Workshop: Ryzen 2 overklokken

59 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Goede timings
  3. 3. Aan de slag
  4. 4. Overklokken
  5. 5. Resultaten
  6. 6. Games resultaten
  7. 7. Conclusie
  8. 8. Reacties

Inleiding

De tweede generatie Ryzen-chips die ons begin 2018 bereikten, hadden de nodige optimalisaties en ook hogere kloksnelheden dan hun voorgangers. Dat betekende een kleine sprong in prestaties, maar het Pinnacle Ridge platform biedt nog altijd ruimte voor overklokken. Hoe dat in zijn werk gaat, bespreken we in dit artikel.

Gratis extra prestaties, wie wil dat nou niet? Wie zijn Ryzen-processor heeft geïnstalleerd, zal er vermoedelijk het maximale uit willen halen. Door snel werkgeheugen te installeren behaal je al winst, omdat de snelheid waarmee de communicatie tussen de core-complexen verloopt gekoppeld is aan die van de geheugencontroller. Dat betekent niet dat er verder niks meer uit een Ryzen-processor valt te halen, maar met XFR en Precision Boost behalen de X-modellen uit de Ryzen-familie al erg hoge snelheden. Een handmatige overklok zorgt dan ook in veel gevallen voor maar een beperkte prestatiewinst bij die X-cpu’s.

Als je alles uit je Ryzen-processor wilt halen, kijk je niet alleen naar de kloksnelheden van de cpu, maar kijkt minstens zo aandachtig naar optimale geheugentimings. Dit alles nemen we op de volgende pagina's uitgebreid met je door.

AMD Ryzen 7 2700 Boxed

Goede timings

Om te kijken hoeveel extra prestaties wij uit een Ryzen 2-chip kunnen persen, hebben we de Ryzen 7 2700X gepakt en op een Asus RoG Crosshair VII Hero moederbord geplaatst, voorzien van flinke koeling middels de Thermaltake Floe Riing 360mm waterkoeler. Daarnaast gebruikten we G.Skill TridentZ DDR4 3200 geheugen dat voorzien is van Samsung’s fameuze B-die. Met dergelijke chips kunnen over het algemeen de beste en meeste agressieve timings behaald worden. Wel zijn geheugenmodules met deze chips prijziger dan die met de ‘gewone’ chips. De processor gaan we zo ver mogelijk overklokken op deze testbench, terwijl we de geheugentimings zo strak mogelijk proberen te krijgen zonder de stabiliteit van het systeem in het geding te brengen.

We vergelijken de overgeklokte 2700X met testresultaten van een standaard 2700X en 2700 in enkele benchmarks: Cinebench, Aida64, GTA V en Battlefield 1.


Op de gebruikte Asus RoG Crosshair VII Hero WiFi is een sloot aan overklokfeatures beschikbaar, ook voor geheugentimings.

Geheugencompatibiliteit

Bij de lancering van Ryzen was de geheugencompatibiliteit een struikelblok, maar naast optimalisaties middels bios-updates zijn er in het afgelopen jaar ook speciale geheugenkits op de markt gekomen met een ‘Ryzen compatible’-garantie. Sowieso is het dus een goed idee om je moederbord van de nieuwe bios te voorzien, maar als je geheugen aan het uitkiezen bent, kan het de moeite waard zijn om zo’n kit te kiezen die compatibiliteit met Ryzen garandeert. Dit wil overigens niet zeggen dat een kit zonder deze stickers erop niet zal werken op Ryzen. In onze Prijsvergelijker kun je van geteste geheugenmodules bij de testresultaten zien of het XMP-profiel compatibel is met Ryzen, wat een goed startpunt is voor het uitkiezen van geschikt geheugen.


Een fatsoenlijke koeler, zoals deze Thermaltake Floe Riing met 360 mm waterkoeler, helpt wel als je gaat overklokken.

Aan de slag

Wij hebben onze Ryzen 7 2700 zo ver mogelijk overgeklokt en geoptimaliseerd met de Ryzen Master-software en met de Ryzen DRAM Calculator. Het eerste programma is een stuk software dat van AMD zelf afkomstig is, de tweede betreft een zelfstandig project van de gebruiker ‘1usmus’ op het forum van overclock.net.

Met Ryzen Master kunnen we vanuit Windows zelf aanpassingen doen aan de maximale kloksnelheden per core, evenals aan de spanning. Met de Ryzen DRAM Calculator kunnen we de beste secundaire en tertiaire geheugentimings laten uitrekenen, om zo het werkgeheugen beter te kunnen overklokken. De tool werkt door enkele latency’s die met Taiphoon Burner op te vragen zijn, in te voeren. Vervolgens kan er uit veilige, strakke of extreme timings gekozen worden.

Over de werking van geheugen en de bijbehorende primaire timings heb je in Hardware.Info Magazine #2 van 2018 al het nodige kunnen lezen. Wat betreft de secundaire en tertiaire timings is er in dit artikel te weinig ruimte om de diepte in te gaan over de werking ervan. Voor nu is het voldoende om te weten dat de primaire timings over de latency’s van de rijen en kolommen op geheugenmodules gaan, en de secundaire en tertiaire timings over de latency en afhandeling van cycli binnen een rij en kolom.

Met Taiphoon Burner laten we de timings uitlezen die we in het programma vervolgens laten omzetten van standaard waarden naar nanoseconden. Het overzicht dat we vervolgens krijgen, voeren we in bij de linkerkolom van de Ryzen DRAM Calculator. De volgorde die Taiphoon Burner geeft, is niet precies dezelfde volgorde als wat we moeten invoeren bij de calculator, maar met goed opletten is het zo gedaan.


In Taiphoon Burner worden de specificaties van het werkgeheugen uitgelezen.

Vervolgens valt er in de Ryzen DRAM Calculator te kiezen uit veilige, snelle of extreme timings op basis van de ingevoerde latency’s. Wij kiezen voor de snelle optie (fast). Het programma vult nu in de overige kolommen de secundaire en tertiaire timings in, die we vervolgens in de bios van ons moederbord kunnen invoeren. Voor de meeste timings wordt door de calculator slechts één waarde gegeven terwijl enkele andere juist naast een aanbevolen (recommended) waarde ook twee alternatieven aangeeft.

In de bios van het moederbord is het nog meer opletten geblazen om de lijst met timings op de juiste plek in te vullen. We gaan bij ons Crosshair VII Hero-moederbord naar het tabblad ‘Extreme Tweaker’ en kiezen daar voor DRAM Timing Control. Eenmaal daar aangekomen zijn verreweg de meeste variabelen identiek genaamd aan wat we in de DRAM Calculator hebben staan.

Na het invoeren en opslaan is het tijd voor een stabiliteitstest, waarvoor onder andere Memtest86 gebruikt kan worden. Dit bleek bij ons geen geheugenfouten op te leveren, dus zijn we in de DRAM Calculator vervolgens voor de extreme timings gegaan. Dat bleek helaas niet stabiel te werken, waardoor we bij de ‘fast’ preset moesten blijven.


In de Ryzen DRAM Calculator moeten enkele primaire timings ingevoerd worden om alle secundaire en tertiaire timings uit te laten rekenen.

Overklokken

Voor het overklokken duiken we normaal gesproken de bios in, maar dit keer gooien we het over een andere boeg. We gebruiken AMD’s eigen Ryzen Master-software, waarmee we vanuit Windows kunnen gaan overklokken en direct een korte stabiliteitstest kunnen doen.
Het softwarepakket weegt zo’n 63 MB en wordt vergezeld van een vrij uitgebreide gebruikershandleiding. Qua layout zien we grote overeenkomsten met Radeon Settings. In principe is elke Ryzen-processor hiermee te overklokken, wat wel gelimiteerd wordt op de A320-chipset. Wij gebruiken echter een X470-moederbord, waarop overklokken van zowel de cpu als het geheugen mogelijk is. Laatstgenoemde hebben we al in de bios volledig ingesteld, dus met Ryzen Master richten we ons nu enkel op de kloksnelheid van de cpu.

In Ryzen Master wordt een overzicht gegeven van heel wat zaken die met de processor te maken hebben. Naast de temperatuur, kloksnelheid en huidige belasting, krijg je per core de maximale kloksnelheden te zien. Het scherm waarmee Ryzen Master opent, is het huidige actieve profiel (of de standaard instellingen die van toepassing zijn). Dit profiel kan niet aangepast worden, maar als we onderin het venster voor ‘Profile 1’ of 2 kiezen, kunnen we wel aanpassingen doen.


De Ryzen Master software geeft een overzicht over de processor en de kloksnelheden, die met profielen aangepast kunnen worden.

Een opvallende feature van Ryzen Master is de markering van de ‘beste’ cores op de processordie. De losse core die volgens AMD het waarschijnlijkst is om ver over te klokken, wordt met een gouden ster aangegeven. De nummer twee in deze classificering wordt met een zilveren ster aangegeven, en ten slotte wordt met grijze bolletjes een (gedeelde) derde plek aangegeven. Voor onze overkloktest richten wij ons echter op het overklokken van alle cores tegelijkertijd.

We beginnen met de vcore handmatig in te stellen op 1,45 V. Voor alle handelingen is het belangrijk om te onthouden dat de wijzigingen pas worden toegepast als er rechtsboven in beeld voor ‘apply’ of ‘toepassen’ wordt gekozen. Op dat moment is in Ryzen Master direct te zien dat de ‘peak speed’ verhoogd wordt. Vervolgens stellen we de maximale kloksnelheden van de cores gelijk aan elkaar en schroeven we deze op. In stapjes van 100 MHz testen we met de ingebouwde stresstest van Ryzen Master hoe stabiel de verhoogde kloksnelheid is.

Onze Ryzen 7 2700 werkt zich probleemloos omhoog van een bescheiden all-core kloksnelheid van 3,4 GHz naar een indrukwekkende 4,2 GHz. Nemen we de volgende stap naar 4,3 GHz, dan wordt de ingebouwde stresstest wel voltooid, maar als we met Cinebench en de test van Aida64 aan de slag gaan, loopt het systeem vast. Het verhogen van de vcore biedt helaas niet de oplossing, zelfs niet naar 1,55 V. De maximale kloksnelheid komt dus uit op 4,2 GHz, dat met 1,425 V ook stabiel werkt. Onze overklok geeft daarmee een 23,5% hogere kloksnelheid op alle cores dan op standaard instellingen.


Onze uiteindelijke cpu-overklok op de Ryzen 7 2700 komt uit op 4,2 GHz voor alle cores.

Resultaten

Nadat we onze geheugentimings hebben geoptimaliseerd en de processor in Ryzen Master hebben overgeklokt, hebben we enkele stabiliteitstests gedraaid. Het systeem voltooide deze ook succesvol, waarna we over zijn gegaan tot het benchmarken. Het kleine aantal benchmarks dat we hebben gedraaid bestaan uit Cinebench R15, Aida64, Grand Theft Auto 5 en Battlefield 1. Voor de twee games hebben we zowel de framerates als de frametimes opgenomen, en voor de synthetische benchmarks noteren we de scores die de programma’s zelf opgeven.

In Cinebench R15 zijn onze single-threaded prestaties toegenomen van 167 naar 176 punten, een verbetering van ruim 5 procent. Deze beperkte verbetering komt hoofdzakelijk doordat de single-core turbo van de Ryzen 7 2700 met 4,1 GHz al redelijk hoog lag. Met de overklok hebben we alle cores op 4,2 GHz gekregen, maar daarmee heeft de maximale single-core snelheid dus maar een toename van 100 MHz gezien. Puur op basis van de kloksnelheden zou je dus een verbetering van slechts 2,4 procent verwachten, maar het snellere werkgeheugen dat bovendien voorzien is van strakkere timings versterkt dit effect.

In Cinebench R15 zijn de multi-core prestaties van 1569 naar 1919 punten gegaan, wat een verbetering van 22,3 procent is – en ongeveer 10 procent langzamer dan de Core i9 7900X van de concurrentie, die pakweg drie keer zoveel kost als de 2700X. Als we kijken naar de kloksnelheden van de processor, heeft de overklok van 3,4 GHz naar 4,2 GHz op alle cores een verhoging van 23,5 procent tot gevolg. Opnieuw draagt ook het snellere en beter geoptimaliseerde geheugen bij aan betere resultaten, waardoor de hoeveelheid winst er dicht in de buurt van de toename in kloksnelheid komt te liggen. Bovendien is de score van de overgeklokte Ryzen 7 2700 met 1919 punten in Cinebench hoger dan de score van een standaard 2700X, die uitkomt op 1835 punten.

De ingebouwde benchmarks van het multifunctionele programma Aida64 hebben we op de standaard Ryzen 7 2700 en 2700X gedraaid, en daarnaast op de overgeklokte 2700. De eerste benchmarks is ZLib, waarmee de cpu en geheugen intensief worden gebruikt voor compressie. De overklok op de 2700 resulteert in een sprong van 649 naar 785 MB per seconde, wat daarmee nagenoeg gelijkloopt aan de Ryzen 7 2700X.
In de AES-benchmark wordt de bekende cryptografische standaard gebruikt in SSE 4.1-instructies. Daar wordt een flinke verbetering van 22,4 procent behaald door de overgeklokte 2700 ten opzichte van de standaard instellingen. De overklok is hier zelfs zo effectief dat de score bijna 4,5 procent hoger uitvalt dan de 2700X.

Processor Ryzen 7 2700 Ryzen 7 2700 OC Ryzen 7 2700X
Alle cores turbo klokfrequentie 3,4 GHz 4,2 GHz 4 GHz
Max, turbo klokfrequentie 4,1 GHz 4,2 GHz 4,3 GHz
Cinebench 15 Single Threaded 167 176 179
Cinebench 15 Multi Threaded 1569 1919 1835
AIDA64 (5,90,4247) - Zlib 649 MB/s 784,9 MB/s 778,6 MB/s
AIDA64 (5,90,4247) - AES 61284 MB/s 75042 MB/s 71846 MB/s
AIDA64 (5,90,4247) - Hash 20708 MB/s 25309 MB/s 24440 MB/s
AIDA64 (5,90,4247) - Julia 35713 43675 41994
AIDA64 (5,90,4247) - Mandel 18711 22894 21879

Bij de Hash-benchmark van Aida64 wordt het SHA1 hashing algoritme gebruikt, en kan versneld worden door een reeks extensies zoals MMX, SSE4 en AVX. Onze overklok heeft in deze test tot gevolg dat de Ryzen 7 2700 met 25309 MB/s ruim 22 procent hoger scoort dan op stock snelheden. Ook hier wordt de 2700X verslagen, zij het met een kleiner verschil van 3,5 procent.

De Julia-benchmark meet de single precision floating-point prestaties van de processor door een reeks frames te berekenen. Waar de stock Ryzen 7 2700 op 35713 punten uitkomt, geeft onze overklok de processor een boost naar 43675 punten, wat een toename van 22,3 procent is. Daarmee is de 2700 OC ook nog eens 4 procent sneller dan de 2700X.

Ten slotte is er van de Aida64-benchmarks nog Mandel. Waar Julia in single-precision (32-bit) draait, doet Mandel dat in double precision (64-bit). Ook hier wordt er een reeks frames berekend, in dit geval op basis van de Mandelbrot Set. Opnieuw zien we een ruime 22 procent verbetering dankzij onze overklok, en ook hier wordt de 2700X met ruim 4,5 procent verslagen.

Games resultaten

Voor de tests met games hebben we de systemen voorzien van een GeForce GTX 1080 Ti. Allereerst hebben we benchmarks gedraaid op full hd-resolutie in Grand Theft Auto 5, zowel op medium als op ultra instellingen. De verbeteringen op medium zijn in dit spel aanzienlijk, want onze overklok en optimalisatie zorgt ervoor dat de framerate toeneemt van 117,9 naar 127,3 fps. Dat is een verbetering van 8 procent, en daarmee behaalt de overgeklokte 2700 ook een hogere framerate dan de 2700X. De frametimes zijn in GTA5 voor de overgeklokte cpu opvallend genoeg bij medium iets minder gunstig dan de zowel de stock 2700X als de stock 2700.

Op ultra-instellingen zien we een toename van 9 procent in de framerate, maar vooral de frametimes van de 2700 OC zijn een heel stuk beter. De 2700 komt daar uit op 47,6 fps, maar de overgeklokte Ryzen doet het met 66,6 fps bijna 40 procent beter.

Processor Ryzen 7 2700 Ryzen 7 2700 OC Ryzen 7 2700X
Alle cores turbo klokfrequentie 3,4 GHz 4,2 GHz 4 GHz
Max, turbo klokfrequentie 4,1 GHz 4,2 GHz 4,3 GHz
GTA V - 1920x1080 - Medium 117,9 fps 127,3 fps 119,5 fps
GTA V - 1920x1080 - Ultra (2x MSAA, 0x Refl, MSAA) 86,5 fps 94,3 fps 90,3 fps
Battlefield 1 (DX12) - 1920x1080 - Medium 157,1 fps 162,6 fps 167,7 fps
Battlefield 1 (DX12) - 1920x1080 - Ultra 128,9 fps 130 fps 140,7 fps
GTA V - 1920x1080 - Medium (min, FPS 99p) 83,3 fps 71,4 fps 100 fps
GTA V - 1920x1080 - Ultra (2x MSAA, 0xRefl, MSAA) (min, FPS) 47,6 fps 66,6 fps 43,5 fps
Battlefield 1 (DX12) - 1920x1080 - Medium (min, FPS 99p) 85,5 fps 90,4 fps 96,2 fps
Battlefield 1 (DX12) - 1920x1080 - Ultra (min, FPS 99p) 80 fps 84 fps 87,7 fps

In Battlefield 1 op medium instellingen zien we een kleine verbetering in de framerates van 3,5 procent. Bij de frametimes is dat met een verbetering van 5,7 nog iets opvallender, maar het lukt onze 2700 met overklok niet om de Ryzen 7 2700X op standaard instellingen te verslaan.

Op ultra instellingen komt Battlefield 1 niet met andere verhoudingen tussen de geteste processors. De overklokte 2700 scoort krap een procent beter dan de 2700, en blijft nog 10 fps achter op de 2700X. In de frametimes gaat het iets beter, daar zorgt de overklok voor een 5 procent hogere 99e percentiel. Maar ook daar blijft de 2700X succesvoller dan onze ingrepen.


De geheugeninstellingen op ons Asus RoG Crosshair VII Hero bord.

Eén ding moet niet onvermeld blijven: met deze overklok neemt het verbruik van het testsysteem flink toe. Van 113W voor een standaard 2700 stijgt het verbruik na onze overklok naar 206 watt. Dat is nog duidelijk meer dan een niet-overklokte 2700X.

Conclusie

Het overklokken en optimaliseren van je Ryzen-processor kost even tijd, maar als je succesvol een overklok hebt toegepast en je geheugentimings strakker hebt ingesteld, heb je gratis extra prestaties. Zeker in multi-threaded toepassingen legt de tijdsinvestering je geen windeieren, gezien onze resultaten.

Het uitpluizen van de beste geheugentimings voor Ryzen is een tijdrovende klus, waarbij de DRAM Calculator je een hoop tijd kan besparen. Het is belangrijk om te tijd ervoor te nemen en het geduld te hebben om de limieten van de geheugenchips te vinden. Het kan per benchmark nog verschillen of het systeem stabiel draait of niet.

Met AMD Ryzen Master is het overklokken van je processor in een handomdraai gedaan. De interface werkt vanuit Windows, en met een paar muisklikken heb je niet alleen je vcore en kloksnelheid aangepast, maar kun je ook direct een stresstest uitvoeren. Voor wie de wereld van overklokken nieuw is en liever niet élke instelling in de bios afgaat om er de laatste megahertz uit te persen, is Ryzen Master een toegankelijke manier om extra prestaties uit de processor te halen.

Onze overklok en geheugenoptimalisatie op de Ryzen 2700 heeft als resultaat dat de processor in de meeste synthetische benchmarks ruim 20 procent hoger scoort. Van de games heeft GTA 5 het meeste voordeel van onze ingrepen gehad, maar ook Battlefield 1 heeft profijt gehad van de overklok, wat vooral in de frametimes goed is terug te zien.

AMD Ryzen 7 2700 Boxed

Een eerdere versie van dit artikel verscheen in Hardware.Info Magazine #4/2018. Neem een abonnement op Hardware.Info Magazine om als eerste onze beste, uitgebreidste artikelen te lezen en de gratis publicaties op deze site te steunen.

0
*