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Sandy Bridge-E・Rampage IV Formula

Ivy Bridge-E対応BIOSでの謎ターボブースト動作対策

気まぐれ自作er日記 Rampage IV Formula BIOS 4901
気まぐれ自作er日記 今更の6コア (Core i7-3930K)

詳しい事は上記の私の過去記事に書いていますが、R4FのBIOS 4403以降ではWindows7の電源管理を「バランス」ベースで使用するとシングルスレッド時にUEFIで設定した最高ターボブーストクロックに上がらなくなります。
この4403とその前の4208との大きな差は、Ivy Bridge-E対応+UEFIの見た目が大きく変化+iROGの更新です。
当初はR4FもしくはASUSのX79マザーのみの問題かと思っていましたが、どうやらこれはX79全般の現象のようです。
更に言うと若干動きは違うようですが、X99+Haswell-Eでもシングルスレッド時のターボブースト問題は起きているようです。 (私は所有していないので細かい動きは未確認)

上記記事でも書いていますが色々実験した結果、Windows7の電源管理を「高パフォーマンス」ベースで弄ると最低倍率からUEFIで設定した最高ターボブースト倍率まで可変で上がるようになります。
しかし「バランス」と「高パフォーマンス」では通常公開されていない しきい値が違うため、「高パフォーマンス」ベースの設定ではアイドル時に最低倍率で落ち着く事がなく、ガジェットHWiNFO Monitorで表示しているCPU Clockが目まぐるしく上下している状態でした
当然この状態ではアイドル消費電力も跳ね上がります。
X79やX99で消費電力気にするなよという意見もあると思いますが、私的には電力食いの-Eシステムだからこそせめてアイドル時には可能な限り省電力であって欲しいと考えています。

使用しているCPUがi7-3820 → i7-3930Kと未だSandy Bridge-Eな事もあり、Ivy Bridge-E非対応のBIOS 4208のままであれば上記問題は関係無いので今まではそうしていました。
が、2chのHaswell-EスレでID:u6CWMxrW氏が重要なキーワードを書いてくれたため、この問題に対しての私なりの対応策を実験してみました。



上記の重要なキーワードとは「パフォーマンス向上しきい値」です。
このワードでググると現在はこんな感じで表示されます。
X79ターボブースト問題_001

この2番目のドキュメント直リンがマイクロソフト公式のプロセッサの電源管理の解説で、3番目のASCIIの記事がレジストリを弄ってコントロールパネルの電源オプションで非公開項目を弄れるようにする方法です。
ちなみにASCIIの記事はWindows8.1用となっていますが、基本的にはWindows7でも通用する内容です。
ただ記事の一部GUIDがMS公式文書と違うので、MS公式文書が正解と考えた方がいいでしょう。

MS公式の「Windows 7 と Windows Server 2008 R2 でのプロセッサの電源管理」を読むと分かりますが、かなりの項目が隠し設定として設定されており、また不用意に弄ると動作の安定性を損なう可能性もあるため、今回私は次の4つの項目のみを弄ってみました。

プロセッサ パフォーマンスの向上しきい値 (06cadf0e-64ed-448a-8927-ce7bf90eb35d)
プロセッサ パフォーマンスの低下しきい値 (12a0ab44-fe28-4fa9-b3bd-4b64f44960a6)
プロセッサ パフォーマンスの低下ポリシー (465e1f50-b610-473a-ab58-00d1077dc418)
プロセッサ パフォーマンスの向上ポリシー (40fbefc7-2e9d-4d25-a185-0cfd8574bac6)


HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power\PowerSettings\54533251-82be-4824-96c1-47b60b740d00\下のこの4つのレジストリキーの項目Attributesの値をそれぞれ2にします。
X79ターボブースト問題_002

レジストリエディタを終了後コントロールパネルから電源オプションを開いて詳細設定を見ると、上記の4項目が弄れるようになっています。
X79ターボブースト問題_003


ちなみにバランスと高パフォーマンスでのデフォルト値は以下の値になっています。
X79ターボブースト問題_004 X79ターボブースト問題_005

実際の動作上から予想は付いていましたが、やはり通常では弄れない隠し設定のしきい値が「バランス」と「高パフォーマンス」では大きく違いました



準備が整ったのでR4FのデュアルBIOSを切り替え最終バージョン5001にします。
R4F_5001_001.jpg

iROGの自動更新後Windows7が立ち上がったので色々実験してみました。
なおi7-3930Kの設定はBIOS 4208の時と同じく4.5GHz設定です。

・「バランス」ベース
相変わらずシングルスレッドでは4.2GHzまでしか上がりません。
上記隠し設定の4項目を「高パフォーマンス」と同じ30%・10%・単一・ロケットに設定しても変わらず4.2GHz止まりです。

・「高パフォーマンス」ベース
ならば逆転の発想で、問題無く4.5GHzまで跳ね上がるこちらをベースに弄ります。
高パフォーマンスのデフォルト状態では通常設定項目の「最小のプロセッサの状態」が100%になっていて、私の例で言うと4.5GHz張り付きになりますが当然ここはバランスと同じ5%に設定するとi7-3930Kの最低倍率12倍まで下がるようになります。
ただしこの記事の先頭でも書いていますが、高パフォーマンスベースだとターボブースト問題は起きない代わりに不必要に倍率が上がりすぎて省電力的に問題が出ます。
そこで隠し設定4つをバランスでのデフォルト値60%・20%・理想・理想に変更します。
その結果、アイドル時にポンポン跳ね上がっていたクロックが収まりました
軽くテストしてみましたが、Super-πやCINEBENCHのCPUシングルなどでもきっちり4.5GHzに上がり、なおかつアイドル時には1.2GHzで落ち着いています。



今回の設定により、少なくとも私の環境ではIvy Bridge-E対応BIOSでアイドル時省電力とシングルスレッドMAXパワーの両立が可能になりました。
肝心のIvy Bridge-Eや現行のX99+Haswell-Eを持っていないのでこれらの環境でのテストは出来ていませんが、多分いけるんじゃないかとは思います。
Haswell-Eではこの方法では上手くいかないようです。
となるとBroadwell-Eでも上手くいかないでしょう。
貴重なコメントありがとうございました>こん さん


バランスのデフォルト値ではクロックの上がり方が鈍いとか、もっと負荷が高くても最低クロックを維持したい等の場合は今回の隠し設定4つを色々弄ってみると納得出来る結果が出るかもしれません。
なお今回のテスト結果でも分かるように、「バランス」と「高パフォーマンス」では他の隠し設定の値も明らかに違うのでもっと追求したい方はMS公式文書を元に弄ってみるのもいいでしょう。

今回の記事で紹介したレジストリ設定はWindows10 1511 (TH2) でも通用します。
実験機で試してみましたが、上記と全く同じキー・項目を弄ると電源オプションで隠し設定が出てきました。
X79ターボブースト問題_006


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Comment
80
管理人様、初めまして。
参考になりました。
が、、、私はHas-Eなのですが挙動が全く違うようです。
ALL Coreで4GHzまでBIOSから省電力有効でOCしているのですが

>Windwos7の電源管理を高パフォーマンスベース
>(電源プランの作成時に高パフォーマンスをベースにして、最小のプロセッサの状態を5%、最大のプロセッサの状態を100%) にすると
>ちゃんとターボ倍率になります。

なりません(涙
目まぐるしく倍率がπを走らせてる最中も変わります。
25~36倍くらいかな?

管理人様が上手く解決された「高パフォーマンス」ベースのレジストリからの隠し設定変更も管理人様が
解決した設定の他、色々と試しましたが全く40倍に張りついてくれずベンチ中も不安定に25~40倍あたりをうろうろ…

全コアに負荷がかかるシネベンマルチですと約1200cbとなかなかのパワーですがシングルだとスコアも不安定で
100~120くらいと最悪G1840あたりくらいの性能しか出ていないようです。
「高パフォーマンス」の標準設定ですと160cbくらいなんですけね。

困りました。
intelさんにはメインストリームのi7(2600Kや4770Kなど)のOCのようにπやシネベンシングルでも
OCしたTB値(私の場合は100x40)に即に上がってくれるようにして欲しいです。
でもエルミタのレビューでも付属OCソフトを使わないで標準設定ですと同様みたいですね。
95cbって…
http://www.gdm.or.jp/review/2014/0925/86090/attachment/19_x99s_g7_450x460
http://www.gdm.or.jp/review/2014/0925/86090/7





81
なんとHaswell-Eでは上手くいかないのですか…。
バランスベースと高パフォーマンスベースでそれぞれのCPU関連の項目(標準の3つ+記事中の4つ)を全て同じで可変倍率設定した場合、最大ターボ倍率や動きはどうなりますか?
この2つの電源プランは記事にも書いたように今回弄った4項目以外にも隠し項目で違いがあるのですが、それらが無視されて同じ動きをしていた場合X99ではクロック上下のしきい値制御がOSからは出来ない可能性があります。
逆にこの2つのプランで変化があった場合、今回弄っていない項目を弄る事で解決出来るかもしれません。
その場合上記MSの電源管理の解説やASCIIの記事などを参考に色々弄ってみて下さい。

82
管理人様
ご返答ありがとうございます。

管理人様が教えて下さった4つの隠し項目をバランスベースと高パフォーマンスベースで
それぞれ数時間かけて色々なパターンで弄りましたが最大ターボ倍率や動きは若干変わりましたが
どれも微妙というか不安定な倍率挙動を示し設定値の40倍に貼りつくことはありませんでした。
(そもそも「単一、ロケット、理想」とは何だろう?ググりましたがよく分かりませんでした)
レジストリも弄ったりしたのでOSイメージから元に戻してしまったので今は試せませんが…。
ASCIIの記事には他にも多くの隠し項目が載っていましたが、Has-Eの場合はそこらに
管理人様も推察されておられるように重要な項目があるのかも知れませんね。
チキンなので試していませんが…。
2600Kなどは普通にOCしたTB倍率までπやシネベンシングルで上がってくれるのですけどね。

おかげでバランス設定でもエンコやシネベンマルチなど全コアをフルに使う用途では爆速ですが
全コアをフルに使わないアプリ(大半がそうですよね)ではG1840程度の体感速度です。
実際、Cドライブのウイルススキャンでもバランスだと高パフォーマンより1.3~1.5倍近く時間がかかってしまいます。

ちなみに使用マザーASUSの代理店のテックウインドにも尋ねたのですが
「代理店でも同様の症状を確認、仕様です。シングルアプリを速めたいのなら高パフォで使って下さい」
との回答でした…。

仕方ないから用途に合わせてデフォルト設定のバランスと高パフォを切り替えて使おうかな…
某掲示板の書込みではそういう使い方をしている方が多いようですしね。
もしくはヘビーなOCerの方は省電力は最初からBIOSから無効にされている方も多いようです。

ただ私も管理人様と同じで例えOCしてても
> X79やX99で消費電力気にするなよという意見もあると思いますが、私的には電力食いの-Eシステムだからこそ
> せめてアイドル時には可能な限り省電力であって欲しいと考えています。
という考えなんですよね。
けど今回はお手上げかも・・・。

ありがとうございました。

83
度々すみません。
一つ質問させて下さい。

管理人様がOCされている時はのコア倍率設定は
Sync All Cores
Per Core
のどちらで倍率設定されておられますでしょうか?
おそらく一般的には私もそうですがSync All Coresを
お使いかと思いますが念のため、お教え頂けると幸いです。

では失礼します。

84
上手くいきませんか…残念です。
ご質問の件ですが、もちろん「Sync All Cores」にしています。

私も次に買い換える時はまた-E系にしたいと思っていますが、Haswell-E以降ではシングルスレッドパワーを諦めなければならないかもしれないようですね。
こんさんの実験によると若干動きが違うようなのでまだ望みはあるかもしれませんが、かなりハードルが高そうです。
とりあえずはおっしゃるように通常時はバランス系で、シングルスレッドパワーが必要な時にCPU最大固定の高パフォーマンス系にプラン切り替えする運用がいいかもしれません。
実はSSDのベンチを取る時などは最大ターボ状態固定の方がいい値になるので、私も普段使い用(記事中にあるように高パフォーマンスベースで可変倍率)と最大ターボ状態固定のプランをすぐに切り替えられるようにショートカットを作成して運用していたりします。

85
管理人様、ご回答ありがとうございます。

やはり「Sync All Cores」ですよね。
「Per Core 」も試したのですがOCCT中に他は同じ設定でも何故か落ちます。
どうもOC時には不安定になるようです。
2600Kの頃から「Sync All Cores」なのですが、実は「Per Core 」にも利点がありまして
色々と試したのですがOC時には実用的ではないようです。
(利点の詳細はどうせ高いOCには向かないので省略)

また、この前の記事の
> ちなみにWindwos7の電源管理を高パフォーマンスベース (電源プランの作成時に高パフォーマンスをベースにして、
> 最小のプロセッサの状態を5%、最大のプロセッサの状態を100%) にするとちゃんとターボ倍率になります。

とありますが、ここからしてSandy‐EとHas‐Eでは挙動が違うようです。
Has‐Eでは、そのように設定してもターボ倍率になりませんでした。

> プランをすぐに切り替えられるようにショートカットを作成して運用していたりします。

やはりそれが現状だと無難かも知れませんね。
特にHas-Eでは…。
最新のBro‐Eがどうなっているのかは所有していないのでよく分かりませんが…・

PS.
今回は解決に至りませんでしたが、電源オプションのCPU制御に、こんな数々の
裏設定があるとは、こちらで知るまでは全く知りませんでした。
非常に勉強になりました。
Windows…奥が深いですね(汗

では色々とお世話になり、ありがとうございました。
では失礼します。

86
管理人様、その節はたいへんお世話様です。

いちおう他にも実験したのでご報告させて頂きます。
掲示板に
「Win10だとWin7と違ってバランスのデフォ設定でもTBまで張り付いた」
との興味深い情報が載っていたのでWin10にWinUpdateから上げてみました。
しかし私の環境ではWin7と挙動に変わりありませんでした。
ただし管理人様が教えて下さった4つの隠し項目については
特に弄っての挙動調査は今回はせずにWin7に戻してしまいました。
(WinUpdateからのWin10への移行ではなくクリーンインストールでは挙動が
違う可能性も若干ありますが、おそらく変わらないと思います、勘ですが…)
また掲示板でそう報告してた方や他の方も後の追加報告ではやはり不安定で
TB値にしっかり張りつくことはなかったようです。

それと言い忘れておりましたがASUSのX99マザーのBIOSは5度ほど
上げており、どのVerでも同様で全く変わりませんでした。

ちなみに私のCINEBENCH R15のシングルのスコアですが
高パフォーマンスですと約158~161cb
バランスですと約100~145cb
とバランスの時のバラつきが激しいです
バランス時のスコアですが、連続測定では、ある時は120~125くらいで安定したり、
またある時は105~110くらいで安定したりと低いなりに一時的にはそこそこ平均スコアは
安定するのですが全く一貫性がありません。
(再起動したり翌日になって再び測ると低いながら安定する平均スコアが変わってることが多い)
もちろん他の負荷がかかる常駐ソフト等が邪魔をしていない環境での測定です。
シングルベンチなので仮に多少の別アプリの負荷があってもこんな変わらないはずですが…

では失礼致します。

87
連投、申し訳ありません。

些細なことかも知れませんが、ちょっと訂正です。
「一時的にはそこそこ平均スコアは安定する」
と書きましたが乱高下して安定しない時もあった気がします。
(少し曖昧)
正確な情報の方が良いかと思いましたので念の為…。

失礼しました。

88
追加報告ありがとうございます。
やはりどうやってもメインストリーム系のような素直な動きに出来ないようですねぇ。

ちなみに私もその掲示板の書き込みを見ていました。
51氏の書き込みでコアの割当というヒントがあったので、バランスベースのプランで試してみました。
startコマンドでSuper-πを1コアのみの割当で起動して実行したところ確かに指定コアのみに100%の負荷が掛かりますが、その状態でも相変わらず4.2GHzまでしか上がりませんでした。
Sandy Bridge-Eではこの状態でしたが、Haswell-Eで高パフォーマンスベースの可変倍率設定プランではどういう動きになりますか?。

89
管理人様、お返事ありがとうございます。

> メインストリーム系のような素直な動きに出来ないようですねぇ。

そのようです。
私もSandy/Ivyのメインストリームのi5やi7も所持しているのでTBの挙動が
どういうものかはOC時、定格時ともに把握しているのですが、Has-Eでは
どうやってもSandy/Ivyのメインストリームのi5やi7のようにはTB値に張りついて
くれません。
2600Kなどは「デフォルトのバランス設定」でもπ程度のシングル負荷であっても
OCしたTB値まで瞬時に上がって張りついてくれ高パフォーマンスとほぼ同じ
スコアが安定して出ます。
ですがHas-Eは定格でもOC時でもTB値まで上がってくれません。


> Haswell-Eで高パフォーマンスベースの可変倍率設定プランではどういう動きになりますか?。

私の勉強不足で誤解をしていたら申し訳ありませんが高パフォーマンスベースでバランスと同じ
「最小のプロセッサの状態を5%、最大のプロセッサの状態を100%」にした状態の時のことでしょうか?
こちらは試しましたが「Win10のデフォルトのバランス設定」と比べ有意義な差はなかったと思います。
ただバランス設定ベースに比べると例の4つの隠し項目の違い(Win10では確認はしてません)からか
比較的、高目のスコア(120~140cbくらい?)が出ていたような??
誤差レベルかも知れませんが…。

以上、またまた追加報告でした。

PS.
所有していないので詳細は不明ですがBro-Eはシングルスレッドの挙動の方にも
力を入れているような設計っぽいのでBro‐E対応BIOSに変えたらHas‐Eを乗せていても
シングルが良くなったりするのかな…
5回ほどBIOSはUPしましたが確か今年に入ってからはBIOSアップはしておりません。
(Has‐EとX99は発売と同時に2014年の9月頃に購入。DDR4が高価でした…)
ちょっと今は別PCから書き込んでいる等の諸事情でBIOSのVer確認はできませんが
昨年の夏あたりに上げたのが最後だったような…。
テックウインドからASUSからの回答として「仕様」だとの正式回答?が来たので
そこからは諦めていたのですが、Bro-E発売やこちらのブログを拝見させて
頂いたのが影響してか再び何とかならないかとプチ試行錯誤(汗
今、ASUSのマザーHPを調べてみたら、けっこう新しいBIOSが出ていますね。

まぁシングルのTB以外は安定しているので、再びBIOSを上げるのは少し抵抗があったり…
(そのシングルのTBの機能が大事なんだろ!と、もう一人の私が突っ込みを入れてます…笑)
BIOSを上げると、またOCCTなどでOC時の安定性を見たりするのが面倒なんですよね。
管理人様は記事にも書いておられますし私なんかよりも相当お詳しい方のようですので
お分かりになるかと思いますがBIOSによって同じ設定にしてもOCが旧BIOSと同じように
上手く安定するとは限らないので再度のOCCTなどを使った長時間の安定性チェックの
テストは必須となりますからね。
中には地雷VerのBIOSもあったりしますし…。
(ウジウジと愚痴っぽい書き込みになって申し訳ありません)

PS2.
シングルスレッドの挙動、スコアは主としてCINEBENCH R15 シングルの結果を報告させて頂いてますが
CINEBENCH R15 シングルは計測にやたら時間がかかるので簡易テストとして実はπ(419万桁等)も
けっこう多用してたりします。


では長文失礼致しました。

90
>私の勉強不足で誤解をしていたら申し訳ありませんが高パフォーマンスベースでバランスと同じ
>「最小のプロセッサの状態を5%、最大のプロセッサの状態を100%」にした状態の時のことでしょうか?

そうです。
しかしこれもターボ上限張り付きは駄目だったようですね。

Broadwell-E対応BIOSで挙動変化の可能性はあるかもしれませんね。
そもそもX79でSandy Bridge-E専用BIOSではメインストリーム系と同じ挙動だったのが、Ivy Bridge-E対応BIOSにした途端謎の動きになったのがこの記事の発端ですから。
BIOSアップでのOC設定見直しですが、相当ギリギリの設定をしていない限り見直しが必要な事は滅多に無いと思いますが…
まぁこればかりはそれぞれの環境や個体差が大きく関わる所なので確実な事は言えません。
私のR4Fの経験で言えばどうにも安定させられないBIOSは1回だけで、そのBIOSは結果的に消されたバージョンでした。
他は調整が必要といってもコア電圧をちょい盛り程度を1~2回しかした記憶が無いので、そんなに構えなくても大丈夫ではないかと楽観視しています。
ASUSのX99マザーとのことですが、USB BIOS Flashback機能があるはずなので気軽にBIOSバージョンの上げ下げは出来ますよね。
R5EだとしたらX99系唯一のデュアルBIOS搭載なので、もっと気軽にBIOSバージョンテストが可能です。

シングルスレッドの挙動チェックなどは私なんかπの104万桁ですよ。
10秒以内に終わるのでサクッとチェックしています。
私の環境ではHWiNFO64が常駐しておりWin10に変更した今でもガジェットで常時モニタリングしてるので、クロックや負荷率などもリアルタイムにチェック可能です。

91
管理人様、アドバイスありがとうございます。
参考になります。

確かに少し気難しく考え過ぎかも知れませんね。
いつになるか分かりませんが、いずれタイミング(やる気?)を見て
最新BIOSでも、試してみたいと思います。
その時は(ご迷惑かも知れませんが)またご報告させて頂きますね。

この度は色々とありがとうございました。

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