ASUS Crosshair VI Hero – AM4 in der Praxis

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Auswirkungen bei Übertaktung mittels Referenztaktrate – Fortsetzung


Wei­ter geht es mit unse­rer Betrach­tung der Aus­wir­kun­gen mit den PCIe-Erwei­te­rungs­s­lots. Die obe­ren bei­den x16-Slots wer­den vom Pro­zes­sor mit PCIe-Lanes ver­sorgt, wäh­rend der unte­re x16-Steck­platz sei­ne Lei­tun­gen vom X370-Chip bezieht. Um die Abhän­gig­keit der Erwei­te­rungs­steck­plät­ze auf das Über­tak­ten mit­tels Refe­renz­takt­ra­te zu mes­sen, haben wir die M.2‑SSD von Sam­sung in eine PCIe-Adap­ter­kar­te von DeLock ver­frach­tet. Die­se Adap­ter­kar­te nutzt mit PCIe x4 3.0 die glei­che Anbin­dung wie der vor­han­de­ne M.2‑Slot.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom SoC

Wir haben die DeLock-Kar­te im mitt­le­ren PCIe-Slot PCIEX8_2 betrie­ben und Gen1 fest im BIOS gesetzt. Der Steck­platz ver­fügt, ana­log wie PCIEX16/X8_1, über kei­ne eige­ne Takt­do­main, wes­halb der PCIe 1:1 mit der ver­wen­de­ten Refe­renz­takt­ra­te steigt. Wir sehen auch hier, dass die Anhe­bung des Refe­renz­tak­tes einen Ein­fluss auf die Band­brei­te hat, jedoch deut­lich unter den theo­re­ti­schen Mög­lich­kei­ten. Anzu­mer­ken bleibt hier, dass 143 MHz nicht mehr mög­lich waren. Zwar star­te­te das Sys­tem und Win­dows konn­te pro­blem­los gela­den wer­den, doch bei Belas­tung mit­tels HDTu­ne blieb das Sys­tem immer wie­der ste­hen. Die Adap­ter­kar­te scheint hier­bei eine Rol­le zu spielen.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom SoC

Bei 100 und 125 MHz Refe­renz­takt­ra­te konn­ten hin­ge­gen alle drei PCIe-Genera­tio­nen durch­ge­tes­tet wer­den. Und ver­gleicht man die Ergeb­nis­se mit denen des direk­ten M.2‑Ports, so fal­len kaum Unter­schie­de auf. Eini­ge Kon­fi­gu­ra­tio­nen sind ein paar Mega­byte lang­sa­mer, eini­ge ein paar Mega­byte flot­ter. Das Gesamt­bild fällt jedoch nahe­zu iden­tisch aus.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom Promontory

Für die­ses Ergeb­nis­dia­gramm haben wir die DeLock-Adap­ter­kar­te im unte­ren PCI­EX8_3-Slot betrie­ben. Die­ser Steck­platz wird elek­trisch nur mit vier Lanes ange­bun­den, wel­che oben­drein dank Her­kunft vom X370 “nur” in der Spe­zi­fi­ka­ti­on 2.0 lau­fen. Wie ver­mu­tet sehen wir Unter­schie­de zwi­schen 100 und 125 MHz Refe­renz. Hier­für haben wir ganz ein­fach die PCIe-Genera­ti­on zwi­schen SoC und X370 auf Gen1 fest­ge­setzt und somit für eine Limi­tie­rung der theo­re­ti­schen x4 2.0 des Slots gesorgt. Obwohl der im X370 inte­grier­te PCIe-Con­trol­ler über eine eige­ne Takt­do­main ver­fügt, so sind dar­über ange­schlos­se­ne Gerä­te eben­falls auf die Kom­mu­ni­ka­ti­on über die Ver­bin­dung zwi­schen SoC und Pro­mon­to­ry ange­wie­sen. Das Bild, wel­ches sich hier abzeich­net, gilt für wei­te­re PCIe-Gerä­te wie Netz­werk­chip, USB-Con­trol­ler und Co. gleichermaßen.

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom Promontory

Bei 100 MHz Refe­renz­takt­ra­te sind selbst­ver­ständ­lich alle drei PCIe-Genera­tio­nen zwi­schen SoC und X370 nutz­bar. Bei 125 MHz blei­ben davon nur noch Gen1 und Gen2 übrig. Es zeigt sich, dass 100 MHz Gen2 aus­reicht, Gen3 bringt kei­ne Vor­tei­le mehr bei unse­rem Setup.

Bei genaue­rer Betrach­tung der Ergeb­nis­se fällt jedoch etwas ande­res auf: Das Ergeb­nis von 125 MHz und Gen2 zwi­schen den bei­den Ver­bin­dungs­punk­ten ist viel zu nied­rig. Nor­ma­ler­wei­se soll­te hier eben­falls ein Wert im Bereich von 1.100 Mega­byte pro Sekun­de zu Buche ste­hen. Statt­des­sen sehen wir ein nahe­zu iden­ti­sches Ergeb­nis zu Gen1. 

An die­ser Stel­le müs­sen wir erwäh­nen, dass wir zuerst schlicht­weg ver­ges­sen haben, die PCIe-Genera­ti­on des Slots im BIOS auf 2.0 fest­zu­set­zen – die ent­spre­chen­de Opti­on dafür ist schließ­lich vor­han­den. Aller­dings haben wir bei wei­te­ren Tests fest­stel­len müs­sen, dass eine Fixie­rung auf PCIe 2.0 nicht funk­tio­nier­te. Immer, wenn wir das Sys­tem mit die­ser Ein­stel­lung ober­halb von 105 MHz star­ten woll­ten, so blieb es wäh­rend des Post­vor­gangs mit ver­schie­de­nen Post­codes ste­hen. Ein­zig eine AUTO-Ein­stel­lung ver­half uns repro­du­zier­bar zu einem erfolg­rei­chen Boot­vor­gang. Die ein­zig logi­sche Erklä­rung: Auch der PCIe-Con­trol­ler des Pro­mon­to­ry-Chips schal­tet die Genera­ti­on zurück, wenn per Refe­renz über­tak­tet wird. Nur so ist zu erklä­ren, war­um 2.0 ober­halb von rund 105 MHz nicht funk­tio­niert, AUTO hin­ge­gen schon.

Um die­se The­se zu über­prü­fen, haben wir unse­re Gra­fik­kar­te im PCI­EX4_3-Slot plat­ziert und den Ren­der­test von GPU‑Z befragt. Her­aus­ge­kom­men sind die­se bei­den Wer­te, wobei der obe­re Screen­shot bei 100 MHz und der unte­re bei 125 MHz ent­stan­den ist:

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom Promontory

Referenztakt-OC beim ASUS Crosshair VI Hero: Auswirkungen auf PCIe vom Promontory

Wir sehen, dass der unte­re x16-Steck­platz bei 100 MHz mit PCIe 2.0 läuft, wäh­rend irgend­wo auf dem Weg von 100 zu 125 MHz auf 1.1 zurück­ge­schal­tet wird. Das bedeu­tet in unse­rem Test­sze­na­rio, dass unse­re M.2‑SSD in die­sem Slot bei 125 MHz nicht mehr aus­schließ­lich durch die Band­brei­te der Ver­bin­dung von SoC zu Pro­mon­to­ry beein­flusst wird, son­dern auch auf­grund des PCIe-Con­trol­lers im X370. Ob hier eine Über­tak­tung des PCIe-Con­trol­lers vor­liegt oder ledig­lich eine Anpas­sung der PCIe-Genera­ti­on, lässt sich ohne spe­zi­el­les Tes­te­quip­ment nicht sagen.

Die­se Erkennt­nis hat jedoch wei­te­re Aus­wir­kun­gen: Nicht nur, dass alle per PCIe am X370 ange­schlos­se­nen Gerä­te indi­rekt durch die Band­brei­te zwi­schen SoC und Pro­mon­to­ry beein­flusst wer­den, sie wer­den bei erhöh­ter Refe­renz­takt­ra­te auch noch durch eine ver­än­der­te PCIe-Genera­ti­on des Con­trol­lers direkt tan­giert. Im Fal­le eines Giga­bit-Netz­werk­chips, wel­cher mit x1 ange­schlos­sen ist, macht das nicht wirk­lich viel aus. Denn die Leis­tungs­fä­hig­keit des Netz­werk­chips liegt unter der Band­brei­te von 250 MB/s, wel­che eine PCIe-Lane selbst bei Gen1 bereit­stel­len kann. Beim USB‑3.1‑Controller von ASMe­dia, wie er auf dem Cross­hair VI Hero zu fin­den ist, sieht das bereits anders aus. Und auch jemand, der bereits 10GbE, ggf. mit­tels Zusatz­kar­te, nutzt, steckt schnell in der Band­brei­ten-Fal­le, wenn mit­tels Refe­renz über­tak­tet wird.

Hal­ten wir also fest: Das Über­tak­ten von AM4-Main­boards per Refe­renz­takt­ra­te hat direk­te und indi­rek­te Aus­wir­kun­gen auf nahe­zu alle Onboard-Kom­po­nen­ten! Ledig­lich nach außen geführ­te USB-Ports vom Pro­zes­sor sind dank eige­ner Takt­do­main und nicht statt­fin­den­der Kom­mu­ni­ka­ti­on über die Ver­bin­dung zwi­schen SoC und Pro­mon­to­ry völ­lig frei von Beein­träch­ti­gung. Zwar sind die Aus­wir­kun­gen bei eini­gen Kom­po­nen­ten ver­nach­läs­sig­bar, da die zur Ver­fü­gung ste­hen­de Band­brei­te auch bei erhöh­ter Refe­renz­takt­ra­te samt ver­rin­ger­ter PCIe-Genera­ti­on aus­reicht, die tech­ni­sche Abhän­gig­keit wird dadurch aber nicht berührt.

Inso­fern soll­te die Über­tak­tung mit­tels Refe­renz wohl­über­legt sein. Zwar haben User des Cross­hair VI Hero den gro­ßen Vor­teil, die PCIe-Genera­ti­on eini­ger Kom­po­nen­ten zu fixie­ren und somit eini­ge Band­brei­ten­li­mits zu umge­hen, die grund­le­gen­de Abhän­gig­keit bleibt aber auch bei die­sem Main­board gegeben.