Seite 4: AM4-Plattform, Boost, Spannungen und mehr

Die Ryzen-5000-Prozessoren sind grundsätzlich zur bestehenden AM4-Plattform kompatibel, wer ein Mainboard mit 500-Series-Chipsatz besitzt, kann die Prozessoren nach einem BIOS-Update sofort einsetzen. Solche mit 400-Series-Chipsatz haben entweder bereits ein BIOS-Update erhalten, oder werden dies in den kommenden Wochen und Monaten bekommen.

Wir wollen noch etwas auf die Plattform und das Verhalten der Ryzen-Prozessoren eingehen, denn schon bei den Ryzen-3000-Prozessoren gab es hier Fragestellungen, die sich nun erneut ergeben.

Zunächst einmal arbeiten auch die Ryzen-5000-Prozessoren mit einem Precision Boost 2, der schon mit den Ryzen-2000-Prozessoren eingeführt wurde. Am grundsätzlichen Verhalten des Boosts ändert sich nichts. Dynamisch und angepasst an die laufenden Anwendungen wird der maximale Boost-Takt durch die verwendeten Threads, die Stromversorgung des Mainboards, die Leistungsabgabe des Mainboards, die CPU-Temperatur, die Dauer der Last und vieles mehr.

Kernaussage soll sein: Jeder Prozessor verhält sich anders. Ein Ryzen 9 5900X kann bei genau 4,8 GHz an seine Grenzen kommen, kann jedoch auch 50 MHz darüber liegen. Es gibt keine vordefinierten Boost-Tabellen, sondern eine Dynamik, die eben viel Spielraum für variable Ergebnisse lässt.

Das Auslesen der Taktraten und Abhängigkeiten ist nicht ganz einfach. Precision Boost 2 arbeitet in einem Zyklus von 1 ms und damit viel kürzer, als dies viele Sensor-Tools auslesen können.

Die Ryzen-5000-Prozessoren arbeiten laut AMD mit einer Spannung von 0,2 und 1,5 V. Im Idle-Betrieb sollen es 0,9 bis 1,2 V sein. Für Standard-Desktop-Anwendungen 1,1 bis 1,35 V und in kurzen Last-Szenarien bis zu 1,5 V. Werden alle Kerne ausgelastet, liegen 1,35 V an. In Spielen erreichen die Prozessoren auch 1,5 V. Die Spannung ist abhängig davon, welchen Boost-Takt die Kerne erreichen. In Spielen und kurzen Last-Szenarien werden die maximalen Boost-Taktraten und demnach 1,5 V erreicht.

Bei der Beurteilung der Spannungen muss man allerdings den C6 Sleep State mit einberechnen. Wird ein Kern nicht verwendet, wird dieser komplett abgeschaltet. Via Power-Gating wird er komplett von der VID-Spannungsebene getrennt. AMD nennt als Beispiel die Möglichkeit, dass die VID zwar mit 1,283 V gemeldet wird, sich einzelne Kerne aber im C6 Power State befinden und diese abhängig von der Zeit in der sich der Kern in diesem befindet eben ein niedrigerer Wert angenommen werden muss.

Im Ryzen Master wird eine durchschnittliche Kernspannung (ACV) gemeldet, die diesen Effekt des C6 Power State mit einbezieht. Damit alle Boost-Mechanismen und Stromspartechniken funktionieren, muss der Chipsatz-Treiber installiert sein. Den Ryzen Balanced Power Plan gibt es nicht mehr.

Übertaktung des Speichers und der Infinity Fabric

Einmal mehr betont AMD, dass es auf mehr als den reinen Prozessortakt ankommt. Doch zunächst einmal ein paar Begrifflichkeit: MCLK ist der Takt des Speichers. Beim UCLK handelt es sich um den Takt des Speichercontrollers, also wie oft dieser Befehle an den Speicher ausgeben und empfangen kann. Der FCLK ist der Takt des Infinity Fabric. Dieser ist für die Kommunikation zwischen den CCD(s) und dem IOD verantwortlich. All dies kennen wir schon von der vorherigen Generation.

Für die Ryzen-Prozessoren gibt es zwei Modi, in denen ein Zusammenhang dieser Takt-Domänen festzuhalten ist. Bis zu einem Takt von DDR4-3733 arbeiten die internen Teiler in einem Verhältnis von 1:1:1 (MCLK = UCLK = FCLK = 1.866 MHz). Darüber hinaus kommen verschiedene Teiler ins Spiel. AMD nannte bisher DDR4-3600 bzw. einen Takt  des Infinity Fabric von 1.800 MHz als Sweet-Spot für die Ryzen-Prozessoren (Matisse), welcher in der Regel auch alle Prozessoren erreichen. Den IF-Takt höher als 1.800MHz zu übertakten, ist keine leichte Aufgabe. Manche haben Glück und erreichen problemlos 1.900 MHz, andere scheitern schon an 1.833 MHz. 

Für die Ryzen-5000-Prozessoren spricht AMD offenbar von der Möglichkeit, selbst DDR4-4000 noch im 1:1:1-Betrieb arbeiten zu lassen. Dies würde bedeuten, dass sich der Takt des Infinity Fabric auf 2.000 MHz erhöhen lässt – wenn es der Prozessor denn zulässt. DDR4-4000 in 1:1:1 soll mit den Vermeer-Modellen (Ryzen-5000-Prozessoren) das sein, was DDR4-3800 in 1:1:1 für die Ryzen-3000-Serie war, bzw. ist.

Demzufolge haben Detailverbesserungen offenbar dazu geführt, dass die Takt-Domains etwas stabiler arbeiten können. DDR4-3800 sollten mit den Ryzen-5000-Prozessoren nahezu immer möglich sein, in Ausnahmen eben auch DDR4-4000. Unsere Ergebnisse dazu findet ihr auf der Seite zum RAM-OC.