ASUS Crosshair VI Hero – AM4 in der Praxis

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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:

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf SATA

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.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf SATA

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?

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf M.2

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.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf M.2

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.