Платформа AMD АМ3+: мрія оверклокера чи прокляття економного ентузіаста?

Цей матеріал – не редакційнийЦе – особиста думка його автора. Редакція може не розділяти цю думку.

Історія про спробу вижати з процесора всі соки… ну або про те як процесор виїв мозок і попросив добавки.
Розповів оверклокер-практик, що досяг кращих результатів в любительських кругах розгону FX.

В давні-давні часи, коли ~~долар був по 8~~ виробники процесорів щедро обдаровували своїх клієнтів халявою, а “2 ядра і 2 гіга” все ще вважалися нормальним ПК, я вирішив перейти на новий АМ3 сокет, бо начитався розповідей що AMD дарує своїм фанам безплатні ядра!
На той момент максимум що я зміг собі дозволити це не дорога microATX АМ3 мамка та 2х ядерний Phenom 555 3,2 ГГц (у якому фізично було 4 ядра на кристалі). Мені пощастило лише частково, бо я зміг тільки 1 додаткове ядро розблокувати та розігнати ЦП до 4 ГГц, а це на хвилиночку до 88% приросту продуктивності!

Платформа AMD АМ3+: мрія оверклокера чи прокляття економного ентузіаста?

Це закарбувало в моїй пам’яті що AMD=халява, бо Intel нічого подібного не пропонував, та й просто дорожчим був по невідомій мені причині.

З часом халява почала вилазити боком, і microATX мамка почала збоїти, тому я її вирішив замінити в 2012 році. Тепер я підійшов до вибору материнки більш “ретельно”.

Як раз десь за пів року до того AMD вивалила на ринок свою новітню розробку: процесори Bulldozer Zambezi з якимось нереальними потенціалом (наприклад L2 каша в 2 Мб навіть в 2023 році викликає повагу). Проте ходили чутки що попри високу ціну в деяких моментах вони навіть програвали Phenom по продуктивності, а грілися як праска (що не правда, бо при 80° вже вирубалися).

Тому міняти ЦП в мене бажання не було тоді, хоча я розумів що все-таки одним оком потрібно поглядати на Bulldozer.

Отже, щоб вбити 2х зайців одним пострілом я вирішив купити повноцінну ATX материнку на АМ3+ сокеті, середнього рівня, з, мабуть, потужним живильником (принаймні там був радіатор): GIGABYTE GA-990XA-UD3 1.0 (до речі, в Гіги та сама модель під різними ревізіями зазвичай були зовсім різними материнками).

Це одна з тих ситуацій коли тицяєш пальцем в небо і виграєш джек-пот, оскільки, як виявилося пізніше, вся решта асортименту GIGABYTE АМ3+ на той час мала слабші системи живлення (та й взагалі серед конкурентів був хіба що ASUS EVO), а топові моделі GIGABYTE так взагалі горіли як сірники з FX (просто там замість 2-4 MOSFET ставили 1 drMos на кожну фазу, а тоді їхня надійність бажала мати кращого).

Ви лише подивіться на цю красу (5 подвоєних фаз (4 на ядра та 1 на контролер пам’яті й L3), 186 А на фазу в піку при 25°С):

З серйозних мінусів це лише 1 фаза йшла на контролер пам’яті ЦП (про це згодом), відсутня настройка Load Line Calibration живильника, ну і традиційний для материнок АМ3+ гаряченний північний міст.

На платформі АМ3+ під FX конкурентом GIGABYTE (вважалася аналоговим мускулкаром) була лише ASUS (вважалася цифровим спорткаром, а Sabertooth взагалі суперкаром). MSI (мопед, тротлила від розгону) й Asrосk (аСрак це якийсь унітаз з моторчиком, бо горіла масово, а модель Fatality горіла в людей навіть без розгону) вважалися не сумісними з розгоном процесорів FX.

Майже одразу я помітив що у мамки дуже гарячий радіатор північного мосту (відповідає за PCI-E), інколи навіть до артефактів на моніторі доходило.

Я не знаю яким місцем думав виробник, але мені довелося під радіатор наквецяти термопасти, замінити пластикові кліпси на болти (підпружинені, щоб кристал не сколоти) й навісити маленький вентилятор на нього… ну й удати, наче так і задумано було.

На жаль нова мамка одразу кинула мій Фен через стегно, бо відмовилася розлочувати ядра. Я був дуже “радий” такому “покращенню”…

Проте методом “научного тику” я почав ставити старіші версії біос, а там розлочка працювала адекватно. Я без скидання CMOS при встановленні нової прошивки біоса досяг все-таки повної працездатності й був щасливим… поки не спалив свій Phenom коротким замиканням +12V на корпус.

Ну Chieftec, ну що за діла, блін, де захист від КЗ?!

Добре що на ЦП ще була гарантія, й мені повернули його вартість… ну це ж AMD винна що процесор в неї без запобіжників. xD

Отже, в мене був вибір: купити застарілий 6 ядерний Phenom, чи новітній FX на оновленій архітектурі Piledriver, на які як раз в той час АМД скинула ціни. Звісно вибір впав на FX, бо на відміну від Phenom (де стеля була 4-4,2 ГГц) здавалося що розмір розгону FX обмежувався лише охолодженням.

Станом на 2013 рік толку від багатоядерності ще було не багато, СВО ще не були доступними, а наявний кулер-вежа Arctic Freezer 13 явно не тягнув на топового. Тому ставка була зроблена на розгінний потенціал, а не кількість ядер.

Отже, вибір впав на FX 6300, бо FX 4ххх був схожий на розвід дурнів, до FX 8ххх я ще був не готовий, а серед блакитних конкурентів за ціною був хіба що залочений на 3,3 ГГц і3, для любителів однопотокових ігор.

У FX 6300 базові 3,5 ГГц обіцяли мінімум +1 ГГц розгону й легкодосяжні 5 ГГц в перспективі.

Про мікроархітектуру Bulldozer/Piledriver:

Варто уточнити що FX 6300 номінально є 6-ядерним процесором, а фактично… та Бог його знає, бо 2 логічних ядра об’єднані в модуль з єдиною L2 кашею (фактично для цих пари ядер спільна L2 виступає як L3 для всіх ядер), мають один планувальник на 2х, мають 1 математичний FPU співпроцесор на 2х (у Phenom х6 їх загалом 6, а у FX 6300 їх загалом 3, що дає значну перевагу Phenom у математичних обчисленнях з дробами, навіть над FX 8ххх). Очевидно AMD намагалася досягти ефекту логіки ядер BIG-litle, але фактично реалізувала 3-ядерну 2-поточну логіку HOT-litle-litle.

Ось моє дослідження ефективності цієї мікроархітектури (завдяки наявності на платах GIGABYTE в біосі можливості вимкнути 1 з 2х логічних ядер в модулі, що робить його подібним до звичайного повноцінного однопоточного ядра), де показники LinX демонструють продуктивність FPU, а показники Cinebench демонструють продуктивність логічних ядер:

При звичайних повноцінних однопоточних ядрах було б всюди ККД=100%, а сума для 2х ядер 200%.

Якщо у 1 ядра є SMT (багатопоточність), то результат зазвичай в межах 99%-135%.
А у 2х поточного модуля FX (мікроархітектури Bulldozer та Piledriver) ми бачимо таке:
Логічні (цілочисельні) обчислення: 532/299=178%

Математичні обчислення (дробові, так звані числа з плавучою комою): 67,6457/61,9533=109%

Тому, на мою думку, на пізніх етапах проєктування модуля Bulldozer стало очевидно, що навіть логічні ядра вийшли занадто слабкі, бо їх порізали в жертву вищої частоти, але досягти настільки високої частоти, щоб компенсувати відставання на такт не вийшло, можливо через 32 нм техпроцес, тому було прийнято термінове рішення вліпити величезний обсяг дуже дорогої L2 каші, щоб хоч якось згладити кострубатість мікроархітектури.

В розгоні Фікусів є оманливе враження легкості цього процесу, так званий кукурудзяний розгін, коли циферки красиві, а стрес-тести не проходить, чи результати тестів пропорційно не відповідають частоті через тротлінг чи однобокий розгін.
Взагалі в розгоні платформи з AMD FX є 3 вектори:
1) розгін ядер (частота ядер+частота L1+частота L2)
2) розгін CPU NB (частота контролера пам’яті+частота L3)
3) розгін оперативної пам’яті (частота пам’яті та її затримки)

Пощастило що FX 6300 попався з новішої партії і нижчим core VID (заводська напруга ядер) – 1,263V, що позитивно повпливало на зменшення споживання.
Отже, я зайнявся його ретельним розгоном…

Розгін CPU NB зупинився на 2400 МГц, в чому, мабуть, винна мамкина 1 фаза для нього (у середніх мамок ASUS зазвичай було 2 фази).

Розгін пам’яті Crucial ballistix вище 1866 МГц був не стабільним, тому хоча б по таймінгах пришвидшив до 8-8-8-24 (взагалі я цю пам’ять під Фен брав, а там вище 1600 толку не було).
Що до розгону ядер, то шляхом кількагодинних стрес-тестів вдалося досягнути стабільних 4,5 ГГц при 1.44V.

Але для цього також довелося вчепити вентилятор над радіатором живильника, добре що він тут хоч і маленький, але з багатьма ребрами, а не як зараз люблять просто шматок металу чіпляти.

В такому стані мій ПК пропрацював кілька років без проблем.

Що до максимального розгону то мій кулер дозволив вижати 4,8 ГГц для 1 тесту, і вже тоді живильник почав попискуючи натякати що йому вже не дуже комфортно.

З часом я почав роздумувати над великою 2х секційною баштою для кращого охолодження, але одного разу мені підвернулася унікальна й не дуже дорога односекційна СВО Arctic Liquid Freezer 120, а її унікальність була в, тому що це САМА ПРОДУКТИВНА односекційна система водяного охолодження за рахунок товстого 49 мм радіатора (в конкурентів були 20-25 мм, що фактично ставило їх на рівні топових повітряних кулерів, а іноді навіть нижче), а головне що вона не просто влазить в мій корпус (2-3 секційні не влазять), а навіть в перспективі ВИЛАЗИТЬ за нього!

“Так це ж гарантовані 5 ГГц!”, — подумав я і не роздумуючи купив її. Єдине це комплектні вентилятори слабкуваті, хоч і тихенькі. Я одразу їх замінив й узявся до досягнення 5 ГГц…

ЩО? Навіть на воді FX 6300 не може взяти 5 ГГц? Це як? Це Куди?

Ще й відсутня настройка Load Line Calibration дається в знаки (звісно сама LLC працювала, але по аналоговій й не дуже агресивній схемі, через це доводилося більші напруги в простою подавати, щоб компенсувати просадки при максимальному навантаженні).

І я з цим повинен змиритися???? Мене ж засміють! Та я сам себе засмію!!! ЩАЗ! Не для того я барахла накупив, щоб так просто перед стіною зупинитися.

Так, по перше міняю процесор, пора апгрейдитися на FX 8350, бо скоро з продажу зникнуть.
По друге, займусь живильником. Не довіряю я термопрокладкам — здеру її, заллю КПТ-8 і… болти так болти.

По третє, відвід тепла від мосфетів на радіатор покращено, тепер займусь продувкою. О, серверний вентилятор на 5000 обертів підійде, ще 2 до нього докину.
Ну погнали…

Хм, 5 ГГц досягнуто на 1,53V, хороший ЦП, видно з останньої партії. Женемо далі й не дихаємо…

Ось вони 5,2 ГГц, на 1,584V, не страшно, 32 нм SOI витримають… температура критична, може вирубитися… і… тест пройдено, скриншот зроблено!
Все, справа зроблена! Даунвольтимо, даунклочимо, ставимо тихі вертушки, досягаємо комфортного стабільного розгону.

Тепер над розгоном пам’яті можна подумати, кажуть самсунги кращі, як раз на 16 Гб перейду. Ось комплект Patriot, кажуть до 2400 МГц можна спробувати…
Так, на мамці написано 2000 МГц, вона на щось натякає?

Ледь вийшло оперативку до 2146 МГц на 1,7V погнати більш-менш стабільно, видно це стеля моєї материнки.