Taktujeme AMD A6 v notebooku: snižování napětí a vyšší výdrž

Dnešní článek je druhým dílem taktování AMD A6. Minule jsem vám ukazoval, jak z AMD A6-3420M vytřískat co nejvyšší výkon, dnes se podíváme spíše na výdrž na baterii, podvoltování procesoru a celkové snižování jeho spotřeby. První kapitolu článku (= návod) jsem nechal podobnou, jaká byla minule, pokud jste četli článek o přetaktování, a víte, o co u procesorů AMD běží a jak a proč pracovat s programem K10stat, můžete jít rovnou ke druhé kapitole.

• První díl: Taktujeme AMD A6 v notebooku: 60 % výkonu navíc zdarma a snadno

Na radu flankera z fóra ExtraHardware jsem se nakonec dostal k přetaktování/podvoltování AMD v notebooku. Půjčil jsem si od HP ProBook 4535s s AMD A6-3420M a podíval jsem se mu na zoubek. Do úvodu ještě krátká ukázka, jak to vlastně s těmi ProBooky od HP je:

HP prodává ProBook 4530s s Intelem Sandy Bridge a ProBook 4535s s AMD Llano, tedy APU řady A-series. Oba přístroje jsou naprosto stejné, když opomeneme rozdíly v různých konfiguracích. Podobně je to ostatně i u spousty jiných modelů i jiných výrobců. K těmhle dvěma modelům - když se kouknu na ceník obchodu Alfa.cz, AMDčkovské modely 4535s jsou kolem dokola o něco levnější. K tomu tu máme i výkonnější grafiku na nich, respektive možnost zapojení dvou grafik do asymetrického CrossFireX. Přesto řada z vás možná sáhne po Intelu. Proč?

• Od minula by se hodilo taky podotknout, že HP má na trhu čerstvě už i ProBook 4540s (Sandy Bridge/Ivy Bridge) a velmi brzy bude mít i ProBook 4545s (AMD Trinity)

Protože AMD se svými procesory A-series výkonově propadá a ani výdrží na baterku zrovna neexceluje:

• Jak už dávno mnozí zjistili, AMD svým čipům do notebooků nasazuje až nerozumně vysoká napětí, což podstatně zvyšuje spotřebu a snižuje výdrž. To lze řešit podvoltováním procesorů. Je až s podivem, o kolik lze napětí snížit, aby procesor i nadále běžel na svém původním nebo i vyšším taktu stabilně. Na tuhle problematiku se dnes podíváme.
• Mimojiné vás určitě zaráží až směšně nízké takty APU. Ty v kombinaci s nízkým výkonem na takt procesor opravdu hodně sráží i přes čtyři jádra za velmi výhodnou cenu. Co s tím? Je rozumné notebook přetaktovat? Jak se to vůbec dělá? A čeho tím můžete dosáhnout, a za jakou cenu? To jsme řešili minule.

Stačí chvilku hledat a hned najdete na YouTube návody na přetaktování AMD A6 či A8 v notebooku, byť v angličtině. Jelikož BIOS na notebooku málokdy umožní měnit takty procesoru, musí se to řešit softwarově, a já jsem použil jinými oblíbený program K10stat. Při stahování si dejte pozor - musíte sehnat verzi 1.54 ze srpna 2011, dřívější, a že jich je po webu rozeseto, na procesory Llano (A4, A6, A8) nefungují.

Předpokládám, že se nebudete honit za každým jednotlivým megahertzem, extrémní přetaktování je ostatně vzhledem k notebookům a jejich omezenému chlazení velmi nerozumnou věcí. Vzhledem k relativně intiuitivní povaze softwaru se ani není třeba pouštět do složitých vysvětlení.

Tohle je program K10stat, konkrétně jeho první záložka. Najdete na ní, co máte za procesor, na jaké frekvenci a napětí běží momentálně které jeho jádro, na kolik procent je které jádro vytíženo, rozpětí napětí procesoru, rychlost pamětí, vnitřní sběrnice aj. . Mimoto tu je i ukazatel teploty – položka Tctl. To se vám při taktování bude určitě hodit.

Jak vidíte, zrovna procesor provozuji na 2,4 GHz, přičemž frekvence Turbo Core je nastavena na 2,93 GHz. Vytížení je něco nad 100 % jednoho jádra, beží jedno vlákno Torture testu v Prime95, které si jádra "přehazují". Technologie Turbo Core, jak asi víte, dovoluje přetaktovat jádra procesoru, pokud nebude překročeno TDP (max. spotřeba) procesoru. Podle značně nepřesného ukazatele (Turbo Core zrychluje jádra dynamicky ve zlomcích sekund) jsou nyní přetaktována hned tři jádra, což je způsobeno spíše šťastným screenshotem.

Na druhé záložce najdete takty samotné. V tabulce vidíte takty v megahertzech, které přísluší různým stavům procesoru. V naprostém klidu bude jádro ve stavu P6, na nízkém napětí při 800 MHz, v zátěži na P0, 2400 MHz, jak jsem nastavil. V případě možnosti může technologie Turbo Core na zlomek sekundy přepnout jádro do stavu B0, a tedy na takt
2933 MHz.

Není třeba hýbat s referenční frekvencí procesoru, stačí změnit násobič, který je na mobilních procesorech otevřený. Násobiče jsou tu dva - FID a DID, výsledná hodnota frekvence se počítá z poměru obou dvou upraveným koeficientem. Zjednodušeně - čím vyšší FID a nižší DID, tím vyšší výsledná frekvence. Takt RAM, PCI Express i northbridge (northbridge je taktován přes DID) zůstane neovlivněn, o ty se starat nemusíte.

 

Přepnete si tedy na některý řádek, tady mám přepnuto zrovna na B0, Turbo Core stav, kterému jsem nastavil FID 28 a DID 1, výslednou frekvencí je tedy 2933 MHz, jak vám K10stat píše. Turbo Core je i v základním stavu na napětí 1,2750 V. Na některých procesorech se můžete setkat i s hodnotou 1,3500 V, zde jsem mohl nastavit maximálně 1,2750 V. Na reálnou spotřebu procesoru to moc vliv nemá, protože Turbo Boost je chvilkovou záležitostí. Takt můžete nastavit pro libovolný stav a můžete i nastavit, při jakém procentuálním vytížení se má jádro přepnout do nižšího či vyššího stavu. Můžete zaškrtnout či odškrtnout, tedy zapnout či vypnout Boost, resp. Turbo Core, přechod do stavu B0.

Když jsem program spustil, nastavil jsem z výchozích 1,5 GHz napřed 1,8 GHz. Do plnovýkonového stavu P0 jsem navolil takový násobič, aby mi takt vyšel. Napětí jsem nechal na referenční hodnotě. Potvrdil jsem. Spustil jsem Prime95 Torture test pro všechna jádra a když běžel několik minut bez problému, pokračoval jsem výše.

Výsledky můžete ukládat do profilů a můžete si nastavit, aby se nastavily při každém spuštění PC.

Podvoltování: cesta ke 2GHz ULV ideálu

Náš procesor je AMD A6-3420M. Jde o 32nm čtyřjádro na 1,5 GHz s Turbo Core až na 2,4 GHz. Základním napětím výkonného stavu P0 je 1,0125 V a B0 1,2750 V. Napětí jsou zbytečně vysoká, proto jsem je rovnou snížil. V minulém díle jsem si zjistil, při jakém napětí jsou které takty stabilní či nestabilní, to se mi dnes hodilo.

Minule jsem psal, že i základní takt je udržován zbytečně vysokým napětím. A jak jsem říkal v první kapitole v návodu, procesor se přepíná mezi různě výkonnými stavy. V podstatě tedy nemá smysl se zatěžovat s tvorbou výkonného a úsporného profilu, ale spíše si „vypiplat“ univerzální automatický profil, který bude v klidu šetřit energii a v zátěži naopak zabere.

Za základní takt jsem zvolil rovné 2 GHz. 1,5 GHz, které má náš procesor nastavené, jsou zbytečně málo, více než 2 GHz už vyžadují razantní zvýšení napětí. Věděl jsem z minula, že 2 GHz jdou provozovat při základním napětí, ale pokusil jsem se i to ještě snížit. Povedlo se:

• v základu (P0) běží procesor na 1,5 GHz při 1,0125 V
• po drobné úpravě není problém provozovat 2 GHz při 0,9875 V

To je ale jen stav P0, tedy ten nejvýkonnější. Když už jdeme odshora, co Turbo Core, neboli občas na vteřinku nahozený stav B0? Je pravda, že Turbo Core v základním stavu dost zvyšuje teplotu procesoru, ale když si s ním trochu pohrajete, může být spíše ku prospěchu. Tak zaprvé, napětí je (jako obvykle) zbytečně vysoko. Takt jsem nechal na 2,4 GHz, víc by s sebou neslo další něpříjemné zvyšování napětí. Takhle jsem se obešel s:

• v základu je Turbo (B0) 2,4 GHz při 1,2750 V
• po úpravě to jsou 2,4 GHz při 1,1125 V

Opět jde o napětí, které jsem zjistil už minule testem stability. Snížení o více než desetinu voltu s sebou nese opravdu značnou úsporu energie. Je pravda, že u AMD se Turbo Core zapíná skutečně jen na vteřinku, u testů se neprojeví, jeho smyslem jsou spíše krátké operace. Smysl je ovšem dost špatně prokazatelný, a asi moc nezkazíte, když pro další trošku energie Turbo v K10statu prostě odškrtnete (Boost).

 

Co dál? P1, P2, P3, P4 a P5 jsem nechal až nakonec, jako další krok je potřeba zjistit nejnižší frekvenci a napětí.

V základu procesor ve stavu P6 pracuje na 800 MHz při 0,9375 V. První, co mě napadlo, bylo snížit frekvenci ještě níže. Nepovím vám, jestli šlo o chybu mého kusu, softwaru, BIOSu desky nebo čeho, nicméně takových 400 MHz šlo hezky nastavit, ovšem procesor ztratil schopnost se automaticky přepínat mezi stavy. Zjistil jsem, že se to stane při jakémkoli snížení kteréhokoli stavu pod 800 MHz. No co, 800 MHz už je dost nenáročný takt, tak jsem šel zkoušet minimální napětí, na kterém ho udržím stabilní:

• v základu je procesor v klidu (P6) na 800 MHz při 0,9375 V
• zkoušel jsem 0,6500 V – okamžitý pád s BSOD
• zkoušel jsem 0,6625 V – okamžitý pád s BSOD
• zkoušel jsem 0,6750 V – vše se zdálo v pořádku, ale z nějakého důvodu mi procesor po hodině znenadání spadl, tak jsem voltáž ještě zvýšil. Přece jen, v klidu je procesor většinu času, tak by měl být jaksepatří stabilní.
• perfektně stabilních bylo 800 MHz při 0,6875 V, otestováno mnoha hodinami běhu

Snížení napětí skoro o 30 % už je velký úspěch.

Jak pokračovat dál, jak určit stavy mezi P6 a P0? Přechody mezi stavy by měly být pravidelné, to je vcelku logické. Proto není problém rozházet takty, mezi 800 MHz a 2000 MHz jsem postupoval po 200 MHz. Co se napětí týče, věděl jsem minimální stabilní napětí pro nejvyšší a nejnižší takt, a tak jsem opět postupoval lineárně od jednoho ke druhému po 0,0500 V/200 MHz. Možná by byla mírně úspornější logaritmická křivka, ale i takto jsem dosáhl opět značného podvoltování všech stavů a vše bylo bez problému stabilní po několik hodin různého používání.

• P1: 1400 MHz @ 0,9875 V --> 1800 MHz @ 0,9375 V
• P2: 1200 MHz @ 0,9625 V --> 1600 MHz @ 0,8875 V
• P3: 1700 MHz @ 0,9500 V --> 1400 MHz @ 0,8375 V
• P4: 1000 MHz @ 0,9500 V --> 1200 MHz @ 0,7875 V
• P5:   900 MHz @ 0,9375 V --> 1000 MHz @ 0,7375 V
• P6:   800 MHz @ 0,9375 V -->   800 MHz @ 0,6875 V

Dále jsem ještě upravil hranice pro přechod mezi stavy. V základu se procesor přepnul z nižšího stavu výše, pokud dosáhlo vytížení alespoň 60 %, a spadl do nižšího stavu, pokud bylo vytížení pod 20 %. Já jsem tyto hodnoty upravil na úspornějších 70 a 40 %. Mimoto jsem taky o hodně snížil časy, potřebné pro přechod mezi stavy, pro dynamičtější úsporu energie.

 

Testy výkonu, výdrže, stability a teplot

Výkon

Trochu jsem se bál, abych nějakou změnou, zejména časováním přechodů, nesnížil výkon. A čeho jsem se obzvláště lekl – CPU-Z při podvoltování z nějakého důvodu občas neukazuje správnou frekvenci. A sice všechny frekvence byly sníženy o čtvrtinu, násobič zůstal stejný, ale CPU-Z ukazoval frekvenci sběrnice jen 75 MHz a tedy nižší výsledný takt.

Proto jsem projel procesor x264 FHD BenchMarkem, kterým jsem minule testoval přetaktovaný procesor, a ačkoli podle CPU-Z proběhl celý test při 20 × 75 = 1500 MHz, výsledek byl 7,11 fps, což nade vší pochybnost odpovídá nastaveným 2 GHz. Znovu uvádím minulý graf, pro ilustraci možností:

Výkon procesoru tedy stoupl oproti základnímu nastavení přibližně o 25 % (což odpovídá zvýšení taktu).

Výdrž

Jelikož jsem neměl možnost změřit odběr procesoru, rozhodl jsem se snížení spotřeby zjistit testem výdrže.

V Google Chrome jsem otevřel ExtraNotebook.cz (bez průběžného aktualizování), vypnul jsem Wi-Fi, vypnul jsem Bluetooth, povypínal ostatní programy, nastavil jsem minimální jas displeje a profil Úsporný režim. Měřil jsem dvakrát dvě měření a zapsal průměry (výsledky se lišily minimálně).

• 1,5-2,4 GHz @ 0,9375-1,2750 V: 4:34 h
• 2,0-2,4 GHz @ 0,6875-1,1125 V: 5:00 h

Výdrž tedy stoupla o necelých 10 %. Je třeba si uvědomit, že na baterii běžel i displej, čipset, grafická karta nebo disk. Úspora procesoru tedy byla výrazně větší.

 

Stabilita a teploty

Stabilitu a hlavně teploty jsem testoval v zátěži (P0 a B0) Prime95 Torture testem s Large FFTs po dobu 10 minut. Test přetaktovaného procesoru jsem o pár minut přetáhl, ale teplota se beztak přestala zvyšovat po čtyřech-pěti minutách, v osmi minutách jsem viděl 62,6 °C.

Když jsem udělal screenshot, zastavil jsem test v Prime95 a nechal počítač 16-17 min stát, potom jsem udělal další screenshot.

Stabilitu v klidu jsem ověřil testy výdrže – v podvoltovaném stavu vydržel notebook běžet celkem přes 10 h.

Závěr, druhý pohled na AMD Llano

Závěr

Jak jsem řekl už v minulém díle – pokud si kupujete notebook, který má konfiguraci s Intelem i s AMD, u AMD vás motivuje nižší cena, u Intelu zpravidla mírně vyšší výdrž a hlavně značně vysoký výkon. AMD tak zaujme pouze ty, kterým výkon na kancelařinu a prohlížení webu stačí a nehledají výkonný stroj. To se ovšem změní, pokud s AMD umíte pracovat a pohrát si s takty a napětími.

Připomínám, že taktování s K10statem zatím nefunguje na AMD Trinity, což je čtyřtisícová řada nových APU – modely AMD A4-4xxxM, A6-4xxxM, A8-4xxxM a A10-4xxxM. Architektura CPU se změnila a prozatím nevíme, jestli půjdou taktovat i nové procesory, dá se ale předpokládat, že časem ano.

HP ProBook 4535s nebo HP ProBook 4530s? Umíte taktovat?

Silně doporučuji pořídit si čtyřjádro, tedy AMD A6 nebo A8 starší třítisícové řady. Dvoujádra od AMD můžete taktovat úplně stejně, ale u čtyřjader využijete potenciálu čtyř fyzických jader na nízkém, snadno zvýšitelném taktu, zatímco u dvoujader se o tolik výše neposunete.

Celkem snadno se mi podařilo přetaktovat AMD A6-3420M o 25 %, a přitom jej ještě podvoltovat. Výdrž notebooku se zvedla o půlhodinu, výkon o čtvrtinu stoupl. TDP procesoru vzrostlo, ale podle měření teploty jen opravdu velmi mírně. Sice jsem znatelně zvýšil takt, ale také o dost snížil napětí. Tím vším čtyřjádro AMD dorovnává výkon i výdrž konkurence, ale za nižší cenu.