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System

GPU, CPU, Übertaktung und Undervolting

Wie SkillFishOS die Takte, Spannungen und Temperaturen der BC-250 steuert — mit den echten, auf der Hardware gemessenen Zahlen.

Auf einer gewöhnlichen APU stellt man die Takte über das sysfs von amdgpu ein. Auf der BC-250 geht das nicht: die Steuerung läuft über die SMU (System Management Unit) und braucht eigene Werkzeuge. SkillFishOS bringt sie alle mit, vorbereitet mit sicheren Profilen und einem Schutz vor Überhitzung.

Achtung: Silizium-Lotterie. Jede Zahl auf dieser Seite ist auf unserer BC-250 gemessen. Jede Platine ist anders: die eine verträgt ein tieferes Undervolting, die andere weniger. Deshalb startet SkillFishOS immer im Profil Stock und lässt dich über den Tuner höher steigen, der jedes Profil auf deiner Platine mit einer selbsttätigen Prüfung und Rücknahme absichert.

Die vier Profile

Der Tuner bietet vier Vorgaben. Das Abbild startet in Stock; die übrigen sind nach der Prüfung einen Klick entfernt.

Profil CPU GPU Anmerkungen
Stock (Vorgabe des Abbilds) 3500 MHz 1500 MHz Größte Verträglichkeit auf jeder BC-250
Performance 3700 MHz · ~1106 mV 2000 MHz Ausgewogen und mit Undervolting
Turbo 3900 MHz · ~1199 mV 2230 MHz Kräftiger Schub, unter der Grenze von 85 °C geprüft
Crazy 4,0 GHz · ~1224 mV 2230 MHz Geprüftes Maximum (~83 °C unter Last)

Alle Profile halten dieselbe Wärmegrenze von 85 °C ein und lassen den Lüfter auf automatisch.

Der SMU-Governor der GPU

Die Takte der GPU steuert der cyan-skillfish-governor (in Rust geschrieben), ein Systemdienst, der in /etc/cyan-skillfish-governor/config.toml eingerichtet wird. Er legt sichere Punkte aus Takt und Spannung fest: 350 MHz / 700 mV im Leerlauf und den Profilwert unter Last (etwa 1500/900 in Stock, 2230/1000 in Turbo).

Das übliche sysfs von amdgpu (power_dpm_force_performance_level, pp_dpm_sclk) steuert die BC-250 nicht — das tut allein der SMU-Governor. Die GPU geht nur bei echter grafischer Auslastung auf ihren Höchsttakt.

Übertaktung und Undervolting der CPU

Die CPU (8 Kerne / 16 Threads Zen 2 „Oberon“, zwei davon von SkillFishOS über die SMU freigeschaltet) betreut ein einmalig laufender Dienst, bc250-smu-oc.service, der die Werte aus /etc/bc250-smu-oc.conf mit dem Projekt bc250_smu_oc anwendet. Danach zeigt er sich als inactive — das gehört so (er läuft einmalig).

Was wir gemessen haben, als wir unsere Platine ausgereizt haben:

  • 3700 MHz (Vorgabe Performance) mit Undervolting auf rund 1106 mV (scale −16);
  • 3900 MHz (Vorgabe Turbo) bei rund 1199 mV (scale −24);
  • 4,0 GHz (Vorgabe Crazy) bei rund 1224 mV (scale −36) über 120 s Dauerlast geprüft, mit Spitze bei 83 °C — das nutzbare Maximum dieses Exemplars;
  • harte Vid-Grenze: 1,325 V (nie überschritten).

Beim Undervolting geht es nicht ums „Draufdrücken“, sondern darum, dieselbe Arbeit mit weniger Wärme und weniger Verbrauch zu leisten: bei gegebenem Takt die Spannung senken, bis es gerade noch stabil bleibt — die Temperatur fällt und es bleibt Wärmereserve für den Rest der APU.

Wärmekopplung CPU↔GPU

CPU und GPU sitzen auf demselben Plättchen und teilen sich dasselbe Leistungsbudget. Bei gemischter Last (ein forderndes Spiel: CPU und GPU zugleich) schützt sich die APU selbst, und die CPU geht von sich aus auf etwa 3450 MHz zurück, um im Budget und unter 85 °C zu bleiben. Das ist kein Fehler: der Chip gibt die am wenigsten nützlichen Megahertz ab. Aus demselben Grund lässt ein Undervolting der CPU der GPU mehr Wärme-„Raum“ und umgekehrt.

Die 40 Recheneinheiten — im Betrieb

Die BC-250 hat 40 CU (20 WGP, 1 WGP = 2 CU), der Treiber schaltet aber standardmäßig 24 frei. SkillFishOS führt sie im Betrieb, ohne Neustart auf 40: das System startet auf dem Grundwert des Treibers (24 CU), und ein Dienst bringt sie beim Start auf 40; im Tuner stellst du die Zahl live ein — mit einem Raster aus Kästchen und den Vorgaben 24/32/40. Die ersten 24 CU sind vom Treiber festgelegt und immer an.

Mit allen 40 CU misst die GPU kalt 11385 GFLOPS FP32 (vkpeak) gegenüber rund 6141 mit den 24 des Grundwerts: +85 %. Unter Dauerlast (warm) pendelt sie sich bei etwa 10214 GFLOPS ein. Die gemessene Speicherbandbreite (clpeak) liegt bei ~350–367 GB/s.

Silizium-Lotterie. Bei geretteten oder „aussortierten“ Chips können einzelne CU schwach sein. Der Tuner hat eine „CU-Prüfung“, die jedes Paar belastet und Fehler oder Hänger der GPU meldet, damit du dir sicher sein kannst, dass dein Chip alle 40 trägt. (Der Weg führt über umr und das Schreiben der WGP-Masken — Dank an bc250-cu-live-manager, eigene Neuumsetzung.)

Temperaturschutz — die Grenze von 85 °C

Die Wärmegrenze liegt bei 85 °C und wird auf zwei Ebenen durchgesetzt:

  1. von der SMU: der Wert max_temperature in der Einrichtung lässt den Chip die Takte senken, bevor 85 °C überschritten werden (kein hartes Drosseln);
  2. vom System: ein Wächter, der thermal-guard, der bei Überschreiten der Grenze die Takte in Schritten von 100 MHz senkt, bis es wieder passt.

Was man über die serienmäßige Kühlung wissen sollte (siehe auch BC-250-Hardware für im 3D-Druck herstellbare Gehäuse und empfohlene Lüfter):

  • der werkseitige Kühlkörper ist knapp bemessen: Vergleiche von Messungen „direkt hintereinander“ werden vom Wärmestau verfälscht — lass die Platine zwischen den Durchläufen ein paar Minuten abkühlen;
  • es gibt nur den Rand-Fühler der GPU; einen Temperaturfühler für den Grafikspeicher gibt es nicht;
  • die Speicherbandbreite ist gut, aber der mclk lässt sich nicht verstellen.

Ein Beispiel aus der Praxis: Spiele im CPU-Limit

Manche Titel — etwa Black Myth: Wukong im Spielgeschehen — hängen an der CPU und den Zeichenaufrufen: die Bildrate hängt kaum von der Auflösung oder vom GPU-Takt ab. Dort helfen eine übertaktete CPU und gute Kühlung. Zum Hochskalieren steht FSR 4 nicht zur Verfügung (es verlangt RDNA-4-Hardware); nimm gamescope (FSR1/NIS) oder je Spiel OptiScaler.

Wenn die Last wirklich an der GPU hängt (etwa der Kameraflug im Wukong-Benchmark), zählt der Takt: im Tuner kannst du den Governor auf „Performance“ stellen, der die GPU unter Last auf ihrem obersten sicheren Punkt hält (im Leerlauf geht sie trotzdem auf 350 MHz). Im Wukong-Benchmark gemessen: 100 → 111 Bilder/s im Mittel (+11 %), 92 → 102 bei den langsamsten Bildern. Zur Sicherheit begrenzt der Tuner die GPU auf 2200 MHz bei 1000 mV (das stabile Maximum mit serienmäßiger Kühlung) mit einer Spannungskurve aus mehreren Punkten: 2230 MHz bei 1000 mV liegt unter der nötigen Spannung und kann die Maschine hart einfrieren lassen.

Und das alles ohne Terminal

Takte, Undervolting, Lüfter und Recheneinheiten stellst du im Fenster des Tuners ein, mit den vier fertigen Vorgaben und selbsttätiger Prüfung samt Rücknahme, falls deine Platine einen Wert nicht hält — siehe Eigene Anwendungen. Das ist der empfohlene Weg: fang bei Stock an, geh auf Performance, probier Turbo oder Crazy — der Tuner prüft alles auf deiner BC-250.

Quellen