Теория и практика разгона процессоров

Чтобы задать тон этой статье, дадим определение успешного в техническом и экономическом смысле разгона -- это достижение более высоких тактовых частот процессора при условиях: а) применения стандартных средств охлаждения; б) сохранения стабильности работы ПК;

в) отсутствия угрозы для "жизни и здоровья" процессора и других компонентов системы.

Если хотя бы одно из этих условий невыполнимо, мы рекомендуем сохранить штатную тактовую частоту. В связи с ограниченностью (и в то же время надежностью и бесплатностью) такого подхода мы не затронем в этом материале "высокие" технологии разгона, связанные, например, с особыми методами охлаждения, а зададимся простой целью получить "бесплатный" прирост производительности с помощью подручных средств.

В статье "Почем мегагерц" дан анализ цен и быстродействия процессоров, которые мы рассматриваем в качестве наилучших кандидатов для разгона. Кроме того, там же находятся сведения о методике тестирования и конфигурации тестовой системы, использованные в данной статье.

Прежде чем перейти к практической стороне разгона, пройдем небольшой "курс молодого бойца", ведь нам необходимо понимание сути тех действий, которые мы осуществим в дальнейшем.


Почему это возможно?

Откуда у процессора "лишние" мегагерцы? Объясним на примере. Pentium III 700 MHz и Pentium III 800 MHz, выпущенные одновременно, не отличаются друг от друга ничем. Только одному из них на выходе из конвейера присвоена частота 700 MHz, другому -- 800 MHz. Почему? Дело в том, что 28,1 млн. транзисторов ядра Coppermine -- огромный массив, и немудрено, что на заданной тактовой частоте два одинаковых чипа ведут себя по-разному. В понимании ОТК (отдела технического контроля) компании Intel "устойчивая работа" -- это абсолютная стабильность на заданной частоте плюс допуск в некоторое количество мегагерц "про запас". Более того, процессоры с ядром 800 MHz могут намеренно маркироваться частотой, скажем, 700 MHz в связи с повышенным спросом на рынке на более дешевые 700-е модели. Итак, с помощью разгона мы всего лишь используем дополнительный ресурс, заложенный в CPU производителем, -- чего добру зря пропадать? Величину этого ресурса можно определить по максимальной тактовой частоте процессоров данной серии. Например, если старший процессор Pentium III Coppermine имеет частоту 1 GHz, Pentium III 700 теоретически тоже способен работать на 1 GHz. На практике вероятность, конечно, далека от 100%, но мы дадим рекомендации по выбору процессора, более "предрасположенного" к разгону.


"Железные" правила успешного разгона

Качественная память, способная работать на повышенных частотах, -- в идеале та, которая имеет по умолчанию CAS2. Некоторые модули PC100 с маркировкой CAS3 могут стабильно работать на штатной частоте и при CAS2, однако на более высоких частотах, скорее всего, придется вернуться к CAS3, что негативно скажется на быстродействии памяти. Чтобы объективно оценить способность процессора к разгону, следует установить память в режим CAS3.

Видеокарта. Когда частота AGP превышает стандартные 66 MHz, многие 3D-акселераторы работают в трехмерных играх нестабильно. Список видеокарт, которые без проблем справляются с частотой AGP 89 MHz (133 MHz FSB, делитель 2/3), можно найти на сайте http://www.abit.com.tw/ в руководстве пользователя материнской платы Abit BE6-II. Опыт показывает, что видеокарты ASUS отличаются особой устойчивостью к нештатным частотам AGP.

Жесткий диск -- компонент, наиболее болезненно реагирующий на нестандартные частоты PCI. Повысить его надежность в этой ситуации может отключение режима UDMA в BIOS и DMA в Windows перед тем, как изменить частоту FSB. Однако такой трюк снижает эффективность разгона. Далеко не все винчестеры способны без проблем работать при частоте PCI 42 MHz (FSB 83 MHz) с включенным режимом DMA. В любом случае необходимо помнить: разгон может привести к потере всех данных на жестком диске!

Использование дополнительного контроллера UDMA/66 (UDMA/100) может негативно сказаться на стабильности разогнанной системы. Поэтому лучше подключить жесткий диск к стандартному IDE-каналу, поддерживающему режим UDMA/33 (UDMA/66).

Если вы прочитали "железные правила" разгона и наше предупреждение в начале статьи, перейдем к практической стороне дела. Сразу успокоим вас: сами по себе высокие частоты процессор не повредят. Он может выйти из строя лишь в связи с повышением напряжения питания ядра (CPU Core Voltage, CPU Vcore) либо от перегрева, связанного с недостаточным охлаждением (например, забыли подключить вентилятор).

Диаграмма 2

Производительность в Unreal

Теперь откроем инструкцию к материнской плате (если таковой нет -- воспользуйтесь Web-сайтом производителя, чтобы получить ее в электронном виде) и разберемся, где находятся джамперы, отвечающие за частоту FSB, напряжение CPU Vcore, коэффициенты умножения для CPU и AGP. Если эти регуляторы доступны из BIOS, убедитесь, что режим JumperFree или SoftMenu (возможны другие названия) разрешен соответствующим джампером. Некоторые системные платы не позволяют изменять частоту FSB, в этом случае придется воспользоваться утилитой SoftFSB. Инструкции по этому поводу и сама утилита доступны на сайте разработчика.

Диаграмма 3

Оценки SYSmark 2000 по приложениям

В связи с тем что все современные процессоры официально имеют фиксированный множитель, разгон в общем случае осуществляется с помощью поднятия частоты шины FSB. Если множитель не фиксирован (так было в ранних поставках Duron) либо его можно "открыть", тогда разгон возможен и с помощью изменения коэффициента умножения.

Увеличение напряжения питания -- основной способ повышения стабильности процессора на высоких частотах. Если материнская плата не позволяет установить требуемые значения СPU Vcore для Pentium III Coppermine или Celeron Coppermine, необходимо использовать такой переходник Slot 1--FC-PGA, с помощью которого можно менять напряжение питания ядра от 1,5 В. Далее мы укажем предельно допустимые величины Vcore для конкретных процессоров.

Повышать напряжение питания памяти, чипсета и AGP с 3,5 до 3,65 В не рекомендуется ни при каких обстоятельствах.

Если разгон осуществляется из BIOS и при перезагрузке системы уже нельзя в нее войти, придется закоротить соответствующие контакты на материнской плате (в выключенном состоянии!), чтобы вернуть установки BIOS по умолчанию. Если для разгона используются джамперы, в случае неудачи верните частоту FSB в штатный режим или попробуйте поднять CPU Vcore.

Что касается дополнительного охлаждения, то оно, бесспорно, придает стабильность процессору, но рассмотрение этого аспекта выходит за рамки данной статьи. Пока что ограничимся правилом: если система не сбоит при продолжительной работе с большой загрузкой, значит, с температурой процессора все в порядке. До наступления жаркого лета мы успеем уделить особое внимание этой теме.


Разгон Celeron

Из-за высокой цены, относительно медленной кэш-памяти второго уровня и ограниченных возможностей разгона Pentium II и Pentium III Katmai не пользовались большой популярностью среди оверклокеров. Всенародным любимцем стал Celeron, и на сегодняшний день подавляющее большинство компьютеров содержит именно этот процессор. Давайте посмотрим, какую производительность можно из него "выжать".

Так как множитель у Celeron фиксированный, разгон осуществляется путем повышения частоты FSB. При ее значении, равном 75 MHz, устройства на PCI и AGP "чувствуют" себя вполне комфортно, а процессор не слишком "перенапрягается". Большинство Celeron пригодны для такого разгона, причем без повышения Vcore или применения особых методов охлаждения. На всякий случай оговоримся: вполне возможно, найдется жесткий диск, не выдерживающий и такой частоты FSB (PCI 37 MHz) при включенном UDMA, но в большинстве случаев даже те винчестеры, которые "умирают" на частоте FSB 83 MHz/PCI 42 MHz, стабильно работают при FSB 75 MHz/PCI 37 MHz и включенном UDMA.

Обратим внимание на выгоды от FSB 75 MHz: владельцы Celeron 333@375 получают производительность в играх выше той, которая свойственна Celeron 400 MHz, аналогично все остальные Celeron "прыгают" выше двух-трех последующих моделей (Celeron 566@637 превосходит Celeron 600/633/667!). Вот вам и бесплатная модернизация процессора!

После 75 MHz идет наиболее "дискомфортная" для всех компонентов системы частота FSB 83 MHz/PCI 42 MHz. Практически ни одна материнская плата не допускает плавного изменения частоты между 75 и 83 MHz, поэтому мы остановимся на 75 MHz как на самом безопасном и в то же время весьма эффективном способе разгона.

Абсолютный успех заключается в достижении Celeron FSB 100 MHz. Что особенно ценно при этом -- все устройства работают в штатном режиме!

"Жизненный опыт" подсказывает, что вероятность разгона Celeron 300A до 450 MHz -- примерно 70%, Celeron 333 MHz -- до 500 MHz -- 30%, Celeron 366 MHz -- до 550 MHz -- 5%, Celeron 400 MHz -- до 600 MHz -- и того меньше. Это связано с тем, что предел тактовой частоты для 0,25-микронных Celeron -- порядка 650 MHz, недаром последним чипом с ядром Mendocino стал Celeron 533. Чтобы пойти дальше, для Celeron потребовались новое 0,18-микронное ядро и новая упаковка -- Flip-Chip PGA.

Последние Celeron разгоняются на "отлично", но эту оценку заслуживают лишь коробочные версии с частотой 566--633 MHz. Процессоры Celeron 566 MHz, естественно, наиболее перспективны в этом плане, ведь их частота при FSB 100 MHz -- "всего лишь" 850 MHz, еще далеко до "предельных" 1 GHz. Всегда остается некоторый риск, что ваш новый Celeron (распечатывать его и проверять на разгоняемость, естественно, никто не позволит) не сможет работать на FSB 100 MHz. В этом случае расстраиваться не стоит: FSB 75 MHz -- тоже неплохой вариант.

Для Celeron Mendocino (300A--533 MHz) повышать CPU Vcore свыше 2,3 В (при штатных 2,0 В) мы не рекомендуем, для новых Celeron Coppermine (566--700 MHz) этот максимум мы определим на уровне 1,85 В (штатное -- 1,5 В и 1,65 В).


Pentium III

Процессоры Pentium III бывают двух видов: 0,25-микронные Pentium III Katmai 450--600 MHz и 0,18-микронные Pentium III Coppermine 500--1000 MHz. Диапазон частот этих двух версий красноречиво свидетельствует о том, что серьезными возможностями разгона обладает лишь Pentium III Coppermine, и именно о нем мы поговорим подробнее.

И все же что делать с Pentium III Katmai? Лучше всего сменить его на более быстрый и хорошо подходящий для ускорения процессор с ядром Coppermine. Разгон Pentium III Katmai проблематичен сам по себе (0,25 мкм, внешний кэш второго уровня) и в любом случае не даст такого прироста производительности, чтобы конкурировать с Celeron 633@712, при том что последний стоит не дороже, чем Pentium III 450.

Разгон процессоров Pentium III Coppermine можно осуществить с помощью увеличения частоты FSB, причем использование с этой целью версий c номинальной частотой 133 MHz нецелесообразно по ряду причин. С одной стороны, может совсем "зашкалить" частота AGP, а с другой, найти модуль памяти, стабильно работающий свыше 133 MHz, -- задача не из легких.

На примере Pentium III 600 рассмотрим разгон процессора со штатной частотой FSB 100 MHz. Здесь возможны два варианта: FSB 112 MHz и FSB 133 MHz, при этом CPU достигнет частот 6 x 112 = 672 MHz и 6 x 133 = 800 MHz соответственно. 112 MHz -- безопасная частота FSB, при которой PCI работает на 37 MHz, а AGP -- на 75 MHz, что все еще "комфортно" для большинства компонентов. При 133 MHz шина PCI функционирует на штатной частоте 33 MHz, но AGP на некоторых материнских платах, например на чипсете Intel440BX, оказывается разогнанной до 89 MHz.

Что касается вероятности достижения заветного 1 GHz, возможно, с появлением на рынке процессоров с обновленным ядром ревизии сC0 разгон Pentium III 750 до 1000 MHz станет более реальным. Пока же наилучшими вариантами для ускорения остаются Pentium III 600 и Pentium III 650, а также младшие Pentium III Coppermine с частотами 500 и 550 MHz. Если в вашей машине именно такой CPU -- можно без проблем увеличить ее быстродействие, по крайней мере, на 10%. Однако если вы приобретаете процессор Pentium III Coppermine для модернизации, спросите себя: если уж тратить порядка $200, не лучше ли подождать чуть-чуть и, доплатив долларов 20, купить настоящий Pentium III 800B? Ведь нет стопроцентной гарантии, что Pentium III 600 будет работать на 133 MHz FSB.

Максимальное напряжение ядра, которое мы рекомендуем для Pentium III Coppermine, -- 1,85 В (штатное -- 1,65 В).


Athlon и Duron

Процессоры AMD Athlon и Duron, выпускаемые в формате Socket A, имеют фиксированный множитель частоты -- "закрыты на замок". Но их можно "вскрыть" отмычкой -- простым карандашом. Дело в том, что на поверхность корпуса Athlon и Duron выведены несколько рядов (L1, L2, ..., L7) контактов (так называемых мостов). Если все четыре моста ряда L1 разорваны, процессор "закрыт", если их снова соединить -- множитель можно будет установить произвольно. Технология такова: необходимо "зарисовать" карандашом каждый из 4 "мостиков" так, чтобы при этом не создать графитовых проводящих дорожек между соседями. Здесь придется напрячь зрение и использовать сверхострый карандаш, а также помнить, что эта процедура лишает вас права обменять процессор по гарантии в случае его поломки.

Вообще говоря, наличие мостов L1 на корпусе процессоров формата Socket A -- вопрос неоднозначный. Были сообщения о появлении Athlon и Duron без этих контактов, пока что можно приобрести экземпляры, поддающиеся "взлому".

В связи с тем что процессоры Athlon и Duron нагреваются весьма ощутимо, экономить лишние доллары на приобретении хорошей "охладительной системы" не стоит. Но будьте осторожны: чипы Athlon и Duron можно сломать (в буквальном смысле слова) при установке суперкулеров вроде Golden Orb. Поэтому следует использовать лишь специальные версии кулеров, предназначенные для процессоров Socket A и совместимые с вашей материнской платой (Chrome Orb или Titan TTC-D3T/D2T/M5AB).

Многие материнские платы на чипсете VIA Apollo KT133 не предоставляют возможности изменить коэффициент умножения, даже платы одной модели (например, ASUS A7V) могут иметь разные модификациии -- с переключателями коэффициента умножения и напряжения CPU Vcore и без них. Поднимать напряжение питания ядра Duron и Athlon свыше 1,9 В не рекомендуется (штатное -- 1,6 В).

Но менять частоту FSB позволяют все материнские платы. Причем такой разгон дает неплохие результаты. Несмотря на то что все попытки увеличить этот параметр ограничиваются 113 MHz (реже 115 MHz), это уже дает серьезный прирост быстродействия. Athlon 750@850 (113) MHz опередил в Quake III даже Athlon 950, похожая картина складывается и с Duron.

Итак, выдающиеся способности разгона Athlon и Duron еще раз подтверждают их статус лучших процессоров для новой системы по критерию цена/производительность.