Процесори Ryzen 5000 відмінно показують себе в іграх і робочих завданнях навіть наприкінці 2022 року, залишаючись конкурентоспроможними через два роки після виходу на ринок. Сьогодні ми зробимо їх ще трохи кращими, підвищивши енергоефективність.
Що таке андервольтинг, і чому він став популярним
Андервольтинг — зниження робочої напруги чипа, можливе завдяки тому, що виробник виставляє для великої партії чипів усереднену напругу, на якій усі вони зможуть працювати. Чипи різняться за якістю, і в багатьох залишається запас за напругою, який і дає змогу здійснити андервольтинг.
За останні роки андервольтинг із захоплення окремих ентузіастів перетворився на поширену практику, до якої вдаються досвідчені користувачі, щоб зменшити нагрівання та енергоспоживання процесорів і відеокарт. Механізми авторозгону чіпів досягли такого рівня, що витискають із них майже максимум продуктивності та впираються в ліміти енергоспоживання і температури. Часто саме зниження робочої напруги допомагає отримати сотню-другу мегагерц при більш тихій роботі.
І, незважаючи на дедалі менший техпроцес, триває зростання енергоспоживання процесорів, а виробники змушені обмежувати його жорсткими лімітами, щоб вписатися у вимоги TDP. Максимум продуктивності процесори тепер показують тільки при відключенні лімітів, чому енергоспоживання підскакує до 120-140 Вт і вище навіть у шестиядерників. Для роботи в такому режимі потрібні якісна материнська плата і продуктивна система охолодження, але, якщо застосувати андервольтинг і знайти оптимальне співвідношення енергоспоживання і продуктивності, можна обійтися недорогими рішеннями.
Ryzen 5 5600X став винятком із тенденції підвищення енергоспоживання і «їсть» менше, ніж попередник Ryzen 5 3600X, але під час відключення лімітів здатний споживати до 142 Вт. Це чимало, і ми займемося його андервольтингом, намагаючись отримати максимум продуктивності за мінімуму енергоспоживання і нагрівання. На прикладі Ryzen 5 5600X розберемо найефективніші способи зниження робочої напруги на процесорах Ryzen 5000.
Кому буде корисний андервольтинг процесорів Ryzen 5000
Процесори Ryzen перших поколінь були дуже популярні, і ще багато хто користується бюджетними материнськими платами AM4 на чипсетах A320, B350 і B450, які отримали підтримку Ryzen 5000, але мають слабкі системи живлення. Зниження цін на процесори Ryzen 5 5600X, Ryzen 7 5800X і Ryzen 7 5800X3D у 2022 році зробило їх чудовим вибором для апгрейда старих систем AM4. Але перед користувачами постає питання: чи витримає бюджетна плата роботу з новим процесором, особливо якщо постаратися вичавити з нього максимум, активувавши автоматичний розгін Precision Boost Overdrive?
У цьому допоможе андервольтинг, чиї можливості на процесорах Ryzen 5000 дуже широкі, і можна навіть Ryzen 7 5800X змусити працювати на бюджетній материнській платі з чотирма фазами живлення. Питання тільки в тому, наскільки впаде його продуктивність щодо тієї, яку може дати якісна плата, і чи готові ви нею пожертвувати. Андервольтинг допоможе і в тому разі, якщо у вас бюджетний кулер і ви боїтеся високих температур або просто хочете отримати ПК, який здатний тихо працювати під максимальним навантаженням.
Ще одна користь від андервольтингу — потенційне зниження ризику деградації процесорів. Про деградацію, яка починається з першого дня використання процесора, говорять все частіше, і «вічних» процесорів, здатних пропрацювати десятиліття, тепер уже не роблять. На форумах комп’ютерних ентузіастів і від майстрів, які займаються складанням і ремонтом ПК і комплектуючих, з’являється дедалі більше повідомлень про деградацію і навіть вихід з ладу процесорів останніх поколінь.
Про причини деградації докладно розказано у відео каналу PRO Hi-Tech, і можна виділити дві основні — висока температура і висока напруга на чіпі. Саме температуру і напругу ми знижуємо, роблячи андервольт, і це допоможе процесору працювати довше.
Навіть під час роботи на заводських налаштуваннях, напруга на деяких платах буває завищеною, і варто пам’ятати про так звані «овершути» — особливості роботи LLC-регуляторів системи живлення материнських плат під час змінного навантаження. Це короткий сплеск напруги, який можна засікти тільки за допомогою осцилографа і який перевищує максимальний рівень, який ми бачимо в моніторингу HWiNFO і який тим небезпечніший, чим вища напруга.
Скріншот з огляду i2hard.ru
Особливо стане в нагоді андервольтинг процесорам з технологією 3D V-Cache — Ryzen 7 5800X3D, які забезпечують відмінну продуктивність в іграх, але вийшли надзвичайно гарячими. А налаштування більшості материнських плат, які отримали підтримку Ryzen 7 5800X3D, при його встановленні стають дуже мізерними, не даючи змоги застосувати навіть інструмент зниження напруги AMD Curve Optimizer.
Тестовий стенд і використовувані утиліти
Тестувати андервольт ми будемо ось на такому ПК:
- Процесор — Ryzen 5 5600X
- Кулер — Zalman CNPS10X Performa
- Материнська плата — MSI B450-A PRO MAX
- ОЗП — 2х16 ГБ Crucial Ballistix Sport LT (AES) @3600 МГц
- Відеокарта — Palit GeForce RTX 3060 Dual
- Блок живлення — Chieftronic GPU-750FC
Нам знадобляться кілька безкоштовних утиліт, які можна завантажити з офіційних сайтів:
Утиліту PBO2 Tuner, яка дає змогу з-під Windows налаштовувати ліміти процесора і параметри Curve Optimizer, створив PJVol, користувач форуму Overclocker.net, де він публікує посилання, за якими можна завантажити останню версію. Енергоспоживання процесора будемо вимірювати програмно через утиліту HWiNFO, а через ватметр — енергоспоживання всього ПК цілком.
Заміряємо, як процесор поводиться на заводських налаштуваннях
Точкою відліку стане поведінка процесора на заводських налаштуваннях, для чого варто застосувати в BIOS материнської плати налаштування за замовчуванням, а потім налаштувати оберти вентиляторів корпусу і процесорного кулера так, як ви будете використовувати їх постійно. Адже ми не збираємося ставити рекорди, а налаштовуємо систему на повсякденну експлуатацію, і можливості процесора з кулером, чий вентилятор обертається на максимум, і з акустично комфортними обертами, будуть відрізнятися.
У такому режимі Ryzen 5 5600X буде обмежений лімітом енергоспоживання в 76 Вт і не перевищить його навіть у стрес-тестуванні. Уже під час запуску Cinebench R23 видно, що процесор починає скидати частоту, яка при завантаженні всіх ядер складе приблизно 4200 МГц. Максимальна напруга за датчиком SVI2 TFN склала 1.26 В, температура — 57.6 °C, максимальне енергоспоживання в HWiNF O-77 Вт, а ватметр показує 136 Вт.
Тест Cinebench R23 зручний тим, що чуйно реагує на найменші зміни швидкості роботи процесора і дає змогу провести як короткий, так і тривалий тести, що дають змогу оцінити роботу системи охолодження. При цьому створюється реалістичне навантаження, приблизно відповідне до того, що дають робочі програми. При роботі процесора на заводських налаштуваннях ми отримали результат 10616 балів.
У важчому стрес-тесті OCCT з налаштуваннями «екстрим» температури і енергоспоживання аналогічні, а ось частота знизилася до 4150 МГц, щоб утримати енергоспоживання в межах 76 Вт.
Активуємо Precision Boost Overdrive
Роботу процесора з активованою функцією Precision Boost Overdrive часто обирають досвідчені користувачі з якісними материнськими платами і продуктивними кулерами, які бажають отримати максимум продуктивності.
Щоб дістатися до налаштування PBO і лімітів процесора на материнській платі MSI B450-A PRO MAX, потрібно перейти в розділ Settings-додатков о-AMD Overclocking. Далі потрібно прийняти відповідальність про можливий ризик пошкодження комплектуючих. Незважаючи на те, що ми робимо андервольт, а не розгін, варто попередити читачів, що ризик при маніпуляціях з напругою процесора є завжди. Далі переходимо в розділ PBO і ставимо функцію в режим Enable.
Варто розширити ліміти, і Ryzen 5 5600X показує свої реальні «апетити». У Cinebench R23 енергоспоживання підскакує до 116 Вт, температура — до 74 °C, максимальна напруга на процесорі — до 1.313 В, а частота під час проходження тесту тримається на межі максимального бусту в 4650 МГц. З розетки ПК споживає 180 Вт, а результат у Cinebench R23 виріс до 11782 балів.
— PPT Limit (Package Power Tracking) — обмеження для споживання процесора у ватах.
— TDC Limit (Thermal Design Current) — обмеження для максимального струму, що подається на процесор, яке визначається ефективністю охолодження VRM.
— EDC Limit (Electrical Design Current) — обмеження для максимального струму, що подається на процесор, яке визначається електричною схемою VRM.
На бюджетних материнських платах повністю відключати ліміти небезпечно, потрібно перевести їх у режим Auto або Motherboard, а краще виставити вручну 60A TDC і 90A EDC для Ryzen 5 5600X.
Ще страшніша картина в стрес-тесті OCCT, де температура миттєво злетіла до 83 °C, а енергоспоживання — до 137 Вт за моніторингом HWiNFO і 205 Вт із розетки. Це показує, наскільки вдало в AMD вибрали ліміт, що обмежує Ryzen 5 5600X у налаштуваннях за замовчуванням, втративши близько 10 % продуктивності, зате отримавши енергоспоживання лише в 65 % від максимального.
Знижуємо напругу за допомогою AMD Curve Optimizer
Інструмент AMD Curve Optimizer прийшов на зміну режиму Offset, що зміщує напруги, який некоректно працює на процесорах Zen 2 і Zen 3. Для кожного ядра під час використання Curve Optimizer застосовується підвищувальне або знижувальне значення в діапазоні від 1 до 30. Для кожного процесора отримана крива напруг буде індивідуальною і залежить від виставлених лімітів і температури.
Знайти оптимальні значення для кожного ядра в Curve Optimizer можна прямо в Windows за допомогою утиліти PBO2 Tuner, а для процесорів 5800X3D часто це буде єдиним варіантом. Отримані результати можна записати в BIOS материнської плати, а можна змусити PBO2 Tuner стартувати під час завантаження Windows з потрібними параметрами, для чого створити завдання в планувальнику завдань, як описано в гайді.
PBO2 Tuner дає змогу налаштовувати ліміти процесора у вкладці «limits», чим ми скористаємося пізніше. А тепер знайдемо оптимальні значення зниженої напруги для кожного ядра, для чого запустимо OCCT у щадному режимі, як на скріншоті, для кожного ядра окремо, вибрати які можна, виставивши параметр «Потоки» в положення «Інше».
Алгоритм пошуку мінімального значення буде такий: виставляємо значення «Core0» рівни м-10, запускаємо OCCT з навантаженням для ядра #0, тестуємо 10 хвилин, якщо помилок немає, поступово рухаємося до значенн я-30. Якщо виникає помилка, відкочуємося на крок назад, тестуємо значення ретельніше, близько 30 хвилин, і переходимо до наступного ядра. Під час тестування можливе перезавантаження ПК, тому дані краще записувати в блокнот. Після закінчення отримаємо формулу кривої, типу — 1 5-2 0-1 7-2 3-1 8-24, яку можна зберегти в Curve Optimizer у BIOS.
Досліджуваний Ryzen 5 5600X виявився здатний працювати зі значеннями криво ї-30 за всіма ядрами, що дало змогу пройти Cinebench R23 на частоті 4650 МГц, з максимальною напругою 1.163 В і енергоспоживанням 89 Вт. Результат дорівнює 11774 балів, а споживання ПК з розетки склало 145 Вт.
У стрес-тесті OCCT напруга процесора не перевищувала 1.18В, максимальне енергоспоживання склало 118 Вт за моніторингом HWiNFO і 186 Вт з розетки, а температури швидко перевалили за 75 °C. Такий режим роботи має цікавий вигляд, особливо вражає максимальна частота буста 4650 МГц, що тримається без просідань навіть у важкому стрес-тесті OCCT. Андервольт за допомогою Curve Optimizer дав змогу знизити енергоспоживання Ryzen 5 5600X на 27 Вт у Cinebench R23.
Регулюємо ліміти процесора
Тепер, перевівши режим PBO в положення Advanced і виставивши не тільки зменшену напругу, а й ліміти енергоспоживання і температури, ми отримаємо можливість гнучко налаштувати оптимальний режим роботи процесора на материнських платах зі слабкою системою живлення або з бюджетним кулером процесора.
Ми можемо виставити будь-який ліміт PPT, змусивши процесор працювати з енергоспоживанням, наприклад, 65 Вт, і виставити температурний ліміт у 75 °C, отримавши межі, досягаючи яких процесор почне скидати частоту і напругу. Передусім це стосуватиметься важкого навантаження, а ось на іграх це позначиться не так помітно. Такий режим відмінно підійде для ігрових ПК, де навантаження на процесор невисоке, а ліміти матимуть такий вигляд: 60A TDC, 90A EDC, 65 Вт PPT і температурний ліміт 75 °C.
На цих налаштуваннях у Cinebench R23 ми отримуємо результат навіть вищий, ніж під час роботи на заводських налаштуваннях: 10744 бали за невисокого нагріву до 52.3 °C і енергоспоживання в 66 Вт. А весь ПК споживає з розетки в такому режимі 123 Вт.
Цікавим виглядає спосіб виставити ліміт PPT у стандартні 76 Вт, отримавши при цьому помітно вищу продуктивність, ніж у «стоці». У Cinebench R23 у такому режимі частота тримається в районі 4500 МГц, а результат дорівнює 11237 балам.
Фіксуємо частоту і напругу
Ще один спосіб отримати максимально холодну систему, нехай і втративши трохи в малопоточній продуктивності — фіксація частоти і напруги на одній позначці або «фікс». При цьому відключається не тільки буст процесора, а й зниження частоти і напруги на ядрах у простої. Але турбуватися не варто — енергоспоживання при малому навантаженні буде невелике. Вимикаються при активації «фікса» і всі ліміти процесора, і треба бути особливо обережним, намагаючись не перевищувати напругу на ядрах вище 1.3 В.
При такому режимі налаштування результат буде залежати від якості кристала процесора. На тестованому Ryzen 5 5600X вдалося отримати 4450 МГц при напрузі 1.05 В, що дало в Cinebench R23 результат, майже рівний тому, що було отримано з використанням PBO, але з енергоспоживанням всього 71 Вт.
Куди цікавіше виглядають нижчі вольтажі, наприклад, на 1 В процесор зміг працювати на частоті 4300 МГц, споживаючи при цьому в Cinebench R23 всього 64 Вт, а весь ПК з розетки — 120 Вт. У Cinebench R23 у такому режимі процесор отримує більше балів, ніж у «стоці» — 10927, і навіть в OCCT споживає всього 78 Вт.
Як поводиться процесор із «фіксом» в іграх
Ігри реагують на зміну частоти помітно менше, ніж синтетичні бенчмарки. У вельми вимогливій до процесора Cyberpunk 2077 у режимі PBO і з «фіксом» на 4300 МГц вийшли однакові за середнім FPS результати, причому «фікс» навіть лідирує за мінімальним FPS.
Висновки
З тестування можна зробити кілька висновків. Головне — робота Ryzen 5 5600X на заводських налаштуваннях налаштована інженерами AMD вельми вдало і цілком можна користуватися цим режимом, не чіпаючи BIOS. При активації авторозгону Precision Boost Overdrive за допомогою Curve Optimizer можна отримати низьке енергоспоживання разом з високою продуктивністю у важких завданнях. А якщо ваша материнська плата має слабку систему живлення, або кулер не справляється з температурами, увімкнення PBO з режимом Curve Optimizer разом з обмеженням лімітів енергоспоживання або температури дадуть змогу це компенсувати.
Непогано показує себе і фіксована частота з напругою, будучи альтернативою налаштуванню PBO. А падіння продуктивності навіть при зниженні частоти на 350 МГц практично не помітне в іграх.
На цьому тема тонкого налаштування Ryzen 5000 не вичерпана, за кадром залишилися утиліти, що автоматично підбирають частоту і напругу — Clock Tuner for Ryzen і Project Hydra або використання налаштувань LLC материнської плати для зниження напруги. Важливо пам’ятати, що отримані результати і навіть доступні функції налаштування відрізнятимуться на різних екземплярах процесора, материнської плати і системи охолодження, і тільки практика допоможе вам налаштувати свій Ryzen максимально ефективно.