Манящий потенциал. Руководство по разгону центральных процессоров

Теория Манящий потенциал. Руководство по разгону центральных процессоров 001.03.2007 10:12  |  ...это не только способ решить проблемы с быстродействием. Это еще и своего рода наркотик. Само осознание того, что можно получить прирост к быстродействию на халяву, действует на психику весьма конкретно. Мотивация резко увеличивается, а руки сами тянутс Теория

Запас прочности обязательный признак любого компьютерного устройства, будь то старенькая видеокарта или винчестер. Производитель вынужден постоянно учитывать тот факт, что условия работы его продуктов зачастую далеки от идеальных. Скачки напряжения, недостаток питания, жесткие температурные режимы, длительные нагрузки все эти факторы являются источником постоянных головных болей.

Вариантов решения проблемы, по сути, всего два: либо улучшить устройство, либо занизить текущие хаpaктеристики. В случае с процессорами всегда используется второй вариант (первый, впрочем, тоже, но реже): номинальный режим работы порой значительно отличается от потенциально возможного, причем в худшую сторону. И правильно, лучше перестраховаться, чем потом чинить сломанное оборудование. Человек все время стремится к стабильности, ненадежность товара вмиг отпугнет покупателей, да и замена сгоревших процессоров по гарантии это тоже немалые затраты.

Разгон открывает для пользователей новые перспективы: за счет уменьшения запаса прочности можно раскрыть весь потенциал CPU, увеличив его рабочую частоту. Речь, как несложно догадаться, пойдет о разгоне центрального процессора.

Надежность против скорости

Прежде чем приступать к каким-либо действиям, стоит четко определить, для чего вам нужен разгон. С чисто пpaктической точки зрения, подобные эксперименты имеют смысл только в том случае, если вас немного не устраивает производительность вашего процессора и системы в целом. Именно «немного». Добиться от сильно устаревших моделей нормального быстродействия (по современным меркам) невозможно. Лучше купить новый CPU, чем выжимать все соки из старого.

Также разгон имеет смысл, если именно процессор выступает в качестве слабого звена системы и в его возможности упирается, например, видеокарта. Подобные ситуации часто возникают после апгрейда: обычно он сводится к замене видеокарты и/или увеличению объема памяти. Про кристалл кремния, координирующего все действия, при этом зачастую забывают, а меж тем он сильно ограничивает возможности системы в целом. Увеличение скорости работы процессора поможет сбалансировать систему.

Впрочем, разгон это не только способ решить проблемы с быстродействием. Это еще и своего рода наркотик. Само осознание того, что можно получить прирост к быстродействию на халяву, действует на психику весьма конкретно. Мотивация резко увеличивается, а руки сами тянутся совершать различные манипуляции с BIOS’ом (а именно с помощью него осуществляется разгон). Вот тут как раз самое время вспомнить о возможных негативных последствиях.

Не стоит забывать, что процессор может сгореть, при увеличении частоты неизбежен рост тепловыделения. Для CPU высокая температура, пожалуй, самый главный враг. Чипы некоторых видеокарт способны стабильно работать даже при 90 градусах Цельсия, но с центральными процессорами подобный номер не пройдет температуры свыше 60 градусов для некоторых моделей считаются опасными. Есть и совсем жесткие термальные ограничения: скажем, для недавно анонсированного AMD Athlon 64 X2 5000+ (Brisbane) верхний порог составляет всего 49 градусов, но это, скорее, исключение из правил. Если следить за тепловыделением и не допускать переразгона, то шансы, что CPU выйдет из строя, близки к нулю.

У подверженных разгону комплектующих сокращается срок службы, но даже с учетом этого процессор, не обладающий явными дефектами, проработает не менее 5-7 лет более чем достаточно, чтобы он успел окончательно устареть и отправиться на свалку истории.

Кстати, все сказанное в статье относится лишь к настольным ПК, для ноутбуков разгон все еще не актуален. То есть даже если он возможен (часто необходимые функции материнской платы просто заблокированы), то делать этого не стоит. Дело в том, что в ноутбуке затруднено охлаждение, и даже незначительные изменения тепловыделения оказывают ощутимое влияние на абсолютно все компоненты. Кроме того, от разгона увеличивается потрeбление энергии и, как следствие, сокращается срок работы от батареи.

Коварное единство

Последние несколько месяцев все рекорды быстродействия устанавливают системы на основе Intel Core 2 Extreme X6800.

На чем основывается частота работы процессора, и почему на многих ЦП она имеет странные значения, например 2,93 ГГц вместо красивых 2,9 ГГц или 3 ГГц? Дело в том, что параметр этот получается в результате перемножения частоты системной шины и так называемого множителя. Разогнать процессор можно, лишь увеличивая эти два параметра. Только так и никак иначе в отличие от GPU, регулировать скорость работы центрального процессора с точность до 1 МГц невозможно. Все дело в шинах, да.

Системная шина (она же FSB, или, полностью, Front Side Bus) служит для связи компонентов внутри компьютера, и ее частота оказывает влияние не только на процессор, но и на видеокарту, оперативную память и все устройства, находящиеся в разъемах PCI. Важно помнить, что, изменяя значение FSB Frequency (частоту), мы автоматически изменяем рабочие частоты прочих шин. Так было раньше, сейчас некоторые платы позволяют менять параметры независимо. Шаг изменения равен одному мегагерцу, но базовые значения частоты для современных материнских плат традиционно кратны 33,3 МГц (например, 133 МГц, 267 МГц и т.п.) и варьируются от 100 МГц до 333 МГц. Верхний потолок, которого можно достигнуть, изменяя FSB Frequency вручную, сильно зависит от самой платы, но чаще всего процессор раскрывает свой конечный потенциал раньше, чем системная шина.

Второе параметр множитель (он же multiplier) равен количеству тактов, которые совершает процессор за один такт FSB. Типичный шаг множителя единица, соответственно, частота работы процессора в таких случаях кратна параметру multiplier. Впрочем, есть и исключения: шаг 0,5 тоже бывает, хотя и значительно реже.

Увы, но в подавляющем большинстве случаев удается изменить лишь частоту FSB. Причина бaнaльна: чаще всего множитель заблокирован. Делается это, надо полагать, исключительно из экономических соображений, ведь зачастую, чтобы приобрести процессор, у которого multiplier выше всего лишь на единицу, приходится переплачивать $100-$150.

Конечно, есть и исключения: например, Intel Core 2 Extreme X6800 не обременен подобным ограничением, но не стоит забывать о его цене ($1000) этот процессор является иконой для всех любителей экстремального разгона, но он слишком дорог. Кстати, разблокировать множитель на рядовом процессоре иногда возможно, но только с помощью физического вмешательства.

Если параметр multiplier поддается изменению, то здесь все просто: при увеличении его на единицу частота CPU увеличится на значение, равное FSB Frequency. Это позволяет производить более гибкий разгон и не беспокоиться, что материнская плата не возьмет необходимую частоту системной шины.

Познавая системную плату

Как узнать, какими свойствами обладает процессор? Наиболее удобный вариант запустить программу CPU- Z или RightMark Memory ***yzer. С их помощью можно узнать много нового не только о процессоре, но и о материнской плате и памяти. Многие из этих сведений облегчат жизнь в дальнейшем, когда настанет пора посетить BIOS.

CPU-Z  источник просвещения для тех, кто не знает точных хаpaктеристик своего процессора и памяти.

Но прежде чем приступать к пpaктическим действиям, стоит выполнить еще одно найти и прочитать руководство к материнской плате. Зачем? Это самый простой способ узнать, как именно назвал ту или иную функцию производитель. Увы, единого стандарта обозначений параметров и распределения их по категориям не существует. Скорее наоборот, каждый разработчик зачем-то пытается проявить креативность в этом деле. В результате интерфейс BIOS материнской платы от, скажем, ASUS будет иметь мало общего с интерфейсом от MSI. Более того, даже сами параметры изменяются по-разному: запросто могут использоваться как кнопки Page Up / Page Down, так и классические «плюс» / «минус». Печально, конечно, но не фатально функции, по сути, одни и те же.

Необходимо найти, где именно изменяются следующие параметры: частота системной шины, множитель, напряжение процессора, а также частота, напряжение и тайминги памяти. Также стоит разобраться с тем, как зафиксировать частоты шин для прочих устройств. Номинальные значения следующие: PCI 33,3 МГц, AGP 66,6 МГц, PCI-Express 100 МГц. Если материнская плата на это не способна, то о разгоне более чем на 10-15% можно сразу забыть. Выше уже упоминалось, что с увеличением частоты системной шины увеличатся и прочие частоты. Так вот, если они возрастут слишком сильно, то оборудование начнет «отваливаться». Кавычки поставлены не зря имеется в виду не физический выход устройств из строя (хотя в теории это тоже возможно), а то, что система перестанет их видеть. Поэтому, если есть возможность, необходимо зайти в BIOS и зафиксировать эти значения, иначе сильно гнать систему не стоит.

Еще одно действие, которое не мешало бы выполнить: проверить процессор на стабильность и выяснить его предельную температуру в номинальном режиме. Бывают случаи, когда ЦП нестабилен даже в стандартном состоянии например, из-за некачественно установленного кулера. Для проверки необходимо воспользоваться программой S& M это довольно мощный тест для разогрева процессора с одновременной проверкой наличия ошибок в их работе. Также особый интерес представляет программа Super Pi 1.1 e: она вычисляет число пи с точностью до 33,5 млн знаков после запятой (это вам не бaнaльные 3,1416). Впервые Super Pi использовалась на системе с процессором Pentium 90 МГц и 40 Мб оперативной памяти. Время вычисления тогда составило более 80 часов. Современные компьютеры затрачивают на это менее 10 минут. При этом процессор греется немного слабее, чем в случае с S&M, но зато есть возможность реально оценить производительность системы, сравнивая время вычисления «до» и «после», да и в случае нестабильности программа наглым образом прекращает работу. Для измерения температуры процессора желательно использовать утилиты, входящие в поставку материнской платы, как, например, Probe II от ASUS. Можно взять на вооружение и универсальные программы вроде Motherboard Monitor и SpeedFan (последняя еще и регулирует скорость вращения вентилятора).

Кстати, несколько слов об охлаждении. Как ни странно, штатные кулеры, входящие в коробочную поставку процессора, отличаются весьма неплохим качеством: владелец подобного экземпляра может добиться хороших результатов разгона. Но чтобы уменьшить цену на свои ПК, некоторые продавцы используют при сборке не BOX, а OEM-комплектации процессоров и вместо фирменных кулеров устанавливают нечто безымянное китайского производства. Обладателям подобного noname-устройства следует быть осторожнее чудо техники за 100 рублей редко преподносит приятные сюрпризы. В подобных случаях для успешного разгона замена охлаждения является жизненной необходимостью.

Главное баланс

Когда предосторожности будут соблюдены, можно наконец заняться непосредственно разгоном. Уже понятно, что первым шагом является вход в BIOS. Следующей операцией станет поиск строки, в которой меняется частота памяти, ее требуется выставить на минимально возможное значение, чтобы можно было гарантированно достичь верхнего потолка разгона процессора. В противном случае система может стать нестабильной из-за переразгона памяти, а не ЦП. Лишь после этого можно приступать к изменению частоты системной шины. Сколько прибавить в первый раз? Точно сказать нельзя, но прирост скорости процентов на десять обычно выдерживает каждый процессор. После этого остается сохранить настройки и запустить Windows: предстоит тестирование.

RightMark Memory ***yzer  это не только ценный источник информации, но и неплохой бенчмарк.

Собственно, сама проверка может сводиться либо к получасовому издевательству над системой в S&M, либо к высчитыванию числа пи с максимально возможной длиной (32 Мб). Кстати, в случае с Super Pi 1.1e время вычисления может быть даже больше, чем при предыдущих настройках, это нормально, ведь память в нынешней конфигурации работает медленно.

При проведении тестов следует внимательно следить за температурой. Лучше, чтобы значение не превышало 55 градусов по Цельсию, а владельцам процессоров семейств Athlon 64 X2 и Athlon 64 FX рекомендуется остановиться на 45 градусах (эти «камни» люто ненавидят жару). Что будет, если незначительно превысить эти температуры? Скорее всего, ничего, но не стоит сбрасывать со счетов возможность деградации чипа, неравномерность нанесения термопасты на поверхность ЦП, погрешности в измерении температуры и всемирный закон подлости.

Для полной надежности не мешало бы проверить, не активизировался ли троттлинг особый механизм защиты, использующийся на многих процессорах. Суть его заключается в том, что при перегреве пускаются пустые такты, дабы уменьшить нагрузку. Частота вроде как та же самая, но вот эффективность ниже. В таких случаях необходимо понизить температуру ЦП, иначе от подобного разгона можно получить одни лишь неприятности. Самые популярные программы для мониторинга троттлинга RightMark Clock Utility и ThrottleWatch.

Память имеет свойство греться, причем весьма неслабо. Для отвода тепла от экстремальных моделей компания OCZ не пренебрегает даже водяным охлаждением.

Если система все еще стабильна, можно продолжать увеличивать частоту. Шаг стоит уменьшить до 5 МГц. После каждого изменения настроек тестирование следует повторять. И так до тех пор, пока не будет превышен температурный предел или не появятся признаки нестабильности. В этом случае останавливаемся на предыдущем рабочем значении частоты FSB. Если система начинает давать сбои, но температура все еще низкая и троттлинга не наблюдается, то стоит увеличить напряжение, подаваемое на процессор, это поможет вернуть стабильность, но резко усилит тепловыделение. Изменять значение напряжения более чем на 5-7% при воздушном охлаждении не рекомендуется. Когда оптимальная частота будет, наконец, найдена, можно переходить к следующему этапу.

Процесс разгона памяти в целом очень похож на разгон процессора. Все сводится к поиску частоты, на которой она будет стабильно работать, правда, есть один нюанс: у оперативной памяти есть такой параметр, как значения таймингов. Чем они ниже, тем лучше. Строки CAS Latency (tCL), RAS-to-CAS Delay (tRCD), RAS Precharge (tRP), Precharge Delay (tRAS) как раз и показывают текущие тайминги. Минимально возможные значения, встречающиеся в природе, 2-2-2-5 соответственно, но чем выше частота памяти, тем меньше шансов, что она заработает на низких таймингах. Впрочем, частота все же более важный параметр, так что порой ради нее можно даже увеличить эти значения. Но все зависит от индивидуальных особенностей системы, оптимальный вариант находится только опытным путем. Также не стоит забывать о возможности изменения напряжения (опять-таки незначительно, ибо память тоже не любит жару). Для оценки стабильности и производительности памяти отлично подходит программа RightMark Memory ***yzer.

Что делать, если после очередного изменения настроек компьютер отказывается загружаться? Чаще всего это не является серьезной проблемой (если, конечно, из системного блока не валят клубы дыма): достаточно обнулить конфигурацию BIOS и все встанет на прежние места. Для этого можно попытаться запустить систему с зажатой клавишей Insert (на пpaктике помогает не всегда), либо воспользоваться специальным джампером на материнской плате. Крайний вариант вынуть батарейку на несколько секунд. Если же компьютер вообще отказывается стартовать (то есть нажатие клавиши Power не приносит никакого эффекта), то тогда проблемы действительно в оборудовании, а не в настройках.

Неизменным спутником разгона является повышение температуры внутри корпуса, что может негативно сказаться на видеокарте, если она разгонялась ранее, в этом случае стоит слегка ослабить ее разгон. Когда все оптимальные значения будут найдены, необходимо прогнать систему через тесты стабильности в течение нескольких часов. В случае успеха разгон можно считать оконченным.

Тенденция, однако!

«Брюшки» процессоров Intel Core 2 Duo E6300 разных степпингов (слева  B2, справа  L2). Различия видны невооруженным взглядом.

Какой процессор стоит покупать, если в планы входит его последующий разгон? Если говорить об общих тенденциях, то давно был замечен факт: младшие модели ЦП при разгоне достигают большего прироста производительности (в процентном соотношении), нежели старшие модели того же семейства. Причины просты: «официально слабым» процессорам еще есть куда стремиться, ведь изначально они должны были обладать большей мощностью, хотя абсолютное значение максимальной частоты может быть и ниже, чем у дорогих экземпляров семейства, но с точки зрения цены выигрыш огромен.

Если говорить о конкретных моделях, то на сегодняшний день безусловным хитом является Core 2 Duo E6300 имея начальную частоту 1,86 ГГц, он почти всегда без проблем достигает частот 2,8-3 ГГц при воздушном охлаждении. Конечно, придется потратиться на дорогой и эффективный кулер, но оно того стоит. К недостаткам можно отнести тот факт, что потребуется относительно новая материнская плата, способная работать с этим ЦП.

Также очень большие надежды возлагаются на грядущую модель Core 2 Duo E4300, которая должна поступить в продажу в конце января. Во-первых, процессор будет поддерживать шину 800 МГц (частота системной шины равна 200 МГц) и, как следствие, обладать высоким множителем 9. В итоге частота работы процессора составит 1,8 ГГц. Не сильно много, но инженерные образцы демонстрируют невероятную стойкость к разгону E4300 был разогнан до 3,5 ГГц (прирост 95%) при воздушном охлаждении! Причина кроется в том, что для его производства используется новое ядро Allendale, а не Conroe с отключенной частью кэша, как в случае с E6300. В результате повышается качество и понижается себестоимость конечного продукта. Кстати, хорошие новости: E6300 и E6400 также планируется перевести на новое ядро.

А что же AMD? Увы, но последние процессоры этой компании слабо подходят для разгона и конкурировать в этом плане с Intel не могут. Впрочем, ЦП от AMD по-прежнему обладают неплохим соотношением производительность/цена.

Как определить, какой процессор разгонится лучше, а какой хуже, если это одна и та же модель? Со стопроцентной гарантией это определить нельзя, но есть определенная закономерность: чем выше степпинг, тем более стабильным является ЦП. Степпинг означает поколение ядра процессора: при исправлении мелких недочетов и улучшении техпроцесса выпускается новые модификации, они при этом наследуют прежнюю архитектуру. Степпинг можно выяснить, установив процессор и запустив программу типа CPU-Z, а также по его маркировке, но ее уже надо знать наверняка.

* * *

Разгон процессора процесс, требующий индивидуального подхода. Здесь задействовано множество факторов и требуется четкое осознание всех выполняемых действий, но в случае успеха наградой станет пресловутая скорость и чувство радости за себя любимого. Много это или мало? Наверное, все же достаточно, чтобы слегка потрепать себе нервы.