Разгон процессоров: бесплатный гигагерц

Если нельзя,
но очень хочется — то можно!

А теперь — бесплатное дополнение к материалу "Почем гигагерц? Цена и производительность 30 современных процессоров", где мы поговорим о том, как получить не просто дешевое, а совершенно бесплатное быстродействие. Предупреждаем сразу: для разгона необходимы навыки работы с компьютерным "железом", а кроме того, элементарное человеческое везение, ведь процессоры имеют различный запас быстродействия и, что даже более важно, различный запас прочности. Использование процессора за пределами его возможностей — на более высокой частоте или, что еще хуже, при повышенном напряжении питания, может привести к его преждевременной "смерти". Да, разгон — занятие не для слабонервных, но судя по нашим результатам, здесь есть ради чего рисковать: без особых усилий мы получили от процессора Pentium 4 1,8A GHz еще один гигагерц, и в разогнанном состоянии он опередил самые дорогие Pentium 4, работающие в штатном режиме, а также любые версии Athlon XP. Разумеется, рисковать нужно с умом, и мы дадим несколько советов о том, как сделать разгон процессора более эффективным и безопасным занятием. Самый первый и лучший способ разгона… не заниматься им вообще, а сразу купить процессор с требуемым быстродействием. Впрочем, с заоблачными ценами на старшие модели Pentium 4 и Athlon XP этот совет так же полезен, как и "Лучше быть богатым и здоровым, чем бедным и больным". Но есть и другая поговорка, о которой не стоит никогда забывать: "За что не доплатишь — того не доносишь".

Память Corsair: 434 MHz в режиме CAS=2

Успешным разгоном можно считать тот, при котором мы получаем более высокую производительность ПК, не используя дорогостоящих систем охлаждения и не повышая напряжение питания CPU и других компонентов системы. Разумеется, стабильность работы системы должна оставаться на том же уровне, что и до разгона. В наших экспериментах мы старались придерживаться этой концепции, и все результаты, которые мы получили, были достигнуты с помощью вполне доступного кулера Thermaltake Volcano 7+ (подробнее о нем читайте в "Домашнем ПК", # 7, 2002). При этом тестовая система находилась не в закрытом корпусе, а на столе в прохладном помещении. Для достижения самых высоких результатов нам иногда приходилось повышать напряжение питания ядра, что, кстати говоря, закончилось печально для одного очень дорогого процессора (позже мы вернемся к этой теме). Применение систем водяного охлаждения или элемента Пельтье позволили бы достичь более выдающихся результатов, но стоят они довольно дорого, и потому эксперименты с ними не представляют большого практического интереса.

Откуда у процессоров "лишние" мегагерцы? Дело в том, что процессоры с одинаковым ядром, но разной тактовой частотой сходят с одного и того же конвейера. И уже потом, после тестирования, приобретают определенный рейтинг. Для выпуска моделей с более высокими частотами ядро может подвергнуться доработке, но тогда и младшие модели станут выпускаются по новой технологии. То есть, если Pentium 4 с тактовой частотой 1,8 GHz делается по той же технологии, что и Pentium 4 2,8 GHz, несложно догадаться, что запас быстродействия у него весьма велик. Во всяком случае, нет причин сомневаться в том, что он сможет работать на частоте FSB 533 MHz, достигнув таким образом 2,40 GHz.

Чтобы определить версию ядра, использованного в данной модели Pentium 4, необходимо обратиться к справочнику support.intel.com/support/processors/sspec/p4p.htm. Здесь мы видим, что Pentium 4 3,06 GHz имеет ядро ревизии С1. У младших моделей может быть старое ядро ревизии B0 или новое — C1, и отличают их по коду S-Spec или же по напряжению питания, которое для нового ядра составляет 1,525 В, а для старого — 1,5 В. В нашем тесте участвовали процессоры ревизии С1 с тактовой частотой 2,53, 2,66 и 2,8 GHz, и они достигли 2,94, 3 и 3,15 GHz соответственно. Новые Pentium 4 1,8A GHz имеют код SL6E6 и SL6LA, Pentium 4 2A GHz — SL6GQ и SL6E7, напряжение питания ядра — 1,525 В.

Справедливости ради заметим, что до какой бы частоты мы не разгоняли младшие модели Pentium 4, получить полноценный Pentium 4 3,06 GHz не удастся, ведь в этом процессоре реализована технология Hyper-Threading, дающая существенный прирост быстродействия ПК в условиях многозадачности. Подробнее о Hyper-Threading читайте в "Домашнем ПК", # 12, 2002.

Как уже отмечалось, повышение напряжения питания ядра может помочь разгону, но может и "убить" процессор. Поэтому нас прежде всего интересовали максимальные возможности процессоров на стандартном напряжении. Pentium 4 2,40B GHz достиг 2,88 GHz, Pentium 4 2,66 GHz — 3 GHz, а Pentium 4 1,80A GHz — 2,7 GHz. Другим моделям для подобного разгона потребовалось повысить напряжение до 1,6 или 1,7 В. Pentium 4 1,80A GHz показал просто феноменальные результаты, обогнав даже Pentium 4 3,06 GHz, работающий в штатном режиме. Таким образом, Pentium 4 1,80A GHz повторил успех легендарного Celeron 300A MHz, который на частоте 450 MHz в свое время показывал чудеса производительности. Поднимать напряжение питания ядра 0,13-микронного Pentium 4 выше 1,7 В не стоит, но уже при таком значении процессор вполне может выйти из строя. Связано это, в частности, с тем, что материнские платы, как правило, добавляют напряжение сверх того, что требуется процессором или устанавливается пользователем. Производители объясняют это конструктивными особенностями материнских плат и желанием улучшить стабильность системы. Если с Pentium 4 эксперименты с напряжением питания ядра нам сошли с рук, то с Athlon XP — нет. Чтобы повысить стабильность разогнанного Athlon XP 2700+, мы подняли напряжение питания с 1,65 до 1,75 В, после чего процессор вышел из строя. Как выяснилось из показаний системного мониторинга, в действительности он получил от 1,9 до 2 В. С другими процессорами Athlon XP мы решили быть поосторожнее и не увеличивали напряжение более 1,65 В. Мораль этой истории такова: лучше всего вообще не трогать регуляторы напряжения. Правда, в таком случае успех разгона будет зависеть главным образом от везения, ведь далеко не все процессоры способны стабильно работать на повышенных частотах при стандартном напряжении. Кроме того, придется всерьез подумать об усиленном охлаждении.

Вообще говоря, в разогнанном состоянии процессор более чувствителен к высокой температуре, чем в штатном режиме. Для достижения рекордных тактовых частот процессоры приходится в буквальном смысле слова замораживать. Все процессоры Pentium 4, кроме модели 3,06 GHz, разогнанной до 3,45 GHz, без проблем прошли тестовую процедуру в самом тихом режиме кулера Volcano 7+ (около 3200 об/мин). Конечно, внутри закрытого корпуса этого было бы недостаточно, а летом для стабильной работы разогнанных Pentium 4 наверняка потребуется включить максимальную скорость вентилятора, что чревато высоким уровнем шума. С охлаждением Athlon XP ситуация еще серьезнее: старшие модели даже в штатном режиме не могут работать при низких оборотах Volcano 7+, не говоря уже о разгоне. Получается, что в жаркую погоду придется вообще отказаться от разгона Athlon XP или же потратить немалую сумму на систему водяного охлаждения или комнатный кондиционер.

Мы возлагали большие надежды на появление младших моделей Athlon XP с 0,13-микронным ядром, ожидая, что они позволят достичь быстродействия старших Athlon XP. Но этого не произошло: максимум, чего удалось добиться от 0,13-микронного Athlon XP 1700+ (реальная частота 1,47 GHz) — это 1,91 GHz. И только старшие модели Athlon XP оказались способными к освоению частот свыше 2 GHz, но даже им не удалось догнать Pentium 4 1,80A GHz, разогнанный до 2,70 GHz. Впрочем, нельзя исключать возможности, что нам не повезло с конкретными экземплярами, и по мере отладки 0,13-микронной технологии процессоры Athlon XP станут более податливыми к разгону. Отличить новые Athlon XP от старых 0,18-микронных можно по кристаллу меньшего размера, имеющему продолговатую форму, и по наклейке, где указана модель (раньше эти данные наносились на кристалл).

Но есть одна интересная возможность, о которой владельцы процессоров Intel могут только мечтать. Все 0,13-микронные Athlon XP, побывавшие в нашей Тестовой лаборатории, имели разблокированный коэффициент умножения, что видно по неповрежденным мостам L1 (между контактными точками нет прорези или канавки). Это открывает потрясающие возможности для разгона: например, можно установить более высокую частоту FSB, не повышая тактовую частоту процессора. Какой от этого будет прок, судите сами: Athlon XP с тактовой частотой 1,74 GHz и частотами FSB/памяти 166/166 MHz оказался быстрее в игровых приложениях, чем Athlon XP 1,8 GHz в режиме 133/200 MHz. Но и здесь есть свои нюансы: далеко не все материнские платы с поддержкой шины FSB 333 MHz позволяют произвольно менять частоту с 100 или 133 MHz до 166 MHz и выше, сохраняя в норме частоты PCI и AGP. И это одна из причин, почему для теста мы выбрали именно ASUS A7V8X. Другой момент — нестабильная работа материнских плат на частотах FSB и памяти свыше 166 MHz (333 MHz DDR). Так, ASUS A7V8X, рассчитанная на работу с памятью DDR 400 MHz, не позволяет использовать два модуля PC3200 в их стандартном режиме 400 MHz. Более того, она не дает использовать и один такой модуль на частоте 400 MHz, если процессор имеет штатную частоту FSB 333 MHz: уже при частоте FSB 150 MHz нельзя установить частоту памяти асинхронно. Что из этого получилось, судите сами: Athlon XP 1,87 GHz (150/150 MHz) оказался медленнее в 3DMark2001 SE, чем Athlon XP 1,47 GHz (133/200 MHz). Справедливости ради заметим, что в PCMark2002, где тактовая частота процессора играет решающую роль, разрыв составил 1000 баллов в пользу Athlon XP 1,87 GHz (150/150 MHz), но в Unreal Tournament 2003 этот процессор совсем ненамного опередил Athlon XP 1,47 GHz (133/200 MHz). Таким образом, "играть" с частотами FSB и памяти следует весьма осторожно. И во многих случаях единственным способом разгона разблокированного Athlon XP окажется повышение коэффициента умножения при неизменных частотах FSB и памяти.

Кулер Thermaltake Volcano 7+ с "коробкой передач"

Процессоры Duron, как и "старые" Athlon Thunderbird (не XP), подвергаются "вскрытию" с помощью простого карандаша. Для этого разорванные "мостики" в ряду L1 необходимо "зарисовать" карандашом, причем так, чтобы не создать графитовых проводящих дорожек между соседними мостами. Повышение частоты FSB дает свои результаты и для Duron, а вместе с поднятием тактовой частоты он даже опережает Pentium 4 1,8A в игровых приложениях. Впрочем, такой результат возможен лишь в том случае, если Duron установлен в материнскую плату c поддержкой скоростной памяти DDR, что встречается нечасто.

Младшие процессоры Celeron, используемые исключительно с памятью SDRAM, тоже на что-то способны. Если их сильно "напрячь", они почти догонят Pentium 4 1,80A GHz и значительно превзойдут Celeron 2 GHz, что неудивительно, ведь Celeron Tualatin — это старый добрый Pentium III с частотой FSB 100 MHz. Разгон данных процессоров дается с большим трудом и чреват повышенным напряжением питания ядра, нестандартными частотами PCI и AGP, необходимостью применения самых качественных модулей памяти и интенсивного охлаждения. Подробнее об этих процессорах читайте в "Домашнем ПК", # 3, 2002.

Celeron 2 GHz разогнался просто великолепно, что объясняется прежде всего тем, что он имеет 0,13-микронное ядро в отличие от 0,18-микронных моделей Celeron 1,7 GHz и 1,8 GHz. Конечно, разгон до 3 GHz делает Celeron более привлекательным, но не настолько, чтобы предпочесть его процессорам Pentium 4 1,80A GHz или Pentium 4 2A GHz, которые не нуждаются в экстремальном разгоне, чтобы побить Celeron 2 GHz, разогнанный до 3 GHz.

Итак, лучшие процессоры для любителей разгона — это обновленные Pentium 4 с напряжением питания ядра 1,525 В. С разгоном Athlon XP возни гораздо больше, и выигрыш не столь велик, как с младшими Pentium 4. Но получить от процессора стоимостью $65—70 производительность уровня Pentium 4 2,40B или Athlon XP 2400+ ($190—200) — такое возможно только с Athlon XP. Разгон Celeron и Duron поможет продлить жизнь старой системе, но если думать о радикальном повышении быстродействия, тогда придется "пересесть" на более перспективную машину на базе Pentium 4.

Как это делается?

Тактовая частота процессора получается умножением частоты шины FSB (Front Side Bus), по которой CPU "общается" с северным мостом чипсета и через него — с памятью, на определенный коэффициент. Стандартными частотами FSB современных процессоров являются 100, 133, 166 MHz, именно они фигурируют в настройках материнской платы. Для процессоров Duron эффективная частота FSB составляет 200 MHz, для Athlon XP — 266 или 333 MHz DDR (Double Data Rate), для Pentium 4 — 400 или 533 MHz QDR (Quad Data Rate), Celeron 1,7 GHz и старше — 400 MHz QDR.

Для разгона процессора необходимо задать более высокую частоту FSB или повысить коэффициент умножения, если он разблокирован. Для того чтобы разогнанный процессор работал стабильно, требуются усиленное охлаждение и, как крайняя мера — повышенное напряжение питания ядра, памяти, AGP и других компонентов системы. Важно помнить, что высокая тактовая частота сама по себе не приводит к выходу разогнанного процессора из строя. Это происходит прежде всего из-за повышенного напряжения питания (что справедливо не только для процессора), а также вследствие продолжительной работы в экстремальном температурном режиме, обусловленном нестандартной тактовой частотой.

При изменении FSB меняется также частота шин PCI и AGP, что может привести к нестабильной работе плат расширения (например, звуковой платы и видеокарты). Некоторые модели материнских плат позволяют сохранить частоту PCI и AGP в пределах нормы при повышении частоты FSB, и именно они лучше всего подходят для разгона. Другой момент, связанный с повышением частоты FSB, — изменение частоты, на которой работают модули оперативной памяти, что также может привести к нестабильной работе системы. И если даже предусмотрена возможность снижения частоты памяти с помощью соответствующего делителя, это не имеет особого смысла, так как при более медленной памяти разгон процессора теряет смысл. Таким образом, для эффективного разгона необходимы самые качественные и скоростные модули памяти, подобные тем, что выпускаются компанией Corsair. Наконец, требуется хороший кулер, который обеспечит адекватное охлаждение разогнанного процессора и убережет уши пользователя в штатном режиме работы, подобно тому как это делает Thermaltake Volcano 7+, оснащенный "коробкой передач".

В материнских платах обычно предусмотрены средства регулирования тактовой частоты процессора, и чтобы воспользоваться ими, следует изучить руководство по эксплуатации. Большинство материнских плат дают возможность менять параметры работы процессора и других компонентов системы через BIOS. На сегодняшний день лучшими платами для разгона являются те, что базируются на чипсете Intel i845PE и VIA KT400, так как они поддерживают самые скоростные типы памяти. Наиболее удачные платы с точки зрения разгона выпускают компании ABIT, ASUS и EPoX, но и другие производители изо всех сил стремятся облегчить жизнь любителям разгона.

Продукты предоставлены компаниями