BIOS TDP Einstellungen für i9-9900 & Temperaturen

[sirupflex]

Hallo zusammen,
Ich habe meinem ursprünglich als eher "Office PC" angedachten PC nach gut einem Jahr tüchtig aufgemotzt und mir u.a. neu eine i9-9900 (non K) verbaut.

Folgende Komponenten sind ebenfalls verbaut:
Gehäuse: BeQuiet Pure Base 600
CPU Lüfter: BeQuiet Shadow Rock TF2
Mainboard: MSI B360-A PRO
GPU: MSI Gaming Trio X 2070 Super
RAM: 32GB RAM

Die bestehende Wärmeleitpaste wurde beim Umbau vom Lüfter entfernt (ArctiClean) und die Arctic MX-4 Wärmeleitpaste verwendet.

Meine erste Frage:
Die CPU hat offiziell eigentlich 65W TDP, wobei diese Klassifizierung sehr verwunderlich ist, wenn man weiss wie viel eine i9-9900K auch nicht-übertaktet zieht. Nun würde es mich interessieren, was die korrekten Settings im BIOS sind, um die CPU gemäss den Intel Spezifikationen zu betreiben.

Momentan steht da bei mir folgendes (vom System gesetzte Werte), Screenshot siehe unten:

Long Duration Power Limit(W) Auto (115W)
Long Duration Maintained(S) Auto (28s)
Short Duration Power Limit(W) Auto (125W)

"Auto" ist der Wert, den ich ändern kann, die Angaben in Klammern erscheinen in grau, und ich vermute, sie repräsentieren die Werte, die das System anhand des "Auto" Settings gewählt hat(?). Falls ja, wären diese Power Limits ja wahrscheinlich ausserhalb der Spezifikation. Wäre sehr dankbar, wenn mir hier jemand die korrekten Limits geben könnte, die ich dann manuell setzen kann.

Zum Verhalten des Systems:
Wenn ich CineBench R20 laufen lasse, so lande ich gegen Ende des 1. Runs bei ca. 80C Kerntemperatur, nach 4-5 Runs ohne Pause pendelt es sich bei 81C-82C ein, höher scheint es nicht zu gehen. Alle Kerne laufen da laut MSI Tool mit 4.6GHz.

Wenn ich den Prime95 (aktuelle Version 29.8) Torture Test mache mit 16 Threads, dann geht die Kerntemperatur langsam hoch (eher langsamer als bei Cinebench, zu meiner Verwunderung), nach ein paar Minuten ist sie bei ca. 80C, dann beginnt das System gelegentlich, die Kerne von 4.6GHz ein paar Sekunden auf 3.1GHz (Basistakt) herunter zu drosseln (und die Kerntemp. sinkt per sofort auf unter 70C dabei), dann wieder hoch auf 4.6GHz. Das Spiel geht so weiter, die CPU geht immer öfters auf 3.1GHz, dann nur noch auf 4.0GHz hoch, und nach ca. 10-15 Minuten bleibt der Takt hauptsächlich bei 3.1GHz (weniger habe ich innerhalb den 15Min nie gesehen). Die Kerntemperatur überschreitet dabei aber nie 80C-82C.

Bei Cities Skylines (150'000 Einwohner, 5x5 Felder) mit "Dynamic Resolution" auf 200% für WQHD (somit 5120x2577) pendelt sich die CPU Kerntemperatur bei ca. 76C-78C ein und bleibt auch eine Stunde später noch dort. Die Temperatur der Grafikkarte pendelt sich übrigens bei ca. 67C ein.

Somit kurz gefragt:
1. Könnte mir jemand die korrekten BIOS TDP Settings für den i9-9900 (non K) mitteilen?
2. Ist das obige Temperaturverhalten grundsätzlich "normal" mit genanntem System / CPU / Lüfter? Scheint mir nicht "richtig schlecht" aber auch nicht "optimal" zu sein.
3. Kann mir jemand erklären, weshalb die CPU bei Prime95 den Turbo auf den Basis-Takt drosselt, obwohl die Kerntemperatur die 82C nie überschreitet?

Vielen herzlichen Dank schon im Voraus!

 

[Baal Netbeck]

So wie ich das sehe läuft die CPU doch völlig normal....warum willst du weniger Leistung haben?
Du hast dir doch keinen 9900 gekauft um dann ein paar Cent an Strom zu sparen?

Dann war das die falsche CPU....Intels 14nm sind im Moment nicht gerade die Spitze der Effizienz.

 

[Kvnn.]

Vlt. hilft dir der folgende Link weiter:
https://www.pcgameshardware.de/Main...ake-95-W-TDP-Limit-gegen-Ueberhitzen-1244436/

Den Hintergrund warum man beim 9900 den TDP Wert einhalten möchte, erschließt sich mir auch nicht - aber muss ja auch nicht zwingend :-P

 

[Ned Flanders]

Das ist bei Intel CPUs die Realität. 65W TDP bedeuten nur, dass Intel dir den Basis Takt (3.1GHz) bei einer thermischen Lösung die 65 W abführen kann garantiert und nicht, dass die CPU ein maximales Power Budget von 65W hat oder so viel verbraucht. Real sprengt die diesen Ramen daher deutlich.

Wenn du sie Effizienter machen willst, dann gib ihr ein max. elektrisches Budget von 95W. Das reduziert die Leistung noch nicht sonderlich dramatisch und veringert die Abwärme und den Energieverbrauch schon recht deutlich.

 

[eRacoon]

2. Ist das obige Temperaturverhalten grundsätzlich "normal" mit genanntem System / CPU / Lüfter? Scheint mir nicht "richtig schlecht" aber auch nicht "optimal" zu sein.

Temperaturen sind gut, passt alles, kann man so auch bedenkenlos laufen lassen.
Wie du selbst ja siehst sind die Temps nur in synthetischen Benches so hoch, bei Games wirst du niemals auf so Werte kommen.

3. Kann mir jemand erklären, weshalb die CPU bei Prime95 den Turbo auf den Basis-Takt drosselt, obwohl die Kerntemperatur die 82C nie überschreitet?

Das Temp Limit liegt je nach Board bei 100-105°C.
Der unterschiedliche Takt kommt durch das Powerlimit, eine CPU braucht bei steigender Temperatur immer mehr Leistung für den Takt, daher ist das quasi eine Spirale nach unten.
Höhere Temp = mehr Stromaufwand = niedriger Takt weil Powerlimit immer mehr bremst

In Games aber irrelevant weil er trotzdem voll boostet weil du die 125W nie erreichen wirst, selbst im übelsten Game CPU Limit nicht.


Edit:
Achja zu 1) das dürften die Stock Werte sein, 125W Boost ist glaube normal, zu mindestens beim 9900k.
Würde das auch so belassen, warum runter drehen und mögliche Leistung verschenken wenn Kühlung damit zurecht kommt?

 

[johnyb0y]

Zu deinem Punkt 3: Du hast wahrscheinlich eine aktuelle Prime95 Version genommen. Die nutzt den AVX2 Befehlssatz. Bei Nutzung von AVX greifen die üblichen Boost Regeln auch nicht und die CPU taktet (teilweise stark) runter.

 

[|SoulReaver|]

So wie ich das sehe läuft die CPU doch völlig normal....warum willst du weniger Leistung haben?
Du hast dir doch keinen 9900 gekauft um dann ein paar Cent an Strom zu sparen?

Dann war das die falsche CPU....Intels 14nm sind im Moment nicht gerade die Spitze der Effizienz.

Und vorallem stelle ich mir die Frage wieso keine K Version. Da bist ein wenig sagen wir mal flexibler.

 

[sirupflex]

Super, ich danke euch vielmals für die vielen hilfreichen Antworten und Links!

Mir ging es in erster Linie darum zu verstehen, ob das CPU / Temp Verhalten so zu erwarten ist oder ob es da noch Probleme zu lösen gibt. Aus euren Antworten entnehme ich, dass das alles bestens so ist, somit: "Ziel erreicht", danke

Erstaunt hat mich auch das "Long Duration Power Limit" von offenbar 115W bei einer als TDP 65W spezifizierten CPU. Scheint aber offenbar auch soweit korrekt / angemessen zu sein gemäss euren Aussagen. Spiele da aber evtl. noch etwas rum mit leicht niedrigen Werten, hat ja teilweise spürbare Auswirkungen auf die Temperatur aber kaum welche auf die Leistung. Niedrige Temperaturen = weniger Lärm = längere Lebensdauer.

Weshalb diese CPU und keine K Version? Ganz einfach: Mainboard mit i5-8400 CPU war schon vorhanden, genau so der CPU Kühler und das 550W BeQuiet Netzteil. Das wollte ich nicht alles tauschen, so war eine i9-9900 das Maximum des für mich sinnvoll möglichen (wenn auch nicht unbedingt kosteneffizient ...). Die 10er Serie braucht dann ja auch wieder neue Mainboards, genau so wie ein Wechsel zu AMD. Abgesehen davon möchte ich nicht übertakten, so dass sich der Aufpreis für die K Version aus meiner persönlichen Sicht nicht lohnt.

 

[Ned Flanders]

Erstaunt hat mich auch das "Long Duration Power Limit" von offenbar 115W bei einer als TDP 65W spezifizierten CPU.

Da bist du nicht der erste. Viele, imho die Meisten die sich da vorher nicht einlesen gehen einfach davon aus, das eine 65W TDP CPU so um die 65W +-10% verbraucht. Liest man auch immer wieder in den Kundenbewertungen der 65W CPUs, das diese wegen dem niedrigen Verbrauch gekauft wurden. Die Definition der TDP ist halt der Knackpunkt und Intel hat da imho eine ziemlich irreführende Definition. Wenigstens weisst du jetzt wofür die Angabe zum Basistakt da ist.

 

[meckswell]

Beim Zocken werden nicht annähernd die Watts verbraten wie in Prime95.
Mein 8700K zieht, bei 4.7Ghz u. Cache 4.3Ghz in Forza Horizon 4 bei einem FPS-Ziel von 144, avg 50 Watt. Das finde ich schon effizient.
Bei NfS Payback, das schwartet richtig rein, sind es avg 70 Watt.

@sirupflex

Die korrekten Werte für deine CPU sind ...

Long 65 Watt
Long Maintained 28s
Short 81 Watt

Das kannst du gerne mal einstellen und schauen was beim Zocken passiert. Wird der Takt gehalten, oder wird er nicht gehalten? Und dann berichtest du uns davon.

Ich hatte mal mein 8700K @5Ghz in dieses 65 Watt Korsett gezwängt. Es ist spieleabhängig, ob der Takt dann noch gehalten wird. 65 is dann schon sehr wenig. Aber auf 100 Watt geht das beim Zocken auch mit 5Ghz niemals auch nur ansatzweise.

CPUs, und dabei ist der Hersteller völlig egal, können Schluckspechte sein, aber beim Zocken nicht. Und da wo geschluckt wird, da schlucken sie alle, egal welche Farbe die Verpackung hat.

 

[sirupflex]

Danke dir vielmals für deine Angaben!

 

[johnyb0y]

Zum Thema Stromverbrauch noch eine Anekdote:
Ich habe letztens mein altes X58 System mit nem Xeon X5650 aus dem Keller geholt und wieder frisch gemacht. Das ist eine mehr als 10 Jahre alte 6-Kern CPU, übertaktet auf 4.3Ghz.
Als GPU habe ich eine RX580 verwendet die ich noch hier liegen hatte.

Habe dann mal testweise Witcher 3 und das neue DOOM gespielt (läuft übrigens alles problemlos mit max Settings) und dabei den Stromverbrauch direkt an der Steckdose gemessen - also den Verbrauch des gesamten Systems.
Selbst diese alte Plattform zieht beim Zocken selten mehr als 220-300 Watt

 

[meckswell]

Wie war dein FPS-Ziel, 60Hz Vsync oder offen?

 

[johnyb0y]

Wie war dein FPS-Ziel, 60Hz Vsync oder offen?

Offen. Bei Doom warens über 120FPS und bei Witcher so um die 60-70

 

[sirupflex]

Habe noch einige Tests und Veränderungen vorgenommen, vielleicht ist das für den einen oder anderen von Interesse.

1. Anpassung TDP Budget
Im BIOS anstatt "Auto" (d.h. 115/125W für Long/Short) neu testweise 100/120W eingetragen.

Das Resultat:

• Beim Cinebench R20 und Prime95 neu ca. 8C kühler, d.h. ca. 73-74C anstatt 80-82C
• Cinebench R20 mit 4240Pts anstatt 4420Pts, d.h. ca. 4% Performance-Verlust
• Cities Skylines ca. 2-4fps weniger( 28-30fps statt 30-34fps), wobei das relativ schwer festzustellen ist (leichte Veränderungen des Betrachtungswinkels des selben Ausschnitts, etc. haben ebenfalls fps Fluktuationen zur Folge)

Wer niedrige Temperaturen vorzieht, könnte mit den 4% Leistungsverlust wahrscheinlich gut leben. Ich habe die TDP allerdings wieder auf "Auto" gesetzt.

2. Wechsel der Gehäuselüfter
Habe das BeQuiet Pure Base 600 und habe den Kauf insofern bereut, weil die zwei mitgelieferten Pure Wings 2 Lüfter (120mm, 140mm) leider nicht so leise waren wie erhofft. Der eine Lüfter hatte bald auch mal ein ganz leichtes "Rattern" und nahezu unhörbar waren sie nur bei extrem niedrigen Drehzahlen (~350 beim "Bürobetrieb"). Dabei kommt aber natürlich fast kein Luftzug zustande. Natürlich wurden die Lüfter "Smart" konfiguriert und drehen bei steigenden Temperaturen hoch. Das Gehäuse an sich ist übrigens für meine Bedürfnisse sehr gut.
Nun habe ich mir drei BeQuiet Silent Wings 3 Lüfter besorgt, 2x140mm zum Einblasen vorne und 1x120mm zum Ausblasen hinten, und die bestehenden zwei Pure Wings 2 ersetzt.

Die Silent Wings 3 kann ich mit höheren Drehzahlen laufen lassen (ca. 500 für die beiden 140mm und 700 für den 120mm) ohne irgendwas davon zu hören. Habe die Kurve deshalb auch so eingestellt, dass sie früher weiter hochdrehen, um das Gehäuse bei Bedarf möglichst kühl zu halten.

Das Resultat, bei TDP wieder auf "Auto" (d.h. 115/125W):

• Cinebench R20 (5xdurchgelaufen ohne Pause): 74-75C (d.h. ca. 7C kühler als mit den Pure Wings 2)
• Danach gerade anschliessend 10min Prime 95: 75C (ca. 5-6C kühler; Heruntertakten auf den Basistakt (3.1GHz) nach ca. 6-8Min fand noch immer statt
• Cities Skylines nach ca. 15min: 68-71C (ca. 6-7C kühler); GPU übrigens bei 66-67C, d.h. keine spürbare Veränderung

Habe damit die endgültige Lösung für mein System gefunden. So bleibt der PC schnell, leise und kühl genug, was will man mehr.

 

[eRacoon]

Cities Skylines ca. 2-4fps weniger( 28-30fps statt 30-34fps)

Cities Skylines nach ca. 15min: 68-71C (ca. 6-7C kühler)

Kannst du dir bitte mal z.B. HWinfo (Sensors-only starten) runterladen und mal die Leistungsaufnahme von der CPU anschauen während das Game läuft?
Ich würde zu 101% darauf tippen das die TDP absolut keinerlei Auswirkung darauf hat solange diese bei 80W+ liegt.

Der Turbotakt bzw. generell die Taktraten haben nichts mit dem TDP Limit zu tun solange man darunter bleibt.
Und ein Game dass bei einem 9900k auf Stock mehr als 100W zieht wäre mir neu.

 

[sirupflex]

Das ist sehr gut möglich. Wie gesagt sind die geringen fps Unterschiede möglicherweise einfach auf die Ungenauigkeit meiner plumpen Methode zurück zu führen. Wollte hier auch keine exakte Wissenschaft mit den fps betreiben. 4% theoretischer Performance-Verlust sollte auch bei Cities Skylines eigentlich keine spürbaren Auswirkungen haben, da stimme ich dir absolut zu.

Was die CPU Temperatur angeht, so ist die mit den Silent Wings 3 ganz einfach geringer, weil ich mit diesen Lüftern deutlich mehr Luftdurchsatz haben kann ohne Geräuschbelästigung. Das hat nichts mit TDPs o.ä. zu tun.

Ergänzung (15. Mai 2020)

Ein paar Minuten Cities Skylines mit der i9-9900 (non K):

Ergänzung (15. Mai 2020)

Der ganze PC (i9-9900, RTX 2070 Super, 4x8GB RAM) zieht bei Cities Skylines übrigens ca. 270-280W laut meiner USV. Ist wahrscheinlich auch keine ganz zuverlässige Angabe, die Grössenordnung sollte aber stimmen. Zeigt auch wieder einmal, dass Gaming-PCs mit 800W Netzteilen unsinnig sind, ausser man baut sich was ganz abgefahrenes zusammen.

Peak Load meines Systems liegt laut BeQuite PSU Kalkulator übrigens bei ca. 400W, mein 550W Netzteil schafft das problemlos. Die reale Last dürfte wahrscheinlich 300W selten spürbar überschreiten.

 

[eRacoon]

CPU Package Power... der Wert spiegelt die TDP wieder, solange dieser also unter den 110/125W oder was auch immer du einstellst, dann hast du die volle Gaming Performance.
Wie gesagt Games ziehen eigentlich nie 100W+, da muss man schon einen ziemlichen CPU optimierten Kracher auspacken der alle 8 Cores zu nahe der 90%+ Marke ausnutzt.

280W klingt nicht unrealistisch, die 2070S gönnt sich vermutlich ja auch ihre 150-200W im GPU Limit.

 

[sirupflex]

Falls von Interesse, hier eine Momentaufnahme nach 1.5Std Red Dead Redemption 2:

Alles schön kühl und die Lüfter sind nur leise im Hintergrund wahrzunehmen. Perfekt.

 

[eRacoon]

Rein aus Interesse, welchen RAM hast du verbaut?
1,2V als DRAM Spannung ist recht wenig falls es irgendwas über 2666Mhz ist, eventuell fehlt hier XMP Settings und es wäre noch was Performance drin.