3770k / Ivy Bridge Undervolting

[Laudian]

So Leute, der Sommer steht vor der Tür, die Temperaturen steigen.

Da es in meinem Zimmer bei laufendem PC leider regelmäßig unerträglich heiß wird habe ich mir gedacht, dass ich meinen Overclock nicht nur zurücknehme, sondern die CPU auch gleich einmal underclocke.
Dabei geht es in meinem Fall um einen 3770k. Bisher lief der bei 4,42ghz@1,14V.

Bei meinem ersten Versuch habe ich ihn gerade auf 3,2ghz@0,9V gesetzt, damit läuft Prime95 seit einer halben Stunde stabil.

Jetzt frage ich mich, ob die CPU durch undervolten bzw. underclocken irgendwelche Schäden nehmen kann, und wie weit man im normalen Betrieb runtergehen kann ? Hat jemand schon Erfahrung mit starken Undervolten/clocken ?

 

[der pc-nutzer]

Falls du ein case mit gutem airflow (min 2 120mm lüfter @ 600rpm) hast, gepaat mit einem guten cpu kühler sehe ich da keine probleme. Welche kühler-lüfter-case kombination hast du?

 

[Incredible Alk]

Schäden durch undervolting gibt es nicht - es ist eher besser für die CPU mit weniger Spannung und Takt zu laufen

Frage: Wieso willst du das tun? Sind deine Temperaturen denn bei 1,14v bereits so schlecht/hoch? Bedenke: alles unter 80°C Lasttemperatur (eigentlich 100°C, ich hab nur noch nen Puffer eingefüht ) ist für deine CPU nicht das geringste Problem.

Wenn du etwas zurückgehen musst würde ich eher die 4 GHz bei grob einem Volt anpeilen, das sollte locker genügen um Überhitzung vorzubeugen wenns bei 1,15v knapp ist.

 

[Laudian]

Die Lüftung in meinem Gehäuse stimmt, nur die in meinem Zimmer nicht, ein offenes Fenster sorgt alleine noch nicht für Airflow
Es ist einfach tierisch warm in meinem Zimmer, und da ich die starke Prozessorleistung nur sehr selten brauche (für Simulationen), wollte ich im "normalen" Betrieb einfach mal so weit nach unten wie möglich.

Jetzt ist meine Frage, wie ich eine möglichst hohe Leistung bei niedriger Abwärme erreiche.

Prinzipiell sollte es also machbar sein, die CPU auf 2ghz bei ~0,7V oder sogar weniger zu starten ?

 

[Incredible Alk]

Theoretisch ja aber sinnvoll ist das nicht wirklich. In den Regionen ist der Unterschied in der Abwärme nur noch sehr klein.

Wie wäre es denn damit:

Gute Boards haben eine Einstellung im UEFI, mit der du die maximale Leistungsaufnahme des Sockels limitieren kannst. Stelle doch hier einfach 50W ein - und schon haste dein Ziel erreicht. Die CPU wird dynamisch ihren Takt und die Spannung reduzieren um innerhalb der 50W-Grenze zu bleiben. Das geht mehr oder weniger beliebig nach unten bis du an dem Punkt bist, wo die CPU einfach gar nicht mehr hochtaktet und im Idlemodus verbleibt - letzteres kann aber Probleme verursachen, da die hardware nunmal für solche "extreme" Einstellungen nicht gedacht ist.

Alternativ kannst du einfach bei deinen 3,2 GHz @ 0,9v bleiben... bei den Einstellungen sollte eine Ivy-CPU sowieso weit unter 50W verbrauchen.

Wie gesagt wenn nur die Temperatur der Grund für alles ist kann ich mir nicht vorstellen dass du da so extrem reagieren musst. Selbst mit dem billigen Boxed-Kühler kann ein Ivy @stock (=~1 - 1,1v) in einem Gehäuse betrieben werden in dem es 45°C heiß ist ohne dass die CPU damit Probleme hat.

Wie hoch sind denn deine Lasttemperaturen bei 1,14v Spannung?

 

[Laudian]

Alternativ kannst du einfach bei deinen 3,2 GHz @ 0,9v bleiben... bei den Einstellungen sollte eine Ivy-CPU sowieso weit unter 50W verbrauchen.

Auf 56W komme ich damit unter Prime, 26W im Idle. Ich weiß den Verbrauch bei 4,4@1,14 gerade nicht genau, der lag in Idle/Last bei 32/86 Watt glaube ich. Da spiele ich heute Abend nochmal rum und melde mich dann. Jedes unnötige Watt erhöht immerhin meine Zimmertemperatur

Morgen probier ich dann mal aus, wie gut mein PC sich bei LoL und War Thunder mit der HD4000 schlägt, denn die Grafikkarte ist ja zum größten Teil für die Abwärme verantwortlich, und bis Rome 2: Total War rauskommt sind meine Spiele nicht besonders anspruchsvoll

Wie gesagt, um die CPU/GPU Temperatur geht es mir garnicht, nur um die Abwärme.

 

[Incredible Alk]

Achso jetzt verstehe ich dich - nicht die Wärme des Zimmers ist ein Problem für die CPU sondern die Abwärme deiner Hardware ist ein Problem für deine Zimmertemperatur!

OK, in dem Falle ists natürlich sinnvoll die Hardware zu undervolten, da wirst du aber je nach verwendeter Grafikkarte bei der GPU mehr einsparen können. Bei modernen karten kannste da ja das PowerLimit mit entsprechenden Performanceeinbußen auf -20 stellen.

 

[Laudian]

Achso jetzt verstehe ich dich - nicht die Wärme des Zimmers ist ein Problem für die CPU sondern die Abwärme deiner Hardware ist ein Problem für deine Zimmertemperatur!

Genau ! Jetzt wo ich es mir selber nochmal durchgelesen habe sehe ich auch, dass das nicht ganz eindeutig war


Ich spiele da morgen mal etwas rum, irgendwie muss ichs ja hinkriegen die Abwärme zu senken. Wenn mein PC nicht genau gegenüber des Fensters stehen würde hätte ich mir ja einen Luftkanal nach draußen gebastelt, aber so ists doch eher schwierig.

 

[Dj Ambush]

Schäden durch undervolting gibt es nicht - es ist eher besser für die CPU mit weniger Spannung und Takt zu laufen

Frage: Wieso willst du das tun? Sind deine Temperaturen denn bei 1,14v bereits so schlecht/hoch? Bedenke: alles unter 80°C Lasttemperatur (eigentlich 100°C, ich hab nur noch nen Puffer eingefüht ) ist für deine CPU nicht das geringste Problem.

Also ich hab schon fingerdicke Kabel qualmen sehen weil sich auf einmal etwas "Undervoltet" hat (Endstufe im KFZ). Dann steigt nämlich der Strom (OK, auf dem Mainboard wird das etwas anders verkabelt).

80°C sind für eine CPU definitiv zuviel. Kurzzeitig macht das vielleicht noch nichts, auf Dauer aber Problematisch.

0,9 Volt sind OK. Den Takt verringern bringt eigentlich nichts, der Takt/Multiplikator wird im Idle und Teillast Bereich von alleine reduziert.

Der Grafikkarte kann man meistens ein paar Millivolt stibizen. Komfortabel geht das mit einem eigenen Vbios in dem man auch die P-States und Lüfterdrehzahlen anpassen kann.

Du solltest auch den Luftstrom im Gehäuse optimieren. Oft steht eine hohe Drehzahl nicht für eine niedrigere Temperatur, das kann sich auch ins Gegenteil wenden.

Mit welchem Messgerät hast du die Leistungsaufnahme gemessen? 26Watt im Idle (und 56 Watt unter Prime 95) scheinen mir nicht realistisch. Ich habe schon Netzteile gesehen die im Stand-by annähernd so viel geschluckt haben (kein Scherz, 11 Watt im Standby, nicht Sleep- Modus).

 

[Laudian]

Du solltest auch den Luftstrom im Gehäuse optimieren. Oft steht eine hohe Drehzahl nicht für eine niedrigere Temperatur, das kann sich auch ins Gegenteil wenden.

Bei einem guten Airflow sollte eine höhere Drehzahl IMMER für eine bessere Temperatur sorgen, ansonsten hat man was falsch gemacht.
Außerdem geht es mir nicht um die Temperatur im Gehäuse, sondern um die Abwärme. Das hat nichts mit den Lüftern zu tun, wenn man einmal von deren Eigenverbrauch absieht.

Mit welchem Messgerät hast du die Leistungsaufnahme gemessen?

Es ging dabei nur um die Leistungsaufnahme der CPU, und die habe ich mir von CoreTemp anzeigen lassen (also nicht gemessen).

Wenn ich heute Abend wieder zuhause bin experimentiere ich noch einmal ein wenig mit CPU/GPU herum.
Ich könnte die GPU zwar einfach ausbauen, um die Abwärme beim "normalen" Betrieb (Surfen, Filme gucken) zu senken, der Aufwand scheint mir aber unangemessen hoch zu sein.

Vielleicht kann ich ja mit dem MSI Afterburner ein Profil anlegen, dass die Spannung im Idle deutlich runterschraubt. Allerdings befürchte ich da Probleme mit meinem zweiten Monitor, denn schon der Single-Monitor-Idle-Takt führt zu Bildfehlern im Desktopbetrieb.

 

[Dj Ambush]

Bei einem guten Airflow sollte eine höhere Drehzahl IMMER für eine bessere Temperatur sorgen, ansonsten hat man was falsch gemacht.
Außerdem geht es mir nicht um die Temperatur im Gehäuse, sondern um die Abwärme. Das hat nichts mit den Lüftern zu tun, wenn man einmal von deren Eigenverbrauch absieht......

Die Luft macht aber nicht immer was man will. Luftschrauben (Propeller) von Flugzeugen z.B. drehen nie viel höher als etwa 3000 - 3500 rpm weil die Luft nicht schnell genug "hinterher" kommt. Bei Klimaanlagen hat man Probleme mit der Resonanz in den Rohren.
Auch die PC Lüfter beeinflussen sich gegenseitig und u.U. eben negativ.

Im Endeffekt produziert ein optimal belüftetes Gehäuse geringere Temperaturen und somit auch weniger Abwärme.

Ich denke die GPU solltest du dir zuerst vorknöpfen. Ich habe das Bios meiner GTX 660ti modifiziert und jetzt im Idle etwa 2°C weniger bei ebenfalls reduzierter Lüfterdrehzahl. Wenn du wie gesagt die P-States die beim Surfen/Video aktiv sind bearbeitest, kannst du einiges rausholen (Tipp: den P0 State braucht man nur bei Spielen, wenn du den nicht/geringer bearbeitest hast du die volle Power beim Zocken).

 

[Laudian]

Im Endeffekt produziert ein optimal belüftetes Gehäuse geringere Temperaturen und somit auch weniger Abwärme.

Das siehst du falsch. Die Abwärme entspricht dem Stromverbrauch. Mit der Lüftung / Kühlung hat die nichts zu tun.


Ich habe übrigens mal irgendwo gelesen, dass eine große Spannungsdifferenz zwischen CPU und Ram schädlich sein kann. Kann die CPU so beim undervolten womöglich indirekt Schaden nehmen ? Wäre es sinnvoll auch den Ram zu Undervolten ?

 

[Dj Ambush]

Das siehst du falsch. Die Abwärme entspricht dem Stromverbrauch. Mit der Lüftung / Kühlung hat die nichts zu tun.


Ich habe übrigens mal irgendwo gelesen, dass eine große Spannungsdifferenz zwischen CPU und Ram schädlich sein kann. Kann die CPU so beim undervolten womöglich indirekt Schaden nehmen ? Wäre es sinnvoll auch den Ram zu Undervolten ?

Stichwort: Effizienz. Was wird wohl wärmer? Ein 500Watt Netzteil vom Wühltisch oder ein 500Watt Super Flower fanless Platinum?


Eine Spannungsdifferenz kann tatsächlich Schaden anrichten. Aber nur dort wo sich Teile mit unterschiedlichem Potential treffen (jeder hat schon mal eine gewischt bekommen wenn er die Autotür auf macht).

Auf dem Mainboard sind alle Teile miteinander verbunden. Auch mit dem Gehäuse und über das Netzkabel geerdet. Da macht das nichts aus. Die CPU wird wahrscheinlich einfach den Dienst quittieren oder gar nicht erst starten. Außerdem werden Mainboards (und andere elektrische Geräte) schon so konstruiert das es passt (außer sie kommen aus China oder so. Da nehmen sie es nicht so genau, Hauptsache es sieht so aus wie das Original).

Beim Arbeiten im PC ist es übrigens sinnvoll vorher einen Potentialausgleich zu machen. Man kann z.B. an die Wasserleitung oder den Heizkörper packen um sich zu erden.

Ram Riegel sowie CPUs, SSDs können einen Schaden durch Überspannung bekommen. Ich hatte allerdings in meinem ganzen Leben noch keinen Fall in der Art.

 

[blautemple]

@dj

80 Grad jucken die CPU überhaupt nicht

 

[Dj Ambush]

@dj

80 Grad jucken die CPU überhaupt nicht

Die juckt es auch nicht wenn du sie in den Schmelztigel wirfst, klar. Wäre die Erste die jammert.

Ich hab meine CPU gerne schön kühl, so bei 55-58°C.

Andere Bauteile aus Silizium wie z.B. Transistoren bei Endstufen sind da wie unempfindlicher. Ich hatte damals als die Boom-Car Welle zu uns rüber schwappte, eine Soundstream KFZ- Endstufe. Die wurde im Betrieb so heiß das ich mir regelmäßig die Flossen verbrannt hab. Laut Soundstream sollte die Endstufe locker 130°C peak aushalten. Geschadet hat es ihr nicht.

Eine CPU ist aber doch schon eine Nuance feiner aufgebaut. Das Problem ist nicht die Temperatur an sich, sondern Hotspots die in Bereichen auftreten wo viel Datenverkehr ist oder die Wärme durch die fehlende Struktur nur über Umwege abgeleitet wird.

U.U. hast du 80°C am Messpunkt und ein paar µm weiter sind es schon 110°C.

Aber wenn dein Prozessor nicht meckert, mach ich es auch nicht.

 

[Incredible Alk]

Ich würde dir empfehlen, dich mehr in die Materie einzulesen bevor du solchen Unfug verbreitest.

CPUs sowie GPUs und alle anderen ählich aufgebauten Halbleiterchips sind tatsächlich von Temperatur nahezu völlig unbeeindruckt (natürlich sofern sie ein gutes Stück unter der Schmelztemperatur bleiben). Der Verschleiß solcher Chips ist fast ausschließlich auf die Stromflussdichte (~ zu Spannung) zurückzuführen, auf Deutsch gesagt überlebt eine CPU bei 90°C und 1,2v um ein vielfaches länger als eine CPU bei 20°C und 1,4v (wenn das nicht so wäre wären wohl alle billigen verstaubten Laptops der letzten Jahre in denen die CPUs konstant an der Grenze zu 100°C laufen nach 3 Monaten gestorben ).

Warum das genau so ist ist hier zu lesen, auf Wunsch auch mit den entsprechenden wissenschaftlichen Quellen:
http://extreme.pcgameshardware.de/b...blog-19-oc-du-hast-dochn-atom-am-wandern.html


Nebenbei erwähnt: Die Messpunkte der CPU sind natürlich ganz bewusst an den Hotspots angebracht - du hast also eher am Rest des Chips 10°C weniger als der Messfühler anzeigt als mehr. Die Sache mit den Temperatursensoren ist sowieso ein Thema für sich - auch da kannst du dich gerne weiterbilden:
http://extreme.pcgameshardware.de/b...alkis-blog-16-vertrauen-ist-gut-wirklich.html

Viel Spaß beim lesen...

 

[Dj Ambush]

Ich würde dir empfehlen, dich mehr in die Materie einzulesen bevor du solchen Unfug verbreitest.

CPUs sowie GPUs und alle anderen ähnlich aufgebauten Halbleiterchips sind tatsächlich von Temperatur nahezu völlig unbeeindruckt (natürlich sofern sie ein gutes Stück unter der Schmelztemperatur bleiben). Der Verschleiß solcher Chips ist fast ausschließlich auf die Stromflussdichte (~ zu Spannung) zurückzuführen, auf Deutsch gesagt überlebt eine CPU bei 90°C und 1,2v um ein vielfaches länger als eine CPU bei 20°C und 1,4v (wenn das nicht so wäre wären wohl alle billigen verstaubten Laptops der letzten Jahre in denen die CPUs konstant an der Grenze zu 100°C laufen nach 3 Monaten gestorben ).

Genau das ist der springende Punkt. Allerdings vergleichst du gerade Äpfel mit Birnen. "Stromflussdichte" und "1,4V" passen nicht ganz zusammen, wenn auch im Thema Hitzeentwicklung (der Strom kann bei 1,4V mit 1 Ampere fließen oder nur mit 2 mA. Ersteres resultiert bei gleichem Leiterquerschnitt in größerer Hitzeentwicklung).

Fakt ist, wenn ich eine geringere Grundtemperatur habe, kann ein kurzzeitiger Peak leichter verkraftet werden.

Das ältere Prozessoren höhere Temperaturen vertragen liegt daran das sie einem größeren Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Logischer Weise sind dann auch alle Leiterbahnen sowie Bauteile größer und damit vertragen sie auch größere Ströme und höhere Temperaturen. Je kleiner ein Fertigungsprozess ist, desto größer wird die Empfindlichkeit (und weitere Probleme wie Elektromigration (EM) was das eigentliche "altern" einer CPU ist).

Wenn du ein Halbleitermaterial kennst das von der Temperatur unbeeindruckt bleibt, melde dich schnell bei den Chipherstellern. Du könntest ein Vermögen verdienen .


(P.S.: Vor ein paar Dekaden hab ich so was mal gelernt, hab also das eine oder andere darüber schon mal gelesen)

 

[Incredible Alk]

Genau das ist der springende Punkt. Allerdings vergleichst du gerade Äpfel mit Birnen. "Stromflussdichte" und "1,4V" passen nicht ganz zusammen, wenn auch im Thema Hitzeentwicklung (der Strom kann bei 1,4V mit 1 Ampere fließen oder nur mit 2 mA. Ersteres resultiert bei gleichem Leiterquerschnitt in größerer Hitzeentwicklung).

Das ist mir klar - und wenn du den Blog gelesen hättest würdest du vermutlich bemerkt haben, wie klar mir das ist.
Ich kann nur nicht in jedem Post immer 3 Seiten schreiben um alles peniebelst genau aufzulisten (und habe daher den Zusammenhang von Spannung zu Stromflussdichte in CPUs nicht extra erwähnt da er in dem Bereich hier halbwegs linear ist) - deswegen hab ich den Blog ja verlinkt^^

Je kleiner ein Fertigungsprozess ist, desto größer wird die Empfindlichkeit

Stimmt nur sehr bedingt. Wenn du die Ströme im gleichen Verhältnis verringerst wie den Leiterquerschnitt konnen feinere Strukturen sogar weniger empfindlich sein, da beispielsweise in einem Leiter von nur wenigen Nanometern Querschnitt bedeutend weniger Korngrenzen und andere Gitterstrukturfehler den Stromfluss behindern verglichen mit einem Stromkabel in der Hauswand (das bei im Verhältnis zur Stromstärke in CPUs hochgerechneter Stromstärke in Millisekunden verdampfen würde).

Wenn du ein Halbleitermaterial kennst das von der Temperatur unbeeindruckt bleibt, melde dich schnell bei den Chipherstellern.

Ich habe nie behauptet dass es unbeeindruckt bleibt, dem ist natürlich nicht so. Ich habe nur behauptet (und sogar mit Quellen belegt), dass die Stromflussdichte einen viel höheren Beitrag zum Verschleiß und der Elektromigration liefert als die Temperatur in der wir Normaluser uns hier bewegen. Beachte in dem Zusammenhang unter anderem auch, dass etwa eine Temperaturerhöhung von 40 auf 80°C in einer CPU nur einen Zuwachs von weniger als 13% in der kinetischen Teilchenenergie bedeutet (absolute Temperatur benutzen!), was nunmal meist vernachlässigbar wenig ist.

 

[Dj Ambush]

Beachte in dem Zusammenhang unter anderem auch, dass etwa eine Temperaturerhöhung von 40 auf 80°C in einer CPU nur einen Zuwachs von weniger als 13% in der kinetischen Teilchenenergie bedeutet (absolute Temperatur benutzen!), was nunmal meist vernachlässigbar wenig ist.

Meine kinetische Energie hat mich auf die Seite von Intel befördert und dort folgendes gelesen:

Auf dem Datasheet einer i5-3470 CPU steht dass die T-Case Max (also maximale Gehäusetemperatur (Gehäuse des Prozessors natürlich )) bei einer TDP von 77 Watt (passt also für besagte CPU)

67,4°C

nicht überschreiten soll. Das entspricht im Übrigen ~19% unter 80°C.


Nur einen Post vorher hattest du noch geschrieben dass das Halbleitermaterial NAHEZU VÖLLIG unbeeindruckt (....unter der Schmelzgrenze.....) bleibt.

Deiner Kenntnis von kinetischer Teilchenenergie zufolge bist du Atomphysiker!?

 

[Incredible Alk]

Auf dem Datasheet einer i5-3470 CPU steht dass die T-Case Max (also maximale Gehäusetemperatur (Gehäuse des Prozessors natürlich )) bei einer TDP von 77 Watt (passt also für besagte CPU)

67,4°C

nicht überschreiten soll. Das entspricht im Übrigen ~19% unter 80°C.

Tcase max ist NICHT Kerntemperatur sondern die Temperatur der Heatspreaderoberfläche. Wenn dein Tcase bei fast 70°C ist ist deine ausgelesene Kerntemperatur bei 90°C und darüber. Das ist auch der Grund, warum die CPUs erst bei über 100°C Kerntemperatur notabschalten (=Tjunction, bei Ivy 105°C).
Auch dazu gibts nen Blog:
http://extreme.pcgameshardware.de/b...alkis-blog-16-vertrauen-ist-gut-wirklich.html

Nur einen Post vorher hattest du noch geschrieben dass das Halbleitermaterial NAHEZU VÖLLIG unbeeindruckt (....unter der Schmelzgrenze.....) bleibt.

Richtig. "Nahezu" - bedeutet soviel wie "fast" - für unsere Anwendungen hier ist der Faktor nunmal vernachlässigbar klein (ob eine CPU 10 Jahre oder 9,8 Jahre hält dürfte für Normaluser egal sein).

Deiner Kenntnis von kinetischer Teilchenenergie zufolge bist du Atomphysiker!?

Nein, ich bin Nerd. () Ingenieur für Maschinenbau und Prozesstechnik mit einem hobbymäßigen Hang für Physik und Werkstofftechnik. Um aber ein gewisses Verständnis von kinetischer Teilchenenergie zu haben reicht es bereits aus, ein gutes Buch darüber zu lesen. Die Inhalte speziell zu dem Thema hier stammen größtenteils aus einer Doktorarbeit über Nanotechnik (ist als Quelle im Blog angegeben), aus dem Stehgreif weiß ich solche Dinge natürlich nicht (trotz zwei Semestern theoretischer Physik) .


Ich möchte nebenbei anmerken, dass wir uns vom Thema des Threads immer weiter entfernen... falls du wünschst weiter zu diskutieren können wir das aber gerne an anderer Stelle fortführen.