Probleme mit Powerlimit PL2

[Einstein90]

Ich habe mir einen i5-11400 zugelegt und bin auf das folgende Problem gestoßen, nachdem ich in Cinebench unerklärlich niedrige Werte gemessen habe. Vorweg: Ich habe das Powerlimit PL2 auf 75 W reduziert, hier zeigt sich der Effekt viel deutlicher.

Befinde ich mich unter Last im Powerlimit PL2, ist die CPU-Frequenz deutlich zu niedrig verglichen mit PL1. Die Core Voltage springt zwischen Werten von 0,5 V bis 1,3 V hin und her und die Spannungswandler(?) auf dem Mainboard fangen an zu fiepen. Komme ich ins PL1, so ist alles in Ordnung, die Spannung bleibt stabil auf einem Wert, nichts fiept und die CPU-Frequenz ist höher als in PL2.

Ein Beispiel zeigt das sicher etwas deutlicher:



Zum Zeitpunkt 1 startet powerMAX und die CPU startet für die Zeitspanne 2 im PL2 (=75 W) mit 2,85 GHz (graue Linie, wird durch die rote etwas überdeckt). Die Spannung schwankt während dieser Zeit zwischen 0,5 V und 1,3 V, was in der Grafik nicht ganz deutlich wird, jedoch durch ein kleineres Zeitintervall festgestellt werden kann. Ich vermute, dass hierdurch das Fiepen auf dem Mainboard entsteht. Zum Zeitpunkt 3 geht die CPU in PL1 (=65 W) und obwohl der Verbrauch geringer ist als in PL2, steigt die CPU-Frequenz auf 3,2 GHz an, was in der Grafik gut zu erkennen ist. Während des Zeitintervalls 4 bleibt die Spannung stabil und das Mainboard fiept nicht.

Ich habe keine Möglichkeit gefunden, PL2 im Bios zu deaktivieren, auch Tau lässt sich nur auf 1s reduzieren (dennoch die beste Möglichkeit, das Problem zu umgehen, hierdurch steigt der Cinebenchscore deutlich!). Ich habe das neueste Bios aufgespielt und sogar Windows auf einer weiteren Partition neu aufgesetzt, das Problem bleibt bestehen.

Der Effekt ist leicht zu reproduzieren, vielleicht kann mir jemand mit einer Rocket Lake CPU sagen, ob der Effekt bei ihm unter den selben Bedingungen auch auftritt. Bin mal gespannt, wo der Fehler liegt bzw. was ich übersehe.

Da sich meine Signatur ändern kann, kopiere ich noch die aktuelle Hardware hierher:
Asus Strix B560-F Gaming WIFI | Intel i5-11400 mit Noctua NH-U9S | ASUS Radeon RX 5500 XT ROG Strix 8GB | be quiet! Straight Power 11 450W CM | Kingston HyperX Predator 3333 2x8GB | Samsung 850 Evo 500 GB + Crucial MX500 1 TB | OS Windows 10

 

[KnolleJupp]

Hmm, irgendwie hast du wie Werte ziemlich verfummelt.
PL1 = 65W
PL2 = 154W
Tau = 28s, optional 56s
Das sind die Standard-Werte.

Ob diese erreicht werden, hängt allerdings von mehreren Faktoren ab, z.B. der CPU-Temperatur, der Auslastung der CPU-Kerne usw.

Es gibt ein Power Delivery Limit, also wie hoch die Stromaufnahme maximal sein darf.
Da drüber schwebt die Angabe EWMA (Exponentially Weighted Moving Average), praktisch ein zeitlicher Mittelwert der Leistung.

Was ich dir empfehlen würde?
Sämtliche Tuning-Tools deinstallieren und das Mainboard-BIOS auf Werkeinstellungen zurücksetzen.

Dein kleiner Noctua NH-U9S ist wohl nicht ausreichend für 154W (PL2).
Dann das Mainboard, VRMs 8x50A, also 400A insgesamt, wobei man in der Realität nur 50% davon annehmen sollte, also 200A.
Bessere kommen da gerne auf dreimal so viel...

 

[atlas77]

Komisch, ich dachte, das Intel Extreme Utility funktioniert nur mit Unlock CPUs.

Nimm doch im Bios das APE auf enabled, dann macht das Asus automatisch und dann müssten die Werte auch passen.

 

[Zwisch]

Wo ist jetzt das Problem? Du willst maximalen Leistung haben? Setzt beide PL auf 255 und fertig.
Und das ganze am besten im Bios, nicht mit dem Intel Tool.

 

[Einstein90]

Mir sind die Begriffe und Voreinstellungen durchaus bekannt, darum geht es hier nicht. Ich kann meine CPU problemlos auf 150W laufen lassen, aber maximale Leistung interessiert mich nicht. Es geht mir darum, das oben beschriebene Verhalten zu lösen, sprich, warum verhält sich die CPU im PL2 so komisch, obwohl PL1 unter identischen Bedingungen astrein funktioniert.

 

[Zwisch]

Versuch doch erstmal den ganzen Kram ohne das Intel Tool nur direkt aus dem Bios, Asus bietet das ganz praktisch mit 3 Werten an, also PL1 PL2 und Zeitspanne. Dann mal gucken, ob es dann so ein Drosselverhalten im PL2 noch gibt.

 

[Einstein90]

Bitte lies meinen Beitrag. Die Leistung wird in PL1 genauso gedrosselt wie in PL2, das ist ja auch Sinn der Powerstages. Ich habe die gezeigten Werte eingestellt, um ein Problem mit der Spannung im PL2 mit all seinen Folgen aufzuzeigen. Was bringt es mir da, im Bios die Voreinstellungen von Asus anzuwenden, bei denen das Problem nicht sichtbar ist, weil Cinebench maximal 110W zieht? Das Problem ist nicht vom Intel-Tool abhängig, es ist nur ein bequemerer Weg, schnell etwas zu ändern. Ob ich die Werte direkt im Bios eingebe oder nicht, ändert nichts.

 

[Zwisch]

Nein, Deine PL2 Einstellung zeigt ein Drosseln ausserhalb der TDP Beschränkung, sieht man doch an den nicht 100% CPU Auslastung (das sollte ja unabhängig von der TDP immer 100% betragen). Sobald das in PL1 übergeht ist das ja auch dann richtig.
Also ist da eine andere Drossel aktiv.

(Und geht halt dann darum Fehlerquellen zu minimieren, und BIOS + Software ist eine Fehlerquelle mehr als nur BIOS)

 

[Einstein90]

Ich kann dir nicht folgen. Ich habe 100% CPU-Auslastung ab dem Moment, in dem ich das PowerMax Tool starte (1). Jetzt bin ich in PL2 und ab (3) in PL1. Alles vor (1) interessiert mich nicht, das ist IDLE.

 

[KnolleJupp]

Ja, die CPU wird zu 100% ausgelastet, aber 100% von was?
Wenn du einen Motor von 100PS auf 50PS drosselst, kannst du trotzdem 100% der Leistung abrufen. Dann entsprechen eben 50PS 100% Leistung.

Wenn du PL2 und/oder TAU absichtlich niedriger setzt, kann die CPU logischerweise nicht ihre volle Leistung entfalten.
Zudem generiert powerMAX eine AVX-Last, bei der üblicherweise ein Offset zum Tragen kommt, der die Taktrate nochmals runter setzt.

Tatsächlich verstehe ich dein Problem auch nicht so ganz.
Die Taktrate schwankt immer, bei AMD-CPUs sogar noch stärker als bei Intel-CPUs.

PL1 entspricht bei deiner CPU 65W. Das heißt aber nicht das die CPU tatsächlich nur 65W verbraucht bzw. Abwärme produziert.
Wie hoch eine CPU letztlich taktet und wie lange sie den Takt halten kann, hängt auch von der Temperatur ab und davon wie viel Last sie "kürzlich" aushalten musste.

Jetzt hast du bereits von mehreren Leuten die Empfehlung bekommen die Einstellungen im BIOS direkt vorzunehmen, anstatt ein Programm aus dem laufenden Betriebssystem heraus zu nutzen.
Ich würde ja zusätzlich vorschlagen das BIOS auf Werkseinstellungen zurückzusetzen.

Dann nochmal die Werte kontrollieren. Erst dann sieht man ob überhaupt ein Problem vorliegt.

Dazu kommt, wie ich auch schon gesagt habe, das dein CPU-Kühler nicht das Gelbe vom Ei ist und die VRM-Ausstattung auf deinem Mainboard auch nicht.

 

[Einstein90]

Ich fang mal beim Bios an. Alle Probleme sind mir aufgefallen, als ich den ersten Cinebenchtest gemacht habe, damals war das Intel Utility noch gar nicht installiert. Ich hatte im Bios PL1 und PL2 auf 65 W eingestellt, weil ich erst mal schauen wollte, wie sich die Temperaturen verhalten. Ich dachte, es macht keinen Unterschied, ob ich mich jetzt in PL1 oder PL2 befinde, ist ja beides 65 W. Im Cinebench habe ich jedoch nur 5704 Punkte erreicht, normal sind etwa 8000 bei 65 W, das zeigt auch der Test von Computerbase. Natürlich habe ich das Bios zurückgesetzt. Ich habe sogar eine ältere Version zu Testzwecken installiert und bin dann wieder auf die aktuellste zurück gegangen.

Kurzer Einschub:
Da ihr immer noch alle auf eine höhere Leistung hinaus wollt, bitte: Stelle ich PL2 auf 120W, komme ich im Cinebench auf ca 9600 Punkte bei einem Verbrauch von etwa 110 W @4.2 GHz. Die CPU muss nicht drosseln, weil sie nicht höher als 4.2 GHz takten darf, alles ist gut. Der Kühler hat damit nicht das geringste Problem, ich komme auf knapp über 70°.

So, zurück zu den 65W, die bei PL1 und PL2 im BIOS eingestellt waren. Da beide Werte gleich sind, geht die CPU in PL2 und bleibt auch dort. Im Cinebench bricht der Wert auf 5704 Punkte ein.
Durch viel Testen habe ich herausgefunden, dass ich etwa 8000 Punkte erhalte, wenn ich mich im PL1 @ 65 W befinde. Um das zu erreichen, muss ich PL2 etwas höher wählen, sagen wir die oben gezeigten 75W und Tau auf 1 Sekunde setzen. Alles im Bios, keine Sorge. Die CPU geht also ganz kurz in PL2 @75W, dann praktisch sofort in PL1 @65 W und ich erreiche in Cinebench 8000 Punkte.

Und jetzt möchte ich wissen, warum ich unterschiedliche Werte erhalte, wenn ich Cinebench

• in PL1 @ 65 W oder
• in PL2 @ 65 W

absolviere. Was intern passiert, habe ich in der Grafik ja bereits gezeigt, die Spannung springt mit PL2 andauernd hin- und her. Es spielt ja auch keine Rolle, ob ich das ganze bei 95 W probiere, auch hier läuft der Test mit PL1 viel besser als mit PL2. Also, was macht PL2 anders als PL1? Warum wird "anders" gedrosselt, obwohl doch eigentlich alles gleich sein sollte?

Ich habs zwar im Prinzip schon beantwortet, aber nochmal konkret:

Wenn du PL2 und/oder TAU absichtlich niedriger setzt, kann die CPU logischerweise nicht ihre volle Leistung entfalten.

Soll sie nicht, deshalb setz ich es ja runter. Ich möchte nur identische Werte unter identischen Powereinstellungen bei PL1 und PL2 erhalten.

Tatsächlich verstehe ich dein Problem auch nicht so ganz.
Die Taktrate schwankt immer, bei AMD-CPUs sogar noch stärker als bei Intel-CPUs.

Die Taktrate schwankt bei mir nicht unter Last (siehe graue Linie ab (1)). Sie geht nur beim Wechsel von PL2 @ 75 W von 2,85 auf 3,2 GHz bei PL1 @ 65 W hoch. Unlogisch, oder?

Wie hoch eine CPU letztlich taktet und wie lange sie den Takt halten kann, hängt auch von der Temperatur ab und davon wie viel Last sie "kürzlich" aushalten musste.

Deshalb reduziere ich beide Powerlimits so stark, dass das keine Rolle spielt. Ist mir alles bewusst.

Jetzt hast du bereits von mehreren Leuten die Empfehlung bekommen die Einstellungen im BIOS direkt vorzunehmen, anstatt ein Programm aus dem laufenden Betriebssystem heraus zu nutzen.

Habe ich. Sieh das Tool als Demonstrationswerkzeug, weil ich dann einen Screenshot machen kann.

So, und bevor wir uns jetzt ewig im Kreis drehen: Kann vielleicht einfach mal einer das "Experiment" nachstellen und bestätigen oder verneinen? Mich würde interessieren, wie andere Mainboards damit umgehen.

 

[Einstein90]

Ich hab mir das ganze nochmal genauer mit HWINFO angeschaut und die Taktraten im 50ms Intervall ausgelesen. Die erste Hälfte der Grafik zeigt PL2, die zweite PL1. Intels Tool zeigt nur gemittelte Werte an, daher zeigt es eine gerade Linie beim Takt unter PL2.

Jetzt ist mir auch klar, woher die Spannungsschwankungen kommen bzw. wieso mein MB fiept. Der Leistungsverlust wird durch die ständigen Taktanpassungen hervorgerufen. Mir brummt der Schädel, ich habe keine Ahnung, wieso das unter PL2 so bescheuert implementiert ist. Jeder, der sein PL2 nicht auf 150W oä festlegen will, wird davon betroffen sein, sofern es sich nicht auf mein Mainboard beschränkt.