ryzen 5 5600x - takt bei geringer auslastung reduzieren?

[Zornbringer]

habe heute meinen ryzen 5 5600x in betrieb genommen. gefahren wird er auf einem msi b550-a pro mainboard.

mir ist aufgefallen, dass der prozessor auch bei geringer auslastung, rund 30% cpu auslastung, auf 4.6 ghz taktet und entsprechend viel leistung benötigt und auch hitze produziert. 50-55°c sind noch sehr im rahmen, aber ich frage mich, ob es im bios oder per app eine möglichkeit gibt, den prozessor runter takten zu lassen, wenn er nur wenig ausgelastet ist. oder ist das einfach wie die ryzen funktionieren?

ich habe unter den windows energie einstellungen schon den regler auf "beste energiesparung" gestellt. der cpu takt scheint davon nicht betroffen zu sein.

also, was kann ich tun?

grundsätzlich mal die frage hinterher: wie kann ich mein system so konfigurieren, dass es bei wenig benötigter leistung auch wenig leistung bereitstellt und entsprechend energie einspart? umgekehrt aber leistung bereitstellen, wenn sie benötigt wird.

 

[Lee Monade]

Der Takt sagt gar nichts über den Stromverbrauch.

Wie hast du den Takt und den Stromverbrauch gemessen?

 

[Burki73]

Du kannst in den Energiesparoptionen den minimalen Leistungszustand deiner CPU ja einstellen. Das geht in %, bringt nicht die Welt, aber versuchen kann man es.

Aber meiner taktet so z.b im IDLE auch sehr weit runter, deutlich unter dem Basetakt.
Im IDLE sind Ryzen Systeme aber oft garnicht so sehr sparsam, unter Last liefern sie da ein besseres Verhältnis, finde ich.

Die Ryzen generell takten @Stock schon relativ gut. Aber manchmal eben auch etwas unpassend, für das ungeübte Auge. Aber ist eben meistens alles im Rahmen der Spezifikationen.

Das takten ist auch nicht immer perfekt auslesbar. Es funktioniert sehr schnell und nicht alle deine Kerne laufen ja mit 4,6 ghz. Manchmal eben nur einer oder zwei. 30% Auslastung sagen auch nicht, das alle 6 Kerne/ 12 Threads eben belastet sind. Man kann auch mit Last auf 2 Kernen hohe Auslastung sehen.

Bei geringer Auslastung nimmt er auch automatisch weniger Strom, bei starker Last auf mehreren Kernen natürlich mehr.

Je nachdem wieviel Leistung du benötigst, geht auch der ECO Mode oft sehr gut. Da bekommt die CPU eben unter Last weniger Strom, als sie eigentlich nutzen dürfte.

 

[Mike`]

Das mit dem hohen Stromverbrauch kann ich nachvollziehen: Idle-Stromverbrauch: 35-36 W. Wenn ich unter Windows (Stromsparplan: Balanced) die Maus im Kreis bewege, geht der Stromverbrauch um sagenhafte ~15 W auf 50 W nach oben. Unter Linux geht er dabei auf 38 W hoch, das scheint mir deutlich vernünftiger . Hier im Forum gibt es alternative Energiesparpläne, die hab ich noch nicht getestet, aber das scheint mir notwendig zu sein, wobei ich auch noch keine AMD-Treiber installiert habe, evtl. helfen die auch noch.

 

[Techniker Freak]

Der Prozessor passt seinen Takt ständig an wenn du nichts im UEFI (OC?) verändert hast.
Den Takt kannst du recht zuverlässig mit Ryzen Master auslesen. Z.B. HWinfo ist da weniger zuverlässig.

Wie sieht es mit der Lüftersteuerung aus, hast du da etwas verändert?
Wenn nicht läuft ein Profil das leiser ist aber dafür halt höhere Temperaturen zulässt.

 

[Nixdorf]

mir ist aufgefallen, dass der prozessor auch bei geringer auslastung, rund 30% cpu auslastung, auf 4.6 ghz taktet und entsprechend viel leistung benötigt

Dazu einige Punkte:

• Zunächst einmal ist eine Auslastung von 30% nicht gering. Das ist bereits eine sehr ordentliche mittlere Last. Das entspricht zwei Kernen auf voller Last.
• Der Prozessor versucht grundsätzlich, alle Aufgaben so schnell wie möglich zu bearbeiten. Das nennt sich auch "race to sleep": Um so schneller die Aufgabe bearbeitet wurde, um so früher kann wieder Strom gespart werden.
• Die CPU selbst weiß nicht, ob eine Aufgabe dringend ist oder auch länger dauern darf. Daher ergibt es für sie keinen Sinn, den Takt zu senken und für eine Aufgabe länger als nötig zu brauchen. Das hieße ja, sie macht sich langsamer als sie ist.
  • Mehr Details dazu: Theoretisch weiß der Scheduler der Betriebssystems, welche Aufgaben weniger wichtig sind, unter anderem über die Prozessprioritäten. Dann könnte dieser über die Energieverwaltung die Kerne auf einem niedrigen Takt halten, solange es um unwichtige Dinge geht. Das ist aber auf jeden Fall nichts, was man in BIOS oder UEFI einstellen kann.
  • Ein solches intelligenteres Scheduling wird in Zukunft wichtig werden, wenn im Herbst Alder Lake mit bigLITTLE auf x86 kommt*. Dann muss entschieden werden, welche Threads auf die schnellen und welche auf die langsamen Kerne kommen, und wann sie verschoben werden müssen. Das wird ein wichtiger Punkt von Windows 11 werden.
• Es ist überhaupt nicht klar, ob das Absenken des Takts hier tatsächlich Strom sparen würde. Senkt man den Takt, reichen zwei Kerne nicht mehr aus. Das heißt, es müsste ein dritter oder vierter Kern aufgeweckt werden (unter der Annahme, dass die Aufgaben überhaupt weiter parallelisierbar sind), der momentan womöglich komplett im Tiefschlaf ist. Das kann schnell die Stromersparnis durch die Taktabsenkung komplett auffressen.

Es gibt eine Möglichkeit, insgesamt noch etwas Strom zu sparen: Auch der 5600X hat einen Eco-Mode, mit dem die TDP auf 45W abgesenkt werden kann. Das ergibt dann ein Power Limit von 61W statt 88W. Das würde allerdings bei diesen 30% Last noch wenig bringen. Es ist auch insgesamt nicht so effektiv wie bei den Modellen mit einer TDP von 105W, kann aber im Zweifelsfall bei schwacher Kühlung oder engem Gehäuse helfen, die Temperaturen bei Volllast noch weiter zu senken.

Ich rate beim 5600X von der Nutzung des Eco-Modes ab, wenn man kein unbedingter Effizienz-Freak ist, da man beim Sechskerner die zusätzlichen 6% Performance doch gut gebrauchen kann, und der Mehrverbrauch mit 9% überschaubar ist (ComputerBase-Test).


Und dann noch der übliche Hinweis: Ob der Prozessor gerade wenig verbraucht, das kann man nur mit einem Energiekostenmessgerät zuverlässig ermitteln. Mit Software geht das nur unzureichend. Bei Idle-Messungen hebt man nämlich schon mit der Nutzung des Monitoring-Tools den Stromverbrauch signifikant an, weil die Kerne nicht im Dauerschlaf verweilen können.


* Den schon erschienenen Lakefield lassen wir mal außen vor, das war ein eher peinlicher Versuchsballon.

 

[Makso]

@Nixdorf Perfekt erklärt!

 

[modena.ch]

Wie Nixdorf schon erklärt hat, ist es wegen Race to Idle meist sinnvoller, den kurzfristig erhöhten Verbrauch von 20-40W für ein paar Sekunden Boost zu investieren, damit die Kerne schneller und länger wieder schlafen können.
Das spart meistens Strom.

Dabei gilt es noch zu beachten, dass es mit Ryzen 3000 einen "Ryzen Balanced" Energiesparplan gab.
Der nutzte den Standardtakt des jeweiligen CPU Modells, darüber ging er in den Boost und darunter direkt aus, legt die Kerne also direkt unter Standardtakt schlafen.
Wenn man jetzt in diesem Energiesparplan die Mindest-Taktstufe auf 5-10% herunter setzt, taktet die CPU brav auf 1800-2000 Mhz herunter, bevor sie die Kerne schlafen legt.
Es stellte sich aber heraus, dass diese niedrigen Taktstufen gegenüber dem Standardtakt von 3'XXX Mhz nur 1W spart. Es ist also gar nicht sinnvoll so etwas zu verwenden, denn während man den Proz so über Windows zwingt in mehreren Stufen hoch und runter zu takten, hat sie mit dem serienmässigen Energiesparplan das Problem längst gelöst und die Kerne schon lange schlafen gelegt.
Beim Verbrauch werden sich die 5000er Ryzen nicht anders verhalten.

Das ist kein Intel, will auch gar keiner sein und soll sich schon gar nicht wie ein Intel verhalten.


Was in deinem Fall noch sinnvoll wäre, ist wenn du wirklich keine Leistung brauchst, kannst den Takt über
den "Energie sparen" Energiesparplan begrenzen.
Das geht am schnellsten mit dem Powerplan Switcher.
https://www.microsoft.com/de-de/p/powerplanswitcher/9nblggh556l3?activetab=pivot:overviewtab

 

[Zornbringer]

vielen dank für die ausführlichen antworten.

kurz zur info: ich lese die daten mit der neusten (beta) version von msi afterburner aus.

zum "race": konktet in meinem beispiel ist halt leider nichts passiert, was den boost takt von 4.6ghz benötigen würde. es lief ein browser mit twitch im hg und der bnet launcher hat ein spiel runtergeladen. dass da selbst einzelne kerne auf 4.6ghz takten, versteh ich nicht ganz.

den eco modus nutze ich tatsächlich schon. meistens brauche ich die leistung nicht. was ich jetzt noch versuchen werde ist, den energiesparplan etwas anzupassen.

 

[modena.ch]

HWINFO oder RyzenMaster werden besser zur Überwachung funktionieren als der Afterburner.
Ryzen ändert den Takt in 1ms wenns sein muss. Das kriegen die meisten Programme gar nicht mit.

Du musst das so sehen, wenn ein Browser gestartet wird ist es sinnvoll den Boost hoch zu setzen,
den Browserstart schnell zu erledigen und die Kerne gleich wieder schlafen zu legen.
Ist sinnvoller als mehrere Kerne aufzuwecken für die kleine Last.

Beim Stream wirst auch 1-2 Kerne brauchen um den Stream zu handlen, also auch da ist der Boost auf 1-2 Kerne mit 4,6 Ghz energetisch sicher nicht tragisch. Dafür braucht die CPU vielleicht 20-35W. Der Rest der Kerne pennt ja.
Aber wie gesagt, da geht es mit dem Powerplan Switcher und dem "Energie sparen" Sparplan evtl. sparsamer.

Das Problem ist du bist einen Intel gewöhnt und das merkt man. Der setzt nur soviel Takt an wie er glaubt zu brauchen, bearbeitet die Aufgabe und taktet dann wieder runter und legt erst dann die Kerne schlafen. Damit dauert es evtl. länger um die anstehende Aufgabe zu erledigen und die Kerne können weniger lang schlafen. Braucht also über die Zeit mehr Strom.
Das macht der AMD anders der gibt lieber kurz Gas auf einzelne Kerne und schläft damit länger.
Sind unterschiedliche Philosophien, aber den AMD auf das Intel verhalten umzupolen ist weder gut
noch sinnvoll.


https://de.wikipedia.org/wiki/PC-Power-Management


Der Prozessor eines (Büro-)PCs ist im Allgemeinen fast die gesamte Zeit damit beschäftigt, auf Benutzer-Eingaben zu warten. Moderne Prozessoren schalten dann in einen Stromsparzustand, in welchem sie kaum Strom verbrauchen, aber auch deutlich weniger Rechenleistung erbringen; in tiefen „Schlafzuständen“ mitunter gar keine mehr. Sobald wieder Arbeit anliegt, wechselt der Prozessor wieder in einen „höheren“ Zustand, um wieder mehr Rechenleistung zu bieten.

• Variante 1 (Intel): Der Prozessor versucht, in einem möglichst niedrigen Zustand zu verbleiben, und die Aufgabe mit geringer Leistung zu erfüllen. Es dauert dafür relativ lange, bis diese beendet wird.
• Variante 2 (AMD) : Race-to-Idle („Rennen-zum-Stillstehen“) – Der Prozessor schaltet sofort in den leistungsfähigsten Zustand, um die Aufgabe mit höchster Leistung so schnell wie möglich abzuarbeiten und möglichst bald wieder in einen sehr tiefen Schlafmodus fallen zu können.

Moderne PCs und Notebooks verwenden im Allgemeinen Race-to-Idle, da es stromsparender ist und den Benutzer-Auftrag schneller ausführen kann. Ist jedoch ein dauerhaft leiser Betrieb notwendig (z. B. kein kurzzeitiges Lüfter-Aufheulen), kann Variante 1 vorteilhaft sein.

 

[Burki73]

Man kann natürlich alles ganz korrekt erklären. Was ja eben auch nichts falsches oder negatives ist.
Aber was hilft dem TE, der ein konkretes Problem schildert, die Erklärung der Ryzen Architektur ansich?

Die Temperaturen sind eben hoch, was den TE verblüfft, die Taktraten sind hoch.

Ryzen CPUs sind @Stock gut und massentauglich eingestellt. Damit kann man auch generell gut leben. Aber es gibt eben viele Möglichkeiten, etwas eigens für sich zu optimieren. Was einer gut findet, findet ein anderer eben sinnlos. Trotzdem bieten diese Ryzen CPUs eben die Möglichkeiten.

 

[Nixdorf]

Variante 2 (AMD) : Race-to-Idle

Das Race-to-Idle ist keine AMD-Spezialität. Der Begriff wurde sogar zuerst von Intel geprägt. Es ist eher so, dass das nun bei AMD deutlicher auffällt, weil der Prozessor extrem schnell den Takt wechseln kann und sich aufgrund der 7nm-Strukturen so auch sehr schnell kleine Hotspots bilden.

Es stellte sich aber heraus, dass diese niedrigen Taktstufen gegenüber dem Standardtakt von 3'XXX Mhz nur 1W spart.

Bei den angezeigten Idle-Takten handelt es sich ja auch um "Active Idle". Der Prozessor muss aufwachen, um die Anfrage zum aktuellen Takt zu beantworten. Das sieht dann so aus, dass der Kern pro Sekunde 980ms einen Takt von null hat (schläft, Taktleitung getrennt), und dann ist er für die restlichen 20ms kurz wach.

Sehen kann man das in HWiNFO bei "Average Effective Clock". Da wird dann bei komplettem Idle und 2000 MHz ein Wert von "40 MHz" angezeigt, und bei 3600 MHz sind es "72 MHz". Und wenn man in den Einstellungen das Polling-Intervall erhöht, dann sinkt der Wert weiter. Und wenn man das Programm beendet, dann schläft die CPU durch.

Ich vermute, dass das eine Watt Unterschied auch gar nicht die CPU selbst ist, da sind das nur wenige Milliwatt. Das wird die VRM-Regelung sein, die dann bei den kurzen Peaks regelmäßig kurz Overshoot bekommt und mit der Schaltgeschwindigkeit der CPU nicht ganz Schritt halten kann. Im echten Idle dürfte selbst das eine Watt noch wegfallen.

dass da selbst einzelne kerne auf 4.6ghz takten, versteh ich nicht ganz.

Der Kern taktet auf die in der aktuellen Situation höchstmögliche Boost-Frequenz, weil so jedwede Aufgabe am schnellsten bearbeitet werden kann. Ein hoher Takt hat auch nicht automatisch was mit hohem Verbrauch zu tun. Wenn trotz hohem Takt kaum Befehle durch die ALUs laufen, dann können auch 4,6 GHz sparsam sein.

den eco modus nutze ich tatsächlich schon. meistens brauche ich die leistung nicht. was ich jetzt noch versuchen werde ist, den energiesparplan etwas anzupassen.

Man kann mit der im UEFI eventuell auch vorhandenen cTDP-Funktion auch noch niedrigere Werte einstellen, als es die Automatik des Eco-Modes tut. Das Power Limit kann statt auf 61W auch noch niedriger eingestellt werden. Das Erstaunen dürfte groß sein, wenn man sieht, wie flott ein 5600X auch bei einem Limit von 45W oder 35W noch ist. Bei Limits unter etwa 25-30W sinkt dann auch der Single-Core-Boost unter die 4,6 GHz.

Aber was hilft dem TE, der ein konkretes Problem schildert, die Erklärung der Ryzen Architektur ansich?

Ich hatte in meinen Ausführungen nicht explizit auf die Ryzen-Architektur abgezielt, sondern ganz bewusst auf alle modernen Prozessoren. Es ist ja sogar ein Hinweis auf die kommenden Alter-Lake-Prozessoren drin.

 

[modena.ch]

@Burki73

Darum ja der Hinweis mit dem Powerplan Switcher und dem Energie sparen Sparplan.
Das reicht zum surfen und streamen und ist schön sparsam.