В настоящее время компания AMD использует одно и то же ядро Thunderbird в процессорах серий Athlon и Duron. Единственным различием является меньшая кэш-память второго уровня и более низкий уровень напряжения питания процессоров серии Duron. Последнее обстоятельство делает процессоры Duron более привлекательными для разгона. Основное препятствие при разгоне процессоров Athlon/Duron заключается в частоте шины FSB — процессоры Athlon и Duron используют одинаковую стандартную частоту шины FSB в 200 МГц (100 МГц х 2) из-за использования системной шины EV6. Современные процессоры Athlon используют шину FSB, работающую на частоте 266 МГц (133 МГц х 2). Поэтому изменение частоты шины FSB трудно использовать с целью разгона процессоров AMD. Скорость шины можно поднять лишь на 10—15% от номинального уровня. Это означает, что частоту шины FSB можно увеличить лишь со 100 МГц до 112—115 МГц, и со 133 МГц до 145-153 МГц.
К счастью, в процессорах AMD довольно легко можно снять блокировку умножителя частоты. Для ранних моделей процессора Athlon, имеющих корпус в виде картриджа, необходимо сделать устройство разблокировки умножителя частоты и затем удалить внешний корпус картриджа для установки нового значения умножителя. Конечно, это вне пределов возможностей обыкновенного пользователя, но вскоре стали появляться устройства заводского изготовления с инструкцией по использованию. Одно из таких устройств называется «GFD» (Golden Finger Device), подразумевая золотые контакты на одностороннем разъеме, который используется для снятия блокировки умножителя частоты. В процессорах Athlon и Duron с процессорным разъемом типа Socket А блокировка снимается еще проще — для этого понадобится лишь графитовый стержень карандаша. Вся операция состоит в проведении толстой линии в небольшом промежутке между золотыми контактами в верхней части процессора. Эта процедура иллюстрируется на рис. 5.10. В сети Internet есть несколько адресов, где детально обсуждаются эти вопросы: www.mot-herboards.org, www.extremeoverclocking.com и www.tomshardware.com/cpu/index.html. После снятия блокировки процессора процесс разгона сводится к увеличению значения умножителя частоты для данного процессора.
Также может понадобиться поднять уровень напряжения питания разогнанных процессоров Athlon или Duron. Максимально возможное напряжение для этих процессоров составляет 1,85 В. Это означает, что питание ядра процессора Athlon Thunderbird можно увеличить на 0,15 В по сравнению с его стандартным значением в 1,7 В (менее чем на 10%). С процессором Duron дело обстоит немного лучше — можно добавить 0,35 В к значению 1,5 В, что более чем достаточно для обеспечения максимально возможной частоты работы. В табл. 5.12 приведены результаты разгона процессоров Athlon 700 и Duron 600. Из таблицы видно, как важно иметь на системной плате возможность изменять настройку частоты шины FSB, умножителя частоты и напряжения питания. Видно также, что даже небольшое увеличение частоты шины FSB приводит к большому увеличению производительности.
Так же как процессор Celeron является более подходящим для разгона по отношению к процессорам Pentium II/III, так и процессор AMD Duron лучше подходит для разгона, чем процессор Athlon. Этот процессор имеет более широкий диапазон настроек, в основном из-за более низкого уровня напряжения питания ядра — 1,5 В. Вместе с тем, процессор AMD Athlon даже с более ограниченными опциями разгона превосходит по производительности процессор Duron с одинаковой тактовой частотой. Это обеспечивается за счет большего объема кэш-памяти второго уровня.
Старые модели процессоров Cyrix 6x86 гораздо труднее разогнать по сравнению с процессора компании Intel. На это есть две причины. Во-первых, микропроцессоры Cyrix (даже последних производственных модификаций) вырабатывают очень большое количество тепла. После разгона таких процессоров тепла выделяется столько, что рассеять его невозможно без громоздких радиаторов/вентиляторов или мощных систем охлаждения на элементах Пельтье (явление охлаждения материала при протекании через него электрического тока). Во-вторых, процессоры 6x86 имеют только два значения умножителя частоты (х2 и хЗ), поэтому вариантов их разгона существует ограниченное число. Можно попробовать разогнать процессор Cyrix PI20+ (100МГц) до уровня Р133+ (110МГц). Либо процессор Р133+ (ПОМГц) до уровня Р150+ (120МГц). Наконец, процессор Р150+ (120 МГц) до уровня Р166+ (133 МГц). Наилучшего результата можно достичь с процессорами 6x86 производственных модификаций 2.7 и 3.7 — они работают наиболее стабильно и выделяют меньше тепла.
Первые модели процессоров Pentium II (с ядром Klamath) изготавливались по 0,35-микронной технологии и могли работать на тактовых частотах в диапазоне от 233 до 300 МГц, используя шину FSB на частоте 66 МГц. Затем стали выпускаться процессы Pentium II (с ядром Deschutes) по 0,25-микронной технологии, работающие на тактовой частоте от 333 до 450 МГц. Процессор Pentium II с тактовой частотой 333 МГц все еще использовал шину FSB с частотой 66 МГц, но, начиная с тактовой частоты 350 МГц, частота шины FSB была увеличена до 100 МГц. Первые процессоры Pentium III производились по технологии 0,25 микрон (с ядром Katmai) и работали на частоте от 450 до 600 МГц. Затем процессоры начали производиться по технологии 0,18 микрон (с ядром Coppermine) и работали на частотах свыше 500 МГц.
С августа 1998 года компания Intel заблокировала умножители частоты на своих процессорах, поэтому на процессорах Pentium II с частотами 350, 400 и 450 МГц может и не быть возможности изменить умножитель частоты с целью разгона. То же самое касается процессоров Pentium III и Pentium 4. Если попытаться это сделать, то процессор либо не будет загружать систему, либо будет это делать на 1/3 своей нормальной скорости. Для преодоления этой ситуации необходимо, прежде всего, повысить частоту шины FSB. Увеличение частоты шины FSB вызовет увеличение частоты шин PCI и AGP, что может вызвать ошибки в работе старых компонент, которые откажутся работать на повышенной частоте. Например, повышение частоты шины FSB с 100 до 112 МГц приведет к повышению частоты шины PCI до 37 МГц (вместо 33 МГц), а частота шины AGP повысится до 74 МГц (вместо 66 МГц). У новых PCI- и AGP-карт есть запас по частоте работы, поэтому есть возможность увеличить частоту шины FSB, сохранив работоспособность всей системы.
В зависимости от модели процессора Pentium, который вы собираетесь разогнать, вам придется изменить значение умножителя частоты, частоты шины FSB и/или напряжение питания ядра процессора. Также придется проверить работу системы охлаждения центрального процессора и, при необходимости и по возможности, установить более мощную. Очень рекомендуется установить какую-либо систему контроля температуры процессора. Многие последние модели системных плат имеют широкий диапазон изменения значений умножителя частоты, частоты шины FSB и напряжения питания процессора — некоторые даже имеют встроенную систему слежения за температурой процессора.
После добавления кэш-памяти второго уровня в процессоры Intel Pentium II Celeron они стали фаворитами разгона. Наличие ядра процессора Pentium, небольшая стоимость и высокая производительность привлекают внимание пользователей к этим процессорам с точки зрения возможности повышения их производительности путем разгона. Компания Intel решила ограничить возможность разгона процессоров Celeron блокировкой умножителя частоты и блокировкой частоты шины на значении 66 МГц. Некоторые производители системных плат не повиновались такому решению по блокировки рабочей частоты шины и оставили возможность разгона процессора Celeron посредством увеличения частоты шины. Общепринятыми частотами шины системных плат свыше 66 МГц являются 75, 83, 100 и 133 МГц.
После введения блокировки умножителя частоты процессора, возможности разгона процессора уменьшились вдвое. Энтузиасты разгона процессоров теперь больше полагаются на возможности системных плат и на свою собственную изобретательность. Многие производители системных плат ввели с этой целью дополнительные возможности изменения частоты шины FSB и напряжения питания процессора. Они отреагировали так на беспокойство потребителей своей продукции по поводу стабильной работы системной платы после разгона. Современная тенденция состоит в том, что в новые системные платы добавляются многочисленные возможности настройки шины FSB в широких диапазонах. Есть также возможности изменения напряжения питания небольшими шагами.
Чтобы сделать для новичков более легкой процедуру изменения частоты шины FSB и напряжения питания процессора, на многих системных платах эти процедуры перенесены с аппаратного на программный уровень. На прежних системных платах имелись перемычки для установки значения умножителя частоты, частоты шины и напряжения питания процессора. На многих современных системных платах все это можно выполнить через программу CMOS Setup. He надо ничего отсоединять и открывать для того, чтобы повысить напряжение питания центрального процессора или частоту шины FSB. Необходимый уровень напряжения питания можно выставить с помощью нескольких нажатий клавиш вместо того, чтобы устанавливать в нужное положение от 6 до 8 перемычек.
Процессоры Pentium и Pentium ММХ традиционно считаются приспособленными для разгона. Это связано с повышенными требованиями к качеству выпускаемых процессоров в компании Intel после случившего конфуза с дефектом блока обработки чисел с плавающей запятой у процессоров Pentium с тактовой частотой в 60 и 66 МГц. Например, процессор Pentium ММХ 200 (с питанием 2,8 В) хорошо работает на частотах 208/83 МГц и 225/75 МГц. Чтобы он надежно работал на частоте 250/83 МГц, необходимо поднять напряжение питания до 2,9 В.
Процедура разгона компьютера включает в себя три аспекта: изменение рабочей частоты шины, изменение значения умножителя частоты и изменение номинала питающего напряжения. Для успешного разгона процессора не обязательно выполнять все три названных пункта. Основные действия по разгону процессора описываются ниже. Чтобы получить представление о том, что необходимо при этом менять для разгона процессоров 486 и Pentium, обратитесь к табл. 5.6 и 5.7.
1. Приготовьте руководство к системной плате. Выключите компьютер. Откройте системный блок.
2. Проверьте маркировку на обеих сторонах процессора, и вновь установите процессор на свое место. Убедитесь в том, что маркировка не поддельная.
3. Сравните текущее значение установленной тактовой частоты и умножителя частоты с руководством на системную плату и запишите эти значения.
4. Сравните положение перемычек установки напряжения питания на системной плате с руководством и маркировкой процессора и запишите их.
5. Замените при необходимости систему охлаждения процессора более мощной.
6. Измените положение перемычек установки тактовой частоты и/или умножителя частоты в соответствии с выбранной стратегией разгона. Если на системной плате нет этих перемычек, то все эти установки можно произвести с помощью программы CMOS Setup.
7. Дважды проверьте правильность проведенных изменений.
8. Запустите компьютер и войдите в программу CMOS Setup.
9. Компьютер загрузился, и программа CMOS Setup запустилась? (Если «да», то переходите к пункту 12; если «нет», то переходите к пункту 10).
10. Выключите компьютер, и с помощью перемычки регулирования питания процессора немного увеличьте напряжение питания, если это возможно.
11. Если загрузка компьютера не доходит до программы CMOS Setup, то верните первоначальный уровень питания процессора. Разогнать компьютер до желаемой частоты вам не удастся. Установите прежнее значение тактовой частоты и умножителя частоты и закончите процедуру. Либо вернитесь к пункту 6 и вновь повторите все действия, но уже для меньшего значения комбинации частота шины / умножитель частоты.
12. Измените параметры настройки системы с целью оптимизации производительности компьютера (это действие может и не понадобиться). В некоторых случаях может возникнуть необходимость регулировки временной диаграмму оперативной памяти или шины с тем, чтобы они соответствовали произведенным изменениям настоек процессора.
13. Система загрузилась полностью? (Если «нет», то проверьте работу системы охлаждения процессора и повторите пункт 11; если «да», то переходите к пункту 14.)
14. Запустите тестовую программу (например, Winstone) для тщательной проверки работоспособности «разогнанного» компьютера. Проверьте стабильность его работы. Если он работает нестабильно, то это означает, что компьютер нельзя разогнать до этого уровня. Возвратитесь к прежним значениям тактовой частоты и умножителя частоты, и закончите процедуру. Либо вернитесь к пункту 6 и повторите все заново, но для меньшего значения комбинации частота шины / умножитель частоты.
15. Если все работает нормально — можете себя поздравить! В противном случае проверьте работу системы охлаждения процессора и вернитесь к пункту 11.
Изменение рабочей частоты шины
Внутренняя тактовая частота процессора отличается от внешней частоты (или частоты передней шины FSB). Внешняя частота — это частота, на которой работает кэш-память и основная память — и обычно она делится для того, чтобы соответствовать частоте работы шины AGP, шины PCI и других шин, присутствующих в архитектуре системы. Существует только три «официальных» значений тактовой частоты шины, используемых в системах с процессорами Pentium, Pentium Pro и AMD K5 — это 50, 60 и 66 МГц. Процессоры Cyrix/IBM используют пять внешних частот: 50, 55, 60, 66 и 75 МГц. Существуют также модели системных плат, которые используют неофициальные частоты в диапазоне от 83 до 148 МГц. Типичные системные платы для процессоров Pentium 1I/II1 работают на частотах от 66 до 133 МГц. Pentium 4 поднял планку частоты до величин в диапазоне 400-800 МГц. Процессоры Athlon используют частоты 200 МГц и выше.
Для того чтобы изменить частоту работы шины, найдите в руководстве на системную плату месторасположение перемычки, помеченной как «Clock Speed», «CPU External BUS Frequency Selection» или «Front Side Bus FSB)». Именно положение этой перемычки нужно будет изменить. Возможно, что для установки нового значения рабочей частоты шины придется изменить положения нескольких перемычек. Если вам повезет, и на системной плате не окажется такой перемычки, то необходимые изменения можно осуществить через меню программы CMOS Setup. При этом не потребуется даже открывать системный блок компьютера. Увеличивать тактовую частоту работы шину следует только на одну ступень — с 60 МГц до 66 МГц, но не до 75 (или с 66 до 133 МГц). Этот путь является наиболее успешным при разгоне компьютера.
Изменение коэффициента умножения частоты
Значение внутренней рабочей частоты центрального процессора устанавливается с помощью умножителя внутренней частоты процессора, который программируется через выводы корпуса процессора. В процессорах Intel Pentium Pro поддерживаются следующие коэффициенты умножения частоты: х2.5, хЗ, х3.5 и х4. В процессорах 6x86 используется только два коэффициента — х2 и хЗ, но в процессорах серии М2 будут поддерживаться значения х2, х2.5, хЗ и х3.5. В современных моделях процессоров Pentium II/III значения коэффициентов умножения частоты заключены в пределах отх3.5 до х7 и выше. Для изменения значения коэффициента умножения найдите перемычку, помеченную как «Clock Multiplier» или «CPU to BUS Frequency Ratio Selection» в руководстве на системную плату. Обычно для этой цели используются несколько перемычек. Современные системные платы для той же цели используют программу CMOS Setup. Например, к таким системным платам относятся платы компании Abit (www.abit.com.tw).
Изменение значения напряжения питания
В некоторых случаях бывает необходимо немного повысить напряжение питания центрального процессора (со стандартного уровня 3,3 В до повышенного 3,45 В) с тем, чтобы процессор более стабильно работал на повышенной частоте шины (для увеличения разности потенциалов между логическим нулем и логической единицей, кодируемых высоким и низким уровнями потенциала). Большая разность способствует «чистоте» сигналов, передаваемых для процессора и других устройств системной платы. Если процессор не работает стабильно на некоторой частоте, то можно попытаться установить более высокий уровень питания. Однако чем выше напряжение питание, тем больше выделяется тепла, и необходимо обращать внимание на работу системы охлаждения процессора. Если не удается стабилизировать работу разогнанного компьютера с помощью повышения питания процессора, то верните уровень напряжения на прежнее значение с тем, чтобы процессор не вышел из строя из-за перегрева.
Замечания по увеличению тактовой частоты системной шины
Большинство традиционных системных плат класса Pentium работают на частоте до 66 МГц. Но более поздние модели системных плат класса Pentium/MMX работают на частоте 75 и даже 83 МГц. Следует иметь в виду следующие моменты при работе со старыми моделями системных плат на повышенной частоте шины:
■ Шина PCI. Шина PCI работает на тактовой частоте, составляющей некоторую долю от тактовой частоты системной шины. При частоте системной шины от 60 до 66 МГц рабочая частота шины PCI составляет 30 или 33 МГц (это рекомендуемая частота работы шины PCI). Однако если частота системной шины равна 75 или 83 МГц, шина PCI работает на частоте 37,5 или 41,6 МГц соответственно. Такая повышенная частота работы может отрицательно сказываться на работе некоторых устройств шины PCI, таких как SCSI-контроллеры, видеокарты или сетевые карты. SCSI-контроллеры и сетевые карты отказываются работать на такой частоте, а некоторые видеокарты нагреваются сильнее обычного. Но некоторые модели видеокарт, например Diamond Stealth 64, работают на повышенной частоте без проблем. Современные, быстрые системные платы часто имеют независимую частоту шины расширения (асинхронная шина), и в этом случае проблем не возникает, в Шина IDE. Скорость EIDE интерфейса определяется не только режимами PIO или DMA, но также в большой степени зависит от частоты шины PCI. Это одна из причин, по которой EIDE-интерфейс всегда работает более медленно на частоте шины 60 МГц или ниже. Однако если частота шины находится в пределах от 75 до 83 МГц, то EIDE-интерфейс будет работать быстрее. На первый взгляд это хорошо, но нередко бывают случаи, когда сам интерфейс или жесткий диск не могут работать на такой частоте. Например, мне встречалась ситуация когда накопитель на жестком диске прекрасно работал на частоте шины в 75 МГц, но на частоте 83 МГц мне пришлось перейти на режим PI02. Устройства чтения компакт дисков с интерфейсом EIDE также не работают на высокой частоте шины, и это может стать причиной непонятных зависаний при работе в среде операционных систем Windows. В то же время, современные системные платы с Ultra-DMA интерфейсом накопителей часто не испытывают таких проблем. ш Шина ISA. В некоторых случаях тактовая частота шины ISA берется в виде некоторой части тактовой частоты от шины PCI. Если шина PCI начинает работать быстрее, то шина ISA также будет работать быстрее. Это может вызвать серьезные проблемы в работе плат, установленных на шине ISA (особенно старых моделей). Например, мне доводилось слышать о том, что звуковые платы AWE32 генерируют странные свистящие звуки, когда повышается рабочая частота шины. Иногда проблемы, связанные с шиной ISA, можно устранить установкой дополнительных циклов ожидания (wait states) с помощью программы CMOS Setup.
Прежде чем приступить к описанию процедуры разгона центрального процессора, рассмотрим возможные ее последствия. Существует три типа отрицательного результата разгона центрального процессора: прерывистая работа, уменьшение срока службы и полная неудача. Все они связаны с проблемой охлаждения процессора.
■ Прерывистая работа. Дополнительный нагрев центрального процессора может привести к возникновению внутренних ошибок (потеря разряда или сдвиг временной диаграммы), что легко может привести к краху системы — придется отключать питание и ожидать охлаждения центрального процессора.
■ Уменьшение срока службы. Процессор может работать, но перегрев уменьшает срок его службы из-за диффузионных процессов. Вместо 10 лет процессор может работать только 2 или 5 лет (точно предсказать невозможно).
■ Полная неудача. Рабочая температура центрального процессора находится в диапазоне от —25 до 80 градусов по Цельсию. Если процессор не охлаждать надлежащим образом, то кристалл может перегреться и выйти из строя. Хотя в процессоре содержатся миллионы транзисторов, выход из строя одного или двух из них достаточно для полного отказа кристалла.
Эволюция персональных компьютеров — это постоянная погоня за производительностью, и разработчики делают все, чтобы выжать максимум из каждого машинного такта. Многие факторы влияют на производительность компьютера, но одним из самых главных является тактовая частота работы центрального процессора — быстрые и лучшие центральные процессоры являются движущей силой развития компьютеров. По этой причине старые процессоры часто заменяют новыми, чтобы увеличить производительность имеющегося компьютера. Хотя замена процессора является общепринятой практикой, она является дорогостоящим мероприятием. В качестве альтернативы замены центрального процессора пользователи и энтузиасты персональных компьютеров используют методику увеличения тактовой рабочей частоты («разгона») центрального процессора как средство повышения его производительности. В этой части главы приводится полное руководство по выполнению этой процедуры, а также описываются все факторы, влияющие на принятие осознанного решения о разгоне процессора.
Разгон центрального процессора — это, в основном, процедура изменения конфигурации компьютера таким образом, чтобы центральный процессор (или шина) стал работать на повышенной тактовой частоте. Переконфигурировать для этой цели компьютер можно за считанные минуты путем изменения положения одной или двух перемычек на системной плате или при помощи программы CMOS Setup. В идеальном случае увеличение тактовой частоты работы центрального процессора приведет к повышению его производительности без повреждения и уменьшения срока его службы. Экономически это выглядит очень заманчиво. В большинстве случаев, увеличить тактовую частоту работы большинства современных процессоров можно менее чем за 30$, необходимых на покупку нового вентилятора — по сравнению с 300$—800$ и более, требующихся для цокупки нового процессора.
Необходимые требования
Надо иметь в виду, что методика разгона центрального процессора не всегда приводит к успеху. Во многих случаях попытка разогнать процессор может оказаться безрезультатной. На результат разгона влияют четыре критических элемента любого персонального компьютера: процессор, системная плата, оперативная память и охлаждение процессора. Проблемы, связанные с одним из этих элементов, приведут к невозможности разгона центрального процессора.
Процессоры
Считается, что микропроцессоры компании Intel (особенно Celeron) наиболее приспособлены для разгона. Процессоры же компаний AMD и VIA Cyrix часто уже работают на предельной тактовой частоте, что вызвано необходимостью конкуренции с процессорами Intel. Однако и не все процессоры компании Intel пригодны для разгона. Например, центральные микропроцессоры, имеющие код S-spec SY022 и SU073, часто ограничены в увеличении частоты коэффициентом х2. Кроме того, встречаются «фальшивые» процессоры (которые были перемаркированы на большую тактовую частоту и перепроданы). Есть сведения, что такие процессоры имеют хождение в Европе, но в любом случае необходимо, прежде всего, проверить процессор. Как правило, если удается отклеить наклейку на тыльной стороне процессора, то это перемаркированный процессор, и он уже работает на более высокой частоте, чем та, на которую его тестировал производитель.
У некоторых современных процессоров заблокированы умножители частоты. Производители объясняют это тем, что хотят таким образом защитить покупателя от возможной перемаркировки и гарантировать соответствие заявленных параметров. Те же, кто занимается разгоном процессоров, считают, что блокировка умножителя частоты делается для того, чтобы заставить покупать новые процессоры при необходимости увеличения производительность компьютера.
Системные платы
Даже если центральный процессор подходит для разгона, системная плата может не годиться для этой цели. Перекрестные помехи или другие электрические проблемы, связанные с сигналами шины, могут приводить к зависанию или краху системы. Разогнанные центральные процессоры также очень чувствительны к нестабильным сигналам из шины и могут сбоить, если системная плата не будет поставлять процессору «четкие» сигналы. Основные производители системных плат известных торговых марок, такие как Туап (www.tyan.com) или Supermicro (www.supermicro.com), стремятся поддерживать разгон центральных микропроцессоров, что нельзя с полной уверенностью сказать о «безымянных» производителях системных плат. В результате, некоторые персональные компьютеры разгоняются легко, в то время как у других после этого начинают возникать проблемы с производительностью (либо компьютер вовсе может не работать). Системные платы таких производителей как Abit (www.abit-usa.com), Аореп (www.aopen.com) и Asus (www.asus.com.tw) также обеспечивают возможность разгона установленного на них центрального процессора.
Другим препятствием может оказаться рабочая частота шины системной платы. Большинство классических моделей системных плат поддерживают частоту шины только в пределах от 66 до 100 МГц, но некоторые последние модели могут работать на частоте 112,133, 143, 150 МГц и выше. Такие высокие рабочие частоты шины оказывают большое влияние на используемый коэффициент умножителя частоты при выборе стратегии разгона, поэтому необходимо четко понимать, в каких пределах на конкретной системной плате можно изменять частоту шины и значение коэффициента умножителя частоты. Не на всех типах системных плат можно изменять рабочую частоту шины с шагом 5 МГц или меньше.
Наконец, системная плата также должна обеспечивать широкий диапазон напряжения питания центрального микропроцессора. Например, в системах на базе процессоров Pentium обычно поддерживается стандартное питание 3,3 В и повышенное напряжение 3,45 В. При использовании процессоров класса ММХ (например, Р55С, 6х86МХ или Кб) необходимо иметь двойное питание — 2,8 В и 3,3 В. Последние модели процессоров Athlon и Duron питаются напряжением в 1,6 В. Это может быть показаться не важным, поскольку при разгоне вы не заменяете сам процессор. Но иногда для успешного разгона процессора может понадобиться немного поднять напряжение питания процессора. В настоящее время на системных платах с процессорным разъемом Slot 1/Slot А питание настраивается автоматически после установки процессора на плату. Поэтому не следует беспокоиться, если вы не нашли перемычек для управления питанием процессора (в этом случае уровень напряжения питания можно подрегулировать с помощью программы CMOS Setup).
Оперативная память
Системная оперативная память также может быть причиной некорректной работы разогнанного компьютера. Если частота шины превышает 66 МГц — может потребоваться использование высококачественной памяти типа EDO RAM или SDRAM. Как правило, память EDO RAM лучше всего работает на системных платах с частотой 66 МГц, а более качественную SDRAM стремятся ставить на системные платы, работающие на частоте 75 и 83 МГц. Уже есть системные платы с рабочей частотой шины в 100 и 133 МГц, которые требуют установки высококачественной памяти SDRAM — памяти, сертифицированной для работы с шинами РСЮО (100 МГц) и РС133 (133 МГц) соответственно. Входящая в употребление память DDR-SDRAM и Rambus (RDRAM) поддерживает еще более высокую рабочую частоту шины. Это следует иметь в виду при планировании изменения частоты работы шины FSB.
Охлаждение процессора
Возможно, самой важной проблемой при разгоне центрального процессора является недостаточное его охлаждение. В каждый машинный такт через процессор протекает электрический ток. Чем выше тактовая частота работы процессора, тем больший ток будет через него проходить, и тем больше он будет выделять тепловой энергии, нагреваясь при этом. Большинство современных центральных микропроцессоров в рабочем состоянии имеют высокую температуру. Если же процессор разогнать, то он может перегреться и перестать правильно работать (и даже выйти из строя). Отсюда вывод: прежде чем делать попытку разгона процессора, необходимо установить более эффективную систему его охлаждения. Рассмотрите возможность установки мощного, высококачественного радиатора с надежным вентилятором на шарикоподшипнике, который обеспечивает эффективность отвода тепла в 1 Кельвин на Ватт или менее. Такую систему охлаждения можно найти в больших компьютерных магазинах. При ее установке следите за тем, чтобы радиатор плотно прилегал к корпусу процессора без воздушного зазора, для чего используется тонкий слой теплопроводящей пасты между радиатором и процессором. Серьезные приверженцы разгона центрального процессора используют даже пьезоэлектрические системы и системы жидкостного охлаждения.
В качестве альтернативного производителя микропроцессоров компания Cyrix заявила о себе в 1992 году, выпустив процессор Cyrix 486SLC, затем в 1993 году — процессор 486DX4. В 1995 году процессор Cyrix 5x86 (Mlsc) был единственной серьезной альтернативой процессору AMD 5x86. Основываясь на связях с компанией IBM, Cyrix заняла третье место на рынке процессоров для персональных компьютеров (после Intel и AMD), но не смогла преодолеть технологическое отставание и разницу в производительности процессоров, что стало препятствием в распространении ее более поздних моделей процессоров. В 1999 году торговую марку и разработки Cyrix купила компания VIA Technologies — хорошо известный разработчик и производитель системных комплектов микросхем. Через некоторое время после этого компания VIA приобрела также компанию Centaur Technology. Последняя была образована в 1995 году и получила известность после выпуска процессора WinChip. Эти два приобретения позволили компании VIA получить доступ на рынок процессоров.
Компания VIA продолжила разработку высокопроизводительного процессора, основываясь на новых технологиях компании Cyrix, имеющего условное название «Joshua». Был создан процессор Cyrix III, основанный на ядре Joshua Cyrix-VIA, но в серийное производство он не пошел. Компания VIA также продолжила разработку ядра Centaur, и именно эта разработка была принята для реализации коммерческого процессора Cyrix III. Производительность и цена микропроцессора Joshua оказалась просто не конкурентоспособной на рынке недорогих процессоров. Процессор Cyrix III, основанный на разработке компании Centaur, получил условное название «Samuel».
В табл. 5.5 приведены параметры процессоров фирмы Cyrix.
Серия 6x86 (1995)
Компания Cyrix выпустила процессор 6x86 (названный «Ml» — последняя версия была названа «М1R») в 1995 году в ответ на процессор Intel Pentium. Он предназначался для выполнения как для 16-, так и для 32-разрядного программного обеспечения. В процессоре использовался разъем Socket 7, а его высокая производительность обеспечивалась использованием двух оптимизированных суперконвейерных исполнительных блоков и встроенным блоком выполнения операций с плавающей запятой. Исполнительные блоки целочисленных операций и операций с плавающей запятой имели высокую пропускную способность благодаря использованию таких методик как переименование регистров, внеочередное исполнение команд, устранение зависимости по данным, предсказание ветвления и спекулятивное исполнение. Процессор включал в себя единую кэш-память с обратной записью. Во многих отношениях в процессоре 6x86 использовались те же технологии, что и в процессорах Pentium-класса.
Производительность процессоров 6x86 оценивается с помощью Р-рейтинга, а не индексами iCOM или Spec. Например, процессор Cyrix PR 150+ имеет такую же производительность, что и процессор Pentium с тактовой частотой 150 МГц. Существуют следующие версии процессоров 6x86: PR120+, PR133+, PR150+, PR166+H PR200+. (Знак «+» означает более высокую производительность, чем у соответствующей модели процессора Pentium).
сорного ядра. Традиционные процессоры 6x86 использовали только напряжение 3,3 или 3,52 В. Для поддержки процессоров серии 6x86L системная плата должна обеспечивать двойное напряжение питания, или между процессором и его разъемом должен быть установлен регулятор напряжения.
MediaGX (1996)
Традиционные персональные компьютеры для обработки мультимедийной информации используют платы расширения, например видеокарты и звуковые карты. Это удорожает персональный компьютер и является источником потенциальных конфликтов. В процессор Cyrix MediaGX были встроены видео- и звуковые функции, наряду с другими многочисленными функциями системной платы. Этот процессор, имеющий высокую степень интеграции и достаточно хорошую производительность, предназначен для использования в недорогих компьютерах начального уровня. Система на базе MediaGX использует напряжение питания 3,3—3,6 В и состоит из двух микросхем: самого процессора MediaGX и дополнительной микросхемы MediaGX Cx5510.
Процессор MediaGX является 64-разрядным устройством с испытанным ядром х86-совместимого процессора. Центральный процессор непосредственно взаимодействует с шиной PCI и динамической памятью (DRAM). Высококачественная SVGA-графика обеспечивается усовершенствованным графическим ускорителем, встроенным в процессор MediaGX. Кадровый буфер находится в основной памяти, что избавляет от падения производительности, связанного с традиционной архитектурой унифицированной памяти UMA (Unified Memory Architecture) при использовании подхода DCT (Display Compression Technology). Процессор имеет несколько моделей с тактовой частотой от 120 до 300 М Гц. Он включает в себя единую кэш-память первого уровня в 16 Кбайт, блок обработки чисел с плавающей запятой, и функции системного управления (SMM). Контроллер шины PCI осуществляет арбитраж шины несколькими способами: фиксированным, ротационным, гибридным или с двойной буферизацией (ping-pong). Поддерживается до четырех главных устройств на шине (процессор и три PCI-платы). Шина PCI и процессор используют единую тактовую частоту и функционируют синхронно, при этом поддерживаются параллельные операции процессора и шины PCI. Видеосистема поддерживает режимы 1280x1024x8 и 1024x768x16. Процессор MediaGX также работает с памятью EDO RAM и поддерживает до 128 Мбайт ОЗУ в четырех банках.
Микросхема MediaGX Cx5510 представляет однокристальный системный контроллер для процессоров MediaGX компании Cyrix. Микросхема Сх5510 является мостом между процессором MediaGX и шиной ISA через шину PCI, выполняет функции системного комплекта микросхем и поддерживает звуковой интерфейс, сравнимый по качеству с автономными звуковыми картами, такими как Sound Blaster компании Creative Labs.
Следует иметь в виду, что процессор MediaGX не совместим с гнездом Socket 7. Корпус процессора предназначен для поверхностного монтажа непосредственно на системную плату, специально для него предназначенную. Это означает, что системная плата для процессора MediaGX не подходит для процессоров с разъемом Socket 7. Хотя процессоры серии MediaGX считаются устаревшими, компания VIA объявила о разработке нового однокристального компьютера под условным названием «Matthew». Он будет комбинацией современного процессора Cyrix III с контроллером VIA Pro-133X и графическим процессором Savage 4.
6Х86МХ (1997)
Процессор 6х86МХ (обозначаемый также как «М2») был ответом компании Cyrix на процессоры ММХ-класса, такие как AMD Кб и Pentium MMX. В процессоре 6х86МХ в 4 раза увеличена кэш-память (до 64 Кбайт), а тактовая частота повышена до 200 МГц и выше. Кроме того, добавлена поддержка команд ММХ, которые ускоряют выполнение целочисленных операций, часто встречающихся в мультимедийных и коммуникационных приложениях. Этот процессор также содержит функцию сверхоперативной памяти и поддерживает контроль рабочих характеристик процессора (монитор производительности). Он показывает оптимальную производительность на 16- и 32-разрядных приложения под управлением операционных систем Windows 95/98, Windows NT, OS/2, DOS, UNIX и других х86- операционных систем. Процессор 6х86МХ имеет суперконвейерную архитектуру и использует такие передовые технологии как переименование регистров, внеочередное исполнение команд программы, устранение зависимости отданных, предсказание ветвлений программы и спекулятивное выполнение программы.
Процессор 6х86МХ выпущен в следующих вариантах: 150 МГц (PR166), 166 МГц (PR200), 188 МГц (PR233), 255 МГц (PR266), 250 МГц (PR300). Современные версии процессора Cyrix M2 работают на тактовой частоте до 333МГц (PR466). Также как и в случае других процессоров, производительность процессоров Cyrix оценивается с помощью Р-рейтинга (PR). Например, процессор Cyrix 6x86MX с тактовой частотой 160 МГц имеет такую же производительность, что и процессор Intel Pentium с тактовой частотой 200 МГц.
VIA/Cyrix III (1999)
Процессор Cyrix III является последним процессором компании VIA Technologies, в котором используется ядро Centaur XinChip (переименованное компанией VIA в Samuel). Разработанный для сегмента рынка недорогих компьютеров, процессор Cyrix III использует стандартный процессорный интерфейс Socket 370. По лицензионному соглашению с Intel он использует шину Р6, что также способствует снижению стоимости процессора и простоте его интеграции в существующие системные платы.
Выпускаемые модели процессора Cyrix III работают на тактовой частоте от 500 до 700 МГц. Процессор располагает 128 Кбайт кэш-памятью первого уровня, работающей на полной частоте процессора. Кэш-память второго уровня отсутствует, что снижает производительность процессора при выполнении приложений с 3-х мерной графикой. Производительность также ограничена тем, что исполнительный блок обработки чисел с плавающей запятой работает на половинной частоте ядра процессора. Процессор поддерживает наборы мультимедийных команд 3DNow компании AMD и ММХ компании Intel, он работает на современных частотах шины FSB в 66, 100 или 133 МГц.
Процессор Cyrix III выполнен по 0,18-мкм технологии и использует только 10 Вт мощности питания на полной частоте работы. Это способствует малому выделению тепла и делает его привлекательным для установки в переносных компьютерах. Для определения производительности процессора Cyrix III Р-рейтинг уже не используется — его производительность определяется тактовой частотой.
VIA Samuel II (2001)
Процессор Samuel II, предназначенный стать преемником процессора Cyrix III, отличается от последнего наличием дополнения в виде кэш-памяти второго уровня в 64 Кбайт и исполнительного блока обработки чисел с плавающей запятой, работающим на полной частоте процессора. Процессор Cyrix III с оптимизированной кэш-памятью первого уровня (даже с 128 Кбайт) не мог конкурировать с аналогичным процессором Intel Celeron. С помощью процессоров серии Samuel II компания VIA превысила тактовую частоту в 1 ГГц. Первое поколение процессоров Samuel II с ядром С5В изготавливалось по 0,15-мкм технологии. В настоящее время выпускается усовершенствованное ядро процессора, изготовленное по технологии 0,13 мкм.
В процессоре VIA Cyrix III используется ядро с напряжением питания 1,5 В, следствием чего является практическое отсутствие нагрева процессоров во время их работы. Процессоры VIA Cyrix III могут работать в компьютерах без использования вентилятора, что означает практически бесшумную работу компьютера. Это привлекательное качество может в будущем привлечь внимание к ним изготовителей переносных компьютеров. Компанией VIA также разработано ядро процессора С5Х (под названием «Ezra»). Этот процессор включает еще большую кэш-память второго уровня (256 Кбайт), а также способен поддерживать набор команд SSE2 компании Intel.
Процессор Duron (упрощенная версия процессора Athlon) был выпущен компанией AMD в качестве конкурента процессору Celeron компании Intel. В процессоре Duron используется ядро процессора Athlon, в нем также реализовано большинство характерных особенностей процессора Athlon: высокоскоростная системная шина, суперскалярный блок выполнения операций над числами с плавающей запятой, набор команд 3DNow, 0,18-микронная технология изготовления. Единственным отличием является меньший объем кэш-памяти. Процессор Duron имеет те же 128 Кбайт кэш-памяти первого уровня, что и процессор Athlon, но только 64 Кбайт кэш-памяти второго уровня. Архитектура кэш-памяти в процессорах AMD спроектирована таким образом, что не происходит дублирования информации в кэш-памяти первого и второго уровней. В случае процессора Duron это означает, что его производительность основана на использовании 192 Кбайта общей кэш-памяти. Процессор Duron пользуется популярностью среди приверженцев идеи разгона процессоров.
Если компания AMD успешно конкурирует с компанией Intel на рынке микропроцессоров настольных компьютеров, то в области переносных компьютеров разрыв между этими конкурентами еще сохраняется. Процессоры AMD потребляют гораздо больше энергии, чем процессоры Intel. Процессор AMD Duron (700МГц), предназначенный для переносных компьютеров, потребляет 24 Вт мощности питания по сравнению с 14 Вт процессора Intel Pentium III.
Athlon XP
На выход операционной системы Microsoft Windows XP компания AMD ответила выпуском «одноименного» процессора Athlon XP. Это название является чисто маркетинговым и не связано с существенными изменениями в архитектуре процессора. Впервые анонсированный на базе проверенного ядра Palomino, процессоры Athlon XP впоследствии перешли на использование ядер Thoroughbred и Barton. Ядро Thoroughbred было первым, в котором был использован новый для компании технологический процесс 130 нм. В нем также впервые была достигнута частота системной шины 333 МГц. Ядро Barton удвоило объем внутренней кэш-памяти второго уровня, таким образом, ее объем достиг 512 Кбайт. Кроме того, в очередной раз была увеличена частота системной шины, которая достигла значения 400 МГц. Следует иметь в виду, что для маркировки процессоров Athlon XP вновь стал использоваться Р-Rating, так что реальная частота, на которой функционирует процессор, ниже, чем число, которое содержится в его обозначении. При этом стоит иметь в виду, что некоторые процессоры, собранные на разных ядрах, имеют тем не менее одинаковое обозначение (например, Athlon XP 2600 и 2700 выпускаются как на ядре Thoroughbred, так и на ядре Barton). Поэтому при приобретении этих процессоров нужно быть особенно внимательным, чтобы обеспечить их совместимость с используемой системной платой
Athlon-64
Компания AMD, не довольствуясь выпуском 32-разрядных процессоров, разработала 64-разрядный процессор Athlon-64. Он выполнено по технологии 130 нм, с использованием медных межсоединений и применением SOI (Silicon-on-Insulator — кремний на изоляторе). Рабочая частота системной шины — 800 МГц, при этом сам процессор работает на частотах от 1,8 до 2,2 ГГц (в маркировке процессора также используется P-Rating). Процессор поддерживает все 32-разрядные инструкции архитектуры IA-32, в том числе расширения ММХ, SSE, SSE-2 и 3DNow. Кроме того, для реализации обработки 64-битный данных создан собственный набор инструкций AMD64. Процессор рассеивает около 90 Вт тепла (несмотря на низкое напряжение питания — 1,5 В) и может нагреваться до температуры вплоть до 70°С. В качестве оперативной памяти могут использоваться модули DDR SDRAM объемом от 32 Мбайт до 4 Гбайт (не более трех модулей на процессор).
Opteron-64
Новое поколение 64-разрядных процессоров AMD отличается наличием двухканаль-ного контроллера памяти, что позволяет использовать до четырех модулей регистровой DDR SDRAM (допустимый объем модуля составляет от 64 Мбайт до 4 Гбайт). Opteron оптимизирован для использования в двухпроцессорных рабочих станциях. Объем кэщ-памяти второго уровня доведен до 1 Мбайт, при этом весь кэш работает на частоте процессора (в основном именно работа кэш-памяти на одной частоте с процессоров и дает AMD право использовать P-Rating). Используется процессорный разъем Socket 940 и системная шина частотой 800 МГц.