Review "VRM Phasen Dilemma" ASUS B660m-A D4 Hot und Schrott?

MetallicaSun

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Okt 3, 2022
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Moin

Heute will ich mal über billig Office Mainboards mit fetten CPUs berichten.

Ich sehe es hier im Forum fast wöchentlich: User kaufen sich einen Fertig-PC (oder ein billiges Einstiegsboard) mit einer dicken Highend-CPU wie dem i7-14700KF oder i9-14900KS oder wie in meinem Fall den i7 13700F. Beim ersten Benchmark (Cinebench,TimeSpy) folgt dann das große Erwachen: Die Punkte liegen meilenweit unter dem Durchschnitt. Nach kurzer Suche im BIOS oder im Gehäuse zeigt sich oft das Elend: Sogar vermeintliche "Z690/Z790"-OEM-Mainboards (z. B. von Dell, HP oder Medion) kommen mit mageren 6x50A Phasen daher – und das oft komplett ungekühlt! HP Medion und Co blocken sogar ihre Bios´se , damit das billige Office Board mit dem Prozessor einigermaßen zurecht kommt. Leider kann man diesen Bios Block nicht rückgängig machen und so dümpelt der teure i7, mit einer Leistung eines günstigeren i5 oder gar i3 durch sein Leben.
Speziell habe ich das ASUS B660m-A D4 einem VRM Test unterzogen. Zur Seite stand mir ein i7 13700F mit PL1-65Watt PL2-219Watt Intel Vorgaben, aber die gute alte Dame zieht über 300Watt wenn man sie lässt.
Als Sidekick dient mein Silentware Titan Performance, den ich bereits in einem anderen Review getestet habe, hier darf er nun mal sein volles Potenzial ausleben.
Auch hat unser Manu, zum Thema VRM auf billig Mainboards, ein Video gemacht.

Der Youtuber "CredibleHardware", hat in seinen Mainboard Reviews immer die VRM Phasen im Blick und gibt zum jeweiligen Mainboard eine CPU Empfehlung ab. Vielleicht macht er mal ein neues Video zu neueren Mainboards.


Das ASUS Mainboard habe ich auf dem E-Schrott gefunden und war Happy das sich darauf noch eine CPU getummelt hatte, besagter i7 13700F, als PC Nerd wusste ich sofort, das geht nicht gut.
Das ASUS B660m-A D4 hat nur 6 VRM Phasen mit je 58A pro Phase und einen kleinen Alu Kühlkörper.
Ich zeig euch heute mal was die Spannungsversorgung des AUS Mainboards macht, wenn da der 13700F werkelt.
Da man unterscheiden muss ob man nur zockt oder den PC auch für produktive Dinge nutzt wie zb Streaming, Rendern , Photoshop, werde ich in diesem Test mal die Mitte und das Horror Szenario testen. Nämlich Cinebench und Prime95. Beim Gaming wird es wohl nicht ganz so extrem ausfallen aber früher oder später wird eurem PC das gleiche VRM Schicksal ereilen.

Die VRMs des Mainboards kann man sich meistens bei Geizhals.de anzeigen lassen, Vcore sind nur für die CPU da, SOC wäre iGPU und RAM.

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Unser Office Prachtsück hat tatsächlich schon etwas stärkere Phasen. Die meisten billig Boards fahren mit 6x48A und auch noch ungekühlt.
Highend Mainboards dagegen fahren mit 16x110A und fetten Heatpipekühlung, was aber vollkommen sinnfrei ist, denn je stärker die VRMs umso kühler laufen sie, sie teilen sich einfach den Strom der CPU, Intel CPUs für Normalo User haben um die 350Watt, das wären aber dann i7/ i9 mit offenen Powerlimits.

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Danke an die Google Ki dir mir etwas zur Seite steht.
( ich hasse dich, du bist verantwortlich für horrende RAM und SSd Preise :( )

Wie ihr seht hat jede Phase nur eine Auslastung von knapp 50%, juchu alles in Butter denkt ihr euch, aber das ist nur eine Berechnung, die Wahrheit sieht ganz andes aus.

Als Diagnosemittel nehme ich das alt bewährte HWinfo, dann Intels XTU, damit ich in Windows 10
( ja Win 10, steinigt mich ;) ) die Powerlimits des CPUs anheben kann ohne ständig ins Bios zu müssen. Ein Infrarot Thermometer, da das Mainboard keine Sensoren hat die mir die MosFet Temperaturen anzeigen.
Und natürlich Cinebench R23, muss ich leider nehmen weil meine Test GTX 1050ti nicht R24 kann. Dazu noch Prime 95 im Small FFT test, der Horror für jede CPU.

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LOS gehts:

Das Mainboard macht mir sofort einen Strich durch meine CPU Boost Rechnung, Der Boost beim 13700F beträgt 219Watt und wird in der Regel mit einem TAU von 28 Sekunden belegt, solange zieht die CPU 219Watt danach fällt sie auf ihr PL1 mit 65Watt zurück bis eine neue Berechnung beginnt, bei Cinebench wäre es ein neuer RUN im Endlosloop, bei Prime wäre es eine neue Berechnung, Theoretisch könnte der i7 bei Cinebench im Dauerboost sein, er schafft einen RUN in unter 28 Sekunden wenn er auf einem passenden Mainboard montiert wäre.
Das liebe Office Mainboard lässt aber nur 5-10 Sekunden Boost zu. Es blockt einfach den 28 Sekunden TAU. So dümpelt der i7 die Restliche Zeit mit 65Watt im Cinebench rum.

Im Bild unten rechts, im Graph, seht ihr die kurze Last Spitze von 219Watt, sie beträgt 5-10 Sekunden, je nachdem wie kalt die VRMs gerade sind.


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Also haben wir hier unser erstes Problem, das Mainboard erkennt die starke Belastung der VRM und schaltet gleich ab. Juchu ein i7 der nur noch 65Watt zieht. Außerdem kommt er nicht auf seine Taktfrequenz, auch diese erreicht nicht ihr max Höhe 5.2Ghz, maximal 4.8Ghz konnte ich ihm entlocken. Und das nur mit offenem PL1 Powerlimit.

Nun werde ich diesen Block mal umgehen und das Powerlimit PL1 drastisch erhöhen, Sagen wir mal 219 Watt. Da ja PL2 geblockt wird darf er nun im Standgas statt 65Watt , muntere 219Watt ziehen, wie gesagt wenn der TAU von 28 Sekunden funktionieren würde dann wäre 219Watt seine wahrscheinliche Dauerlast .
Ich beobachte das Thermometer!!!!!!!! Autsch nach kurzer Zeit bereits 90°C , dabei hab ich mit 27°C an den VRMs angefangen, ich messe von unten, direkt unter den Phasen. Die Phase , die am nähesten am EPS Stecker ist, wird am heißesten. 115°C und dann ist Feierabend, Wahrscheinlich werden die Phasen noch heißer innen drin. Das ist ungesund, Mosfets können durch brennen wenn sie zu heiß werden. VRM Kondensatoren platzen und das Mainboard stirbt in einer stinkigen Wolke.
Nach guten 8 Minuten im offenen Aufbau meines Testsystems, geht der Intel XTU Alarm los, XTU kann mir das Throtteling der Spannungswandler anzeigen, die Leistung dropt sofort runter, die VRMs werden kurz kälter und dann beginnt das Spiel von vorne.

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Oben links im nächsten Bild, seht ihr das Throttling von VRM und Leider auch CPU, der Silentware Titan schafft leider keine 219Watt Dauerlast, auch zum Test mit 3 Lüfter nicht. Seine Schmerzgrenze lag bei 200Watt aber offener Aufbau.
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Ich habe natürlich noch andere Watt Zahlen getestet. Hier mal ein kleine Übersicht mit Cinebench nach 10 Minuten

135W VRM 83°C
170W VRM 95°C
180W VRM 96°C
195W VRM 105°C
200W VRM 112°C

Hier im Bild seht ihr am Graph der Leistungsaufnahme, wie die CPU brachial auf 9 Watt ausgebremmst wird, da die Phasen des Mainboards gnadenlos überhitzen. bei 115°C ist Feierabend. Die kurzen Leistungseinbrüche sind die Beginne eines neuen Runs, die CPU versucht ganz kurz zu boosten, aber vergeblich.

IMG_6932.JPG

Das Bild müsste die Drosselung von CPU und VRM sein. Eingestellt waren Dauerlast von 265Watt, nach kurzer Zeit Chaos
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Jetzt zum Fazit dieses VRM Tests.

BITTE BITTE kauft euch kein billiges Mainboard wenn ihr Gamer seit oder den PC zum rechenintensiven Arbeiten nutzt.
Da dieser Test ja im offenen Aufbau statt fand, wird es im geschlossenen Gehäuse wesentlich schneller gehen das alles drosselt, man merkt es gar nicht wenn die Kühlung des CPUs stark genug ist, ich hab es am Lüfter des Silentware Titans gehört, ständiges auf und ab, mit einer AIO wäre die CPU unter den 95°C geblieben und es würden nur die VRM drosseln. Das fatale an einer AIO, sie hat keinen Lüfter der eventuell noch die Phasen leicht mit kühlen kann, was ein Towerkühler oder Blowerkühler etwas mit macht.
Das ASUS B660m-A D4 mit seinen 6x58A Phasen schafft keinen CPU der mehr als 150Watt Dauerlast zieht.
Auch habt ihr gesehen das die CPU überhaupt nicht auf ihre 5.2 Ghz kommt und ihr Boost fast komplett beschnitten ist. Das Mainboard hat diverse Schutzmechanismen die von vornerein diese fetten CPUs einbremsen, das bekommt ihr nur mit wenn ihr wie ich mal Hwinfo mitlaufen lasst.
Jeder Hersteller hat diese Office Mainboards im Programm, die eignen sich für Mama und Papas Office PC mit einem i3 und gelegentlichem Surfen ;)

Achtet ganz besonders bei Intel darauf ( die ziehen wesentlich mehr Watt als AMD CPUs ) das ihr ein Mainboard mit min 8x60A gekühlte Phasen kauft. Wer einen i5 K oder i7 K verbaut dann min 12x60A. Gar einen i9 verbaut? Dann 14x80A und höher.

Wenn euch die Hersteller oder OEM-Shops erzählen, dass ein H610- oder billiges B-Board (oder deren kastrierte OEM-Eigenbauten) einen i7 oder i9 „unterstützt“, dann heißt das rechtlich nur: Der PC bootet unfallfrei ins Windows. Sobald Last anliegt, wird die CPU im BIOS oder per Notbremse so radikal kastriert, dass ihr für ein Highend-Modell bezahlt, aber nur die Leistung eines i5 bekommt.

Ach ich hatte ja ganz vergessen das ich Prime95 auch getestet hatte, ihr könnt es euch denken?
9 Minuten bei 162Watt haben die Spannungswandler durchgehalten. Nur gut das dies ein Test Szenario war. Prime95 knechtet die CPU.

Ihr wollt sicherlich wissen was der 13700f an Cinebench R23 Punkte erzielt?

Multiscore 19853 Punkte ( 5 Sekunden Boost 219W und dann nur noch 65 Watt bis Ende )
Singlescore 1988 ( 0 Sekunden und nur ca 30 Watt bis Ende )

Normale Scores wären
Multi ca 24700 Punkte
Single ca 2100 Punkte
Quelle: https://www.cpu-monkey.com/en/cpu-intel_core_i7_13700f

Keine Panik wenn ihr solch eine Kombination habt, im Gaming ist es nicht ganz so schlimm, hier wird die CPU nicht so gefordert und verbraucht wesentlich weniger Strom, trotzdem kann es gut sein das auch bei 150 Watt Dauerlast, die VRM nach 1h anfangen zu glühen. Probierts gerne mal aus. Lasst HWinfo neben dem Gaming laufen und schaut euch die Temperaturen vom Mosfet an oder lasst XTU laufen und aktiviert die VRM Überwachung.

Ich hoffe ich konnte euch einen kleinen Einblick in die VRM Problematik liefern.

Viele Grüße euer
MetallicaSun

über ein " gefällt mir " würde ich mich freuen.

Eine weitere Testreihe in einem geschlossenen Gehäuse findet ihr weiter unten.
 
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Danke für den ausfürhlichen Test (y)

Vl. noch 2 kleine Ergänzungen:

Erstens, auch der australische Hardware Kanal "Hardware Unboxed" testet regelmäßig Mainboards speziell hinsichtlich der Qualität der VRM zwie z., B. hier bei Intel B 660 Mainboards:


In den letzten Jahren hat sich allerdings die Qualität der SpaWa auch bei "Einstiegs-Boards" deutlich verbessert und für die aktuelen Plattformen Intel LGA 1851 sowie AM 5 findet man zum Glück kaum noch Boards mit totalen Crap-VRM. Dafür sind die Preise bei Mainboards in den letzten 10 Jahren aber auch kontinuierlich angestiegen...:rolleyes:

Und zweitens kann auch die Architektur der verbauten SpaWa eine Rolle spielen: Früher waren noch getrennte Schaltkreise mit sog. low- und high side Transistoren weit verbreitet, die aber seither zunehmend durch moderne ICs abgelöst wurden, zuerst in Form der DrMOS Schaltungen, die dann zu sog, smart power tages (sps) weiterentwickelt wurden. Diese Bauform ist technisch auifwändiger und daher teurer in der Produktion, bietet aber diverse Vorteile, da diese Schaltungen leistungsstärker und effizienter sind und die "smart power stages" auch eine genauere Regelung und Überwachung der wichtigen Parameter ermöglichen.

Getrennte low- und high-side Transistoren findet man auf aktuellen Plattformen z. T. immer noch bei "Einstiegsboards" in der Preiseklasse unter 180 €., weil sie in der Produktion weniger auifwändig und daher billiger sind. Sie sind qualitativ nicht zwangsläufig schlechter als integrierte power stages, aber weniger effizient und belastbar.

(Auch das hier getestete Asus B 660 Board hat übrigens noch die "alte" Bauweise).

Daher würde ich empfehlen, zumindest dann, wenn man leistungstärkere CPUs verbaut (Ryzen 7 und 9 oder Intel Core i7/i9 bzw. Core Ultra 7) auch beim Mainboard nicht zu sehr zu sparen und etwas mehr in ein Modell mit zeitgemäßen integrierten power stages (= DrMOS oder sps) zu investieren.

Welche Art der VRM verbaut ist, kann bei vielen Boards ebenfalls der gh-Beschreibung entnommen werden, hier 3 Beispiele für die jeweilige Bauform:

-> getrennte Transistoren ("alt"):

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-> DrMOS integrierte Schaltung ("neuer")

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->smart power Stages ("neueste")

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LG N.
 
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Hier mal Beispiele!
1600€ MSI Gaming PC mit 14700F und einem H510 Mainboard das nicht in Geizhals gelistet ist

HP Z2 Workstation mit i9 14900 und diesem Mainboard.
Man beachte das es wahrscheinlich nur 4 Phasen hat, jedenfalls hat es nur 4 Elkos unter dem mini Alu Körper, ein Elko pro Mosfet . Und das für ne Workstation
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Lenovo PC mit 14900K und 8 Phasen ungekühlt! Juchuuuuu
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Ich könnte lange so weiter posten, Viele PC Hersteller geben gar nicht mehr ihre Mainboards in den Specs an, man kauft die Katze im Sack
 
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MetallicaSun

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Okt 3, 2022
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Willkommen zurück.
Ich habe nun das Mainboard in mein altes Fractal Define R5 PCGH Edition eingebaut. Das Gehäuse ist voll gedämmt und hat vorne zwei und hinten einen Lüfter, der Airflow ist naja da es keine Mesh besitzt. Und heute teste ich im kühlen Keller.

Getestet habe ich mit Lüftern auf 5V und auf 12V also volle pulle!
Wie immer kommen Intel XTU, HWinfo und Cinebench R23 zum Einsatz. Ich kürze mal etwas ab und zeige euch die Ergebnisse der Runs.
Das Powerlimit PL1 werde ich ständig anheben per XTU und PL2 bleibt auf Intel 219W für den i7 13700F

Lüfter 5V ( ohne großen Stillstand die Testreihe nacheinander durchgeführt ) 10 Minuten R23

PL1 130W VRM 70°C
....... 140W VRM 80°C
....... 150W VRM 85°C
....... 160W VRM 91°C
....... 170W VRM 95°C
....... 180W VRM 101°C CPU 96°C ( die thermische Drosselung beginnt beim CPU , der Takt beginnt leicht zu drosseln
....... 190W VRM 105°C CPU 97°C
....... 200W VRM 110°C CPU 100°C ( die Leistungsaufnahme des CPU sinkt damit er die 100°C nicht übersteigt )
....... 210W VRM 115°C CPU 100°C ( die VRM beginnen brachial auf 30W zu drosseln )

Halten wir bei 5V Lüfter mal fest, das der Boost in den ersten drei Runs ca 20 Sekunden dauert, danach nur noch 5 Sekunden oder gar 2 Sekunden, wenn man es grob durchrechnet war der PC für ca 90 Minuten im Dauerstress , die VRMs halten 210Watt aus aber das ist eine Milchmädchenrechnung wie ich festellen musste, denn es geht weiter. Das PL2 muss ich jetzt mit anheben.

PC ist Keller Kalt

PL1 220W VRM nach 3 Minuten in die Drosselung, wobei die CPU vorher bereits die Leistung reduziert
....... 230W VRM komischerweise nach 4 Minuten in die Drosselung, ich habe wohl etwas zuviel Zeit zwischen den Runs gelassen.
....... 15 Minuten Pause, Familäres Ereigniss ;)
....... 230W VRM halten 17 Minuten durch, CPU nur 5 Minuten bis Drosselung, der PC war schön kalt

Jetzt nochmal 5V aber diesmal ist der PC kalt und ich gehe gleich auf 210W

PL1 210W VRM 106°C CPU 96°C nach 7 Minuten
....................... VRM 110°C CPU 100°C nach 14 Minuten
....................... Komplettes Chaos nach 16 Minuten, CPU und VRM drosseln komplett

Jetzt die 12V der Lüfter, leider kann ich sie nicht auslesen, das Fractal hat eine eigenen alte Lüftersteuerung ohne PWM, PC ist Kalt, ich fange etwas höher an
wieder Cinebench R23 im 60 Minuten Loop

Lüfter 12V

PL1 210W VRM 105°C CPU 95°C 10 Minuten
..................... VRM 105°C CPU 96°C 20 Minuten , 40 Minuten ............
....... 230W VRM nach 17 Minuten im Chaos, CPU nach 5 Minuten

Die 12V der Lüfter machen den Unterschied. Wenn ich eine AIO oder DarkRock hätte, könnte ich vielleicht die Drosselung der CPU verzögern, dann solten die VRM viel eher ihr Limit erreichen.

Nun einen Test OHNE Kühlkörper!!!!!!!!

5V Lüfter ohne Alu Kühlkörper


PL1 150W VRM 103°C nach 5 Minuten
...................... VRM 111°C nach 10 Minuten
...................... VRM 114°C nach 15 Minuten

ich steiger nun im Run langsam das Powerlimit, also keine Abkühlphase der VRMs

PL1 160W VRM 116°C nach 18 Minuten
..... 165W VRM gehen in die Drosselung nach 20 Minuten.

Halten wir hier fest. 6x58A Phasen die keinen Kühlkörper haben, gehen in einem schlecht belüfteten Gehäuse bei 165 Watt die Puste aus.
Und nun die 12V Lüfter, ich fange bei 165W an und die VRMs hatten Zeit zum abkühlen.

12V Lüfter

PL1 165W VRM 117°C nach 10 Minuten
......................... VRM im Chaos nach 11 Minuten

Ohje, ich ahne schlimmes falls ihr ein Mainboard hab das nur 6x48A als Phasen hat.

Fazit dieses Test:

mit Kühlkörper

VRM Leistungsgrenze bei schlecht belüftetem Gehäuse, bei max 200Watt mit Kühlkörper
VRM Leistungsgrenze bei recht gut belüftetem Gehäuse , bei max 210Watt mit Kühlkörper

ohne Kühlkörper

VRM max 160Watt egal welches Gehäuse.


Ein offener Aufbau wie im ersten Test ist wohl etwas schlechter, aber wer baut schon offen auf. Wenn ihr volle Leistung auf eure Gehäuselüfter gebt halten die VRMs etwas länger durch, aber wer will schon neben einem startendem Flugzeug sitzen. 115°C der VRMs sind sicherlich nicht gesund, das Mainboard drosselt bereits beim Start von Cinebench die Leistung der CPU, teilweise Boostet er überhaupt nicht mehr, aber eigenartigerweise ist der Boost etwas länger je höher ich mit dem PL1 gehe und wenn die VRMs schön kalt sind, boostet er auch etwas länger.

FINGER WEG von billig Mainboards wenn ihr zocken oder damit Arbeiten wollt, ist immer noch mein Fazit
 
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Feb 8, 2022
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Ohje, ich ahne schlimmes falls ihr ein Mainboard hab das nur 6x48A als Phasen hat.

Ich vernmute, es muss 6 x 58 A heißen, oder? (Es sei denn, die VRM haben durch deine "Torturen" schon 10 A eingebüßt... 🤣 )

Wenn ich eine AIO oder DarkRock hätte, könnte ich vielleicht die Drosselung der CPU verzögern, dann solten die VRM viel eher ihr Limit erreichen.

Bei herkömmlichen AiO dürfte das Ergebnis eher noch schlechter ausfallen, weil dann die VRM keinerlei Kühlung mehr bekommen wie bei einem Luftkühler, der (bei Towerform) zumindest die hinteren VRM noch etwas mitkühlt (noch besser wären Top Blow Kühler, sind aber etwas aus der Mode gekommen, weil auch nicht so leistungsstark wie Tower oder gar Doppel-Tower).

Nicht von ungefähr kopieren ja immer mehr AiO-Hersteller das Arctic-Modell mit einem kleinen Zusatzquirl auf der Pumpeneinheit . Wobei das wieder eine zusätzliche Lärmquelle darstellt, was meine generelle Abneigung gegen AiO bestärkt...😁

Aber insgesamt schon sehr aufschlussreich und sehr viel Aufwand (y). Wobei ich denke, dass man auch mit bissl schwachbrüstiger VRM Ausstattung noch hlbwegs leben kann, sofern man

(a) eine effiziente CPU mit geringer Verlustleistung nutzt (gibt's aktuell aber nur von AMD mit Ryzen 5 und 7 - wobei die Intel Core Ultrra 5 und 7 auch rel. sparsam sind, so lange sie im PL 1 bleiben.)
(b) eine sehr gute Gehäusebelüftung hat
(c) einen Luftkühler oder eine AiO mit VRM Lüfter nutzt
(d) den PC nur zum spielen, Office oder Multimedia, aber nicht für sehr cpu-lastige Anwendungen wie rendern etc. nutzt, da bei Teillast die CPU so gut wie nie dauerhaft mit (wie BastelNerd sagen würde 😄) "Knallgas" läuft.

LG N.
 
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Okt 3, 2022
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nee war beabsichtigt das mit den 6x48A, wollte auf Mainboards hinweisen die solch schlechtere VRMs verbaut haben. Aber ja, der PC läuft und man kann mit ihm arbeiten, wenn da gar ein i3 verbaut ist dann ist alles im Lot, als Office und Budget Gaming Mainboard reicht es noch aus.
Wie man aber sieht reicht es dem 13700F auch aus denn er darf nicht Boosten ;) also dümpelt der i7 meistens mit 65Watt rum und dass schafft das Mainboard ohne Probleme.
 
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