Overclocking und Tuning: Was es wirklich bringt

(http://www.zdnet.de/magazin/39191161/overclocking-und-tuning-was-es-wirklich-bringt.htm)

von Kai Schmerer, 23. Mai 2008

Das Übertakten von Prozessor und Speicher ist ein bei vielen Anwender beliebtes Mittel, die Leistung des Rechners zu steigern. ZDNet zeigt, wie man sein System übertakten kann und wie groß die Performancesteigerung ausfällt.

Das Übertakten eines PC-Systems hat eine lange Tradition. Größere Popularität erlangte das Thema mit der Vorstellung des Sockel-7-Boards IT5H von Abit im Jahr 1997. Das mit 430HX-Chipsatz[1] von Intel ausgestattete Board war das erste Modell, welches ein Übertakten über das BIOS ermöglichte. Zuvor konnte man sein System lediglich mit dem Ändern von Steckverbindungen - sofern sie denn vorhanden waren - auf dem Mainboard mit höheren Frequenzen betreiben.

Das IT5H erlaubte die Erhöhung des Frontsidebus[2] (FSB) von 66,6 MHz auf 75 und 83 MHz. Mit einem Pentium 166, der mit einem Multiplikator von 2,5 ausgestattet war, wurde so eine Frequenz von 200 respektive 233 MHz erreicht. Problematisch war allerdings, dass mit der Erhöhung von FSB nicht nur die Frequenz der CPU stieg, sondern der Speicher und der PCI-Bus ebenfalls beschleunigt wurden. Den Speicher konnte man genauso wie die CPU mit einer moderaten Spannungserhöhung noch zum Betrieb mit dem höheren Takt überreden. Weitaus problematischer war die Frequenzerhöhung für den PCI-Bus. Nicht selten kam es zu Problemen mit daran angeschlossener Peripherie wie Festplatten und vor allem dem CD-Brenner. Nicht wenige Brennversuche scheiterten wegen des erhöhten PCI-Busses, was bei den damaligen Preisen für CD-Rohlinge ganz schön ins Geld gehen konnte.

Ein Highlight in der Overclocking-Geschichte war Intels Celeron 300A (Codename Mendocino). Gegenüber seinem Vorgänger verfügte der 300A erstmals über einen mit vollem Prozessortakt angesteuerten L2-Cache. Damit war der Billig-Chip bei manchen Anwendungen sogar schneller als der wesentlich teurere Pentium II, dessen Cache nur mit halber CPU-Frequenz angesteuert wurde. In Overclocker-Kreisen erhielt der Chip jedoch wegen seiner ausgezeichneten Übertaktbarkeit großen Zuspruch. Durch eine Erhöhung der Spannung, welche mit dem Abkleben bestimmter Pins[3] am Prozessormodul ermöglicht wurde, konnte der 300er problemlos auf 450 MHz übertakten werden, was immerhin einer Frequenzerhöhung von 50 Prozent entsprach.

Derart hohe Steigerungen sind mit modernen Prozessoren[4] nicht mehr möglich. Eine gezielte Übertaktung ist dennoch einfacher geworden, da die Frequenzen der einzelnen Komponenten wie FSB, Speicher und Prozessor auf modernen Mainboards entkoppelt sind. Wer also den FSB erhöht, steigert nicht zwangsweise auch die Frequenz der anderen Bauteile. Generell lassen sich sämtliche Prozessoren übertakten. Allerdings bieten die Intel-Chips aus der Extreme-Serie und die AMD-Modelle der Black-Edition-Reihe Vorteile, weil deren Multiplikator frei wählbar ist. Durch den festen Multiplikator der herkömmlichen Prozessoren sind diese nur über die Erhöhung des FSB (Intel) respektive der Hypertransport-Geschwindigkeit (AMD) übertaktbar.

Von den Intel-Prozessoren sind für das Übertakten am besten die Dual-[5] oder Quad-Core-Modelle[6] geeignet, die mit 45 Nanometer-Fertigung hergestellt werden.

Tauglich für das Übertakten: 45-Nanometer-Prozessoren von Intel
Modell Typ Takt Cache Preis
E8500 Dual-Core 3,16 GHz 6 MByte 215 Euro
E8400 Dual-Core 3,0 GHz 6 MByte 145 Euro
E8300 Dual-Core 2,83 GHz 6 MByte 136 Euro
E8200 Dual-Core 2,66 GHz 6 MByte 125 Euro
QX9650 Quad-Core 3,0 GHz 12 MByte 770 Euro
Q9550 Quad-Core 2,83 GHz 12 MByte 450 Euro
Q9450 Quad-Core 2,66 GHz 12 MByte 285 Euro
Q9300 Quad-Core 2,53 GHz 6 MByte 200 Euro

AMD-Prozessoren sind für das Übertakten weniger geeignet: Die Dual-Core-Modelle Athlon 64 X2[7] erlauben so gut wie keine Erhöhung der Frequenz. Anders verhalten sich die Triple- und Quad-Core-Chips aus der Phenom-Reihe, die zwar nicht das Übertaktungspotential von den in 45 Nanometer gefertigten Intel-Chips bieten, aber eine Takterhöhung von immerhin 15 Prozent mit einigen Einschränkungen (siehe Übertakten von AMD Phenom X4[8]) zulassen.

Für den Test der Prozessoren kommen folgende Komponenten zum Einsatz:

GA-X38T-DQ6[9] lässt sich der QX9650, der standardmäßig mit 3 GHz betrieben wird, mit einem Standard-Kühler und einer moderaten Spannungserhöhung von 1,25 auf 1,32 Volt auf bis zu 3,6 GHz übertakten.

Nach einem BIOS-Update auf Version F7b[15] erlaubt das Gigabyte-Board zudem die Erhöhung der FSB-Frequenz von 1333 MHz auf 1600 MHz und den Betrieb der vier AENEON-GByte-Module[16] vom Typ DDR3-1333 mit einer Frequenz von 1600 MHz. Somit muss nicht einmal der Multiplikator (9x) des Prozessors verändert werden, was besonders wichtig für das Übertakten von Prozessoren mit festem Multiplikator ist. So kann beispielsweise der Dual-Core-Prozessor E8500 im selben Mainboard mit identischen Betriebsparametern von 3,16 auf 3,8 GHz übertaktet werden. Eine Taktsteigerung von 20 Prozent scheint bei den 45-Nanometer-Prozessoren ohne aufwändige Kühlung generell möglich zu sein. Dies lassen zumindest die beiden Testexemplare vermuten, die im übertakteten Zustand zudem Stabilitätstest mit Prime95[17] über mehrere Tage problemlos bewältigen.

Die folgende Tabelle veranschaulicht den durch das Overclocking erzielten Performancezuwachs. Durch die moderate Spannungserhöhung muss man allerdings auch einen Anstieg der Leistungsaufnahme von 17,5 Prozent im Ruhemodus und 22,5 Prozent unter voller CPU-Last in Kauf nehmen.

Overclocking-Testsysteme
Mainboard Intel: Gigabyte GA-X38T-DQ6[9] / AMD: Gigabyte GA-MA790FX-DQ6[10]
Chipsatz Intel X38 Express Chipset[11] / AMD 790FX[12]
Grafikkarte ATI Radeon HD 3870 X2 (Catalyst 8.4[13])
Speicher 4-mal 1024 MByte DDR3/1333 (Intel) / DDR2-1066 (AMD) von Aeneon[14])
Festplatte 2 mal Western Digital WD Caviar SE16 als Raid 0
Netzteil Tagan TG480-U22
Betriebssystem Windows Vista Ultimate 64 Bit SP1
Overclocking-Test: Intel Quad Core
Intel Extreme QX9650 3 GHz* 3 GHz 3,6 GHz Vergleich
FSB 1333 MHz 1600 MHz 1600 MHz Overclocking
Speicher 1333 MHz 1600 MHz 1600 MHz zu Standard*
Leistungsaufnahme (Idle) 143 Watt 158 Watt 168 Watt 17,5 Prozent
Leistungsaufnahme (Max.) 232 Watt 258 Watt 284 Watt 22,4 Prozent
Benchmarks
(Everest 4.50.1330)
       
Speicher-
Lesedurchsatz
7669 8367 8621 12,4 Prozent
Speicher-Schreibdurchsatz 7093 8353 8508 19,9 Prozent
Speicher-Kopierdurchsatz 7327 8569 8556 16,8 Prozent
Latenz 71,3 67 65,1 -8,7 Prozent
CPU-Queen 21394 21403 25662 19,9 Prozent
CPU-Photoworxx 22409 24542 26026 16,1 Prozent
CPU-Zlib 76833 76697 92341 20,2 Prozent
CPU-AES 22300 22380 26589 19,2 Prozent
FPU-Julia 10984 11019 13218 20,3 Prozent
FPU-Mandel 5562 5569 6684 20,2 Prozent
FPU-SinJulia 2971 2980 3576 20,4 Prozent
Cinebench R10 64 Bit 13249 13143 15458 16,7 Prozent
Ganz so unproblematisch wie mit den 45-Nanometer-Chips von Intel verläuft der Übertaktungsversuch mit dem Phenom-Modell X4 9850 von AMD nicht. Zum einen funktioniert der Stromsparmodus des Prozessors im übertakteten Zustand nicht mehr, was eine Zunahme der Leistungsaufnahme von fast 60 Prozent nach sich zieht. Zum anderen ist ein stabiler Betrieb des Phenom-Prozessor nur mit zwei Speichermodulen möglich. Werden sämtliche Speicherslots bestückt, kommt es zu Abstürzen. Dieses Manko tritt selbst im Standardbetrieb auf.

AMD verwendet für die Herstellung anders als Intel noch den 65-Nanometer-Prozess. Dadurch ist die Leistungsaufnahme im Vergleich zur Intel-Plattform deutlich höher. Entsprechend nimmt der Aufwand für die Kühlung der AMD-Chips zu: Während der Testphase steigt bereits im Ruhezustand die Temperatur des Quad-Cores von AMD so stark, dass der Lüfter des Kühlkörpers deutlich hörbar seinen Dienst verrichtet, während der Lüfter auf dem Intel-Kühlkörper nur unter voller Belastung zu hören ist.

Der AMD-Prozessor lässt sich unter Verwendung eines herkömmlichen Kühlers und einer moderaten Spannungserhöhung von 1,3 auf 1,4 Volt um circa 15 Prozent übertakten, was sich auch in den Benchmarks durch eine höhere Performance niederschlägt.

Overclocking-Test: AMD Phenom X4
AMD Phenom X4 2,51 GHz 2,89 GHz Steigerung
Hypertransport 2000 MHz 2140 MHz Overclocking
Speicher 1066 MHz 1140 MHz zu Standard*
Leistungsaufnahmen (Idle) 163 260 59,5 Prozent
Leistungsaufnahmen (Max.) 322 392 21,7 Prozent
Benchmarks (Everest 4.50.1330)      
Speicher-Lesedurchsatz 7979 8658 8,5 Prozent
Speicher-Schreibdurchsatz 5042 5340 5,9 Prozent
Speicher-Kopierdurchsatz 8486 9146 7,8 Prozent
Latenz 56 50,7 -9,5 Prozent
CPU-Queen 15607 17986 15,2 Prozent
CPU-Photoworxx 13470 13251 -1,6 Prozent
CPU-Zlib 66566 77024 15,7 Prozent
CPU-AES 16819 19332 14,9 Prozent
FPU-Julia 6106 7037 15,2 Prozent
FPU-Mandel 4282 4935 15,2 Prozent
FPU-SinJulia 2193 2528 15,3 Prozent
Cinebench R10 64 Bit 9718 11107 14,3 Prozent
Wer sein System übertaktet, sollte sich im Klaren darüber sein, dass sich die Lebensdauer der Komponenten[18] deutlich verkürzt. Allerdings kann man davon ausgehen, dass die Betriebsdauer eines übertakteten Chips immer noch größer ist als die durschnittliche Nutzungsdauer. Mit anderen Worten: Bevor der übertaktete Chip kaputtgeht, haben sich die meisten Anwender sowieso schon ein neues System zugelegt.

Im Vergleich der Prozessoren schneiden die Intel-Chips beim Overclocking deutlich besser ab als AMD-CPUs. Nicht nur dass das Übertaktungspotential von Core-2- und Quad-Core-Modellen mit 20 Prozent deutlich höher als bei AMD-Chips ist, auch die mit der Spannungserhöhung verbundene Steigerung der Leistungsaufnahme liegt bei den Intel-Chips deutlich niedriger. Vor allem Intels neue 45-Nanometer-Prozessoren sind für das Übertakten gut geeignet.

AMDs aktuelle Dual-Core-Chips aus der Athlon-64-X2-Linie vertragen kaum eine höhere Taktfrequenz. Immerhin gestatten die Phenom-Modelle eine Taktsteigerung von 15 Prozent. Allerdings muss man durch die generell höhere Leistungsaufnahme der AMD-Chips im Vergleich zu den Intel-Modellen auch einen höheren Geräuschpegel der Lüfter zur Kühlung der Chips in Kauf nehmen.

Wer sein System übertakten will, sollte die Entwicklung der CPU-Temperatur im Auge behalten. Das Tool Everest[19] ist hierfür bestens geeignet. Eventuell muss auch ein leistungsfähiger Kühlkörper angeschafft werden, um der steigenden Temperatur, die durch die Spannungserhöhung verursacht wird, Herr zu werden. Last but not least sollte man auch hochwertigen Speicher verwenden. Die in diesem Test von AENEON[20] verwendeten Xtune-Module[16] bieten genügend Leistungsreserven. Von anderen Herstelllern sind ebenfalls Overclocking-taugliche Speichermodule verfügbar.

Phenom-Kühlung
Durch die hohe Leistungsaufnahme des Phenom X4 läuft der Lüfter des Kühlkörpers mit voller Umdrehungszahl.

URLs in diesem Artikel:
[1] = http://www.intel.com/design/chipsets/mature/430hx/index.htm
[2] = http://de.wikipedia.org/wiki/Front_Side_Bus
[3] = http://ht4u.net/old/2000/celeron300a/index.php
[4] = http://www.zdnet.de/enterprise/client/0,39023248,39190044,00.htm
[5] = [6] = http://processorfinder.intel.com/List.aspx?ParentRadio=All&ProcFam=2774&SearchKey=
[7] = http://www.amd.com/de-de/Processors/ProductInformation/0,,30_118_9485_13041%5E13043,00.html
[8] = http://prvcms.zdnet.de/enterprise/client/0,39023248,39191161-4,00.htm
[9] = http://www.gigabyte.com.tw/Products/Motherboard/Products_Overview.aspx?ProductID=2674
[10] = http://www.gigabyte.com.tw/Products/Motherboard/Products_Overview.aspx?ProductID=2690
[11] = http://www.intel.com/products/chipsets/X38/index.htm
[12] = http://www.amd.com/us-en/0,,3715_15337_15354,00.html
[13] = http://www.zdnet.de/enterprise/client/0,39023248,39160900,00.htm
[14] = http://www.aeneon.com/Home/XTuneOverclocking/DDR3/tabid/208/Default.aspx
[15] = http://www.gigabyte.com.tw/Support/Motherboard/BIOS_Model.aspx?ProductID=2674
[16] = http://www.aeneon.com/Home/XTuneExtremePerformance/DDR3/AXH760UD0013G/tabid/165/language/de-DE/Default.aspx
[17] = http://www.zdnet.de/downloads/prg/a/s/de57AS-wc.html
[18] = http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromigration
[19] = http://www.zdnet.de/downloads/prg/r/b/deK5RB-wc.html
[20] = http://www.aeneon.com/Default.aspx?alias=www.aeneon.com/emeab2c