Высокий технологический уровень производства современных процессоров и совершенство их архитектуры закладывают большой и нередко избыточный резерв их производительности. Часто реализовать этот резерв можно с помощью рационального и осторожного использования форсированных режимов работы данных элементов, при эксплуатации в системах, допускающих некоторое снижение надежности их работы.
Постоянное усложнение системных и пользовательских программ требует адекватного увеличения вычислительной мощности компьютеров. В какой-то мере это достигается оптимальной настройкой программно-аппаратных средств, соответствующие возможности которых выбираются обычно с некоторым запасом во время их приобретения.
Очевидно, что заложенный резерв увеличения производительности компьютеров, реализуемый за счет интенсификации работы его аппаратно-программных средств в штатных режимах их работы, является ограниченным. Это не позволяет использовать подобные методы длительное время. В результате после исчерпания запаса по производительности аппаратно-программных средств пользователь вынужден прибегать либо к модернизации существующей системы, либо даже к покупке нового и, как правило, недешевого компьютера. Это является естественной и неизбежной платой за быстрое развитие компьютерных технологий.
Однако продлить время эксплуатации стремительно устаревающей техники иногда можно за счет использования форсированных режимов работы его комплектующих. Этот метод называется разгоном (overclocking).
Необходимо учитывать, что форсированные режимы являются, вообще говоря, нештатными и сопровождаются некоторым снижением надежности и повышением вероятности сбоев. Однако в большинстве случаев применения персональных компьютеров это является допустимым и не сопровождается фатальным исходом для используемого оборудования и для выполняемых задач, особенно в случае умеренного разгона, обычно не превышающего 10-20%.
Устанавливая форсированные режимы работы комплектующих и осознавая в полной мере возможные последствия, пользователь обычно ограничен в выборе методов достижения своей цели. Как правило, увеличение производительности достигается повышением тактовых частот, определяющих скоростные параметры работы основных узлов и подсистем компьютера. В основном это касается центрального процессора, оперативной (системной) памяти, видеоадаптера. Работа этих подсистем, а также жестких дисков и карт расширения в значительной степени определяется возможностями микросхемы North Bridge (рис.1), входящей в состав чипсета, информационные потоки которой синхронизированы шиной процессора FSB.
Меняя тактовую частоту этой шины, можно управлять работой основных комплектующих компьютера и интенсифицировать их работу. Как правило, к этому и сводится основная идея разгона компьютера.
Однако нередко можно управлять работой и каждой подсистемы в отдельности, не затрагивая режимов эксплуатации остальных элементов. Дело в том, что обычно скоростные параметры работы комплектующих, определяющих их производительность, зависят от их рабочих частот, связанных с тактовой частотой шины FSB через соответствующие частотные коэффициенты. В архитектуре современных чипсетов их значения, как правило, можно изменять. Так построена работа и подсистемы памяти, и видеоадаптера, и жестких дисков, и карт расширения. Имеется соответствующий коэффициент и у такого важного элемента, как процессор. Этот коэффициент, связывающий внутреннюю (рабочую) и внешнюю (FSB) частоты, обычно называется множителем (табл. 1).
Таким образом, выбирать необходимый частотный режим работы процессора, определяющий его производительность, можно не только с помощью изменения тактовой частоты, но и величины множителя.
Кстати, из приведенных данных примечательны, например, вариант IV для процессора Pentium 150 и вариант II для процессора Pentium 166. Эти варианты, хотя и связаны с изменением режимов работы процессоров, вообще говоря, не являются разгоном. Дело в том, что рабочие частоты в этих режимах остаются неизменными. Тем не менее, эти режимы сопровождаются приростом производительности компьютера. Связано это с тем, что за счет увеличения тактовых частот шины FSB от 66 до 75 МГц возрастает скорость работы памяти. При использовании модулей памяти PC66 новые режимы являются режимами разгона. Однако при использовании модулей PC100 эти же режимы уже не являются повышенными. Режимы же работы видеоадаптеров и жестких дисков зависят от типа используемых устройств и выбора значений частных коэффициентов. Для видеоадаптеров AGP указанные частотные режимы являются форсированными. Однако при использовании аналогичных устройств PCI, включая и жесткие диски, при коэффициенте 1/2 режимы работы разгона мало отличаются от штатных, а при коэффициенте 1/3 даже ниже штатных.
Приведенные примеры иллюстрируют тот факт, что выбор оптимального режима эксплуатации элементов, вообще говоря, является не такой уж простой задачей и зависит от многих факторов.
К сожалению, необходимо отметить, что с некоторых пор пользователи, активно интересующиеся вопросами оптимизации работы своих компьютеров, были ограничены в возможности управления режимами эксплуатации процессоров. Сначала фирма Intel, а затем и другие производители зафиксировали множители процессоров. Связано это было, прежде всего, с тем, что участились случаи подделки маркировки этих чрезвычайно важных элементов. Менее производительные, а потому и относительно дешевые процессоры выдавались за более дорогие модели. Таким образом, пользователя фактически заставляли разгонять приобретенные процессоры после установки параметров, соответствующих поддельной маркировке.
Как результат таких мер, все серийные процессоры фирмы Intel, начиная с моделей Pentium 166, имеют фиксированные множители. Управление работой таких процессоров осуществляется исключительно через изменение тактовой частоты процессорной шины FSB.
Справедливости ради, следует отметить, что для ряда процессоров Pentium II в конструктиве SECC и SECC2 существуют методы, позволяющие изменять множители. Однако и эти пути вскоре были перекрыты.
Однако кроме изделий фирмы Intel, существуют процессоры других производителей, например, фирмы AMD.
Действительно, особенности конструктива Slot A процессоров AMD Athlon позволяют использовать так называемый внутренний, технологический, разъем, находящийся на процессорной плате. Его использование позволяет легко изменять множитель, выбирая оптимальные режимы, часто без существенного повышения внутренних рабочих частот. Рядом фирм были выпущены даже специальные устройства.
Подобные устройства тем более актуальны, если учесть тот факт, что разгон процессоров AMD данного поколения был затруднен. Связано это с тем, что шина FSB Alpha EV6, используемая фирмой AMD, чипсеты и дизайн материнских плат не позволяли значительно повышать тактовую частоту шины процессора. Обычно это ограничивалось добавкой 5-10% относительно стандартного значения.
Однако после перехода на конструктив PGA данные устройства потеряли свою актуальность. Не спасло положение и использование более совершенного чипсета VIA Apollo KT133, пришедшего на смену VIA Apollo KX133. Новый чипсет, как и его предшественник, несмотря на изменение дизайна материнских плат, не расширил диапазон тактовых частот шины FSB.
Но и в этом случае не все так печально, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что особенности процессоров AMD Athlon (Thunderbird) и AMD Duron позволяют управлять значениями множителя. Правда, к сожалению, эти возможности доступны не во всех материнских платах.
В качестве примера изделий, поддерживающих указанную функцию, можно привести такие материнские платы, как Abit KT7 и Soltek SL-75KV+, позволяющие не только увеличивать тактовую частоту на 10-15%, но и изменять значение множителя процессора, что позволяет существенно повысить производительность процессора, а в результате и всего компьютера.
В этом можно убедиться на основе представленных в таблице данных, посвященных разгону процессора Duron 600 с материнскими платами Abit KT7 и Soltek SL-75KV+. Разгон осуществлялся увеличением частоты FSB и множителя процессора.
Основные параметры Soltek SL-75KV+
Процессоры: AMD Athlon и AMD Duron с процессорным разъемом Socket A (Socket 462) и тактовой частотой 100 МГц (DDR) шины FSB Alpha EV6, обеспечивающей передачу данных с частотой 200 МГц.
Чипсет: VIA Apollo KT133 (VT8363+VT82C686A).
Оперативная память: до 768 Мбайт в 3 DIMM (168 p, 3,3 В), PC100/PC133 SDRAM, частота шины памяти 100/133 МГц.
BIOS: Award Plug and Play BIOS.
Видео: поддержка 1 устройства AGP 1X/2X/4X.
Аудио: AC'97
Средства ввода/вывода (I/O): 2 порта IDE (до 4 устройств UltraDMA/66/33), разъемы PS/2 для подключения клавиатуры и мыши, 1 floppy-порт, 1 параллельный порт (EPP/ECP), 2 последовательных порта, 2 порта USB (+2 доп.) и т. д.
Слоты: 1 AGP (Pro), 5 PCI, 1 ISA.
Форм фактор: ATX (305x220 мм).
Основные параметры Abit KT7
Процессоры: AMD Athlon и AMD Duron с процессорным разъемом Socket A (Socket 462) и тактовой частотой 100 МГц шины FSB Alpha EV6.
Чипсет: VIA Apollo KT133 (VT8363+VT82C686A).
Оперативная память: до 1,5 Гбайт в 3 DIMM (168 p, 3,3 В) PC100/PC133 SDRAM, частота шины памяти 100/133 МГц.
BIOS: Award Plug and Play BIOS.
Видео: поддержка 1 устройства AGP 1X/2X/4X.
Средства ввода/вывода (I/O): 2 порта IDE (до 4 устройств Ultra DMA/66/33), 2 разъема PS/2 для подключения клавиатуры и мыши, 1 floppy-порт, 1 параллельный порт (EPP/ECP), 2 последовательных порта, 2 порта USB (+2 доп.) и т. д.
Слоты: 1 AGP, 6 PCI, 1 ISA.
Форм фактор: ATX (305x230 мм).
Целесообразно напомнить, что форсированные режимы характеризуются повышенными уровнями тепловыделения. Поэтому в таких режимах необходимо обеспечить эффективное охлаждение процессоров (табл. 2).
Здесь следует отметить, что, к сожалению, не все процессоры AMD Athlon (Thunderbird) и AMD Duron, выпускаемые в стандарте PGA, поддаются процедуре изменения значения своего множителя. Дело в том, что фирма AMD, справедливо опасаясь подделок своих изделий, как и фирма Intel, зафиксировала коэффициенты у ряда моделей процессоров AMD Athlon (Thunderbird) и AMD Duron. В результате для этих моделей управление множителем стало невозможным.
Однако и этот секрет вскоре был раскрыт, и найден путь решения данной проблемы (http://rudteam.narod.ru/cpu/new-amd-oc.html). Решение проблемы оказалось сравнительно простым и связано с состоянием контактных мостиков L1 на поверхности процессоров AMD Athlon (Thunderbird) и AMD Duron. Восстановление контакта с помощью мягкого, острозаточенного карандаша позволяет вернуть управляемость данным параметрам выбора соответствующего режима оптимизации работы центрального процессора.
Необходимо отметить, что выпуск чипсета VIA Apollo KT133A и новый референс-дизайн материнской платы в значительной степени сняли остроту проблемы ограничения тактовой частоты шины процессора, существенно увеличив диапазон возможных ее значений. В результате, верхняя граница была отодвинута до 150-180 МГц. Однако и в этом случае корректировка множителя не потеряла своего значения.
Совмещение двух методов позволило еще больше увеличить производительность компьютера. Однако анализ результатов - тема уже другой статьи.
