De resultaten van mijn cTDP testen om iets over efficiëntie en performance te weten te komen.
Testmethode:- In de BIOS in stappen van 10W van 25W tot 185W de PL1/PL2 zetten
- Kernel 5.15 (anderen geven problemen met tooltjes, dus vandaar terug naar default kernel)
- Gebruik van perf stat om zowel een test te herhalen als de energie te meten. Door het herhalen bepaalt perf een gemiddelde en een afwijking. Deze afwijking moet < 1% zijn voor mij om de test te laten slagen.
Doel is om maximaal naar cTDP te schalen, multi core, om te zien wat dat met het verbruik doet. Verbruik zowel vanuit het CPU package, als uit het stopcontact.
Sysbench:
sudo perf stat -r 3 -e power/energy-pkg/,power/energy-cores/,power/energy-gpu/ sysbench cpu --threads=20 --events=500000 --time=20 run
Helaas een onbruikbaar tooltje om te schalen naar vermogen. Vanaf 95W cTDP is het over met de pret. De CPU neemt niet meer energie (oranje en grijze lijnen), en doet qua performance (blauwe lijn) ook niks meer.
Op naar de volgende.
7zip:
sudo perf stat -r 3 -e power/energy-pkg/,power/energy-cores/,power/energy-gpu/ 7z b -md23 -mx9 -mm=LZMA 2
7z laat net wat meer zien, maar stopt ook met schalen als er meer vermogen wordt toegestaan.
Vanaf 135 cTDP gebeurt er niks meer: er wordt niet meer energie opgenomen (oranje en grijze lijnen) en ook de duur van de benchmark (blauwe lijn) wijzigt niet meer na de 135W cTDP.
Je ziet dat de performance / Joule (gele lijn) een optimimum heeft tot 75/85W cTDP, en daarna zakt totdat de 135W cTDP is bereikt. Daarna loopt deze lijn horizontaal.
Het piekvermogen uit het stopcontact wijzigt ook niet meer vanaf 135W cTDP.
x264:
Dan de laatste: het omzetten van een korte 4K film met de x264 benchmark van de Phoronix Test Suite.
PTS voert deze test al zelf 3x uit en bepaalt de afwijking, dus vandaar doe ik deze test maar 1x.
sudo perf stat -r 1 -e power/energy-pkg/,power/energy-cores/,power/energy-gpu/ phoronix-test-suite pts/x264
Je ziet hier bijna hetzelfde als met Cinebench R23 onder Windows 11: er zit een knik rond de 75/85W cTDP waar de CPU efficienter wordt, waarna dit weer rustig afneemt vanaf 125W cTDP. Vanaf 165W cTDP doet deze test niks meer, zowel qua energie uit het CPU package als de performance. Ook het wattage uit het stopcontact wijzigt niet meer!
Bij 125W cTDP zit je overigens al op 94% van de maximale performance!
Maar we zijn er nog niet. Deze test laat - dankzij de schaling naar cTDP - wat dingen zien die net wat lastiger zijn te verklaren.
De blauwe lijn toont de energie nodig per x264 score. Je ziet een optimum tussen de 65W en 125W cTDP.
Dit duidelijke optimum zie je NIET terug in de grijze lijn die de performance laat zien tov de Watts uit het stopcontact. Deze vertoont wel even een dipje bij 75W cTDP, maar stijgt daarna lekker door. Er is ook een duidelijke sprong zichtbaar bij 85W cTDP.
Wat is hier aan de hand?
De oranje lijn geeft het verschil in Watts aan tussen het vermogen uit het stopcontact en de ingegeven cTDP. Je ziet dat deze in stapjes toeneemt, dan redelijk vlak loopt tussen 85W en 125W cTDP, dan flink toeneemt, en aan het einde weer afneemt.
De laatste is logisch: immers er wordt geen extra vermogen meer uit het stopcontact gehaald, en dus daalt het verschil tussen ingestelde cTDP en het vermogen uit het stopcontact.
De toename vanaf 125W is wat vreemd: dit is wel toevallig als de turbo aan de slag mag, maar we zien dat het CPU package niet deze duidelijke toename laat zien. Er 'lekt' dus ergens vermogen weg lijkt het.
Om dit beter te zien geeft de gele lijn het verschil aan tussen de DC waarde uit het stopcontact - dus gecorrigeerd naar efficiëntie van de RM550x - en de ingestelde cTDP. Doordat de RM550x bij lage vermogens aan efficientie wint zie je de gele lijn tot 75W cTDP een stuk vlakker lopen dan de oranje lijn.
Echter ook hier een sterke knik bij 75W/85W cTDP. Daarna redelijk horizontaal tot 125W cTDP en voor de rest redelijk hetzelfde verloop als de oranje lijn.
Wat zien we hier nu? Ik vermoed - maar ben beetje leek op dat gebied - dat we hier de efficiëntie van de power stages / VRM's zien van het Kontron bord. Deze zijn opgedeeld in een 5+3+1 opstelling.
Wat ik nu denk (maar kan dit ff niet nazoeken, kan ook de specs van de IC's niet vinden) dat:
- Tot 75W cTDP een deel van de power stages werkt, en de rest uitstaat
- Vanaf 85W cTDP een tweede deel van de power stages wordt bijgeschakeld, vandaar de knik. Deze zijn behoorlijk efficient tot aan de 125W cTDP, waarna de efficientie afneemt.
Oftewel:
- Kontron heeft maximale efficientie beoogd voor CPU's tot 65W cTDP
- Heeft nog wat extra's gedaan voor CPU's met een 125W cTDP
- Alles daarboven heeft gewoon ff pech: het is geen overklok bord immers

Als je naar het vermogen uit het stopcontact kijkt, want daar draait het uiteindelijk om, dan heb je te maken met:
- De efficiëntie van de CPU bij verschillende cTDP
- De efficiëntie van de power stages
- De efficiëntie van de RM550x
En deze kunnen elkaar dus 'tegenwerken': het rendement van een efficiëntere CPU lijkt nu door omschakeling van de power stages teniet te worden gedaan rond de 85W cTDP
Ik kan er natuurlijk helemaal naast zitten...
Ik ga nu kijken of ik de maximale frequenties van de P en E cores kan instellen, en zo ja, wat het effect is op zowel performance als afgenomen vermogen van het package en uit het stopcontact.
Wie weet