x) nehmen, da diese Variante imo doch noch weiter verbreitet ist.

Zu dem "Was sind denn die misteriösen GTLs eigentlich ?":

Dazu kann ich noch sagen, dass den Wert den man einstellt eigentlich ein Teiler für die von dir beschriebene Spannung ist. Aber deswegen heißt es ja auch GTL Ref

Ansonsten sehr schön. Auch super aufgebaut und gegliedert!

[Seewolf]

Hab da ein bisschen Kritik:

Du solltest vielleicht erwähnen, dass selbst für Quadcores eigentlich nur zwei GTL Refs genutzt werden können, weil immer zwei Kerne auf einer DIE sitzen.


Gibts da welche außer dem M2F? Ich würde als Beispiel lieber erstmal nicht den von dir so genannten "Korrekturwert" sonder den eigentlich Teiler in Prozent oder Dezimalzahl (0,63x) nehmen, da diese Variante imo doch noch weiter verbreitet ist.

Zu dem "Was sind denn die misteriösen GTLs eigentlich ?":

Dazu kann ich noch sagen, dass den Wert den man einstellt eigentlich ein Teiler für die von dir beschriebene Spannung ist. Aber deswegen heißt es ja auch GTL Ref

Ansonsten sehr schön. Auch super aufgebaut und gegliedert!

Habs mal geändert



Werde später noch ein paar Sachen ändern.



Gibt schon noch einige Board die mv haben und nicht Teiler bzw. Prozent Angaben

[BulliT]

Hast du gut gemacht

[--==KANAN==--]

[DerMalle]

Danke für die verständliche Erklärung.

[mrcs]

Weiter so!

[Gamer68]

jo eine super sache

[imPurpleHaze]

Yoo ist echt klasse! Besser kanns kaum gehen
Aber jetzt werden die Preis für CPU's im MP steigen ^^

[devic]

Jetzt lesen alle das FAQ und betreiben ihre E0s @4Ghz bei unter 1V

[angoholic]

fein gemacht, wollte ich eigentlich noch irgendwann reinschreiben in den Prime FAQ aber so gehts auch Nur schade ist, dass man solche Feineinstellungen nur meist bei den P45ern hat, die X38 und P35 haben nur sehr grobe Einstellungen, aber das hat ja mit dem Guide nix zu tun Supi, kommt gleich mit in meine Sig!

[Seewolf]

Danke, hab deinen Prime Thread extra verlinkt, für die Leute die sich mit den verschiedenen Tests nicht auskennen

[angoholic]

Darum gehts mir ja nicht sondern dass mal die größten Fragebereiche abgedeckt sind

[Seewolf]

Vielleicht pinnt das HowTo ja noch ein Mod fest

Nochmal paar kleine Tippfehler ausgebessert.

[e.v.o]

Hm.. naja, ein wenig mehr Hintergrundinfos und Wissen wäre nicht schlecht.
Ansonsten top.

[Seewolf]

Es wird noch mehr kommen, ist ja erst die "Beta"

UPDATE

[Second Hand]

Hi,
dickes Lob und Anerkennung , genau so ein HowTo hab ich gesucht.

[wazap]

Finde ich gut, dass so langsam aber die wichtigsten OC Themen behandelt werden, denn langsam nerven die täglich selben Fragen!
Habe es bisher nur überflogen, sieht aber schon sehr ansprechend aus.
Bei Einwenden melde ich mich wieder.

Edit: So, ich bin schon ziemlich Müde. Die Zusammenfassung von angoholic muss ich mir morgen noch einmal in Ruhe durchlesen, denn gerade habe ich nur einen sehr kleinen Teil aufnehmen können.

@ Seewolf

Solltest du nicht noch die 65nm oben mit einbeziehen, damit die nichtwissenden sich an Richtwerten orientieren können und sich dann langsam heran tasten? Es sind hier noch genug mit einem 65nm unterwegs.

[Low]

Wenn ich das auf mein P5Q beziehe:

Im Bios des P5Q gibt es nur eine GTL Option "CPU GTL Reference" mit den Einstellungen: Auto, 0.67x, 0.65x und 0.63x.
Darunter steht die "FSB Termination Voltage", wobei Auto bei 45nm 1.10v und bei 65nm 1.20v bedeutet. Minimum ist 1.10v und Maximum ist 1.90v.

Meine CPU steht gerade bei 500x8 = 4000 Mhz und 1,2500 Volt. Der Rest, also GTL und FSB steht auf Auto.

Die erste Frage lautet: was bedeutet bei der GPL Option "Auto"?
Im Grunde gibt das Board 1.10 VTT für 45nm vor:


1.10 x 0.65 = 0,715
1.10 x 0.63 = 0,693
1.10 x 0.61 = 0,671

Im Grunde kann ich also nur den GTL auf 0.61x stellen und danach testen, ob die CPU weniger Vcore braucht?

[angoholic]

nein bei den P5Q Boards ist Auto nur der Standardwert, wenn du nicht übertaktest, der schiebt den bei OC dynamisch mit, wie hoch oder wie niedrig weiß ich nicht, kannst ja nicht auslesen auf jeden Fall ist es nicht mehr der Standardwert

[Low]

Stimmt ...

[angoholic]

Du wirst bei den P5Qs egal ob E oder Deluxe alle Werte in einem Bereich durchprobieren müssen als Quicktest, jede Hardware-Konfiguration ist einzigartig

[Low]

bin dabei

[Seewolf]

Wie angoholic schon sagt gibt es kein Patentrezept, nur grobe Richtwerte

Ich rate dir dringend alle Voltages per Hand einzustellen, viele Boards geben der CPU beim OC viel zu viel Spannung bei PLL oder VTT

Ich habs auch noch in das HowTo aufgenommen

[dudu]

Stellen eigentlich nur ASUS-Board die GTL-Option zur Verfügung?