ASUS Crosshair VI Hero – AM4 in der Praxis
Auswirkungen bei Übertaktung mittels Referenztakt
Die Überschrift verdeutlicht bereits, worum es auf dieser Seite geht: Die Auswirkungen, welche bei der Übertaktung der Ryzen-CPUs auf verschiedene Komponenten auftreten, wenn der Prozessor mit Hilfe der Anhebung des Referenztaktes übertaktet wird. Zwar haben wir bereits viele Informationen hierzu im Layout-Teil dieses Reviews hinterlassen, fassen wir sie aus gegebenem Anlass aber noch einmal kurz zusammen.
Bei den Prozessoren für Sockel AM4 handelt es sich um einen SoC, welcher neben den Prozessorkernen auch einen PCIe-Controller, USB-Anschlüsse und SATA-Ports bietet. Daneben kann der SoC mittels PCIe mit einem Promontory-Chip verbunden werden (im Falle des Crosshair VI Hero mit dem X370), welcher ebenfalls einen PCIe-Controller, USB-Anschlüsse und SATA-Ports bereitstellt. Sowohl im Prozessor als auch im Promontory sitzt ein eigener Taktgenerator. Die USB-Ports beider Komponenten verfügen jeweils über eine eigene Taktdomain, ebenso die PCIe-Controller. Die SATA-Ports des SoC sind von der Frequenz des PCIe-Controllers abhängig, die SATA-Ports des Promontory verfügen über eine eigene Taktdomain. Und obendrauf kommt die Information, dass die Referenztaktrate des Prozessors mit der von PCIe gekoppelt ist. Lässt man diese Informationen sacken und denkt etwas darüber nach, so gelangt man schnell zu der Erkenntnis, dass die Übertaktung mittels Referenztaktrate Auswirkungen auf einige andere Komponenten hat. Und genau darum dreht sich alles auf dieser und der nächsten Seite.
Grundsätzlich muss das vom User auserwählte Mainboard die Übertaktung mittels Referenztaktrate unterstützen, um von den Auswirkungen überhaupt betroffen zu sein. Voraussetzung hierfür ist aktuell die Verwendung eines separaten Taktgenerators des Mainboardherstellers – oder aber der Verwendung einer Sockel-AM4-APU. Denn laut unseren Informationen soll dort die Übertaktung ohne zusätzlichen Taktgenerator möglich sein. Das könnte im Umkehrschluss bedeuten, dass es prinzipiell auch die Möglichkeit zur Referenztakt-Übertaktung mittels AGESA-Update geben könnte. Doch im Hier und Jetzt bietet das Crosshair VI Hero die Option nur dank verbautem Taktgenerator vom Typ ICS 9VRS4883BKLF.
Beginnen wir mit der Betrachtung der Auswirkungen von Referenztakt-OC bei den SATA-Anschlüssen. Und genau hierfür kommen die vier geliehenen Samsung SM863 zum Einsatz. Wir haben damit einen Raid0-Verbund erstellt und einige HDTune-Benchmarks durchgeführt (die Ergebnisse wurden aus drei Durchläufen gemittelt). Der Grund dafür ist simpel: Zwar werden alle SATA-Anschlüsse des Crosshair VI Hero vom X370-Chip generiert und verfügen somit über eine eigene Taktdomain, eine Abhängigkeit zur Referenztaktrate ist aber dennoch gegeben. Doch seht selbst:
Dank vorhandener BIOS-Optionen lässt sich die Verbindung zwischen SoC und X370 hinsichtlich der PCIe-Generation einstellen. Wir haben diese fest auf Gen1 gestellt und nur die Referenztaktrate erhöht. Und wie wir sehen, steigt das HDTune-Ergebnis fast exakt linear zur Referenztaktung an. Ausgehend vom Ergebnis bei 100 MHz fehlen weniger als zwei Megabyte bei 125 MHz und 143 MHz zur perfekten Taktskalierung. Doch was zeigt uns dieses Ergebnis nun?
Auch wenn die am X370 angeschlossenen SATA-Laufwerke über eine eigene Taktdomain verfügen und somit nicht direkt von der Erhöhung des Referenztaktes betroffen sind, so erfolgt die Kommunikation zwischen X370 und SoC letztendlich aber über PCIe-Lanes, welche de facto übertaktet sind. Die Bandbreite von vier Lanes (in dieser Breite werden X370 und SoC verbunden) in der Spezifikation 1.1 beträgt 1.000 MB/s. Würden die Lanes nicht mit übertaktet werden, so dürfte das HDTune-Ergebnis nie über diesen Wert steigen – mit rund 1,2 GB/s liegt das Ergebnis jedoch deutlich über dieser theoretischen Grenze. Damit ist der Beweis erbracht, dass die Übertaktung mittels Referenztaktrate nahezu auf jede Onboard-Komponente Einfluss hat. Zwar nicht immer direkt, spätestens aber indirekt aufgrund der Kommunikation zwischen SoC und Promontory-Chip.
Dank der technischen Gestaltung von PCI Express muss der geneigte User an dieser Stelle keine Angst um seine Daten haben. PCIe verfügt über eine Fehlererkennung, was stets für die Erhaltung der Datenintegrietät sorgt. Der Effekt davon ist, dass die Bandbreite aufgrund von Fehlerkorrekturen abnimmt, wenn eine zu hohe Frequenz angelegt wird.
Der Vollständigkeit halber haben wir noch mit allen anderen lauffähigen Einstellungen getestet. Dabei konnten wir 143 MHz mit Gen1 nutzen, bei 125 MHz waren Gen1 und Gen2 möglich und bei Standard-Referenztaktrate von 100 MHz ist zusätzlich natürlich auch noch Gen3 möglich. Bei den Ergebnissen zeigt sich, dass bei 100 MHz selbst Gen3 noch einen Unterschied gegenüber Gen2 bringt. Und 125 MHz mit Gen2 erreicht bei unserem SSD-Raid die identische HDTune-Transferrate wie 100 MHz Gen3. Da die rechnerische Bandbreite beider Konfigurationen deutlich abweicht (3.938 MB/s bei 100 MHz Gen3, 2.500 MB/s bei 125 MHz Gen2), liegt wohl das Leistungslimit des SSD-Raids in dieser Region und die PCIe-Verbindung zwischen SoC und X370 stellt kein Limit mehr dar. Auffällig ist zudem, dass die Konfigurationen, welche eindeutig durch die PCIe-Verbindung der beiden Plattform-Komponenten limitiert werden, nur etwa 85 Prozent der theoretischen Bandbreite ausnutzen. Hier gibt es offensichtlich einen relativ hohen Verwaltungs-Overhead. Und wie sieht das Ganze beim M.2‑Anschluss aus?
Der M.2‑Anschluss ist über PCIe mit dem SoC verbunden. Er verfügt über keine eigene Taktdomain und wird deshalb mit der Erhöhung des Referenztaktes übertaktet. Das hat direkte Auswirkungen auf die erzielte Bandbreite, wobei die Skalierung nicht so perfekt verläuft wie bei den SATA-Anschlüssen. Und zugleich scheint hier der interne Verwaltungsaufwand noch höher, da bei 100 MHz Gen1 nur etwas über 65 Prozent der theoretischen Bandbreite ausgenutzt wird. Mit steigendem Referenztaktrate fällt die prozentuale Ausnutzung noch weiter ab. Fakt ist aber auch hier: Das Übertakten mittels Referenztaktrate hat auch hier Auswirkungen, dieses Mal jedoch direkt.
Wieder haben wir noch alle Werte ergänzt, welche technisch möglich waren. Bei 143 MHz funktioniert nur Gen1, bei 100 MHz und 125 MHz hingegen alle drei Generationen. Da die Werte von 100 und 125 MHz mit Gen3 nahezu identisch ausfallen, liegt hier das Leistungslimit der verwendeten Samsung PM961. Die gleichen Taktraten mit Gen2 zeigen jedoch deutliche Unterschiede, wobei selbst 100 MHz mit Gen2 noch deutlich flotter ist als 143 MHz mit Gen1. Hier zeigt sich ein riesiger Vorteil des ASUS-BIOS, welches die Fixierung der PCIe-Generation zulässt. Denn ohne diese Fixierung würde oberhalb von etwa 105 MHz automatisch nur noch Gen2 wirken und oberhalb von etwa 140 MHz automatisch Gen1. Und da besonders M.2‑SSDs flotte Alltagsbegleiter sind, fällt eine entsprechende Einschränkung hier besonders stark auf.