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Hardware Tuning Guide

Aus SETI.Germany Wiki

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Allgemeines

In dieser Anleitung werden mehrere Möglichkeiten aufgezeigt mit denen man die Berechnung einer Work Unit beschleunigen kann.

Es gibt viele Leute welche gerne noch etwas mehr Leistung aus ihrem Rechner herausholen möchten, aber nicht wissen wie dies zu bewerkstelligen ist. Deshalb möchte ich hier auf die verschiedenen Möglichkeiten eingehen und auch die gewonnene Zusatzleistung bewerten. Es gibt insgesamt zwei Wege um seinen Rechner zu tunen, durch neue Hardware oder Optimierung. Hardware-Tuning bedeutet das man seinen Rechner mit neueren oder besseren Komponenten ausstattet, welche zu mehr Leistung führt. Dieser Weg ist natürlich der teuerste, da die meisten Komponenten sehr viel Geld kosten. Unter Optimierung versteht man bestimmte Einstellungen die sich positiv auf die Berechnung auswirken und absolut kostenlos durchzuführen sind (ausgeschlossen sind natürlich die Folgekosten, z.B für einen neuen CPU Kühler).


ACHTUNG: Das Übertakten von CPU, Speicher oder sonstigen Komponenten geschieht auf eigene Gefahr und zieht den Verlust der Garantie nach sich!


Tuning per Hardware

Folgende Komponenten bestimmen die Leistung ihres Systems:

  • CPU/Prozessor (z.B. Intel oder AMD)
Je höher der Takt (in MHz/GHz) einer CPU (Central Processing Unit) ist, über desto mehr Rechenleistung verfügt sie und beschleunigt die Berechnung somit. Die Leistung hängt auch stark von dem verwendeten FSB (FrontSideBus)-Takt der CPU ab.
Das Wichtigste ist hier jedoch die Leistung pro MHz (Anzahl an Rechenoperationen, welche pro Takt ausgeführt werden können), die Anzahl verwendeter Prozessor-Kerne (teils mit Einschränkungen) und Prozessor-Generation (teils erhebliche Veränderungen).
Gerade durch kleinere Prozessorarchitektur konnten hier bei Intel und AMD mehr Transistoren auf die gleiche oder gar einer kleinere Fläche eingesetzt werden.
Während Anfang der 70er-Jahre mit dem Intel 4004 auf 10 µm (10000 nm) 2100 Transistoren untergebracht wurden, der mit 108000 (108KHz) Takte pro Sekunde gearbeitet hat,
waren es 2015 mit einem Intel Xeon Processor E7-8890 v3 (22nm) bereits 5,6 Milliarden Transistoren und 18 mal 2,5 GHz (je Kern) insgesamt 45 Milliarden Takte in der Sekunde.
  • GPU/Grafikprozessor (z.B. NVIDIA oder AMD/ATI)
  • Arbeitsspeicher (z.B. SD-RAM, DDR-RAM oder Rambus)
Die entsprechende Größe und der richtige Typ wirken sich auch sehr stark auf die Berechnung aus. Die Größe des Arbeitsspeichers ist von dem verwendeten Betriebssystem und den darauf laufenden Programmen abhängig. Beim Speicher-Typ ist die Geschwindigkeit, die Taktrate mit der er angesprochen wird, und die Speicher-Timings entscheidend. Aktuelle Systeme (Stand 2015) bieten dank DDR4-RAM mehr Leistung und Transfergeschwindigkeiten als ältere SD-RAM Systeme.
  • Mainboard
Nicht ganz unwesentlich ist der Chipsatz des Mainboards für die Berechnung, da ein gutes System hier seinen Rückhalt findet. Ein schlechter Chipsatz kann die gute Leistung von CPU und Arbeitsspeicher schnell zunichte machen.

Optimierungsmöglichkeiten

Folgende Einstellungen kann man mit Leistungsgewinn ändern: (nach Wichtigkeit/Leistungsgewinn sortiert)

  • CPU-FrontSideBus und -Multiplikator
Grundsätzlich kann man sagen, je höher der FSB desto schneller die Berechnung. CPU Geschwindigkeit ergibt sich aus FSB∙Multiplikator. Wollen wir also die Geschwindigkeit der CPU erhöhen, muss einer der beiden Werte angehoben werden.
  • Arbeitsspeicher-Taktung (z.B. SD-RAM, DDR-RAM oder Rambus)
Der Arbeitsspeicher arbeitet am engsten mit der CPU zusammen und sollte demzufolge am besten den gleichen FSB wie die CPU besitzen. Wenn dies der Fall ist spricht man von synchron.
  • Arbeitsspeicher-Timings (z.B. CAS Latency von 2 oder 3)
Den geringsten Leistungsgewinn kann man durch die Speicher-Timings erzielen. Je niedriger die Einstellungen sind desto schneller wird der Arbeitsspeicher angesprochen. Die wichtigsten Einstellungen sind hier die CAS Latency, RAS-to-CAS Delay, RAS Precharge Time und zuletzt das DIMM Interleaving.

Das ist zu beachten (alle diese Einstellungen werden im Mainboard BIOS durchgeführt):

  • CPU-FrontSideBus und -Multiplikator (der Multiplikator ist nicht überall frei wählbar!)
Ein ändern von FSB oder Multiplikator, über die normalen Spezifikationen hinaus, führt immer zu einer erhöhten CPU-Temperatur. Prinzipiell sollte man die Einstellungen immer bloß langsam anheben und dann überprüfen, ob das System noch stabil läuft. Wenn ja, kann man weiter den Multiplikator, FSB oder auch beides langsam anheben. Zum prüfen der Systemstabilität empfehle ich das Programm Prime95. Liefert dieses einen Fehler hat sich die CPU verrechnet und sollte nicht mit den aktuellen Einstellungen betrieben werden (schließlich nützt niemanden ein Ergebnis mit Fehlern!). Wird das System an einem Punkt instabil kann man auch noch den VCore (Spannung der CPU) erhöhen um damit die CPU zu stabilisieren, natürlich steigt die Temperatur dadurch erneut an. Ist irgendwann auch durch erhöhen des VCores kein stabiles System mehr möglich, sollten die letzten Einstellungen genommen werden bei welchen es keine Probleme gab und diese noch ganz leicht reduzieren.


Achtung: Bitte immer auf die Temperatur achten, aber aufpassen, denn ganz wenige Mainboards zeigen die echte Kerntemperatur an, diese kann bis zu 15 °C höher liegen als die angezeigte! Das Auslesen der Kerntemperatur ist z.B. mit dem Tool CoreTemp von Intel möglich.


  • Arbeitsspeicher-Taktung
Der Arbeitsspeicher kann nicht komplett vom FSB der CPU getrennt werden! Erhöht man diesen um z.B. 1 MHz so erhöht sich auch der Speicher-FSB um 1 MHz, jedenfalls bei SD-RAM.

DDR-Speicher kann bei aktuellen Boards entkoppelt werden. PCI- und PCI-E-Ports sind in der Regel auch vom FSB entkoppelt, um Beschädigungen zu verhindern. Es muss hier darauf geachtet werden, dass man den FSB nicht zu hoch einstellt und damit den Speicher überfordert. Billig-Speicher kann nicht wesentlich über seine vorgegeben Spezifikationen hinaus betrieben werden. Bessere Ergebnisse erzielt man mit Marken-Produkten, wie Infineon, Apacer, Corsair usw. Wenn der Speicher durch das Übertakten instabil wird, kann man die Spannung für den Arbeitsspeicher auch im BIOS erhöhen. Wird das Speicher-Modul zu heiß kann man diese auch mit entsprechenden Komponenten passiv kühlen.

  • Arbeitsspeicher-Timings
Härtere Einstellungen können bis zu 7 Prozent mehr Leistung bringen. Die schnelleren Timings (je niedriger desto schneller!) machen sich auch nicht in der Temperatur des Speichers bemerkbar, jedoch kann das System instabil werden. Am besten stellt man zuerst die niedrigsten Werte ein und überprüft die Stabilität. Wenn der Rechner auch nach mehreren Betriebsstunden oder sogar Tagen ohne Probleme unter Volllast läuft, sollte alles OK sein. Falls nicht setzt man die Werte so lange wieder einzeln höher, bis der Rechner wieder richtig stabil läuft.

Die einzelnen Microsoft-Betriebssysteme zu vergleichen ist sehr schwer, da bisher keine eindeutigen Ergebnisse aus Testreihen vorhanden sind. Das Betriebssystem Linux ist hingegen bei der Berechnung einer normalen WU (AR-Wert ca. 0,4 (SETI-spezifisch)) langsamer als seine Konkurrenten von Microsoft. Linux kann allein bei VLARs (WUs mit AR-Wert kleiner 0,15) punkten, denn unter Windows benötigen langsamere Prozessoren sehr viel länger für die Berechnung.

Während der WU-Berechnung, sollten übrigens so wenig Programme wie möglich im Hintergrund laufen. Jedes Programm welches CPU- und Speicher-lastig ist, wirkt sich negativ auf die Berechnung aus und sollte demzufolge beendet werden.

Weitere Anleitungen

Sockel_775_CPUs_übertakten

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