Bleibt alles anders

Leitfaden: Sandy-Bridge-Prozessoren übertakten

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Intels CPUs der Generation "Sandy Bridge" zählen bereits zu den schnellsten, doch in ihnen schlummert zusätzliches Potenzial. Ein Prozessor mit offenem Multiplikator und ein Mainboard mit passendem Chipsatz erlauben es Übertaktern, die Reserven anzuzapfen.

Das Übertakten von Core i-2000 ist so leicht, dass es selbst die Großmutter kann. So verspricht es der CPU-Hersteller Intel in einem nicht ganz ernstgemeinten YouTube-Video. In der Tat setzt Intel mit Sandy Bridge den mit den Vorgängerchips begonnenen Paradigmenwechsel fort. Bis vor etwa einem Jahr war das vergleichsweise einfache und ungefährliche Übertakten per Multiplikator den teuren Extreme-Edition-Prozessoren vorbehalten.

Bei den übrigen CPUs stand als einzige Stellschraube für die Prozessor-Taktfrequenz der Takt des Frontsidebus (FSB) beziehungsweise die Basistaktfrequenz (Base Clock) zur Verfügung. Dabei galt es, zahlreiche Parameter wie Taktfrequenz und Spannung von Arbeitsspeicher, Northbridge und Uncore-Bereich im Blick zu halten [1] . Um mit dieser Methode das Limit auszureizen, sind zudem teure Overclocking-DIMMs vonnöten, die hohe Taktfrequenzen und Spannungen verkraften.

Im Mai 2010 hat Intel die sogenannten K-Prozessoren Core i5-655K und Core i7-875K mit nach oben unbeschränkten Multiplikatoren vorgestellt [2] . Zwar kosteten sie deutlich weniger als die Extreme Editions, im Vergleich zu den sonst identischen LGA1156-CPUs mit begrenztem Multiplikator Core i5-650 und Core i7-870 verlangte Intel aber einen saftigen Aufpreis.

Mit Sandy Bridge wurden die K-Prozessoren billiger: Die LGA1155-Prozessoren Core i5-2500K und Core i7-2600K gehören seit dem Verkaufsstart der CPU-Familie Anfang Januar zum Angebot und kosten lediglich 10 bis 15 Euro mehr als ihre Geschwister mit begrenztem Multiplikator.

Wer vor hat, sich ein Sandy-Bridge-System zuzulegen und es anschließend zu übertakten, sollte bereits vor dem Kauf der Komponenten einige Punkte berücksichtigen. Das klassische Übertakten von Prozessoren mit begrenztem Multiplikator über die Basistaktfrequenz ist nur noch sehr eingeschränkt möglich. PCI Express Root Complex, Speicher-Controller sowie weitere Ein- und Ausgabeeinheiten stecken im sogenannten System Agent des Prozessors und werden von einem einzigen Taktgeber mit 100 MHz gespeist. Folglich lassen sich die Taktfrequenzen von Base Clock, der DMI-Verbindung zum Chipsatz, PCI Express und des Speicher-Controllers nicht mehr unabhängig von einander verändern.

Erhöht man die Basistaktfrequenz bei einem Rechner mit Sandy-Bridge-CPU, wirkt sich das direkt auf die Taktfrequenzen der Erweiterungskarten, Controller-Chips und der Schnittstellen des Chipsatzes wie Serial-ATA und USB aus. Diese verkraften Abweichungen von der Spezifikation nur in wesentlich geringerem Maße als Prozessorkerne oder Overclocking-DIMMs. Uns gelang es lediglich, den Base Clock auf 104 MHz hochzudrehen. Bereits bei einer Übertaktung um fünf Prozent auf 105 MHz scheiterte das Booten. Wir raten davon ab, mit der Basistaktfrequenz zu experimentieren. Den geringen Performance-Gewinn bemerkt man nicht und es können sich unbemerkt Datenfehler einschleichen.

Bei Sandy-Bridge-Prozessoren lässt sich der Base Clock nicht mehr unabhängig von den Taktfrequenzen für DMI und PCIe verändern. Aus Gründen der Übersichtlichkeit haben wir Level-3-Cache und Grafikkern in der Grafik weggelassen.

Bleibt als weiterer Weg zum maximalen Takt der Multiplikator. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Stromsparfunktionen weiter funktionieren. Allerdings unterstützt nicht jeder Chipsatz die Manipulation des Prozessortakts per Multiplikator. Derzeit hat Intel diese Fähigkeit nur beim Allround-Chipsatz P67 freigeschaltet. Die integrierte HD-Grafikeinheit lässt sich mit diesem Chipsatz aber nicht verwenden.

Mainboards, die mit dem grafiktauglichen H67-Chipsatz ausgestattet sind, erlauben wiederum kein Hochdrehen des Multiplikators – selbst wenn man sie mit einem K-Prozessor bestückt. Stattdessen lässt sich mit diesem Chipsatz die Frequenz der integrierten HD-2000- oder HD-3000-Grafikeinheit verändern. Weil diese GPU aber vergleichsweise lahm ist, lohnt sich das nicht. In den nächsten Monaten soll schließlich der High-End-Chipsatz Z68 erscheinen, der sowohl die Manipulation des Multiplikators ermöglicht als auch Onboard-Grafik unterstützt. Für Overclocker führt also derzeit kein Weg an einem P67-Board mit gesteckter Grafikkarte vorbei.

Die bereits angesprochenen K-Prozessoren Core i5-2500K und Core i7-2600K erlauben es, den Multiplikator im Bereich zwischen 16 und 57 in Einerschritten einzustellen. Die CPU-Taktfrequenz lässt sich somit bei einer Basistaktfrequenz von 100 MHz zwischen 1,6 und 5,7 GHz variieren. Aktuelle BIOS- beziehungsweise UEFI-Versionen einiger Mainboards schalten darüber hinaus die Multiplikatorstufen 58 und 59 frei – was nicht bedeutet, dass die Prozessoren damit stabil laufen.

Bei den übrigen Core-i5- und -i7-Prozessoren gibt Intel den Multiplikator begrenzt frei (Limited Overclocking). Er lässt sich um bis zu vier Stufen (400 MHz) über die jeweilige maximale Turbo-Boost-Stufe anheben. Zum Beispiel hat der Quad-Core-Chip Core i7-2600 eine Nenntaktfrequenz von 3,4 GHz. Bei Last auf nur einem Kern kann dieser dank Turbo Boost mit bis zu 3,8 GHz arbeiten. Bei zwei aktiven Kernen beträgt das Limit 3,7 GHz, bei drei Kernen 3,6 GHz und bei vier Kernen 3,5 GHz. Im Setup des BIOS oder UEFI lassen sich vier aktive Kerne maximal auf 3,9 MHz, drei auf 4,0 GHz, zwei auf 4,1 GHz und einer auf 4,2 GHz übertakten. Bei den Core-i3- und Pentium-Modellen mit Sandy-Bridge-Kernen hat Intel das Übertakten per Multiplikator unterbunden. (chh)

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 8/2011.

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