Maak je cpu zuiniger én sneller

Anderhalf jaar geleden schreef ik al eens een uitgebreid artikel over powerlimits, toen nog aan de hand van een Core i9 11900K-cpu. Voor wie die materie niet meer helemaal goed voor de geest heeft, vat ik het nog eens (enigszins) beknopt samen.

Het startpunt voor de powerlimits is de thermal design power, oftewel tdp. Vroeger was dat een prima indicatie van het maximale stroomverbruik van een processor, zoals het bij videokaarten eigenlijk nog steeds is, maar anno 2023 gaan Intel en AMD een stuk losser om met dat begrip.

Powerlimits bij Intel

Intel berekent de tdp aan de hand van het stroomverbruik op de basiskloksnelheid. In het geval van de Core i9 13900K is dat 3GHz. In de praktijk draait de processor praktisch nooit op die klokfrequentie; idle klokt hij verder terug, onder belasting turboot hij juist een stuk verder.

In technische documentatie en het bios noemt Intel de tdp ook wel PL1. Daarnaast is er PL2, een hogere powerlimit die de processor gedurende 56 seconden mag gebruiken tijdens het boosten. Sinds Alder Lake, twaalfde generatie Core, mogen de overklokbare K-modellen echter onbeperkt gebruikmaken van PL2, waarmee PL2 voor deze processors in feite de enige relevante powerlimit is geworden.

De PL1- en PL2- powerlimits zijn volledig vrij instelbaar, ook op bijvoorbeeld een B-seriemoederbord en een non-K-processor. De facto kun je dus op ieder model de duur van de maximale boost oneindig maken en op veel high-end moederborden is dat zelfs de standaardinstelling. Vanzelfsprekend zal de processor alsnog throttlen als de temperatuur te hoog oploopt.

Powerlimits bij AMD

AMD geeft eerlijk toe dat de tdp niet echt een harde definitie kent; de fabrikant ziet de tdp als 'klasseaanduiding' en niet als het maximale stroomverbruik. Als de koeling en moederbord-vrm dat toelaten, kan een Ryzen-processor meer verbruiken dan zijn tdp.

35 procent meer om precies te zijn; dat is het verschil tussen de tdp van een Ryzen-cpu en de package power tracking, kortweg ppt. De ppt is in de praktijk de werkelijke powerlimit van AMD-processors, al wordt hij door lang niet elk model volledig benut. Neem bijvoorbeeld de Ryzen 9 7900X en 7950X, die allebei een tdp van 170W en dus een ppt van 170*1,35=230W hebben. In onze tests soupeert de 7950X dat vrijwel volledig op, maar de vier cores minder tellende 7900X heeft aan 187W genoeg.

In het bios van een AMD-moederbord kom je naast de ppt nog twee andere powerlimits tegen: de thermal design current, voor langdurige belasting, en de electrical design current, voor piekbelasting. Deze worden niet opgegeven in watts, maar in ampères. In de praktijk loop je doorgaans eerst tegen de ppt-limiet aan.

Tdp	Ppt	Verschil tdp/ppt	Tdc	Edc
65W	88W	35%	60A	90A
105W	142W	35%	95A	140A
170W	230W	35%	160A	225A

Een term die je bij AMD-processors ook nog weleens tegenkomt in dit kader, is 'eco mode'. Dit vinkje past de powerlimits die standaard voor een 65W-processor gelden, dus met een ppt van 88W, toe op elke processor. De werking daarvan is niet anders dan het handmatig instellen van een lagere powerlimit zoals we op de volgende pagina zullen doen, maar door zelf een waarde te kiezen heb je natuurlijk wel meer controle over het eindresultaat.

Undervolten

Undervolten is simpelweg het verlagen van de spanning waarop je processor werkt. Standaard is die spanning (de Vcore) variabel, want op lage kloksnelheden/idle heeft een processor genoeg aan een veel lagere spanning dan tijdens een zware rekentaak waarbij alle cores op maximale snelheid werken. Ironisch genoeg heeft de Vcore standaard overigens de neiging om dan juist in te zakken. Om daarvoor te compenseren, beschikken alle moderne moederborden over load line calibration.

Je kunt in principe een vaste Vcore instellen voor alle kloksnelheden, maar het is een beter idee om een offset toe te passen ten opzichte van de standaard v/f-curve, de gebogen lijn die aan elke mogelijke kloksnelheid een toegepaste spanning koppelt.

De v/f-curve loopt zoals de naam al zegt gebogen; voor het laatste beetje kloksnelheid is onevenredig veel extra spanning nodig.

Bij een Intel-processor doe je dat door voor een 'adaptive Vcore' te kiezen. Vervolgens kun je voor diverse punten op de v/f-curve een offset instellen, bijvoorbeeld -0,030V voor multiplier 58. In het geval van de 13900K correspondeert die multiplier 58 met de maximale singlecoreboost van 5,8GHz.

Bij AMD kun je sinds de Ryzen 5000-processors kiezen voor Precision Boost Overdrive 2. Net als de adaptive Vcore van Intel manipuleert deze functie de v/f-curve niet op elk punt evenveel. Hiervoor vul je in het bios een aantal 'counts' in. Een count staat voor een undervolt van 0,003V bij zware belasting en 0,005V bij lichte belasting. De meeste tweakers in het Zen 3-overkloktopic rapporteren een maximale undervolt tussen de 15 en 30 counts voordat hun processor instabiel wordt.