Overclocking In primul rand intrebarea este “ De ce?”

Overclocking

In primul rand intrebarea este “ De ce?”.

1. 
   Motiv economic. Spre exemplu cumperi un Intel Core 2 Duo 6600 la 2400 MHz(care costa 11 mil) si il overclockezi la 2670 MHz si ajungi la performantele unui Intel Core 2 Duo E6700(care costa vreo mult mai mult). Am citit de cazuri in care un E6600 a ajuns la 3.2GHz sau chiar mai mult.
   
2. 
   Poate fii un hobby (dee.. mania performantei). Sunt unii oameni care au ce se poate mai tare(cel mai tare processor de pe piata sau unul sufficient de bun pentru cerintele sale) si tot fac overclocking. Am fost si eu intrebat :” Ce iti mai trebuie overclocking ? Nu vezi ca totul iti merge perfect?”. Este pur si simplu un hobby(poate chiar o mica manie) prin care vrei sa scoti tot ce se poate din calculatorul tau, vrei sa storci totul din el. Astfel de oameni daca nu ar avea calculator probabil ca si-ar tuna Dacia, BMW, Trabant-ul,etc.
   

Spre exemplu eu am incercat sa storc tot ce se poate din computerele mele incepand din clasa a 8-a. Acum overclokingul este mult mai intalnit ca atunci, deoarece acum este mai comod. Mi-aduc aminte de primul meu overclock. Aveam un AMD K6-II la 450 MHz (4.5*100). Am luat cartea de la placa de baza si am vazut acolo setarile pentru processor (erau 3 panouri de switchuri mici, unul pentru multiplicator, unul pentrul fsb si unul pentru voltaj). Pe atunci nu stiam de overclock. Mi-a trecut mie prin cap sa schimb acolo setarile sa ajung la 500 MHz un prag “important” pe atunci. Am pus prima data 5*100 (am schimbat setarile numai de la switchurile pentru multiplicator). Nu am avut success. Erori albastre(“blue screen of death”) in windows 95. Nu stiam ce are si am pus 4.5 * 112(de data asta am marit doar fsb-ul). Tot imi dadea erori albastre. M-am gandit eu pe atunci ca ar trebui sa aiba mai mult voltaj procesorul pentru ca am marit frecventa, deci am pus putin mai mult la voltaj(nu mai tin minte exact cat, au trecut multi ani), si a mers perfect. Aveam 504 MHz si eram fericit. Pe atunci aveam 64 RAM si 3dfx Vodoo Banshee(16 MB). Testam performantele cu 3DMark 99. Am avut un spor de performanta semnificativ pentru mine :P ajunsesem la un scor de 3000 de puncte fata de 2600 dinainte(atunci 50 MHz se simteau). In timp am inceput sa citesc pe internet si mi-am dat seama ca ce am facut se numea “overclocking”. Mai tarziu un prieten de al meu care avea exact acelasi processor (si facuse acelasi overclock ca si mine) a ars procesorul (deoarece se stricase ventilatorul de pe coolerul procesorului). Eu… find mai mic… m-am speriat si l-am pus atunci la voltaj normal la setarile 4 *112 deci aveam 448 MHz. Am aflat atunci cat de mult inseamna FSb-ul. Obtinusem in 3dMark99 2900 de puncte fata de 2600 la 450 Mhz(4.5*100).

Dupa acest computer, mi-am luat un Amd Thunderbird la 1200 MHz, 512 SDR,placa de baza Msi Kt133Turbo(nu mai tin minte exact modelul).Am reusit sa il duc doar la 1350 MHz,fara sa schimb voltajul, (11*223)procesorul ruland in full load la vreo 55 de grade), deoarece Thunderbird-urile se incalzeau destul de tare.

Urmatorul pas a fost AMD Barton 2500+ (1800 Mhz) pe un Gigabyte Nforce 2 Ultra, cu 512 DDR 400 Kingmax. Am dus foarte usor procesorul la AMD 3200+(adica 2200 Mhz)(am pus 11 *200). Computerul mergea perfect stabil.

Daca luati calculatorul stiind ca o sa faceti overclock luati o placa de baza buna pentru asa ceva, niste memorii care sa duca un fsb mare si un processor pe masura. Vom vorbi despre aceasta mai incolo.

Inainte sa faceti overclocking sa luati in calcul niste reguli:

1.Nu faceti overclocking decat daca acceptati faptul ca ati putea strica una sau mai multe componente ale computerului.

2.Inainte sa overclockati documentati-va bine despre procesorul, placa de baza si memoriile pe care le detineti.

3.Cresteti in pasi mici voltajul, multiplicatorii sau fsb-ul.

4.Nu schimbati functii in bios daca nu stiti ce fac acele functii.

5.Nu porniti cu gandul sa realizati un overclock la fel ca al altcuiva cu un processor identic. Pot fii multe motive pentru care nu ar putea ajunge la aceeasi frecventa.

6.Nu uitati ca nu este indeajuns pentru computerul dumneavoastra doar sa booteze si sa intre in sistemul de operare. Asta nu inseamna ca overclocking-ul este stabil. Trebuiesc facute multe teste, lasat cateva ore sa lucreze la capacitate maxima( sa streseze, cu programe pentru asa ceva despre care vom vorbi mai tarziu, componentele overclockate adica de obice CPU-ul, memoriile si placa de baza). Doar daca peste cateva ore bune (chiar o noapte intreaga de teste) fara sa se blocheze se poate spune ca este stabil si ati realizat un overclock bun.

Pentru a realiza un overclocking bun trebuie sa cumparati o placa de baza buna, un processor si memorii Ram despre care ati citit ca suporta overclock. Nu in ultimul rand trebuie sa cumparati un cooler bun pentru processor, sa aveti o carcasa aerisita(preferabil High Tower)cu 2 ventilatoare(unul in fata si unul in spate).

Pentru a intelege overclocking-ul trebuie sa intelegeti mai intai cum lucreaza un system.

Acum sa vorbim putin de fiecare component a in parte:

1. 
   CPU
   

Cand cumparati un processor veti vedea viteza sa de operare. Spre exemplu un Pentium 4 3.2GHz ruleaza la 3.2 GHz (3200 Mhz),un AmdX2 4200+Windsor (lucreaza la 2x2.2 GHz, adica are 2 nuclee, performantele crescand semnificativ mai ales in aplicatiile care suporta dual core sau multi-core). Viteza (2.2 GHz, 3.2 Ghz,etc) reprezinta cate cicluri de ceas realizeaza procesorul intr-o secunda. Un ciclu de ceas este o perioada de timp in care procesorul poate realiza un nr dat de instructiuni. Deci, cu cat mai multe cicluri pe secunda executa un processor cu atat este mai rapid. 1 Mhz inseamna 1 milion de cicluri de ceas pe secunda. Deci 3.2 Ghz inseamna 3 miliarde si 200 milioane de cicluri pe secunda.

Formula vitezei unui processor este:

FSB(MHz)x Multiplicator= Viteza sa in MHz.

Acum sa vorbim putin de FSB si de multiplicator.

FSB-ul (la AMD HTT),sau Front Side Bus, este canalul prin care tot sistemul dumneavoastra comunica cu procesorul. Deci cu cat este mai mare FSB-ul cu atat este mai rapid computerul dumneavoastra.

La AMD FSB-ul este inegrat in processor. Acest lucru ii da posibilitatea procesorului sa comunice cu fsb-ul mult mai rapid decat comunica procesoarele Intel prin metoda lor standart de FSB. Acest lucru poate induce in eroare deoarece FSB-ul la AMD 64 este numit si HTT. Daca auziti pe cineva ca a crescut HTT-ul a un AMD 64 ganditi-va de fapt la FSB(lucreaza aproape la fel).

Producatorii de procesoare au gasit solutii prin care au marit FSB-ul procesoarelor. Pur si simplu trimit mai multe instructiuni intr-un ciclu de ceas. Deci in loc sa trimita o instructiune intr-un ciclu de ceas trimit 2 intructiuni(procesoarele AMD) sau chiar 4 instructiuni(procesoarele Intel). Deci cand va uitati la un CPU si la fsb-ul acestuia va dati seama ca nu merge la viteza respectiva. Procesoarele Intel (Quad pumped) trimit 4 instructiuni pe secunda. Asta inseamna ca daca vezi FSB 800 MHz, de fapt fsb-ul real este de 200. Aceeasi logica se poate aplica la procesoarele AMD numai ca ele sunt “dual pumped” deci un FSB de 400 inseamna de fapt 200 Mhz.Este important de stiut acestea deoarece la overclocking ne vom intalni cu viteza reala FSB, nu viteza efectiva a procesorului.

Spre exemplu daca ai un processor de 2 GHZ cu FSB-ul de 200 Mhz(fsb real, inainte sa calculam viteza prin quad-“dual”pumped) atunci viteza se va calcula astfel:

200(MHz)x10=2000 MHz.

La anumite procesoare spre exemplu la Intel din 1998 multiplicatorul este blocat (nu poate fi schimbat). La alte procesoare , cum ar fi AMD 64, multiplicatorul este “top-locked”, adica poate fi micsorat dar nu poate fi marit.Este mult mai usor sa cresti sau sa micsorezi multiplicatorul deoarece acesta afecteaza numai viteza procesorului, pe cand atunci cand cresti frecventa la FSB de fapt cresti frecventa la toate componentele ce comunica cu procesorul, ducand la tot felul de probleme(deoarece unele componente , e posibil sa nu suporte overclock). Deci un CPU cu multiplicatorul neblocat este destul de cautat dar nu prea se gasesc in zilele noastre.

2. 
   RAM
   

Pentru overclocking va trebuie niste memorii care sa ruleze la frecvente mai mari la niste timpi decent, deoarece atunci cand cresteti fsb-ul la 250MHz spre exemplu ramul va functiona tot la 250 Mhz (in caz ca ati setat in bios “Syncron” adica sa fie acelasi cu fsb-ul,puteti sa setati insa memoria sa functioneze cu specificatiile normale,dar primul caz aduce mai multa performanta). La memorii sunt foarte importante si latentele(ati observat ca la specificatii apare spre exemplu 1GB DDR 400(sau PC3200) 2 2 2 5 1(cel mai bun caz) sau 2.5 3 3 6, etc. Cu cat sunt mai mici cu atat mai bine. Cand le cresteti frecventa trebuie sa relaxati timpii, deci atunci cand cumparati niste memorii trebuie sa luati niste memorii cu timpi cat mai stransi ca sa aveti de unde sa relaxati(mai ales daca aveti DDR).

Acum o sa vorbim putin de datele tehnice ale memoriilor.

Latimea de banda la DDR este egala cu frecventa sa inmultita cu 2 apoi cu 8 unitatea de masura fiind GB/s. Asfel DDR 400(care functioneaza la 200MHZ dar este déjà inmultit cu 2) va trimite aproximativ 3.2 GB/sec controlerului de memorie.

Se foloseste DDR400 in loc de DDR200 deoarece se compara cu vechiul SDR fata de care a adus imbunatatiri tehnice minore dar a dublat performanta (latimea de banda).

Deci de ce se folosesc cifrele 2 si 8 in formula latimii de banda. Deoarece avem de aface cu DDR care dubleaza latimea de banda iar la fiecare ciclu de tact sunt trimiti cate 8 bytes(64 de biti) aceasta fiind marimea consacrata busului. In cazul controlerului de memorie dual channel se trimit 16 byte pe ciclu(128 biti), dar sunt necesare 2 module de memorie, de preferat identice.

Frecventa memoriei nu poate depasi frecventa HTT-ului , care este de 200 MHZ. Frecventa finala a HTT este de 1000 MHZ(5*200). Cand marim FSB la y MHZ HTT va fi( y * 200). Problema este ca HTT nu trebuie sa depaseasca 1000 MHZ. Astfel trebuie sa micsoram multiplicatorul acestuia. Spre exemplu daca punem HTT (FSB) la 250 MHZ atunci HTT trebuie sa fie 4*250.

Latente

Acestea sunt numite si timing-uri si reflecta performanta memoriilor. Practic, latenţele sunt nişte numere ce reprezintă cicluri de tact dintre diferite stadii de prelucrare a informaţiilor de către memorie. Cu cât acestea sunt mai mici, cu atât performanţele vor fi mai mari, dar cu atât cresc şi şansele ca memoria să nu le suporte. Ele se pot seta din bios sau din diverse aplicatii cum ar fi SysTool sau A64Tweaker (eu prefer din bios).

Fiecare bank de memoriie (un bank fiind o grupare de mai multe chip-uri) consta intr-o matrice uriasa, pentru accesarea unei informatii fiind necesara localizarea unei celule prin niste procese fundamentale: CAS (Column Address Strobe) şi RAS (Row Address Strobe), fiecare fiind dedicat selectării coloanei, respectiv liniei din matrice. RAS-ul constă în câteva etape, prin care informaţia este citită sau scrisă: Active (activează rândul), Read (citeşte informaţia), Write (scrie informaţia); Precharge (şterge informaţiile şi face pregătirile pentru reluarea ciclului), deşi nu face parte din ciclul RAS, este strâns legat de acesta din motive evidente. Între Active şi Read/Write are loc şi selectarea coloanei prin intermediul lui CAS, astfel încât la începutul demarării citirii sau scrierii să existe informaţia legată de coordonatele celulei accesate.

Limitarea timpilor necesari desfăşurării acestor operaţii este efectuat prin setarea latenţelor. Daca acestia sunt prea mici memoria va pierde informatii si vor aparea erori(erori albastre in windows, erori de programe si altele). Una am simtit-o si eu. Cand mi-am cumparat un calculator recent am cumparat 1 GB DDR 400 GEIL, 2 * 512 2 2 2 5. Le-am setat la latentele respective si am incercat sa instalez windows xp. Cand setup-ul a inceput sa copieze fisierele necesare sistemului pe hdd a aparut o eroare ca nu gaseste un fisier…In fine am dat skip(desi nu mi-a placut) a aparut alt fisier lipsa.Am crezut ca e stricat CD-ul. Am incercat altul, nici asa nu a mers. Mi-a trecut prin cap atunci ca memoriile, pierd informatii, si am relaxat timpii la 2.5 3 3 6 si a mers totul perfect. Bineinteles ca am mers la magazin si mi-au schimbat memoriile cu unele care chiar mergeau la timpii precizati de firma(GSkill 2*512 DDR400-550 care functionau la timpii 2 2 2 5 la DDR400 si la 2.5 3 3 6 la DDR 550). Acesta au fost niste memorii excelente foarte bune pentru overclock.

Acum sa vorbim putin de latentele precizate pe memorii:

1. 
   tCL(CAS Latency)- reprezintă timpul minim în care se desfăşoară selectarea coloanei prin intermediul procesului CAS.
   
2. 
     tRCD (RAS to CAS Delay)- limitează timpul dintre RAS şi CAS sau, altfel spus, timpul dintre comenzile Active şi Read/Write. Ea este cea mai importantă latenţă pentru memoriile DDR deoarece afectează cel mai mult performanţa.
        Memoriile ieftine lucrează cu valori de 3 sau chiar 4, pe când cele mai rapide oferă un tRCD de 2 la 200 MHz, 3 la 250 MHz şi 4 la 300 MHz.
   
3. 
   tRP (RAS to Precharge Delay)- se referă la timpul de desfăşurare al comenzii Precharge, adică refacerea celulelor pentru reluarea ciclului. Importanţa ei este mai redusă decât cea a lui tRCD şi comparabilă cu tCL.
        Valorile uzuale sunt de 2, 3 şi 4; memoriile performante acceptă tRP = 2 la 230 - 250 MHz, apoi 3 la 300 MHz, pe când cele lente lucrează cu 3 şi 4 la 200 MHz.
   
4. 
   tRAS (RAS Active Time sau Active to Precharge Delay) - timpul dintre comanda Active şi cea Precharge, limitând practic întregul proces RAS. Deoarece ea include atât tRCD-ul cât şi tCL-ul, o valoare mai mică decât suma acestora două nu va avea nici un efect. Pentru performanţe optime se recomandă o valoare cu 1 sau 2 mai mare decât suma celor două - aceasta deoarece, în mod paradoxal, o valoare prea mică poate chiar reduce (nesemnificativ) performanţa.
        Valorile uzuale sunt cuprinse între 5 şi 11, fiecare producător preferând o anumită combinaţie pe care o consideră ideală. Numere mai mici de 5 nu sunt suportate oficial (tRCD + tCL + 1 nu poate fi mai mic de 5), dar unele plăci permit setarea acestora pe riscul utilizatorului (risc de performanţe scăzute, rareori de instabilitate). Per total, impactul asupra performanţei şi stabilităţii este neglijabil.
   

Setarea Command Rate (CMD) este, de departe, cea mai importantă. Numită în diverse moduri (CPC, 2T Timing, Command per Clock), ea semnifică timpul scurs de la selectarea bank-ului memoriei până la începerea trimiterii comenzilor către acesta.

     Valorile posibile sunt 1T şi 2T. Orice platformă ar trebui să suporte 1T pentru un maxim de două module de 1 GB.

De obicei latentele unei memorii sunt speficiate in ordinea CL tRCD-tRP-tRAS CMD, de exemplu CL2 2-2-5 1T sau CL2.5 3-3-7 2T etc.
Un alt aspect important pe care l-am invatat de curand este urmatorul. Daca vreti sa va puneti 2 GB ram puneti 2*1GB nu 4*512MB. Controlerul de memorie se descurca mai greu cu 4 module de memorie(el trebuie sa imparta informatia in 4), marind chiar si latentele memoriilor in functie de nr de chipuri de pe fiecare modul de memorie. De aceea serverele folosesc memorii buffered(deoarece au nevoie de mai multa memorie, deci de mai multe module de memorie). Memoriile buffered sau registered au un registru intre module si controlerul de memorie dand posibiliatea sistemului de a rula stabil cu mai multe module. Cand puneti 4 module de 512MB acestea au nevoie de mai mult current decat 2 de 1 GB. Semnalele ajung cateodata slabe la cele 4 module, acestea trebuind sa ajunga in prea multe locuri. Memoriile registered au un buffer pe liniile de control si adresare si niste chip-uri care reatribuie semnalele slabe la toate celulele de memorie.

Acum ca stiti cat de cat cum functioneaza un computer sa trecem la treaba. Sistemul pe care l-am overclockat are urmatoarea configuratie :AMD X2 4200+Windsor(2*2200MHz, 2*512 L2 Cache),1 GB DDR400 Gskill 2 2 2 5 1, 2 *250 GB(WD KS, 16 mb buffer pe fiecare hardisk),placa de baza Asus SLi Premium, Gainward Geforce 8800GTS,cooler 64 freezer pro, carcasa antec cu sursa de 400W, ventilator fata si spate.

Am setat procesorul la 251 (Mhz)x 10.5 rezultat astfel 2x 2650. Multiplicatorul HTT l-am pus la 4. Latentele le-am pus la 2.5 3 3 3 6 iar voltajul la 1.425V de la 1.36V.

Am testat sistemul in 3DMark 2003 (24000),3Dmark2006(8300), aquamark2003(100000)puncte, 3d Mark 2001 (32000),Sysoft Sandra 2007 Engineer(am lasat la burnin test cateva ore bune), Passmak Burnintest, Super Pi.

Nu credeti ca este usor. Am stat cateva zile sa testez si sa gasesc setarile bune pentru overclock. Overclokingul trebuie sa fie facut cu rabdare, si cu pasi mici. Am ajuns chiar la 2*2750 MHz dar pusesem voltajul la 1.45. Sporul de performanta de la 2*2650 era prea mic iar voltajul prea mare, deci am lasat la 2*2650.

Daca vrem sa testam cu adevarat procesorul si memoriile (deoarece componenetele overclockate trebuiesc stresate si testate pentru a vedea stabilitatea sistemlui) trebui sa stim ce teste sa rulam.

3D Mark 2001 este un test sintetic inca foarte bun deoarece solicita semnificativ toate componentele de baza ale sistemului (CPU, memorie RAM, placă grafică, sursă). Putem spune că testul Car Chase depinde de procesor, Dragothic de procesor şi placa video, Lobby de memorie (latenţe şi lăţime de bandă), iar Nature este intens grafic. Pentru a testa un processor in jocuri acestea trebuiesc sa ruleze la rezolutii mici(astfel placa grafica termina calculele inaintea procesorului acesta fiind stresat mai mult).

Sunt foarte multe lucruri de spus inca, ,si eu citesc in fiecare zi pe internet despre noutatile hardware care sunt din ce in ce mai multe si mai diverse.

Acum mi-am vandut Ram-ul la computer si astept 2 GB ddr 400 2*1GB kingstone HyperX 2 3 2 6. Sunt fara memorii deci nu va pot spune exact rezultatele la celelalte teste rulate de mine si specificate mai sus. Va voi spune rezultatele cand primesc memoriile.:P

Update:

Ce am scris mai sus a fost acum 1 an.Deci atentie...unele chestii sunt deja depasite mai ales preturile:P

Acum am 4 gb ddr 2 800 Corsair DHX(in sertar deocamdata), astept un q9450 si o placa de baza ASUS P5K-PREMIUM/WIFI-AP, si iar ma pun pe overclocking. Voi reveni cu noile rezultate...sper ca bune! :D

Gheorghe Dan- Alexandru

Student Automatica si Calculatoare(Politehnica Bucuresti)