Princip je stejný, je ale nutné mít hlubší znalosti

Princip je stejný, je ale nutné mít hlubší
znalosti
Pokud jste uživatelé, kteří si vystačí se změnou FSB z 266MHz na 333MHz, nebo ze 333MHz
na 400MHz a jste spokojeni, není tento článek primárně určen pro vás. Účel dnešního
průvodce je dostat z procesoru Core 2 na moderních čipsetech Intel absolutní maximum.
Prakticky se budeme zabývat přetaktováním 45nm čtyřjádra a jeho pravidel, dvoujádra a
65nm čipy ale také nepřijdou zkrátka (použití pokročilých voleb je stejné).
Pro začínající ladiče svých počítačů je na našich stránkách několik velmi dobrých článků, kde
si základní pravidla úspěšného přetaktování mohou prohlédnout. Doporučuji tento a tento
článek.
Je dávno pryč doba, kdy stačilo zvýšit hodnotu FSB a přidat napětí - to stačilo i pro vysoké
přetaktování. Časy a technologie se mění, a způsoby jak na ni vyzrát se musí změnit také. S
příchodem 45nm čipů se záludnost vysokého přetaktování posunula od možností samotných
procesorů (pro které nejsou vysoké takty problém) spíše ke schopnosti desek a hlavně
uživatelů.
Myšlenka přetaktování
Běžný přetaktovač, nebo sváteční experimentátor si vystačí se základní znalostí několika
položek a mělo by mu to stačit, co když ale nikoli? Připomeňme hlavní účel přetaktování, ten
totiž není v "masakrování" výsledkových listin 3DMarků (i když pro mnohé stále ano), ale v
dosažení vysokého výkonu drahého procesoru, při použití mnohem levnějšího.
Pokud si někdo koupí předražené 45nm čtyřjádro QX9650, zvýší násobič a je "přetaktováno"
zcela to popírá prvotní myšlenku přetaktování - získat vysoký výkon za akceptovatelné
náklady. Proto je právě přetaktování levnějších procesorů, oč tu běží - ty mají dnes ale
většinou nízké násobiče, proto je jediná cesta skrze vysokou FSB. Té se ale moc u nových
čipsetů nechce, pracovat na vysokých frekvencích, které by se nám líbily. Proto ji musíme
zkrotit ručně, snad se nám to během tohoto článku podaří.
Přetaktování bylo vždy spíše hobby, a procentuálně se tomuto "sportu" věnuje mizivý počet
uživatelů. Na tom si ale právě postavilo mnoho výrobců počítačů svůj obchod (hlavně v
zahraničí). Prodávají již přetaktované počítače s kompletní zárukou, a na to mnozí slyší a
podle velkého počtu těchto firem je tento obchodní model i úspěšný.
V.I.P. přetaktovači v akci - KingPin a Shamino
Je také dávno zapomenuta představa temného sklepení, kde tajemný overclocker nutí pomocí
černé magie svůj počítač k pekelným kouskům. Dnes jsou overclockeři v IT průmyslu
skutečnými V.I.P. celebritami a žádná pořádná výstava se bez jejich show neobejde. Sám
jsem zažil podobnou akci v USA, a tamní show si nezadala organizačně ani vizuálně s
premiérami Hollywoodských trháků a následných afterparty, včetně top-less obsluhy.
Nechtěl bych ani náhodou, aby úvod a celý tento článek vyzněl v duchu: "bez detailního
ladění nelze dosáhnout pěkných výsledků přetaktování". To v žádném případě, i při použití
běžných postupů (kdy většinu položek necháte na Auto) se dostanete na celkem solidní
hodnoty. Zde se ale plně poddáváte výrobci desky, a záleží na jeho implementaci všech
důležitých parametrů. Na mnoha deskách také nelze dosud spoustu parametrů měnit, a vše
nastavuje deska sama - zde ale se stávajícím přetaktováním nelze provést téměř nic.
Po tomto obecném úvodu vás čeká kapitola "Teorie", kde si ukážeme několik obrázků BIOSu
desek a vysvětlíme si podrobně všechny jeho položky. Vysvětlím všechna napětí a položky
důležité pro přetaktování. Také si zopakujeme základní principy a ukážeme použití pro mnohé
dosud neznámých položek BIOSů. Další kapitola "Praxe" bude detailně popisovat náš pokus
přetaktování 45nm čtyřjádrového Q9300 na naší testovací desce s čipsetem P45 Express.
Závěr článku bude patřit praktickým tipům.
Popis položek BIOSů - Strap
Nad těmito kapitolami jsem dlouho přemýšlel, jak je udělat aby byly přínosné všem. Problém
je totiž v deskách některých výrobců, kteří spoustu důležitých funkcí v BIOSech nemají. Zde
tedy nastává potíž, že vám budu vysvětlovat položku, kterou vůbec vaše deska nemá. Budeme
se tedy spíše bavit obecně o možnostech a podstatných volbách. Také si prohlédneme BIOSy
několika různých desek, kde vám ony položky ukáži.
Změna "strapu" severního můstku
Co to je: "Strap" je dělící poměr, který má frekvence severního můstku vůči frekvenci
sběrnice FSB. Pokud například nastavíte FSB na 400MHz, váš severní můstek bude pracovat
na taktu 1600MHz (400MHz x 4), což můstek ještě zvládne - byl na tuto frekvenci navrhnut
(X38, X48 Express, nForce 780i, 790i) a je s ní kompatibilní.
Při taktu sběrnice například 500MHz už ale severní čip pracuje na 2000MHz. To již mnohdy
nemá šanci zvládnout, ani při vysokém napájecím napětí. Je tedy úkolem tvůrců BIOSu, aby
se severní můstek na vyšší násobič (Strap) přepnul sám ve správnou chvíli. Pokud to deska
umožňuje a v režimu Auto se tak neděje správně, snížíme tedy dělící poměr (Strap) ručně.
Máme volby : 5:6 (400), 1:1 (333), 5:4 (266), 4:3 (200).
Naše tabulka ukazuje změny frekvencí severního můstku, po aplikací různých voleb Strapu a
frekvence FSB. Za maximální frekvenci, kterou ještě severní čip snese, jsem určil hodnoty
pod 1700MHz (jsou červeně v tabulce), 1600MHz by měl zvládnout úplně každý. Mohou být
i čipy, které snesou mnohem vyšší takty, zůstaňme ale raději při zemi. Z přehledu je zřejmé,
že pro vysoké přetaktování se hodí pouze volby 333 a 400. Z praktických testů vychází jako
nejlepší hodnota 333.
Změna Strapu a vliv na výkon pamětí
Pokud by se ale zdálo, že přepnout na správnou kombinaci Strapu a FSB znamená vyřešení
problému s nemožností dalšího přetaktování, není tomu tak. Spolu s násobičem severního
můstku vůči FSB, se mění také násobič pamětí vůči FSB, ten také určuje severní můstek.
Společně se změnou Strapu se také mění rozložení časování a latencí v severním můstku. Což
je perfektně vidět na čipsetu nForce 790i SLI, a my si situaci připomeňme:
První obrázek ukazuje desku s frekvencí FSB 1600MHz (4x 400MHz). Protože je v tuto
chvíli hodnota Strapu 1:1, je frekvence severního můstku také 1600MHz. Jak vidíme,
propustnost ve čtení je vysoká 10536 MB/s a latence jsou nízké - 53,5 ns.
Na druhém obrázku je deska více přetaktovaná, FSB je 1900MHz. Čipset je přepnutý na vyšší
Strap. Podle naší tabulky tedy pracuje severní můstek na taktu 1583MHz, což je podobná
hodnota jako v předešlém případě. Teoreticky by tedy výkon měl být vyšší - severní můstek
pracuje na podobné frekvenci, paměti a procesor dokonce na mnohem vyšších taktech.
Praxe je ale jiná, a výsledky to dokazují. Propustnost ve čtení klesla na 8361 MB/s a latence
narostly na 74,1 ns. Došlo totiž ke značnému zvýšení latencí čipsetu a vnitřních dělících
poměrů vůči pamětem. Jelikož většinou nelze tyto souvislosti měnit (nové desky s nForce
790i SLI to již umí - volby P0 a P1), musíme se jim podřídit a nastavit poměry k
požadovanému výkonu kompromisem. V našem druhém případě k opětovnému vysokému
výkonu pamětí pomůže změna dělitele pamětí na některý jiný, sice paměti budou pracovat na
nižší frekvenci, jejich výkon ale značně stoupne.
Pokud si myslíte, že se vás tato záležitost netýká (nepoužíváte čipset nForce), tak se mýlíte.
Tento jev lze pozorovat na všech čipsetech od dob Intel i965 Express (i ještě starších) při
překročení frekvence FSB 1600MHz. Jak tento neduh eliminovat? Experimentováním s
různými variacemi Strapu a děliček pamětí (také s tRD). Tato činnost zabere sice nějaký čas,
ale výsledky se jistě dostaví k vaší spokojenosti.
To, že se mění se změnou Strapu i dělící poměry již víme. Tabulka ukazuje, jak se mění
dělitele pamětí. Pokud tedy budete potřebovat změnit hodnotu Strapu, také zkontrolujte na
jaké frekvenci skutečně tikají vaše paměti a upravte ji na správnou hodnotu. Nejvyšší výkon
mají DDR2 teoreticky při FSB 400MHz paměti s děličkou 1:1 (800MHz) a CL3. S dalšími
možnostmi už výkon pouze klesá.
Využití?
První účel je zřejmý. Pokud narazíte při přetaktování na hodnotu frekvence FSB, kterou váš
severní můstek již nezvládne. Přepněte na jinou hodnotu Strapu, takt severního čipu se sníží, a
vy můžete ve zvyšování FSB pokračovat.
Jestli nepožadujete vysoké hodnoty FSB (maximálně kolem 1333MHz), zdánlivě vám změna
Strapu v ničem nepomůže. Právě naopak, snížením hodnoty můžete drasticky navýšit výkon
severního můstku a pamětí - zvýšíte takt severního čipu aniž byste zvyšovali samotnou FSB.
Příklad: FSB je 1333MHz a Strap na 333 (nebo Auto), to znamená frekvenci severního
můstku 1333MHz. Změnou hodnoty Strapu na 266 se takt severního můstku zvýší na
1666MHz - zkuste si to a uvidíte, jak se propustnost pamětí zvýší. Obě možnosti vyžadují
zásadní předpoklad - možnost manuálně měnit Strap v BIOSu.
Tipy: Pokud vaše deska neumožňuje manuální změnu Strapu, jde to i přes změnu registrů
desky přímo z Windows pomocí programu WPCREDIT (je to riskantní zásah, a sdělím ho na
požádání). Velmi vysoké frekvence FSB mohou někdy paradoxně znamenat nižší výkon, než
s nižším taktem. Většinou je lepší "zůstat při zemi" a sladit časování pamětí při středně
vysoké FSB.
Popis položek BIOSů - Vdroop, Vdrop
Nejprve je nutné pochopit základní principy napětí základní desky a napájení procesoru. Jak
jistě víte, počítačový zdroj dodává do základní desky napětí 3,3V, 5V a 12V. Poslední napětí
je pro nás nejdůležitější, z něj se odvozuje napájení procesoru (na starých deskách tomu tak
nebylo, tam se procesor napájel z 5V větve). Už ze specifikace procesorů víme, že 12V je
"trochu" moc na napájení CPU s voltáží kolem 1,3V. K tomu na desce slouží několikafázový
(jednoduše řečeno) konvertor stejnosměrného napětí. Ten převádí oněch 12V na napětí
stravitelné pro procesor skrze jednotku PWMIC (pulsně modulovaný obvod).
Schéma napájení procesoru zobrazuje obrázek (pro zvětšení klikněte). Veškeré parametry
napájení, včetně všech napětí a úbytků na prvcích jsou detailně specifikovány přímo Intelem.
Kompletní specifikace je možné stáhnout na jejich stránkách, tam také najdete náš obrázek.
Na levé straně schématu je vidět řídící obvod celého napájení procesoru - PWM regulátor.
Jak vypadá ve skutečnosti ukazuje fotografie. Tato součástka se ale nestará pouze o napájení
procesoru, ale také o přísun energie čipsetu, pamětem a dalším komponentám. Na levných
deskách ovšem podobný samostatný čip nehledejte, tam je PWM kontrolér integrován do
čipu, který se stará i o přetaktování - bývá to většinou ITE IT8268R (také jej vidíte na
fotografii).
PWM kontrolér se stará o synchronizaci fází PWM regulátorů a následně mosfetů. Regulátory
jsou spínané vysokofrekvenčními pulsy, ty dále posílají požadavek již do napájecích mosfetů.
Typický kompletní napájecí obvod vidíte na druhé fotografii. Úplně vlevo je "šváb" PWM
regulátoru, ke každému náleží trojice mosfetů, trojice kondenzátorů a jedna cívka.
Pokud chcete jednoduše vědět, kolika fázové je napájení vaší desky - spočítejte si počet
regulátorů nebo cívek. Ovšem představa, že čím více fázové bude napájení vaší desky, tím
bude kvalitnější, je opět mýtus. Kvalitně provedené 5-ti fázové napájení s dobře spočítanými a
osazenými prvky může být mnohdy lepší volbou než vyhypované 12-fázové napájení.
Vdroop a Vdrop
Představu o napájení procesorů již tedy na základní úrovni máme. Nejdříve si vysvětleme
veličinu Vdroop - pokles napětí na napájecí části (Loadline) procesoru v zátěži. Viditelný
dopad tohoto jevu na přímé napětí procesoru je zřejmý, projevuje se nižším napájecím
napětím než je nastaveno v BIOSu a hlavně velkým poklesem napětí při zátěži. Na oba
poklesy napětí ale mají vliv jak Vdroop, tak i Vdrop. Nás ale zajímá nyní první veličina, ta
není v žádném případě chybou desky ale regulérním dodržením specifikací Intelu. Ten totiž
Vdroop u svých procesorů přímo specifikuje a jedná se o funkci ochrany procesoru proti
zničení.
PWM Regulátory jsou řízeny pulsy, přesto že je jejich frekvence velmi vysoká není ovládání
napájení CPU úplně lineární a souvislé - stále probíhá v pulsech. Proto není možné, aby
regulátory a poté ani mosfety zareagovaly okamžitě na změnu napětí a proudu - v případě
náhle zatíženého (nebo naopak nevytížení) CPU. Pokud například budete mít počítač v klidu a
zapnete nějaký náročný program (typicky Prime95), tak regulátory zareagují téměř okamžitě
- ale nejsou schopné omezit možnou napěťovou špičku na napájecí části procesoru (Loadline).
Ještě nebezpečnější je opačný případ, kdy z vysoké zátěže přejde skokem CPU do klidové
fáze. Vdroop tedy uměle snižuje napájecí napětí, aby ani eventuální špička nepřesáhla
maximální napětí procesoru (CPU VID) a nedošlo k jeho poškození.
Naopak VDrop je negativní vlastnost většiny základních desek. Jde o nežádoucí pokles napětí
proti nastavenému v BIOSu. V každém elektrickém obvodě jsou ztráty, a zde se projeví
úbytek právě snížením hladiny napájecího napětí.
Příklad: Nastavíme v BIOSu například 1.25V, a jak ukazuje náš obrázek - napětí procesoru
bude díky VDrop o 0,04V nižší. Odchylka VDrop je způsobena elektrickými vlastnosti
regulátorů a ztrátami v obvodu. Zde záleží na návrhu napájecího obvodu a kvalitě součástek,
čím kvalitnější řešení tím stabilnější, přesnější napájení a menší VDrop. Od této snížené
hodnoty napětí se ještě pod zátěží musí odečíst VDroop. To v našem modelovém případě činí
v zátěži napětí o 0,06V nižší než je nastaveno v BIOSu.
Druhý obrázek ukazuje situaci, kdyby žádný VDrop ani VDRoop neexistoval. Jak je vidět při
přechodech z klidu do zátěže a naopak, špička napětí a proudu velmi výrazně přesáhla
základní napětí procesoru. Což by mohlo znamenat poškození i při nízkém základním napětí,
ještě větší riziko představuje zvýšené napětí při přetaktování.
Ze všeho řečeného plyne, že VDrop je negativní vlastností velké většiny desek - kterou je
nutné nějak odstranit a řešit, naopak VDroop je užitečná funkce k ochraně procesoru. Někdy
bývají tyto obě vlastnosti spojovány a nebo špatně interpretovány. Kvůli špatné stabilitě po
přetaktování prováděla velká skupina uživatelů na svých deskách takzvaný Vdrop mod. Ten
spočívá ve snížení odporu některého rezistoru v obvodu, buď měkkou tužkou a nebo
potenciometrem - a tím se dosáhlo zvýšení napětí procesoru v klidovém stavu i pod zátěží.
Na tuto skutečnost zareagoval jako první Asus, a přidal možnost ručně VDroop ovládat.
Funkce se většinou nazývá Voltage Damper nebo LoadLine Calibration. Prvotní myšlenka
byla pouze potlačit VDroop, pokus o úplnou eliminaci VDrop se ale zcela nepovedl, i když je
již nižší než býval. Působení špiček a překmitů je na deskách Asus již omezeno jinak, a k
poklesu napětí ani při zátěži již nedochází (alespoň to žádný monitorovací program neumí
zaznamenat).
První obrázek ukazuje situaci, kdy je Voltage Damper (Loadline Calibration) vypnutý. V
BIOSu bylo nastaveno 1,45V. V klidovém stavu bylo napětí 1,48V. V zátěži poté kleslo na
1,36V - což znamená proti nastavené hodnotě v BIOSu rozdíl 0,09V.
Na druhém obrázku jsou funkce proti omezení poklesu napětí zapnuté. V BIOSu je opět
nastaveno 1,45V. V klidu systém hlásí 1,50V a pod zátěží klesne napětí na 1,44V - což činí
rozdíl proti nastavenému napětí v BIOSu 0,01V.
Využití?
Pokud pozorujete příliš vysoké poklesy napětí vašeho procesoru v zátěži, a má to negativní
dopad na stabilitu (s nižším napětím padá třeba jedno jádro CPU) máte dvě možnosti. Buď
vaše deska umožňuje zapnout potlačení snižování napětí v BIOSu, což mají ale pouze některé
modely a nebo musíte zkrátka zvýšit základní napětí - aby při poklesu (který si předem
změřte) bylo i v zátěži dostatečně vysoké. Zde ale narážíme na další vlastnost desek, které
vám mnohdy neumožní až takové hodnoty napětí nastavit - je to jedna z dalších ochran CPU.
Pro ty, co mají desku bez možnosti zapnout a vypnout omezování napětí, a zároveň nelze
zvýšit VCore tak aby bylo dostatečně vysoké i v zátěži - zbývá pouze Vdrop mod.
Upozornění: Pokud provozujete střední nebo nízké přetaktování bez použití vysokých napětí
procesoru, volby Voltage Damper, Loadline Calibration vypněte. Pokud jsou tyto
technologie zapnuté je vytížení PWM kontroléru a PWM regulátorů velmi vysoká i při malé
zátěži, a spotřeba systému je vyšší. Osobně nejprve systém přetaktuji bez zapnutí těchto
voleb, a aktivuji je pouze v případě nestability ... většinou to ale není potřeba.
Popis položek BIOSů - Napětí systému a
GTL
I přesto, že se přetaktování věnuje spousta lidí jen někteří vědí, co některé položky napětí
znamenají a nastavují je pouze dle oka, nebo podle jiných uživatelů - kteří zveřejnili své
vlastní stabilní nastavení. V této kapitole se pokusím jednoduše vysvětlit všechny možné
volby, se kterými se v BIOSech můžeme setkat. Podíváme se na několik obrazovek BIOSů
různých desek, a všechny si popíšeme.
CPU Voltage (VCore, VCPU, VCC, VID Control) - Napětí procesoru jako takového. Zde
vždy dbejte na maximální doporučené napětí čipů. 65nm procesory s jádrem Conroe a
Kensfiled netrapte vyššími hodnotami než 1,50V. S opravdu kvalitním chlazením (nejlépe
vodou) se ale hodnot kolem 1,55V nemusíte bát - to je dané maximum Intelem. U 45nm čipů
Wolfdale a Yorkfield je nutné napětí ještě více hlídat a snížit, maximální hodnota je v tomto
případě 1,45V.
CPU PLL Voltage (Phase lock-loop) - Napětí obvodů pro synchronizaci frekvence
procesoru. V některých případech může razantně pomoci k dosažení vysokých frekvencí FSB.
V případě 65nm čipů nikdy nezvyšujte napětí nad 1,90V. V případě 45nm čipů je maximální
hodnota 1,70V. Pokud budete hazardovat s vyšším napětím, velmi zkrátíte životnost vašeho
procesoru a nebo jej rovnou zničíte. Pro většinu dnešních procesorů stačí hodnota kolem 1,501,60V (volba Auto nebývá od věci). Na obrázku vidíte PLL čip, který pomocí krystalu (vidíte
jeho část nahoře) generuje frekvence desky a nemá s touto položkou v BIOSu, kromě názvu
nic společného.
North Bridge Voltage (SPP) - Napětí severního můstku není možné obecně doporučit. Záleží
totiž na mnoha faktorech, jak severní čip zatížíte a jak ho budete muset napájet. Pokud budete
mít pouze dva paměťové moduly, jednu grafickou kartu a žádné další periferie k němu
připojené, nemusíte zvyšovat napětí nikterak výrazně. V případě čtyř paměťových modelů,
dvojice grafických karet, několika PCI karet budete muset ale můstku řádně zatopit. U
severních můstků pro platformy s DDR3 také na napětí záleží stabilita a možnosti časování
pamětí. Zde napětí zvyšujte dle libosti (většinou ale není potřeba nijak extrémních hodnot),
záleží jen na vašem chlazení a následné stabilitě.
DRAM Voltage (Memory) - Základní napětí pro DDR2 je 1,8V. Novější moduly DDR3
pracují na 1,5V základního napětí. Zde určitě nastavte hodnotu, kterou doporučuje výrobce
vašich modulů. Na trhu existuje velké množství pamětí s agresivním časováním ale také
mnohem vyšším základním napětím, bez kterého nepracují někdy ani na horších nastaveních.
Pokud budete chtít dosáhnout až na samotné možnosti pamětí, dávejte pozor na jejich napětí poškození DDR2 hrozí nad 2,5V a 2,3V bude pro DDR3 zcela jistě fatální. Nezapomínejme
také na chlazení velmi přetaktovaných modulů.
FSB Termination Voltage (CPU VTT, VFSB) - Napětí sběrnice FSB uvnitř čtyřjádrového
procesoru, spojující obě dvoujádra. Pro dvoujádrové procesory tato volba nemá příliš význam.
Tohle je nejdůležitější napětí pro přetaktování čtyřjádrových čipů. Obzvláště u 45nm, kde je
rušení na FSB vyšší, je nutné si s nastavením tohoto napětí pohrát. Nikdy nezvyšujte hodnotu
pro všechny procesory nad 1.36V. Základní hodnota je 1,1V pro 45nm procesory a 1,25V pro
65nm čipy. Zvyšování tohoto napětí je pevně provázáno s GTL napětími procesoru, o tom ale
až za chvíli.
South Bridge Voltage (SB Core, MCP) - Napětí jádra jižního můstku není většinou potřeba
měnit. Pouze v případě intenzivního využití je někdy potřeba zvýšit i voltáž. Napětí zvyšujte,
pokud budete mít problémy s disky, PCI kartami a dalšími periferiemi připojené k tomuto
čipu (LAN, Firewire).
SB 1.5V Voltage - V tomto případě jde o napětí HT sběrnice mezi jižním a severním
můstkem. Tohle napětí zvyšujte pouze při opravdu velmi vysokých taktech, mnohdy je ale
vhodnější snížit násobič sběrnice z hodnoty 5x na 4x.
Napětí GTL
CPU GTL_REF Voltage - GTL je standardizovaná signalizační technologie, používaná v
CMOS obvodech pro přenos stavů 0 a 1. V našem případě se jedná o signalizaci mezi jádry
procesoru a severním můstkem, probíhající po FSB. Intel implementoval do svých procesorů
GTL na bázi napětí CPU VTT, které generuje deska. Tato technologie je ale zastaralá a již
nevyhovující pro vysoké frekvence dnešních čipů, s další architekturou se stane minulostí.
Informace po této sběrnici probíhají v logických stavech 0 a 1, napěťové rozdíly obou těchto
hodnot jsou ale velmi malé. V případě rušení nebo problému, může tedy snadno dojít ke
špatné interpretaci přeneseného symbolu. Zařízení zkrátka nepozná, zda je hodnota 0 nebo 1.
Ke specifikaci rozpoznávacích hodnot stavů slouží referenční (porovnávací) napětí GTL - to
právě měníme.
Základní hodnoty se dají jednoduše vyjádřit 63 procenty VTT napětí pro 45nm procesory a 67
procenty pro 65nm procesory. Výhody GTL jsou v nízkém provozním napětí (0,8V) a celkem
malé náchylnosti vůči elektromagnetickému rušení a dalším vlivům (při defaultních
frekvencích). Při zvyšování frekvence FSB se ale samozřejmě objevují na sběrnici rušivé
vlivy a poruchy. Pokud dosáhneme úrovně, kde je rušení tak značné že dochází k chybám v
signalizaci (a ztrátě stability) musíme zvýšit CPU VTT napětí a tím nabýt stabilitu. Pokud ale
zvýšíme VTT, musíme také zvýšit ručně i referenční napětí GTL (pokud to za nás neprovede
adekvátně deska, což nebývá pravidlem). Při přetaktování totiž procentuální poměr 0,67(0,63)
x nemusí stačit a bývá nutné zvýšit nebo naopak snížit napětí v jiném poměru.
Každé dvoujádro ve čtyřjádrovém čipu má dvě referenční GTL napětí, první (FSB Data Bus)
pracuje na taktu sběrnice FSB, druhé (FSB Address Bus) pracuje na poloviční frekvenci. Na
našem konkrétním BIOSu je to rozděleno takhle: CPU GTL_REF0 je FSB Data Bus pro
jádro 0+1, CPU GTL_REF1 je FSB Data Bus pro další jádra 2+3. Další dvě volby CPU
GTL_REF2 a CPU GTL_REF3 patří k FSB Address Bus pro jádra 0+1, 2+3. Většinou stačí
při vysokém přetaktování měnit pouze parametry napětí FSB Data Bus, ta tiká na vysoké
frekvenci a je velmi vytížená. Další dvě hodnoty většinou není nutné vůbec měnit.
Jak měnit GTL napětí: Většina desek má volbu pro všechny čtyři GTL napětí skrytou pod
jedinou položkou menu. Tam tedy zahýbeme se všemi napětími najednou a na stejnou
hodnotu. Lepší je ovšem každá položka zvlášť, jako na našem obrázku. Hodnota napětí
GTL_REF vychází z hodnoty CPU VTT, zkušenosti potvrzují nejlepší poměr pro 45nm
dvoujádra mezi 63-64 procenty VTT napětí. Pro čtyřjádra navolte spíše 67-70 procent. Pokud
má vaše deska procentuální volby, nastavte ji a nemusíte se o nic starat. V případě, že ale vaše
deska požaduje hodnotu v mV musíte počítat. Pokud například zvýšíte hodnotu CPU VTT z
1,10V na 1,20V - bude GTL_REF FSB Data Bus potřebovat napětí 0,804V (0,67 x 1,20)
místo původního 0,737V. My ale potřebujeme vyjádřit přírůstek v milivoltech - nová hodnota
VTT - stará hodnota VTT x 0,67 x 1000 = mV, 1,20V - 1,10V x 0,67 x 1000 = +67mV. Pro
základní hodnoty napětí GTL vůči CPU VTT se podívejte do tabulky nahoře - z ní je možné
odečíst hodnoty v mV pro přidání.
Využití: Bez ladění CPU VTT a GTL napětí se prostě nedá se čtyřjádrovými procesory dostat
na vysoké hodnoty sběrnice FSB (65nm procesory vyžadují spíše plusové hodnoty, 45nm
naopak mínusové). Obzvláště u nových 45nm procesorů získává nastavení těchto hodnot na
mimořádném významu, jejich pochopení a praktická aplikace je stěžejní. Pokud nastavíte
správně GTL napětí, umožní vám to někdy i razantně zredukovat napájecí napětí procesoru a s
tím i jeho teploty.
Další položky BIOSů
NB GTL_REF Voltage - Napětí GTL na straně severního můstku. Tady můžeme měnit
pouze jeden globální parametr, jehož základní hodnota je rovněž 67 procent napětí CPU VTT.
Doporučuji nastavit ve všech případech kladnou hodnotu, napětí tedy zvyšujte. Při stabilním
nastavení je poté možné snížit napětí pamětí.
DDR Channel Ref Voltage - Napětí signalizace pro paměťové moduly, je to obdoba GTL u
procesoru a severního můstku, v mnohem jednodušší formě. Závislosti v tomto případě nejsou
moc známé a ví se pouze, že hodnota referenčního napětí se rovná polovině napájecího napětí
modulů. Malými změnami nahoru a dolů lze dosáhnout vyšší stability při vysokých taktech,
ovšem nijak zásadní vliv na výsledek tyto změny nemají.
Bridge Core Voltage - Tuto volbu mají desky s čipsetem nForce 780i SLI a jde o napájení
nForce 200 PCI Express 2.0 čipu. Toto napětí nepatrně zvyšte pouze, pokud používáte dvě
grafické karty ve SLI, jinak to není potřeba za žádných okolností.
PCI-E Overvoltage Control - na některých deskách Gigabyte se objevuje i možnost přidat
napětí do PCIe slotů grafických karet. Škoda, že je dnes tento výrobce v tomto ohledu spíše
výjimkou, tato volba by se mnohdy hodila i na deskách kde není. Zde napětí zvyšujte dle
potřeby, někdy je to nutné k dosažení stability grafických karet.
Clockgen Voltage Control - Desky od DFI mají také možnost přidávat napětí do generátoru
frekvence, který jste viděli na začátku této kapitoly. Obecně ale tento nepotřebuje nikterak
vysoké napětí, a zvyšovat jej je spíše raritou.
Pro platformu Intel jsou vypsané položky asi všechny. Můžeme se tedy posunout dále, k
časování pamětí a vztahu mezi nimi a systémem.
Popis položek BIOSů - Časování pamětí a
Skew
V této kapitole si nejprve krátce vysvětlíme položky nastavení pamětí v BIOSech různých
desek. Podíváme se také na CPU/MCH Skew a vliv na možnosti přetaktování, nakonec vás
čeká krátký průvodce nastavením časování pamětí, včetně doporučení a srovnávacích testů.
Velká většina dnešních desek má omezený počet základních možností změny časování, na
obrázku vidíme tu "lépe vybavenou". Vysvětlení našich čtrnácti parametrů je dle mého
dostatečné. Na obrázku je typická deska s čipsetem nForce od Asus. V našem případě se
základní časování zadává v posloupnosti CL-RCD-RP-RAS-CPC. Pořadí se ale může lišit.
Vždy je lepší si časování nastavit ručně, než se svěřit nastavení by SPD s mnohdy zbytečně
konzervativními hodnotami.
Teorie: Pro objasnění pojmů jako je CAS a RAS je třeba si udělat zjednodušenou představu o
práci paměti s adresami a bloky. Adresa je koncipovaná formou homogenní matice rozdělené
klasicky na řádky (Rows) a sloupce (Columns). Pokud chce paměť vyvolat určitý blok na dané
adrese, zadá se nejdříve adresa řádku (Row) s danou prodlevou (RAS - Row Acess Strobe) pro
jeho bezpečnou identifikaci (zapsání na výstupní pin, nebe chcete-li cílový blok). Je-li řádek
identifikován přichází další prodleva (RAS to CAS Delay) po které následuje identifikace
sloupce, pro jeho bezpečné určení slouží časová rezerva sloupce (CAS - Column Address
Strobe). Teprve poté je adresa určena a datový blok se může předat do výstupu.
P1, P2 - O těchto volbách NVIDIA nic podrobného nesdělila, zcela jistě ale upravují latence
a časování čipsetu při vysokém přetaktování - aby si paměti zachovaly vysoký výkon. Bez
těchto voleb se bude systém chovat, jak jsem ukázal v druhé kapitole - o Strapu.
tCL (CL, CAS Latency, DRAM Cycle Lenght, Column Address Strobe) - Nastavuje prodlevu
modulů od zahájení čtení a přijmutí požadavků na uvolnění adresy v paměti. BIOS kontroluje
toto zpoždění v cyklech procesoru (tj. jde o strašně maličká časová okénka v řádech 10-9 s) a
jedná se o důležitou věc při přenosu jednotlivých adresovaných bloků do paměti. Prodleva je
nutná k uskutečnění samotného přenosu a přípravu pro přenos dalšího bloku. Čím větší
prodleva, tím je operace více "jištěna" a je zaručeno, že se bloky stihnout dostat v poskytnuté
prodlevě s rezervou. Sníží-li se tato časová rezerva zrychlí se postup paměťových operací, ale
existuje riziko, že na dokončení přenosu toto okno nemusí stačit.
tRCD (RAS# to CAS# Delay, DRAM RAS-CAS Timming, tRCD Delay) - Jedná se o časové
okno mezi přechodem řádkové a sloupcové identifikace adresovaného bloku v paměti. Stejně
jako u předchozích hodnot platí, že čím menší prodleva, tím rychlejší provedení celé operace.
tRP (Row Precharge, DRAM RAS Precharge Time, RAS Delay) - Jedná se o podobnou funkci
jako v případě CAS Latency s tím rozdílem, že zde se určuje počet cyklů, po které čeká
adresovaný blok paměti, než je předáno uvolněné místo dalšímu bloku. Snížením této doby se
urychlí celý sled těchto operací, ovšem stejně jako v případě CAS Latency nemusí vždy tato
doba stačit (je však méně citlivá než CAS Latency, protože se provádí v samotném počátku
celé paměťové operace a případná chyba ještě nemusí v této fázi nastat, nebo být "viditelná".
tRAS (Active to Precharge Delay, DRAM Act to PreChrg CMD, DRAM Row Active Time) Určuje časovou prodlevu ve kterém je možno operovat s jedním adresním řádkem v paměti.
Teoreticky se jedná o prostý součet prodlevy řádkové (RAS Delay), prodlevy mezi operací
sloupcovou (tRCD = RAS to CAS Delay) a její prodlevou (CAS Latency). Prakticky však zde
určujete minimální možné okno mezi celým průběhem celé operace. Vyplatí se proto mít
minimálně rezervu o jeden nebo alespoň 1/2 časového cyklu.
Příklad základního časování: Hodnota tRAS se nastavuje výpočtem z ostatních položek,
následujícími vzorci - RAS + tRCD + CAS + 1T = Precharge Delay (konzervativní). To jest
pro paměti DDR3 s CL=7, RCD=7, RAS=7 - 7+7+7+1=22. Konzervativní časování tRAS je
tedy 22. Pro agresivní timing použijeme vzorec CAS + tRCD + 2T = Precharge Delay
(agresivnější). To jest pro stejné moduly hodnota tRAS 7+7+2= 16.
CMD (CPC, Command Per Clock) - Počet provedených instrukcí v jednom taktu. Zde velmi
záleží na možnostech pamětí a zároveň čipsetu, ovšem hodnota 1T může znamenat drastické
navýšení výkonu pamětí. Moduly na 1333MHz s 1T mohou podávat lepší skóre, než
1600MHz na 2T. Volba je na vás, a pokud bude systém stabilní na 1T použijte tuto volbu.
tRRD - Minimální čas potřebný k přepnutí do dalšího banku stejného modulu na stejném
řádku, pokud je tento bank již předtím aktivován. Zde můžete klidně nastavit hodnoty 1,2,3 na
výkon nemají téměř žádný vliv.
tRC (Row Cycle Time) - Hodnota odpovídá součtu tRAS a tCL, jedná se o dobu mezi dvěma
provedeními příkazu tRAS. Tato hodnota má veliký vliv na výkon pamětí na nových
čipsetech, a nastavujme ji tedy vždy podle vzorce - tCL + tRAS + 1. I malé změny časování
mohou znamenat velký skok ve snížení výsledných latencí pamětí, spolu s vyšším výkonem.
tWR, tFAW - První parametr udává potřebný čas mezi příkazy tRP, musí být tedy vždy
vyšší. Druhý údaj představuje minimální čas mezi čtením a následným zápisem. Položky,
které nemají žádný zásadní vliv na výkon a přetaktování pamětí. Nechávám je vždy na Auto.
tRD (Performance Level / Read Delay, MCH Read Delay) - Možnost přidána na žádost
mnoha uživatelů, kteří po ní marně volali. Na čipsetu nForce ale dosud nefunguje (i když v
BIOSu je) a nemá na výkon tedy žádný vliv. Na čipsetech Intel je ale klíčová, představuje
hodnotu doby potřebné severnímu můstku k přístupu k datům v pamětech. Tento parametr
představuje mocnou zbraň k vysokým stabilním taktům FSB, a vysokým hodnotám čtení z
pamětí. Bez možnosti měnit tRD není lehké na čipsetech Intelu dosáhnout velmi vysokých
přetaktování. Obrázek ukazuje nadcházející jemné ladění parametrů tRD na desce s čipsetem
P45 Express. Ani zde nelze obecně doporučit co a jak nastavit, musí se experimentovat - až se
desky s touto možností více rozšíří, budeme vědět více, dosud je to ale žhavá novinka.
Obrázek ukazuje změny jediné hodnoty tRD při zachování stejných ostatních parametrů.
Frekvence FSB byla 1600MHz, procesor pracoval na 3200MHz a paměti na 1600MHz při 77-7-20-2T. Horní obrázek ukazuje výsledek s tRD 8x a dolní 9x. Latence a hodnota čtení se
při nižší hodnotě výrazně zlepšily.
tRFC - Čas potřebný k provedení příkazu tREF (obnovení všech dat ve všech modulech)
pokud je tento modul již aktivován. Může mít vliv na výkon a latence pamětí, doporučuji
nastavit spíše vysoké hodnoty - minimálně 60 pro dva moduly, vyšší v případě čtyř pamětí a
jejich vysoké frekvence.
tREF - Prodleva mezi kompletním obnovením obsahu každého modulu. Nízké hodnoty
rapidně zvyšují výkon, ale zvyšují riziko na chyby z nedostatečné rychlosti procesu
obnovování. Vyšší hodnoty jednoznačně používejte při osazení více než dvou modulů, velmi
to pomůže stabilitě.
CPU a MCH (I/O) Skew
Ladění Skew (časového posunu) CPU a severního můstku (řadiče pamětí) patří mezi pokročilé
praktiky přetaktovačů, pokud jste se dosud používali u těchto hodnot nastavení Auto, nevíte o
čem skutečně vysoké přetaktování je. Všechny komponenty systému (CPU, severní můstek,
paměti) jsou spolu spojeny přes sběrnice o různých frekvencích (obzvláště po přetaktování).
Základní deska musí umět sjednotit a synchronizovat tyto různé sběrnice mezi sebou, aby data
mohly proudit plynule a bez potíží (ideální Skew je roven 0). To v nepřetaktovaném stavu
nemusí být problém, po přetaktování je to ale velmi náročné.
Stává se, že se takty úplně nesejdou a řadič pamětí, nebo jiná komponenta pošle data, která ale
nedorazí, nebo dorazí jen jejich část - počítač spadne, je nestabilní. Deska samotná si hlídá
vytížení všech sběrnic a upravuje Skew (zpoždění), aby data odešla až ve chvíli kdy skutečně
dojdou v pořádku kam mají. Po přetaktování to ale deska nedokáže sama, a volba Auto již
nemůže fungovat - je nutné doladit ručně.
Správnou hodnotou Skew se zjednodušeně, data na chvíli pozdrží a jsou odeslána až ve chvíli
kdy je stoprocentní úspěšnost doručení zaručena. Větším nastaveným zpožděním dáváme
například řadiči pamětí více času, aby připravil data k odeslání - to se sice může nepatrně
projevit na výkonu, stabilitu to ale posílí neskutečně. Pro frekvenci pamětí v režimu 1:1 není
niky nutné měnit hodnotu zpoždění, tam k posunům nedochází. V případě jiných děliček je
ale přítomna vždy, a je záhodno ji ručně upravit.
Prvně se podívejme na obrázek BIOSu desky Gigabyte. Zde je volba Skew (posun v
jednotkách ps - pin to pin skew) omezena pouze na CPU Skew a MCH Skew. Zpoždění tedy
lze nastavit ve směru procesor - řadič v severním můstku a naopak.
Deska DFI má voleb více, že by to ale přispělo ke zjednodušení nastavení se říci nedá - právě
naopak. Tohle je skutečně již nastavování pro největší hračičky, můžete měnit každou fázi v
obou směrech (od CPU do řadiče pamětí - přímo do modulů).
Dle mého bohatě stačí, sjednocení voleb do dvou položek, jako je to v případě první desky
Gigabyte s X48 Express a také nové desky s P45 Express na posledním obrázku.
Využití Skew
První využití v ladění Skew i bez přetaktování je větší možnosti kompatibility pamětí a
severního můstku. Často se stává, že osadíte paměti na desku, ta je nepřijme a se stabilitou
jsou problémy (paměti jsou nekompatibilní). Právě toto jde téměř ve všech případech vyřešit
laděním hodnot Skew. Zkuste a uvidíte, podmínkou je přítomnost těchto voleb v BIOSu.
Druhé využití jsem řekl dříve, jde o doladění zpoždění (Skew) při vysokém přetaktování, které
je někdy potřeba k odstranění zdánlivých mezních hodnot frekvencí. Myslíte si, že jste
narazili na pomyslný strop pro FSB nebo paměti a CPU? Zkuste si pohrát se Skew a je možné,
že se dostanete podstatně výše.
Má agresivní časování pamětí smysl?
Na závěr nás čeká ještě krátký průvodce nastavením časování modulů. Oboje platí jak pro
DDR2, tak pro DDR3 - zásady jsou stejné. Nejprve si vypočítejme skutečnou latenci vašich
modulů, vzorec je následující:
Hodnota CAS Latency v ns se rovná CAS (údaj výrobce konkrétních modulů) x 2000 /
základní frekvence pamětí udávaná výrobcem. Například vlastnosti pamětí Corsair XMS2
8500C5 s parametry 1066MHz pracovní frekvence a CL5 dosadíme takto: 5 x 2000 / 1066 =
9,4 ns. Moduly s parametry 800MHz a CL4 ale dopadnou hůře - 10ns. Takto si vypočteme
maximální teoretickou hodnotu latence daných modulů při zmíněném časování. K čemu to ale
je dobré? K porovnání různých časování napříč frekvencemi, podívejme se na tabulku (pro
zvětšení klikněte).
Tabulka ukazuje zobrazení dávného "boje" mezi frekvencí a časováním CL pamětí. Vidíme,
že například DDR2 na 800MHz s CL4 mají latenci 10ns, stejně jako moduly o frekvenci
1000MHz a CL5. Stejné latence mají také 1600MHz paměti s CL8 a 2000MHz s CL10. To
nám říká, že se nemusíme obávat ani DDR3 s relativně vysokými CL hodnotami. Moduly
DDR3-1333MHz s CL7 jsou v tomto směru srovnatelné s DDR2-800MHz CL4. Tabulka budiž
vám nápomocná v rozhodování, jaké CL nastavit pro vaši konkrétní frekvenci.
Propustnost DDR3 modulů proti DDR2, je ale vyšší v každém případě, tudíž mají DDR3
skutečně smysl. I když kvůli jejich ceně se asi dlouho masověji neprosadí. Není ale nutné si
kupovat extra drahé DDR3 moduly s nízkým časováním, bohatě postačí 1333MHz s CL7
nebo CL8 (jak dokazuje tabulka).
Kromě latencí je ale podstatná také propustnost pamětí, ta se však u Intelu, nijak výrazně s
různým časováním nemění. Je spíše omezena čipsetem a architekturou pomalé FSB. Podívejte
se na mini-testík.
Obrázek je pohyblivý GIF, takže si počkejte na protočení všech třech různých časování.
Frekvence FSB a také pamětí, byla ve všech případech 1333MHz, dělička pamětí 2:1 a
procesor pracoval na 3333MHz. První časování, je pro DDR3 skutečně velmi agresivních 155-5-5-2T - latence jsou 53,9 ns a propustnost čtení 9818 MB/s. Pokud zhoršíme časování na
15-6-6-6-2T, propustnost se sníží na 9613 MB/s a latence se zvýší na 56,4 ns. Nejhorší naše
testované časování 15-7-7-7-2T znamená zhoršení hodnot čtení na 9565 MB/s a latencí na
58,1 ns. Mezi nejlepším a nejhorším časováním je rozdíl, ve čtení pouze 253 MB/s a latence
narostly o 4,2 ns. Jak vidíte, rozdíly jsou zcela zanedbatelné a výkon s velmi agresivním
časováním nestoupá adekvátně k ceně takových modulů.
Časování a jemné ladění pamětí nemá na platformě Intel smysl, z pohledu významného
navýšení výkonu. Ale z pohledu stability po přetaktování smysl získává. Rozdíly mezi
agresivním a konzervativním časováním jsou malé, ovšem ladění k dosažení stability při
vysokých frekvencích a potlačení různých neduhů čipsetu je dnes nutností.
Další důležité položky BIOSů
Na úplný závěr této kapitoly, zmíním pouze několika základních položek BIOSu a
doporučení. Vždy samozřejmě vypněte veškeré úsporné funkce procesoru. Na čipsetech Intel,
také nikdy nezvyšujte frekvenci PCIe slotů pro grafické karty nad 110MHz - z tohoto taktu
se dále dělí 33/66MHz pro PCI. Intel dodnes nebyl schopen aplikovat zcela oddělené
frekvence pro FSB a PCI/PCIe (obě se generují ze stejného zdroje). To se při vysokých
frekvencích FSB a některých hodnotách Strapu projeví neúnosně vysokou frekvencí PCI (i
když je nastaveno Auto) a dochází k odpojování disků a problémům na zařízeních připojených
k jižnímu můstku.
Na čipsetech nForce se tohle neděje a tam se nemusíte obávat, u čipsetů Intel ale vždy
nastavte ručně nejlépe 101MHz, nenechávejte Auto ani nezvyšujte nad zmíněných 110MHz.
Pokud si u některé položky v BIOSu nebudete jejím účelem jistí, vypněte ji nebo nastavte na
Auto. Mnohem lepší je ale zjištění funkce a dle toho zvolit. Například Asus na naší testovací
desce při najetí na položku ukáže její funkci pro přetaktování krátkým textem napravo.
Pokročilé taktování v praxi - úvod
Na úvod připomínám, že tento celý článek není určen úplným začátečníkům. Ale
pokročilejším uživatelům, kteří myslí, že se již dostali na hranice možností své desky nebo
procesoru. Onu hranici se jim pokusíme pomoci prolomit, a dostat se mnohem výše. Náš
praktický test bude sestávat ze čtyř částí.
V nejkratší, první části si ukážeme jakými programy, a jak testovat stabilitu různých
komponent systému. Povíme si o testování pamětí, procesoru, FSB a GTL uvnitř procesoru
spolu s L2 cache.
Druhá část bude představovat typický postup začínajícího přetaktovače - velká většina
nastavení a voleb bude na Auto, budeme zvyšovat jen obvyklá napětí (CPU, paměti).
Maximálně ještě sáhneme k jinému časování pamětí, ale to bude vše - výsledek našeho
snažení bude hodnota středního přetaktování.
V další, třetí části již využijeme pokročilejší metody přetaktování, kde kromě základních
hodnot budeme hýbat i s napětím čipsetu a dalších komponent. Tento postup bude simulovat
schopnosti středně pokročilých ladičů systému. Výsledek budeme považovat za vysoké
přetaktování.
Jako poslední, nás ve čtvrté části bude čekat pokročilé přetaktování, za pomocí všech technik
popsaných v předešlých kapitolách. Budeme nastavovat GTL napětí, Skew pamětí a
procesoru, detailní časování pamětí. Tento výsledek bude představovat přetaktovatelské
maximum při běžně dosažitelných domácích podmínkách.
BIOS
Než se vrhneme na testování naší desky, připomenu skutečnost, že nejnovější BIOS nemusí
vždy znamenat tu nejlepší volbu pro přetaktování. Zde je nutné zkusit různé verze, a ponechat
si třeba starší, ale pro vás lépe funkční verzi. Víte vůbec, jak takový BIOS vzniká? Také
často lamentujete, že výrobce vaší desky nevydává nové verze moc často nebo dokonce
vůbec? Myslíte si, že vás - majitele jeho desky zanedbává? Velice se mýlíte!
Jak vzniká BIOS?
Vzhled a podobu BIOSů všichni notoricky známe, a považujeme jeho funkce a možnosti za
samozřejmost. Za oním malým souborem, který stáhnete z webu výrobce, se skrývá velmi
mnoho práce a úsilí. Vývoj nové verze je celkem složitá záležitost, a z velké části vůbec
nezávisí na konkrétním výrobci desek. Jádro nového BIOSu s opravenými chybami, nebo
novými funkcemi totiž dodává přímo výrobce čipsetu.
Asus, MSI, a všichni ostatní výrobci tedy musí čekat, až jim nové jádro pošle přímo Intel
nebo třeba NVIDIA. Toto jádro BIOSu (obsahuje mikro-instrukce čipsetu, procesoru, řadiče
pamětí) teprve výrobce desky pošle do vývojového střediska. Většinou je toto středisko mimo
hlavní výrobní závod a BIOSy vyrábí třetí nezávislá firma (BIOSy desek Asus vznikají v
Polsku).
V této firmě se k základnímu jádru nabalí další funkce, a nadstandardní volby (dle modelu a
výrobce). Hotová verze se otestuje a vystaví na webové stránce výrobce desky. Jak vidíme,
nejdéle se čeká na nejpodstatnější část BIOSu - jádro od tvůrce čipsetů. Pokud jej třeba Intel
nebo NVIDIA pošle v nové verzi, jen jednou za několik měsíců, nelze čekat frekvenci
vydávání BIOSů vyšší. Způsob tvorby BIOSů také znamená další věc, jádro všech BIOSů
desek různých značek je naprosto shodné. Je chráněno autorskými právy a kódováno vývojáři BIOSu data nemohou měnit (mohou je pouze obestavit svým kódem).
BIOS naší testovací desky
Pro test jsem vybral desku Asus P5Q Deluxe. Je vybavena nejnovějším čipsetem P45 Express
od Intelu. Volba této desky není náhodná, má totiž v BIOSu všechny pokročilé volby pro
vysoké přetaktování. Deska je určena pro DDR2, dražší model s DDR3 by byl dnes stále ještě
irelevantní (díky vysoké ceně modulů). Podívejme se na obrázky ...
BIOS desky má volbu Strapu (FSB Strap to North Bridge), dále následují volby posunu
Skew pro všechny paměťové moduly (DRAM CLK Skew on Channel). Možnosti časování
pamětí jsou široké, včetně možnosti změny tRC a tRD. Volby změny parametru tRD
najdeme pod položkou Ai Transaction Booster, v ní je možné zpoždění čtení z pamětí
nastavit pro každou jednotlivou fázi procesu. Fází je tolik, kolika dělíme základní frekvenci
FSB k taktu pamětí. Používáme li děličku 2:1, je fáze pouze jedna. V případě 4:3, jsou fáze tři
a většinou se nastavuje pro každou z nich stejný posun. Změna těchto parametrů ovlivňuje
propustnost ve čtení velmi výrazně.
Zajímavá je nová volba (MEM. OC Charger), která je určena pro vysoké přetaktování
paměťových modulů. Funkce by měla vyrovnávat a synchronizovat spojení každého jádra
procesoru s paměťovými moduly.Volby pro napětí GTL všech jader a severního můstku
samozřejmě nechybí. Na konec je také možné omezit VDroop (Load-Line Calibration)
napětí procesoru v zátěži.
Jak otestovat stabilitu počítače
Pokud chceme své komponenty přetaktovat, musíme potom počítač a jeho stabilitu důkladně
prověřit. K čemu by nám byl systém, který se čas od času spadne a nebo vykazuje znaky
nestability? Velká většina uživatelů ale své přetaktované počítače neprověřuje správně a
hlavně důkladně. Stačí jim bezproblémový chod v 3DMark06 a považují svůj stroj za
stoprocentně stabilní. Potom právě tito uživatelé plní naše (i jiná) fóra stovkami dotazů typu
"proč je to nestabilní, co mám dělat?". Začněme tedy naší praktickou část testu právě
popisem správného postupu k ověření stoprocentní stability počítače.
Paměti, čipset
Jako první se podívejme na stabilitu pamětí, řadiče v severním můstku a čipsetu. Stále velmi
oblíbeným programem je Memtest86.
Poslední verze 2.01 je z letošního února a je tedy celkem čerstvá. Konkurenční program
stejného jména, ve verzi 3.4a je starší a jeho vývoj již nebude pokračovat. Obecně je tedy
verze 2.01 mnohem lepší. Tento program používejte pouze pro prvotní odhalení problémů,
není totiž již schopen odhalit drobnější problémy. Osobně používám Memtest86 pouze jako
první test stability, který je nutné doplnit dalším testem pamětí.
Doporučení: Vytvořte si disketu nebo bootovatelné CD s programem, a ten spusťte
minimálně na 2 až 3 úspěšné průchody. Já nechávám program běžet minimálně hodinu, pokud
se nevyskytne problém pokračuji dále do operačního systému.
Ke skutečnému a důvěryhodnému otestování pamětí a řadiče pamětí není dnes nic lepšího,
než OCCT. I malý problém s pamětí, který Memtest neodhalí vám právě OCCT ukáže zcela
jistě. Nechejte běžet alespoň dvouhodinový test a pokud projde, můžete paměti a řadič v
severním můstku považovat za stabilní. Já nechávám běžet tento test minimálně 5 hodin v
kuse, pak vypínám a přejdu k dalším testům.
Procesor, L2 cache, GTL
K testování procesoru existuje několik známých programů a pomocníků. Nejznámějším je
určitě Prime95 a jeho klony (Orthos).
Pro testování pod 32-bitovým operačním systémem, již je ale Prime95 překonán zmíněným
OCCT. Původní kód a výpočet programu OCCT vycházel z jádra Prime95, dnes je již ale
rutina kompletně přepracovaná a je mnohem náročnější než Prime95. Obecně se považuje
dvouhodinový test OCCT jako patnáct hodin FFT testu Prime95, což představuje značnou
úsporu času. Já prvně spustím Prime95 na dvě hodiny, a pokud jsou všechny jádra stabilní
spouštím teprve OCCT CPU test. Pokud je Prime95 stabilní (2 hodiny), a OCCT test
(minimálně 2 hodiny) také, přistupuji k poslednímu testu procesoru - testu FSB a GTL. K
němu potřebujeme 64-bitový operační systém (postačí jakýkoliv) s 64-bitovou verzí
Prime95.
Pokud máte nedostatečně stabilní GTL napětí, 64-bitové Prime95 okamžitě padá (32-bitové je
odolnější). Používáme ale právě Prime95, abychom odhalili jaké jádro je nestabilní. Na
nestabilním pak ladíme ručně GTL napětí v BIOSu až do konečné stability. Dosaženou
stabilitu ověřím alespoň 5-ti hodinami 64-bitového Prime95.
Správnou funkci L2 cache procesoru ověřte programem SuperPi Mod 1.5. Spusťte výpočet
na maximální počet desetinných míst a ověřte správný výsledek.
Pokud je systém minimálně 5 hodin stabilní v testu OCCT RAM, OCCT CPU a 64-bit
Prime95 FFT považuji ho z pohledu pamětí, procesoru a řadiče pamětí za nekompromisně
stabilní a bez potíží. Tento postup používám pro každé své nastavení domácího herního stroje
(spíše ale testuji přes noc, minimálně 12hodin). U testovaných desek a procesorů, se omezuji
na dvouhodinovou stabilitu ve stejných programech.
Kompletní systém
Po úspěšně absolvovaných testech nahoře, zbývá ještě ověřit kompletní stabilitu v 3D
aplikacích. K tomu použijeme jednou zmíněný 3DMark06 a nějakou hru, která umožňuje
spustit demo ve smyčce. Já používám Crysis, také Call Of Duty 4 se ukázal hodně citlivý na
problémy a také jej mohu doporučit.
Test 3DMark06 spusťte v základním nastavení, alespoň hodinu nebo dvě ve smyčce. Poté
udělejte to samé v nejvyšším rozlišení s vyhlazováním. Pokud test nespadne přistupte ke
Crysis. Tu testuji pomocí benchmarkovací utility Crysis BenchTool. Nastavím všechny
možná rozlišení, včetně vyhlazování a nechám běžet minimálně dvě hodiny. Pokud i tento test
počítač ustojí, je i práce severního můstku a grafických karet v pořádku. Počítač je stabilní a
připraven na nejnáročnější použití.
Doporučené pořadí testů
Osobně doporučuji pořadí testů stability provádět v následujícím pořadí, je sice možné je
dělat i v jiné posloupnosti, ale tento sled je dle mého nejefektivnější. Pokud stávající test v
pořádku projde postoupíme k dalšímu. Pokud ne, vrátíme se do BIOSu a změníme příslušné
nastavení.
•
•
•
•
•
•
•
•
Nastavení BIOSu
Memtest86
SuperPi 32M
Prime95 small FFT nebo OCCT CPU
OCCT MEM
Prime95 small FFT 64-bit
3DMark06
Crysis
ntel Quad Q9300 na hranici možností
Po dlouhých a únavných teoretických kapitolách, nyní přistoupíme k praktickému testu.
Použil jsem běžně dostupný procesor Intel Core 2 Quad Q9300 se základním taktem 2,5GHz
(násobič 7,5 x 333MHz FSB). Pro náš účel nejlepší procesor, jde o relativně levné 45nm
čtyřjádro s velmi nízkým násobičem. Pro tento čip hovoří i nízká teplota na základním
nastavení a pokročilý výrobní proces - celý test zde.
Základní desku Asus P5Q Deluxe a její BIOS jsem přestavil již dříve, podívejme se ještě na
její fotografii. Jedná se o velmi moderní desku s dosud neuvedeným čipsetem Intel P45
Express. Tento produkt je skutečně plný technologických novinek, které má pouze tato řada
desek Asus. Za cenu pod 4000Kč s DPH je to velmi zajímavá koupě. Výrobci čipsetu i desek
musí nějak obhájit existenci (dle mě, nic nepřinášejícího) čipsetu P45 Express, a proto jsou
všechny desky s tímto čipsetem doslova "nabouchané" novinkami a specialitkami.
Základní přetaktování
Tato část bude představovat typický postup začínajícího přetaktovače - velká většina
nastavení a voleb bude na Auto, budeme zvyšovat jen obvyklá napětí (CPU, paměti).
Maximálně ještě sáhneme k jinému časování pamětí, ale to bude vše - výsledek našeho
snažení bude hodnota středního přetaktování.
Všechny základní volby jsem nechal na Auto, ručně jsem nastavil pouze PCIe frekvenci na
100MHz, frekvenci pamětí na DDR2-800MHz a základní časování pamětí 15-5-5-5.
Z dalších voleb na obrázku jsem většinu vypnul, ponechal jsem zapnutou pouze MEM. OC
Charger. Ai Transaction Booster jsem nechal, jak byl v defaultu - Auto. Z napětí jsem
nastavil ručně pouze paměti a procesor. Pokud chceme v tomto případě najít maximum FSB,
nepotřebujeme aby nás omezil procesor a paměti. Proto do CPU nastavte v tento moment
vysoké napětí kolem jeho povoleného maxima - 1.50V pro 65nm čip a 1.40V pro 45nm. Pro
moduly nastavte vysoké konzervativní časování. Také si všimněte, že jsem povolil funkci
proti poklesu napětí LoadLine Calibration.
Inženýři Asusu jsou zpravidla velmi precizní a nastavili BIOS tak, že se s většinou voleb na
Auto dostanete celkem vysoko. S prvotním BIOSem 0204 došlo dokonce k paradoxu, že vše
na Auto dávalo lepší výsledky než s ručním zadáním hodnot. Jak jsem ručně změnil jakékoliv
napětí, deska nenajela. S BIOSem 0402 již vše funguje perfektně.
Při tomto základním nastavení jsem se dostal na solidní frekvenci FSB 430MHz bez potíží.
Systém prošel všechny testy stability bez ztráty květinky. V této situaci váš procesor Q9300
bude pracovat na stabilní frekvenci 3225MHz, což není špatné ale také nic extra. Ve chvíli,
kdy je FSB systému prověřená testy, můžete pomalu snižovat napětí procesoru do nejnižší
stabilní hodnoty (můj CPU byl stabilní i při volbě Auto v BIOSu). To stejné s paměťovými
moduly - snižujte napětí, popřípadě i časování.
Výsledek není špatný, 45nm čtyřjádro na frekvenci 3,2GHz při téměř základním napětí bude
určitě mnoha uživatelům stačit. Naše ambice jsou ale dnes vyšší.
Vyšší přetaktování
Přetaktování na 430MHz FSB jsem úspěšně dosáhli, deska nás ale již s volbami Auto dále
nepustí. Nastavil jsem 475MHz, testování procesoru v Prime95 odhalilo problém, a také
OCCT RAM test po několika desítkách minut padal.
Na taktu 475MHz jsem tedy měl dva problémy, procesor ani paměti nebyly stoprocentně
stabilní. Moduly jsou certifikovány pro frekvenci 1066MHz a dle testů vím, že zvládnou i
1250MHz. Jejich frekvenci 950MHz (475MHz x 2) jsem tedy jako příčinu problémů vyloučil.
První část položek BIOSu jsem tedy nechal jak byla, a vše nechal na původních hodnotách.
Další spíše preventivní úpravou nastavení, je změna režimu Ai Clock Twister do
kompatibilní polohy. Stav Light upřednostňuje vyšší kompatibilitu před výkonem, ale rozdíl
mezi propustností v obou polohách není velký. Z automatických 1,31V jsem procesoru
nastavil ručně 1,35V a také přidal nepatrně napětí paměťovým modulům (+0,08V). Stabilita
systému se výrazně zlepšila, stále ale minimální dvě hodiny v testech stability (Prime95,
OCCT) neustál.
Protože systém padal asi až po hodině testování, jednalo se zřejmě o maličkost. Stejně jako
běžný uživatel, jsem tedy zvýšil o stupeň všechna napětí desky (stávající hodnoty odečtěte v
BIOSu, nebo například v Everestu). Přidal jsem CPU PPL, CPU VTT, severnímu můstku,
jižnímu můstku, a PCI sběrnici. Po této hromadné optimalizaci napájení, prošel systém
všechny testy bez potíží. Pokud bychom chtěli být důslední, nebylo by od věci postupně opět
napětí snižovat - a přijít na klíčovou položku, která nám přinesla stabilitu. Pokud ovšem
hodnoty napětí nejsou extrémně vysoké a uchladí je stávající chlazení, není k tomu už důvod.
Konečných 475MHz pro FSB a 3560MHz pro procesor je už velice pěkný výsledek. I při této
vysoké frekvenci je napětí procesoru stále celkem nízké a jeho teploty tedy nebudou výrazně
vysoké. Osobně by mi takto přetaktovaný Q9300 stačil, a zřejmě bych dále již systém neladil.
Ovšem, že to lze ještě lépe nemohu popřít.
Stabilních 500MHz FSB + Quad Core
Dosáhnout frekvence 500MHz FSB nebývá mnohdy příliš velký problém (při jednoduchém
navýšení různých napětí), o to větší potíže ale představuje snaha udržet tuto frekvenci plně
stabilní. Základní stabilitu pro testy lze většinou na lepších deskách docílit, opravdu stabilní
tato frekvence ale nebývá. Osobně jsem, pouze na jediné desce (Asus Maximus Extreme)
dokázal provozovat čtyřjádro na frekvenci FSB 500MHz, ale ke stoprocentní stabilitě krůček
(větší) stejně chyběl.
Čipset P45 Express je ale v přetaktování stejně dobrý, jako legendární P35 Express a i přesto
že mi dosažení stoprocentní stability trvalo tři dny, nakonec jsem byl úspěšný.
Stoprocentně stabilní čtyřjádro s FSB 500MHz existuje.
Když se podívám, po několika dnech trápení na výsledné nastavení BIOSu, napadá mě - vždyť
to takhle nastavit hned na počátku šlo také. Ovšem cesta k tomuto výsledku byla dlouhá a
nezáživná (když navíc ještě tuto desku nikdo nemá, a není se tedy kde inspirovat). Počítač
prodělal minimálně dvěstě restartů, ale výsledek stojí za to. Na základním nastavení FSB
500MHz v tomto případě nebylo stabilní nic, ani paměti ani CPU.
Na první části BIOSu jsem nastavil ručně Strap na 333MHz. Nižší frekvence pro paměti než
1000MHz nastavit nelze, v režimu Auto ale deska nastavila neskutečně vysoké hodnoty
časování dalších parametrů (kromě základních 15-5-5-5). Takže jsem nastavil hodnoty ručně,
hlavně tRC - 30. Hodnota tRD byla 10, což je sice konzervativní násobič, snížit jej ale v
případě stability potom můžeme vždy. Hodnoty zpoždění DRAM CLK Skew jsem zjistil
experimentem (až potom co byl stabilní CPU), kdy jsem nastavoval s jedním modulem
parametr, až do chvíle kdy byl OCCT MEM test stabilní. Po vložení dvou modulů jsem
nastavení jen mírně upravil.
Procesoru stále stačilo 1,35V při zapnutém LoadLine Calibration. Napětí CPU jsem
zvyšoval jako první, k vyšší stabilitě základního stavu to ale již nevedlo. Navýšení všech
napětí systému, jako v předešlém případě, ale ke stabilitě nepomáhalo. Bylo nutné přistoupit k
opravdu zdlouhavému hledání správného GTL napětí.
Bylo nutné vyzkoušet všechny kombinace. Od základního napětí CPU VTT 1,1V až do
1,36V se všemi procentuálními možnostmi změny CPU GTL Voltage Reference. Pomůckou
mi byla pouze zkušenost, že 45nm procesory chtějí spíše nižší hodnoty než je ta základní (na
deskách s GTL udávaných v milivoltech použijte záporné položky). Velká většina nastavení
vedla přímo k BSOD nebo černé obrazovce, jen část z nich mi dovolila vidět plochu
Windows. Když už jsem si myslel, že nastavení je správné, Prime95 většinou vyhlásil chybu.
Naštěstí je 64-bitová verze extrémně citlivá, a většinou odhalení chyby trvalo pouhé minuty
(v nejdelším případě 45minut). Kýžená stabilní hodnota je na obrázku. Pro frekvenci FSB
500MHz je nutné GTL nastavit na 0,7872V.
Tip: Pokud správně nastavíte GTL napětí, systém umožní radikálně snížit napájecí napětí
procesoru (VCore). Má jiná deska, Asus Striker II Extreme byla na frekvenci FSB 450MHz
stabilní pouze s procesorem na vysokých 1,45V. Poté co jsem měl čas najít správné hodnoty
GTL napětí, jsem mohl VCore snížit na 1,375V a procesor je na taktu 4GHz stále stabilní ve
všech testech!
Při frekvenci FSB 500MHz, pracoval náš procesor na skvělých 3750MHz a s hrdostí tvrdím,
že je na této frekvenci stoprocentně stabilní. Všechny zátěžové testy prošly úspěšně. Na
obrázku se podívejte na dvouhodinový test OCCT CPU. Výrazně vyšších frekvencí než
500MHz jsem již nedosáhl, bylo by nutné opět hledat nové GTL napětí.
S výsledkem jsem tedy spokojen, je nutné ale připomenout jedinečnost každého procesoru,
kdy se potřebné hodnoty napětí k takovým frekvencím mohou velmi lišit. Náš praktický test
není step-by-step obrázkovým průvodcem, jak přetaktovat Q9300 na Asus P5Q Deluxe, ale
důkazem že to je možné. Pokud budete trpěliví a poctivě vyzkoušíte všechny možnosti,
dostanete se i na vašich stávajících deskách k pěkným výsledkům.
Tipy a závěr
V závěrečné kapitole si připomeneme několik základních pravidel pro pokročilé přetaktování.
Určitě nebudou všechny, čtenáři mají prostor pro doplnění v komentářích.
Co nejvyšší frekvence FSB neznamená nejvyšší možný výkon. Vždy je lepší najít
kompromis mezi hodnotou FSB a výkonem. S vysokými frekvencemi přibývá na FSB
problémů, a za jejich kompenzaci platíme snížením výkonu komponent. Koncepce FSB
(AGTL+ sběrnice) již dosáhla své frekvenční hranice - 1600MHz. Její dny jsou sečteny, a
obecně je nejvyšší výkon vždy těsně kolem 400MHz FSB (1600MHz).
Slepé přidávání napětí nic neřeší. Pokud narazíte na frekvenci, kterou se vám nedaří
pokořit, nemusí být vždy příčina nízké napájení komponenty. Slepé přidávání všech napětí
zcela jistě zvýší teploty čipsetu a procesoru, ke stabilitě ale pomoci nemusí. Pokud už
zvyšovat napětí, tak jedině u voleb kterým rozumíte a víte co dělají.
Používejte pokročilé metody. V případě neadekvátního přetaktování, nebo velmi slabých
výsledků zkuste změnit třeba Strap, časování a násobič pamětí, GTL, dnes máme mnoho
možností. Věnujte přetaktování čas. Opět přidávání extrémních napětí neřeší většinou prvotní
problém, a nedostavení se v tomto případě úspěchu je zbytečně frustrující.
Detailní ladění časování pamětí dnes již ztrácí význam. S nadcházející érou DDR3 ztratí
změna základního časování téměř smysl. Na DDR2 se ještě vyplatí pohrát si s časováním, kde
nízké CAS hodnoty mohou znamenat patřičný nárůst výkonu. Komplexně je rozdíl mezi
různými časováními na platformě Intel spíše zanedbatelný. U DDR3 je již téměř nepodstatný,
moduly s CL7 nebo CL9 podávají velmi podobné výsledky. Vše omezuje zastaralá sběrnice
FSB. V další architektuře Nehalem ale mohou paměti a jejich ladění chytit druhý dech, no
uvidíme.
Naučte se získat výkon zpět. S vysokými frekvencemi FSB se zvyšují latence čipsetu,
sběrnice a pamětí. To se vždy negativně projeví na propustnosti paměťového subsystému.
Naučte se používat tRC, tRD a další parametry k eliminování těchto neduhů. Nastavujte tyto
hodnoty ručně, nedůvěřujte ve všem vaší desce - mnohdy nastavuje příliš konzervativní
hodnoty.
Chlaďte kvalitně. Alfou i Omegou je chlazení, nepodceňujte vysoké teploty čipsetu. I když
výrobce udává provozuschopnost čipů například do 100 stupňů, nemusí to za těchto podmínek
znamenat dlouhý a bezchybný provoz. Nevěřte výrobcům, že vysoké teploty jsou normální
(obhajují tím pouze použité laciné chlazení). Chcete taktovat? Investujte do tichých
ventilátorů a chlaďte důležité komponenty desky aktivně.
Nejnovější BIOS nemusí být nejlepší. Vždy se vyplatí vyzkoušet i několik starších verzí,
která vašim požadavkům bude lépe sedět. Většinou si to vyžádá méně času, než se zbytečně
několik dní trápit s poslední ne příliš povedenou verzí.
Testujte stabilitu důkladně. I když to je nudná práce, vyhraďte si na ladění systému a
pořádné otestování čas. Několik hodin strávených testováním stability se vám může vrátit
plnou spolehlivostí počítače. Pokud odbudete testy stability, může se vám počítač odvděčit
totálním zamrznutím v tu nejnevhodnější chvíli - u právě rozdělané práce.
Pravidlem o důkladném otestování přetaktovaného počítače uzavřeme dnešní článek. Doufám,
že alespoň některé informace byly pro čtenáře zajímavé a praktické. V případě nejasností, se
můžeme jednotlivým částem věnovat podrobněji a více do hloubky. Pro praktické
přetaktování ale dnešní zkrácená verze doufám postačí.
Čerpáno ze zdrojů: Techrepository, Anandtech, XtremeSystems