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Idle-Spannung und Deep-Sleep der neuen Ryzen-Prozessoren erklärt

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ryzen3000-boxNach den ersten Tests und nachdem die ersten Käufer ihre neuen Ryzen-Prozessoren erhalten haben, scheint es einige Unstimmigkeiten im Verhalten der Prozessoren zu geben – zumindest darin welches Verhalten einige der Überwachungsprogramme offenbarten. Robert Hallock von AMD hat sich dazu nun bei Reddit geäußert und einige Dinge klargestellt.

Einer der Punkte ist, dass oftmals offenbar zu hohe Idle-Taktraten und Idle-Spannungen ausgelesen werden. Dies liegt laut AMD daran, dass die Überwachungsprogramme die Kerne der Ryzen-Prozessoren nicht im korrekten Sleep-Zustand belassen, sondern durch die Abfrage von Takt und Spannung immer wieder aufwecken. Manche Programme fragen die Sensordaten alle 20 ms ab, andere wieder alle 200 ms oder in noch größeren Abständen. Für die Firmware des Prozessors wird dies als Last angesehen und dementsprechend werden die Spannung und der Takt angehoben.

Richtig ausgelesen werden Takt und Spannung laut AMD nur durch CPU-Z und das Ryzen-Master-Tool. Aber es kommen noch weitere Faktoren hinzu. So stehen nach der Installation des Ryzen-Chipsatz-Treibers neue Power Plans in den Energieeinstellungen von Windows zur Verfügung. Diese hören auf die Namen Ryzen High Performance und Ryzen Power Saver.

Nur, wenn der ausbalancierte Modus aktiviert ist, arbeitet der Ryzen-Prozessor im CPPC2-Mode. Dieser sorgt dafür, dass der Ryzen-Prozessor alle ein bis zwei Millisekunden seinen Takt ändern kann. Speziell in diesem Modus sorgen die Überwachungsprogramme dafür, dass der Takt und die Spannung sich schnell ändern, weil die Kerne aufgeweckt werden. In den anderen Modi geschieht die Änderung des Taktes alle 15 ms, was dazu führen kann, dass die Überwachungsprogramme in der Mehrzahl der Sensorabfragen genau den Zeitraum erwischen, in denen keine Änderung von Takt und Spannung vorgenommen wird.

Welchen Modus man nun aber auch immer ausgewählt hat: Die Verwendung der richtigen Software bzw. eine richtige Interpretation der Ergebnisse ist entscheidend. Wie gesagt, CPU-Z liest die Werte laut AMD korrekt aus.

Wir haben aber auch ein paar Tests mit den Power-Plans gemacht. Die Ergebnisse sind etwas anders, als AMD diese sieht. So war es uns nicht möglich, den Ryzen 9 3900X für die Screenshots per CPU-Z korrekt auszulesen. Die Spannung schwankte zwischen 0,928 und 1,448 V. Der Takt wurde für einzelne Kerne aber durchaus auf 2,16 GHz reduziert und im besten Fall waren auch nur noch zwei Kerne aktiv. Eine Reduzierung auf 0,4 V und darunter konnten wir per CPU-Z aber nicht auslesen, wenngleich die Ryzen-Master-Software bis auf zwei Kerne alle als inaktiv anzeigte.

Wir haben auch zwei BIOS-Versionen für das verwendete ASUS ROG Crosshair VIII Hero ausprobiert, da ja schon das Taktverhalten unter Last dank unterschiedlicher AGESA ebenfalls unterschiedlich sein kann.

Besonders gut verlassen können soll man sich laut AMD auf die Ryzen-Master-Software. Nur diese ist in der Lage, den neuen Low-Power-State, auch cc6 Sleep genannt, auszulesen. Bei cc6 handelt es sich um einen Power-State, in dem der Kern komplett abgeschaltet wird. Ein Power Gating sorgt dafür, dass er von der Spannungsversorgung getrennt wird.

Der Power-State cc6 kann aber von vielen Überwachungsprogrammen nicht ausgelesen werden und stattdessen werden die letzten Spannungen und Taktraten angezeigt, die vor dem cc6-Status anlagen. Die Ryzen-Master-Software hingegen zeigt den korrekten Status "Sleep" an.

Wenn man sich also auf die Werte für den Takt und die Spannung des Prozessors verlassen möchte, dann sollte man am besten die Ryzen-Master-Software bemühen. Die Unterschiedlichen Power-Plans für Windows spielen für den Idle-Verbrauch ebenfalls eine Rolle und demnach sollte man sich die Unterschiede im Verhalten einmal genauer anschauen.