Threadripper 3970X on LN2 mit extreme Overclocker

Kevin Hofer
Zürich, am 10.01.2020
Hiva Pouri ist mehrfacher Weltmeister im Overclocking. Bei uns im Studio übertaktet er den Threadripper 3970X mit Flüssigstickstoff und erklärt, worauf es beim extreme Overclocking ankommt.

Overclocking – zu deutsch: übertakten – ist eine Wissenschaft für sich. Extreme Overclocking treibt das Ganze auf die Spitze. Dabei werden CPU, RAM oder auch die GPU mit einer höheren Taktfrequenz als vom Hersteller angegeben betrieben. Wo beim «einfachen» Overclocking die Komponenten auch mit Lüfter oder Wasser gekühlt werden, kommen beim extreme Overclocking andere Kaliber zum Einsatz.

Flüssigstickstoff for the Win

Luft- und Wasserkühlung sind immer von der Umgebungstemperatur abhängig. Ist es in einem Zimmer 20° Celsius warm, werden die Komponenten durch die Luft respektive Kühlflüssigkeit nicht kühler als 20°. Extreme Overclocker setzen daher auf Flüssigstickstoff – Englisch liquid nitrogen oder kurz LN2. Statt dem üblichen Heatsink auf der CPU verwenden sie einen LN2-Pot, der auf der CPU verschraubt wird und in den sie Flüssigstickstoff eingeben. So macht das auch Hiva Pouri.

Hiva ist mehrfacher Weltmeister im Overclocking. Ich habe ihn das erste Mal an der Computex 2019 am G.SKILL Annual Overclocking Event getroffen. Dort hat er Kollege Martin und mir einen Live-Einblick ins Extreme Overclocking gegeben. Ist Hiva nicht gerade mit Overclocken beschäftigt, arbeitet er als Product Manager bei Asus Schweiz.

Hiva hat seinen Arbeitsplatz gleich um die Ecke in Schlieren. Als er Wind davon kriegt, dass ich ein Sample des Threadripper 3970X zum Testen habe, ist es schnell beschlossene Sache, dass er bei uns im Studio vorbeikommt und einen Einblick in seine Künste gibt.

Ein Prozessor hier, ein LN2-Pot da und etwas Vaseline fürs Mainboard

Damit sich Hiva vorbereiten kann, lasse ich ihm den Prozessor im Vorfeld zukommen. Alles weitere besorgt er selbst: Benchtable, Mainboard, RAM, Netzteil, Grafikkarte, LN2 und LN2-Pot. Er bestreicht das Asus Rog Zenith II Extreme Mainboard mit Vaseline, um es vor Feuchtigkeit zu schützen und montiert danach alle Komponenten.

Mit dieser Ausrüstung kommt er ins Studio. Hiva ist sichtlich nervös, Kameras mag er nicht besonders, das ist mir bereits bei unserer Begegnung an der Computex aufgefallen. Umso cooler finde ich es, dass er jetzt hier ist.

Kalt, kälter, extreme Overclocker

Der gebürtige Iraner hat 2003 mit Overclocking angefangen. Er hat anderen Overclockern dabei zugeschaut, fand es cool und seit dann ist er dabei. Zunächst übertaktete er mit Luft, 2006 fing er mit LN2 an.

Die Thermosflasche, in der er den Flüssigstickstoff zum Giessen aufbewahrt, behandelt er denn auch wie eine natürliche Armverlängerung. Hiva erklärt mir, dass es beim extreme Overclocking im Prinzip darum geht, das Gleichgewicht zwischen Spannung, Taktfrequenz und Temperatur zu finden. Wenn die CPU runtergekühlt wird, benötigt sie weniger Energie. Die Temperatur hat einen Einfluss auf die Taktfrequenzen: Wenn die CPU kühler und dadurch weniger Energiehungrig ist, kann ihr eine höhere Spannung zugeführt werden, was wiederum in höheren Taktraten resultiert.

Theoretisch liesse sich eine CPU mit LN2 auf -196° Celsius runterkühlen, dem Siedepunkt von flüssigem Stickstoff. Das ist aber nicht bei jeder CPU der Fall, erklärt mir Hiva. Gewisse CPUs haben einen sogenannten Cold Bug. Das heisst, dass das System ab einer gewissen Temperatur nicht mehr funktioniert. Daneben gibt es noch den Cold Boot Bug. Der taucht dann auf, wenn es ab einer gewissen Temperatur nicht mehr möglich ist, zu booten.

Let’s bench

Nach diesen Erklärungen versucht Hiva den optimalen Bereich zwischen Temperatur, Taktfrequenz und Spannung zu finden. Wie das aussieht, siehst du im Video oben. Er startet bei ungefähr -68° Celsius, einer Taktfrequenz von 5 GHz auf allen 32 Kernen und einer Spannung von 1.5 Volt den Cinema 4D Benchmark Cinebench R15. Mit diesen Einstellungen erreichen wir einen Score von etwas mehr als 6000 Punkten. Zum Vergleich: Auf den Stock-Einstellungen erreicht die CPU um die 4500 Punkte. Nicht schlecht für den Anfang, da müsste aber noch einiges mehr drin liegen, meint Hiva.

Er versucht es gleich mit 5.1 GHz auf allen Kernen. Das System schmiert ab. Ab diesem Moment hat Hiva Probleme, das System neu zu booten. Es will nicht. Hiva ist sich nicht sicher, woran es liegt. Er versucht mit einem Brenner wieder auf eine stabile Temperatur zu kommen, also den Cold Boot Bug auszuhebeln. Es funktioniert nicht. Nach vielen erfolglosen Versuchen gibt Hiva auf. Erst, als er das System auseinanderbaut, sieht er, dass sich bei einem RAM-Riegel Feuchtigkeit eingeschlichen hat. Deshalb wollte das System nicht mehr booten.

Hiva lässt nicht locker

Hiva wäre nicht mehrfacher Weltmeister im Overclocking würde er sich mit den mickrigen 6000 Punkten zufrieden geben. In Ruhe und abseits von Kameras versucht er es erneut – und das mit Erfolg. Er stellt fest, dass die CPU mehr Spannung benötigt. Bereits auf 5 GHz läuft das System mit 1.55 Volt stabiler und schneller als mit 1.5. Das hat denn auch den Absturz bei 5.1 GHz provoziert. Bis 5.223.78 GHz auf allen Kernen taktet er das System hoch, das bei einer Spannung von 1.648 Volt. Mit 10 038 ist er zurzeit (9.1.2020) in den Top 10 in Cinebench R15. In Cinebench R20 reicht's mit einer Score von 22 064 sogar aufs Treppchen: Platz 3. Da hat wohl tatsächliche die Nervosität vor der Kamera eine Rolle gespielt.

Doch mehr Erfolg in der Silicon Lottery als gedacht

Die Silicon Lottery hat’s entgegen meinem Fazit im Video gut mit unserem Threadripper 3970X gemeint. Die CPU lässt sich relativ gut übertakten. Für mich war es eine spannende Erfahrung aus nächster Nähe einem Profi-Overclocker wie Hiva über die Schultern zu schauen.

Hinweis: Beim Umgang mit Flüssigstickstoff ist Vorsicht geboten. Falls du selbst mit LN2 experimentieren willst, informiere dich im Vorfeld zur korrekten Handhabung und beachte die entsprechenden Sicherheitshinweise.

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Kevin Hofer
Kevin Hofer
Editor, Zürich
Technologie und Gesellschaft faszinieren mich. Die beiden zu kombinieren und aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu betrachten ist meine Leidenschaft.

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