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Undervolting: CPU-Temperatur und Lüfterdrehzahl über die Core-Voltage senken

12.05.2021 | 15:15 Uhr | Sebastian Schenzinger

Eine zu hohe Temperatur sorgt dafür dass die CPU ihren Takt verringert, um nicht zu überhitzen. Gleichzeitig drehen die Lüfter auf und sorgen für eine höhere Geräuschkulisse. Dem lässt sich mit dem Undervolting des Prozessors entgegenwirken.

Wenn Ihre CPU aufgrund von Überhitzung throttled, können Sie den Prozessor-Kühler durch ein effektiveres Modell ersetzen oder gleich auf eine Wasserkühlung umsteigen. Wenn Sie das nicht möchten, dann können Sie zusätzliche Gehäuselüfter einbauen, die einen konstanten Luftstrom im Systeminneren erzeugen und somit ständig für kühle Luft von außen sorgen. Gerade bei Notebooks sind diese beiden Möglichkeit jedoch nicht gegeben. Hier können Sie zu einer anderen, eher ungewöhnlicheren Methode greifen: die Kernspannung der CPU zu reduzieren. Diese Maßnahme sorgt für eine geringere Leistungsaufnahme und damit einhergehend niedrigeren Temperaturen. Das kann zur Folge haben, dass der Prozessor einen höheren Takt länger halten kann und gleichzeitig die Lüfter weniger aufdrehen müssen.

Wie unterscheiden sich Core Voltage und VID?

Die Kernspannung - auch VCore oder Core Voltage genannt - bezeichnet die Versorgungsspannung, mit der das Mainboard den Prozessor für den Betrieb versorgt. Die maximale Kernspannung ist vom Hersteller festgelegt und in den technischen Spezifikationen als VID (Voltage Identification Definition) angegeben. Jedes CPU-Modell hat eine individuelle VID. Doch nicht jeder Prozessor schöpft die angegebene Spannung wirklich aus, um stabil zu arbeiten. So kann es zum Beispiel sein, dass ein AMD Ryzen 7 5800X eine Core Voltage von 1,45 Volt benötigt, um seinen Boost-Takt von 4,8 GHz zu erreichen, wohingegen es das andere Modell auch mit 1,4 Volt schafft. Der Grund: Selbst CPUs des gleichen Typs unterscheiden sich in Details. Abhängig von der Qualität des Siliziums benötigen manche Chips niedrigere, manche höhere Spannungen, um einen bestimmten Takt halten zu können. Hersteller wie AMD und Intel geben daher eine VID an, mit der der Prozessor garantiert laufen wird, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.

Beim Undervolting senken Sie die Kernspannung (VCore) Ihres Prozessors. Die Folge: Sie sorgen für eine niedrigere Temperatur und sparen so auch Strom.
Vergrößern Beim Undervolting senken Sie die Kernspannung (VCore) Ihres Prozessors. Die Folge: Sie sorgen für eine niedrigere Temperatur und sparen so auch Strom.

Der VCore selbst pendelt hingegen zwischen verschiedenen Werten. Die Taktfrequenz und Auslastung bestimmen, ob die Kernspannung höher oder niedriger ist. Standardmäßig übernimmt das Mainboard automatisch die Anpassung des VCores. Der Anwender bekommt davon nichts mit und muss auch nicht eingreifen. Im Regelfall legt das Mainboard allerdings eine deutliche höhere Spannung an, als für eine bestimmte Taktrate zwingend notwendig wäre.

VCore im BIOS ändern

Wollen Sie den VCore verändern, haben Sie zwei Möglichkeiten: Entweder Sie gehen in das BIOS, oder Sie verwenden bei einem AMD Prozessor den Ryzen Master respektive bei einer Intel CPU das Extreme Tuning Tool . Im BIOS lässt sich die Spannung des Prozessors auslesen und wird in der Regel mit drei Nachkommastellen in Volt angegeben, also zum Beispiel „1,484 V“. Um in das BIOS zu gelangen, müssen Sie beim Hochfahren des PCs entweder die Taste F2 oder Entf drücken. Wechseln Sie im BIOS dann via F7 zum Advanced Mode und öffnen Sie in das OC Menü. Die Bezeichnungen können je nach Mainboard-Hersteller variieren. Wenn Sie nach unten scrollen, sollten Sie auf die Core Voltage der CPU stoßen. Bei default Settings steht der Eintrag auf „Auto“. Das weist auf die automatische Verwaltung durch die Hauptplatine hin. Wenn Sie die Kernspannung manuell verändern wollen, ist das Umstellen auf die Option „Manual“ oder "Offset" erforderlich. Es ist je nach Mainboard auch eine Kombination aus beiden möglich.

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Besonders beim Overclocking (Übertakten) muss dieser Wert häufig angepasst werden. Wer die Taktfrequenzen seiner CPU jedoch nur in einem vergleichsweise geringen Maße erhöhen möchte, der muss nicht unbedingt den VCore anpassen. Falls Sie aber das maximal Mögliche in Sachen Takt aus dem Chip herausholen wollen, dann müssen Sie auch an die Kernspannung heran. Anstatt an das Maximum zu gehen, können Sie den VCore auch absenken. Dieser Vorgang wird als Undervolting bezeichnet. Abhängig von der jeweiligen CPU lassen sich so niedrigere Temperaturen und eine geringere Leistungsaufnahme realisieren. 

Mit einem Voltage Offset im BIOS lässt sich die Spannung der CPU dynamisch anpassen.
Vergrößern Mit einem Voltage Offset im BIOS lässt sich die Spannung der CPU dynamisch anpassen.

Anstatt jedoch eine feste maximale Spannung zu setzen, empfehlen wir mit einem Offset zu arbeiten. Wie bereits angesprochen, nimmt der Prozessor je nach Auslastung unterschiedliche Modi, die sogenannten C- und P-States an. Ein Offset wirkt sich auf all diese Zustände aus, wohingegen ein fester VCore-Wert nur die maximale Spannung festlegt. Wir empfehlen Ihnen, die Spannung in den kleinstmöglichen Schritten zu reduzieren, also stets um 10 Millivolt. Speichern Sie die Änderungen im BIOS, notieren Sie sich am besten den Wert und wechseln Sie danach zurück zum Betriebssystem, um den Rechner zu testen. Dazu spielen Sie beispielsweise ein aufwendiges Spiel oder lassen Prime95 über einen Zeitraum von 60 bis 90 Minuten laufen. Stürzt der Rechner dabei nicht ab, können Sie die Spannung noch etwas weiter senken. Diesen Vorgang wiederholen Sie so lange, bis der Computer abstürzt oder instabil wird. Booten Sie dann wieder ins BIOS und erhöhen Sie die Voltzahl auf genau den Stand, auf dem das System noch stabil gelaufen ist.

Hinweis: Ein Stresstest ist kein Garant für ein 100 Prozent stabiles System. Wenn Sie also ein absolut zuverlässiges System haben wollten, empfiehlt sich das Undervolting nicht, es sei denn, Sie wissen ganz genau, was Sie tun.

Undervolten via Software

Bei einem modernen System müssen Sie nicht länger in das BIOS gehen, um Ihren Prozessor zu undervolten. Sie können dafür auch die hauseigenen Tools von AMD und Intel verwenden. Der Vorgang ist dabei letztendlich identisch. Über einen Schiebregler können Sie in der entsprechenden Software die Core Voltage respektive den Offset einstellen. Auch hier sollten Sie sich in kleinen 10 Millivolt Schritten herantasten und immer wieder Stabilitätstests durchführen, bis Sie das gewünschte Ergebnis erreicht haben. Leider ist jedoch nicht jede CPU mit den entsprechenden Tools kompatibel, bei Intel sind Sie zum Beispiel auf Prozessoren mit dem K- oder X-Suffix eingeschränkt.

Mit Intel XTU lässt sich bequem unter Windows die Spannung der CPU anpassen.
Vergrößern Mit Intel XTU lässt sich bequem unter Windows die Spannung der CPU anpassen.
© Intel

Wichtig: Durch das Undervolting der CPU senken Sie die Hitzeentwicklung und können den Stromverbrauch sichtlich reduzieren. Beachten Sie jedoch unbedingt, dass falsch eingestellte Spannungen nicht nur ein instabiles System, sondern auch irreparable Schäden an der CPU zur Folge haben können. PC-WELT kann keine Haftung bei eventuellen Defekten übernehmen.

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