T4xx (T400-450 ohne "T440s/T450s") Erfahrungsberichte: Quadcore im T420 - Mod-Bios inside

[diablo666]

Hallo!

Da ich seit ein paar Tagen ein T420 mein Eigen nenne und laut einiger englischsprachiger Foren sich die Möglichkeit bietet Quadcores in einem 14" Gehäuse zu verplanzen, musste natürlich bei mir auch einer eingebaut und berichtet werden.

Im Vergleich zur Standard CPU, dem i5 2520M hat der i7 2670QM eine 10W höhere TDP von 45W, welche eine entsprechend höhere Anforderung an das Kühlsystem stellt. Da die Leistungsreserven des Kühlsystems mit der DualCore CPU doch noch recht groß waren, standen die Chancen für einen reibungslosen Betrieb des 4-Kerners im T420 recht gut. Das Vorhandensein eines 90W Netzteils ist notwendig. Der Wechsel der CPU ansich ist mehr als simpel, wenn auch die Entfernung der Handballenauflage einige Mühen bereite.

Nach Erneuerung der Wärmeleitpaste und Reinigung des Lüfters setzte ich das Gerät weitestgehend zusammen und startete es. Da die neue CPU ein paar Virtualisierungtechniken weniger drauf hat als die alte, mussten die entsprechenden Bios Einstellungen angepasst werden. Dies geschieht automatisch nach Bestätigung per Tastendruck. Ansonsten tauchten seitdem keine Meckermeldungen mehr auf, die CPU wird voll erkannt und im Bios (kein Mod-Bios zwingend erforderlich, aber zu empfehlen ) beim Namen genannt. Einzig ein 90W Netzteil ist mindestens Pflicht, da sonst keine Akkuladung während des Betriebs erfolgt!

Belastungstests bei ca. 20°C Raumtemperatur

Prime95 mit In-Place large FFTs (maximum Heat) für etwa 30min
- die CPU taktet gar nicht mehr mit Turboboost, sondern nur mit Basistakt von 2,2GHz
- kein Throttling, also kein Taktabfall unter den Basistakt
- die Temperaturen pendeln sich bei 87°C ein
- der Lüfter dreht auf Stufe 64

Wprime
- die CPU taktet nicht mehr mit vollem Turboboost, sondern "nur" noch mit 2,6GHz
- kein Throttling, also kein Taktabfall unter den Basistakt
- die Temperaturen pendeln sich bei ca. 85°C ein
- Wprime Score - 32M: 8,9 Sekunden, 1024M: 291 Sekunden

- der Lüfter dreht auf Stufe 64 (unter Verwendung von TPFC)
- Throttle Stop meldet anfangs ca. 48W Verbrauch der CPU, dieser reduziert sich nach automatischer Absenkung des Turbotakts auf 43W

Beim Schreiben dieses Betrags
- die CPU dümpelt bei 800MHz rum
- die Temperaturen bewegen sich im Bereich um die 44°C
- Lüfter ist aus

Bei nvidia/ Optimus Geräten produziert eine voll ausgelastete NVS4200 leider so viel zusätzliche Abwärme (TDP von angeblich 25W), dass der Maximaltakt der QC CPU merklich abfällt. Wenn CPU und GPU auf Volllast laufen, dann ist beträgt die Leistung des Systems ca. 75W bis 90W lt. Energiemanager. Ein Laden des Akkus ist dann selbst mit 90W Netzteil kaum noch möglich. Jedoch stellen Prime95+MSI Kombustor auch nicht unbedingt alltägliche Belastungsfälle dar. Selbst Spiele wie BF3, BF4, Burnout Paradise bringen Kühlsystem und Netzteil nicht an die absoluten Leistungsgrenzen.

Singlethreaded Anwendung leiden im Vergleich zur Standard CPU etwas durch den geringeren maximalen Turbotakt von nur noch 3,1 statt 3,2 GHz des 2520M. Multithreaded Anwendungen profitieren natürlich von den 2 zusätzlichen Kernen. Die Mehrleistung erkauft man sich logischerweise durch etwas höheren Geräuschpegel des Lüfters. Dennoch halte ich das Upgrade auf einen Quadcore sinnvoller als auf einen schnelleren Dualcore wie z.B. den i7 2640M...

..denn besonders preislich sind derartige Mittelklasse QCs deutlich attraktiver als die High-End Dualcores. Wobei die Preise in der Bucht leider stark schwanken (siehe Link weiter unten).

Die nächst schnellere Sandy Brigde QC CPU, der i7 2720QM, weist einen höheren Turbotakt von 3,3GHz (1 Kern belastet) auf, was Single-threaded Anwendungen zu Gute kommt und verringert somit den Unterschied zu einem schnellen Dualcore. Ebenfalls beherrscht diese CPU die Virtualisierungstechniken, die dem 2670QM wie bereits angesprochen fehlen. Leider kostet dieser jedoch wieder ein paar € mehr.

Sandy Bridge QCs auf ebay.de

HINWEIS (gilt auch bei Verwendung eines Dualcores):
Bei Verwendung eines BIOS neuer als Version 1.37 wird der Speichertakt auf 1333MHz begrenzt, was eine Verminderung der Leistung der intergrierten Grafik bei Verwendung schneller taktenden Speichermodulen (1600MHz und schneller) zur Folge hat. Gleichfalls wird bei einem Umbau zum "T420p" (mit Quad-Core CPU) ab i7-27xxQM auch das Speicherinterface der CPU künstlich von 1600MHz (der CPU Anbindung) auf 1333MHz gedrosselt!
Abhilfe schafft das Original-Bios der Version 1.37 oder dieses Mod-Bios (Version 1.46, Änderungen s.u.) Großer Dank an BDMaster von bios-mods.com und gaku (AES-NI Unlock) :thumbup:

alle Änderungen zum Originalbios:

Slic 2.1 - Na ihr wisst schon... zur Offline Aktivierung von Windows 7 notwendig

NWL - Whitelist entfernt, Einbau von Wwan und Wlan Karten ohne FRU möglich

Speedo - Begrenzung des Speichertaktes auf max. 1333MHz aufgehoben

AES-NI Unlock - Freischaltung der Hardwarebeschleunigung von AES-Verschlüsselungen und -Entschlüsselungen auf "non-encryption" Geräten

aktualisiertes Intel VBios v2170

ADV - Advanced Menü im Bios freigeschaltet:

Powerlimits einstellbar (siehe Erklärung unten)

Wert für Tolud einstellbar (Top Of Low Usable DRAM --> nützlich bei Verwendung einer eGPU)

Kühlkörper
Für das T420 gibt es für Intel und Nvidia Modelle je 2 Kühlermodelle. Der Unterschied zwischen den beiden Modellen ist im wesentlichen die Zahl der Heatpipes (1 und 2 Stück) an der CPU. In der Praxis ergibt sich leistungsmäßig aber kein Unterschied. Einige User empfinden den Lüfter des 2 Heatpipe Kühlers lediglich als leiser bzw. angenehmer im Geräuschverhalten.

Setzen der Powerlimits
Mit dem Mod-Bios ist nun möglich die Power Limits des "Package" (CPU + GPU) mit Throttle Stop zu regeln. Hierbei kann für die dynamische Übertaktung der CPU, vielen als Intel Turbo Boost bekannt, zeitlich und leistungsmäßig begrenzt werden. Einstellbar unter "TPL" sind Dauer und Leistung für die kurzzeitige und andauernde Übertaktung. Die kurzzeitige Übertaktung (short) endet erfahrungsgemäß spätestens nach 64 Sekunden meist temperaturbedingt. Die andauernde Übertaktung (long) wird anschießend nur soweit ausgereizt wie ein Temperaturlimit gehalten werden kann. Je nach Kühlung kann der Turbotakt also variieren.
Zur Leistungsbegrenzung kann das "Package Power Limit" (Kurzzeit- und Langzeitturbo Leistung) heruntergesetzt werden, beispielsweise auf 36W (was die untere Grenze darstellt). Die obere Grenze liegt 72W und wird bei reiner CPU Last zumindest mit einem 2670QM ohnehin nicht ansatzweise erreicht.
Bei singlethreaded Anwendung hat das Heruntersetzen des Powerlimits (gegenüber der einfachen Taktbegrenzung) den Vorteil, dass der volle Turbotakt erreicht werden kann, aber auch bei multithreaded Anwendungen keine übermäßige thermische Belastung erfolgt. Die Powerlimits sollten nicht im Bios unter "Advanced" gesetzt werden, da bei zu niedriger Einstellung das T420 den Dienst verweigert und kein weiterer Start mehr möglich ist.

Zur Verdeutlich der Einstellung zwei Screenshots:
max. Turbofrequenz wird erreicht, da eingstelltes Powerlimit (short: 72W) nicht erreicht wird

max. Turbofrequenz wird nach >64s auf nach dem eingstellten Packagelimit von 36W (long) geregelt

weitere Erfahrungen aus diesem Thread:
Johi - 2820QM
Chris08 - 2670QM
Delta - 2670QM
DerGilb - 2760QM
Herzkasper - 2630QM
The_Ghostrider - 2820QM
gaku - 2860QM
bambule - 2630QM
JetroNick - 2720QM
Rundem - 2720QM
L0nestar - 2820QM
Megalodon - 2760QM
pepun - 2630QM
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IvyBridge im T420 mittels Coreboot (in Bearbeitung, erste Erfolge)

Quadcore im T430? --> hier entlang

Gruß, David

 

[diablo666]

Erst organisiert und dann sogar selbst gemacht

 

[Derriell]

I dont think that these are bugs in Coreboot. They wont be "solved" is my guess. If you want to be able to flash it a Beagle Bone Black is the way to go

If Ivybridge CPUs are running in the T420 with Coreboot and without the vbios upate a newer vbios might not solve the problem with the normal UEFI and BIOS. But worth a try. For the moment I have got a BBB but no Ivy CPU to test it.

 

[florio]

I understand what you say when you are referring to the fact that lack of windows compatibility it is not a bug on coreboot, it' s generally true, however the guy who' s behind t420 coreboot port seems to be interested in that too, so maybe we' ll have in the future.

About vbios upgrade, maybe I' m totally wrong, but there is something that make me think that it could be useful. Quoting from coreboot patch page:

Sandy and Ivy Bridge processors use the same socket,and a mainboard with the socket can support both typesof CPUs. However, they use different native graphics initcode and cause a crashing if running the wrong code.So it needs a detecting, then selects the right code to run.

And looking in the patch:

if (IS_ENABLED(CONFIG_SANDYBRIDGE_LVDS) || IS_ENABLED(CONFIG_IVYBRIDGE_LVDS))
if ((bridge_silicon_revision() & BASE_REV_MASK) == BASE_REV_SNB) {
lightup_ok = i915lightup_sandy(&conf->gfx, physbase, iobase,
mmiobase, graphics_base);
} else {
lightup_ok = i915lightup_ivy(&conf->gfx, physbase, iobase,
mmiobase, graphics_base);
}
#else
lightup_ok = i915lightup_ivy(&conf->gfx, physbase, iobase,
mmiobase, graphics_base);
#endif

It seems that the key feature ( or at least, one of them ) is the ability to initialize both ivy and sandy graphic init, feature that the new vbios could have enabled ( although reading intel documentation it' s not clear to me if you need to enable it via intel bmp utility in bios ).

 

[Raph]

Ich habe einen i5-3230m daheim, heute Nachmittag, spätestens jedoch am Wochenende installier ich mal das neue Bios und werde es testen.

I've got an i5-3230m processor at home, in the next few days (maybe already today) i will install the new BIOS and test the 3230m in my T420.

 

[florio]

Thank you, no idea if it'll work, but I think it worths a try.
Opening VBIOS dat in a hex editor shows in 2089 a "VBT SNB-mobile" where in 2170 there is a "VBT SNB / IVB mobile ", so there is a real possibility that last VBIOS contains IVB instructions.
About the coreboot, I've contacted the guy who 's behind the porting, he told me that he will try to update the coreboot VBIOS to the last version to see if it'll bring changes to graphic init (which could be a crucial step to windows compatibility ).

 

[Raph]

Hab grad den i5-3230m drin, Bluetooth-Led geht und bleibt beim Start an, der Lüfter ebenfalls und regelt auch, das wars. Bootet also nicht. Welche Einstellung muss ich wo wie treffen, damit das wie ihr eben sagtet mit dem Ivybridge-Boot klappt?

I've got the i5-3230m in my t420, but it won't boot (BT-Led and Fan are working, the rest not). Which setting I have do set and where, that the Ivybridge Graphik can be booted what you say a few posts ago?

Edit: I've found the Intel BMP utility in the internet, maybe I can change it with the utility. But I'm scared, if I set the setting with the sandy i7 in the Laptop and after a reboot I cant boot both... Or does it work and I bother a bit too much about it?

 

[florio]

I would not risk, unless you have a way to flash the old bios if the laptop won' t boot normally.
I' m reading docs but still don' t understand what could happen, the best thing it' s probably to understand the way t430 bios ( which is snb/ivb compatible ) operates, but I' m still far from that.
PS: have you noticed any difference from the old bios boot failure?

 

[Raph]

What do you mean with old Bios boot failure? Ive tested the i5-3230m now for the first time. There was no error, just not accessing the SSD and no picture on the screen.

 

[florio]

Ok, I believed that you were one of those who have tried in the past with a different bios, and I wanted to know if the boot had stop at a different stage. Unfortunately, seems not at all.

 

[Raph]

If I had the ability to flash my BIOS external, I would try to set the setting in the Intel BMP utility... But the t420 has no crysis recovery and I cant flash the EEPROM external. If it doesn't work my mainboard would be crashed. I think that isnt it worth for me. If here anybody wants to test it, I can send him my CPU for testing purposes.

 

[florio]

Where I can find the bios mod with ivy-microcode? I know it will not work, I just wanna to have a look on it.

 

[gaku]

so, hab das von diablo666 um das neuere VBIOS 2170 erweiterte BIOS bei meinem T420p jetzt auch endlich installiert => keinerlei (negative) Auffälligkeiten.

läuft wie bisher :thumbup:

Danke nochmal für das VBIOS!

 

[Cypriot]

Update: Ich habe das integrierte Intel Video Bios Modul gerade ein wenig von Version 2089 auf 2170 aktualisiert und geflasht.

Bios Download: http://www95.zippyshare.com/v/rBVD1Bf6/file.html

Danke für das VBIOS!

- - - Beitrag zusammengeführt - - -

For Lenovo T420 due to the chipset on the motherboard QM67 only two 3rd generation processors will work. You can find the in the compatibility chipset table. One is i5 and one is i7. There is a also a 3rd gen i3 cpu but I don't think it is worth it. For them to work you will need the modified bios cpu microcode which adds support for the ivy bridge processors.


I have tried to find a cheap used i5 processor but I have failed. My best guess is that no other 3rd gen mobile cpu will work because they are not supported by the QM67 chipset.

 

[Cypriot]

Those 2 compatible chipset (QM67) cpus i5-3610me and i7-3610qe are however useless for me because they are not WiDi compatible (even though they support direct X 11 hardware) and I am a WiDi movie user. I am really disappointed.

If you manage to get other ivy bridge cpus working on QM67 that would be great.

For the moment I have ordered new memory modules 2X4gb from crucial Ballistix with 1866/10. I will post windows experience score for windows 8.1 and passmark performance test comparison when I install the memory modules. I really hope that I improve my graphics card performance, the bottleneck, through the faster crucial modules.

I now have 2x4gb memory modules with 1333/9, SSD, 2520M cpu.


Current Windows 8.1 experience index: Clearly windows 8.1 D3d -dx10 is 0 because Microsoft Intel have not made a compatible 8.1 x64 driver/winsat program

Stock2x4gb 1333
CPU Score 7.3
D3DScore 5
DisKScore 7.95
Graphics Score: 5.9
Memory Score: 7.5

I cannot access the D3D score win windows 8.1 since WinSAT refuses to run D3D -dx10. Microsoft Winsat or intel driver bug??? I wonder.

Current passmark performance test rating: 1770

1. CPU Mark: 3853 4007
2. 2D graphics mark: 491.4
3. 3D graphics mark: 362
4. Memory mark: 1860
5. Disk mark: 4610

I would like to make same 2d 3d comparison tests with windows 8.0 or 7.0. I don't trust windows 8.1 due to legacy compatibility mode (wddm 1.2 instead of 1.3 and direct X 10.1 instead of 11.2).


MaxMem:
Before 2x4gb 1333/9
Memory copy: 17213 MB/S
Memory Read: 14943 MB/S
Memory write: 14786 MB/S
Reached memory score: 14.86GB/S
Memory latency: 71.4
Reached latency score: 71.4 ns


Hope that you really manage to make all 3rd generation socket G2 i5 cpus (with WiDi capability) to work with Lenovo T420.


Has anyone tried i5-3380m, i5-3360m, i5-3340m or i5-3320m processors with 1333/1600/(1866)mhz supported memory modules on Lenovo T420 with this newer modified 1.46 bios (with 2170 vbios)?

- - - Beitrag zusammengeführt - - -

What do you mean with old Bios boot failure? Ive tested the i5-3230m now for the first time. There was no error, just not accessing the SSD and no picture on the screen.

Did you have the newer 1.46 custom bios (whih also has the 2170 vbios) installed before installing i5-3230m???? Did the IVY bridge microcode in the newer bios failed to make Lenovo T420 motherboard compatible???? Maybe it has something to do with QM67 chipset compatibility even though I don't see the reasons why it should not be recognised if the cpu microcodes are installed in the bios. I really need a third generation i5 i5-3380m to replace my i5-2520 cpu for graphics card/ windows 10 compatibility

 

[tfyer]

Hallo,
funktioniert bei euch mit installiertem ModBios noch das rekalibrieren im Energie-Manager? Der Akku im T420 (egal welcher) lässt sich nicht rekalibrieren, im W510 funktioniert es einwandfrei.
LG
tFyer

 

[Cypriot]

it is not just ivy bridge CPU microcode bios support. you also have to add graphics card/GPU Intel HD 4000 init code support. when you add the bios init code for both Intel HD 4000 and Intel HD 3000 it will work. I am 99% sure.

I have not seen this gpu choice in the 1.46 T420 modified BIOS.T430 BIOS should have it if you can copy it from there.

 

[Raph]

Did you have the newer 1.46 custom bios (whih also has the 2170 vbios) installed before installing i5-3230m???? Did the IVY bridge microcode in the newer bios failed to make Lenovo T420 motherboard compatible???? Maybe it has something to do with QM67 chipset compatibility even though I don't see the reasons why it should not be recognised if the cpu microcodes are installed in the bios. I really need a third generation i5 i5-3380m to replace my i5-2520 cpu for graphics card/ windows 10 compatibility

I used the newest Mod-Bios from Diablo with the new vBios but without the Ivy-Bridge microcode.

 

[Cypriot]

To check if a CPU is compatible in the BIOS firmware we have to add the following:

1. it is present in the T420 fru_bom list of the compatible parts
2. T420 BIOS includes that CPU Microcode. You can check out it yourself within BIOS code or in the root folder with BIOS update tool. example:i7-3632Qm has CPU ID 306A9, i5-2520m - 206A5 (206A7). The files (*.pat) with CPU microcode laptop supports should be in the folder as well their HASH files in the subfolder with the BIOS images.

I found the above in a lenovo T430 discussion. I don't know how this is done but I hope it helps with this project.

 

[Raph]

Ok, thank you very much! If Diablo mods a BIOS with the new VBIOS and both Microcodes, I can test it at my T420. Problem: I've no option for restoring my BIOS, if I've crashed it... How sure can you be, if the BIOS will work, when you can see the source code? If it is very sure, I can test it.

 

[Cypriot]

I agree with you. that is why I have placed an order for a i7-2640m instead of third gen.. if diablo manages to add CPU microcode for i5-3380m or i7-3540m series in the bios and confirms that modified bios works I will upgrade again.