...
...

Известное инкогнито, или Бесплатный сыр?

Если вы, уважаемый читатель, из тех, кому проще и интереснее потратить пару часов на то, чтобы разобраться и оптимизировать свой компьютер, чем выложить сотню-другую "зеленых" условных единиц на повышение его производительности, имеет смысл читать дальше. Речь пойдет о технологии overclocking, в отечественной среде больше известной как "разгон" процессора.

Большинство пользователей (даже квалифицированных) не подозревают, что за те же деньги при определенной степени уменья, осторожности и риска можно получить более быстрый компьютер. Считается, что, заплатив за компьютер, отладив его и оптимизировав с программной точки зрения (настроив Setup - BIOS, DOS, Windows 95), вы достигаете предела производительности, которую можно выжать из конкретного ПК. Но все хорошее заканчивается быстрее, чем плохое, и рано или поздно появляется мысль, что неплохо бы нарастить возможности компьютера еще.

Альтернативы есть разные - увеличить объем оперативной памяти, поднять быстродействие процессора, заменить графический акселератор на более производительный, установить более быстрые жесткие диски, заменить материнскую плату... А лучше все сразу - вместе с корпусом и монитором заодно. И так каждые 10 месяцев. Но перечисленные методы связаны с материальными затратами, а именно они-то и тормозят прогресс на наших рабочих столах.

И мало кто знает, что в каждом компьютере есть резерв производительности. Для ПК на Pentium это достоверно проверено мною лично и неоднократно. Впрочем, резервы есть и для не очень "замшелых" материнских плат для 486, а также AMD К5, Cyrix и прочих процессоров. В этой связи в среде специалистов-технарей и продвинутых пользователей всего мира не так давно появился термин overclocking.

Термин overclocking используется для описания работы процессора ПК на нестандартной частоте, которая, как правило, выше указанной производителем CPU. Среди отечественных специалистов этот термин эквивалентен понятию "разгон".

Как это работает Несмотря на некоторый покров профессиональной таинственности и шаманства, overclocking не что иное, как использование запаса ресурсов, которые невольно заложены в ПК производителями его компонент. И хотя применение разгона не всегда дает 100% успеха, в 90% случаев можно получить значительный прирост производительности всей системы. С одной стороны, это позволяет отодвинуть время очередной модернизации, а с другой - позволяет нарастить мощность "разогнанной" машины за счет освободившихся (от покупки CPU) средств, прикупив дополнительный объем памяти или новый видеоадаптер.

При приобретении ПК одним из основополагающих параметров, на который обращают внимание, является тип процессора (486, Pentium, PentiumPro) и его рабочая тактовая частота. Частота процессора благодаря рекламным усилиям компании, название которой начинается с девятой буквы английского алфавита, в сознании большинства покупателей ассоциируется с производительностью компьютера. Это правда, но далеко не вся. Реальная производительность всего ПК зависит еще от массы других факторов.

Процессор Pentium имеет две рабочие частоты: первая, о которой говорят в рекламе, - это внутренняя частота; вторая, о которой в рекламе, как правило, умалчивают - внешняя частота процессора, или частота взаимодействия с системной шиной.

Что значит - "процессор имеет частоту 133 МГц"? Попросту говоря, есть генератор, который формирует импульсы с частотой 133 млн. в секунду. Задавая скорость, с которой выполняются внутренние операции процессора, этот генератор определяет максимально возможную частоту, на которой работают вычислительные блоки и другие внутренние компоненты.

Внешняя частота определяет, на какой скорости CPU обменивается данными с различными устройствами по системной шине. В частности, с внешним кэшем (cache L2) и оперативной памятью. К шине, посредством которой взаимодействуют процессор и память в современных компьютерах, подключается локальная шина PCI (через мост), а она в свою очередь работает с частотой, равной половине внешней частоты работы процессора. К шине PCI в свою очередь подключаются видеоадаптер, жесткие диски, шина ISA, сетевые адаптеры и масса другой периферии.

Отчего же зависит производительность ПК? Она обусловлена в общем случае быстродействием отдельных компонент компьютера и пропускной способностью системной шины. Пропускная способность шины PCI (как и других шин) определяется частотой и разрядностью: Частота x разрядность = производительность.

Например, когда Pentium 133 работает с внешней частотой 66 МГц, частота, с которой работает шина PCI, будет равна 33 МГц. По формуле получаем 66 МГц/2 х 32 бита = 1,056 Мбит/с = 132 Мбайт/с.

Но дело в том, что шина PCI работает на такой частоте не всегда. Нетрудно подсчитать, что при использовании процессора Pentium-150, работающего с частотой внешней шины 60 МГц, производительность шины PCI снизится почти на 10% и составит 120 Мбайт/с. Кроме того, из-за снижения внешней частоты шины скорость обмена между памятью и процессором также снижается.

Учитывая вышесказанное, нетрудно догадаться, почему машины на Pentium-120 опережают по производительности компьютеры на Pentium-100 всего на несколько процентов. На практике общая производительность компьютера очень существенно зависит не только от внутренней частоты процессора, но и от внешней тактовой частоты шины. В свою очередь, максимальные значения внешней частоты процессора определяются базовым набором микросхем (чипсетом), на котором реализована материнская плата.

Как формируется внутренняя частота процессора, о которой так настойчиво твердят производители и поставщики? Ее определяет внешняя тактовая частота процессора. Последняя, которую еще называют частотой системной шины, умножается специальным устройством на определенный коэффициент - 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 (множитель 3.5 появился в новейших платах). Если установить перемычки ("джамперы") на системной плате так, чтобы внешняя частота 66 МГц умножалась на 3, то "мама" будет диктовать процессору работать на частоте 200 МГц. Но на это способен далеко не каждый CPU. Очевидно, что, стремясь использовать по максимуму выход годных кремниевых пластин, фирмы - производители процессоров несколько "зачастили" с шагом роста мегагерц, а в результате получили хороший урок от поумневших пользователей, не желающих выкладывать сотни условных единиц каждые полгода.

Как это применить Технология overclocking использует широко известный факт - любое электронное устройство имеет разброс параметров. Это давно известно в отношении таких интегральных устройств, как телевизор или радиоприемник (вот зачем на заводах наладчики). Процессор персонального компьютера - это кремниевое электронное устройство, содержащее миллионы транзисторов. И он тоже имеет определенный разброс параметров. Если для выпущенного процессора указывается, что его внешняя частота составляет 66 МГц, это совсем не значит, что она является для него предельной. Как правило производители никогда не заставляют работать электронные компоненты на предельных частотах, поскольку это приводит к снижению их надежности и устойчивости работы.

И все же, как показывает практика, большинство процессоров способны устойчиво и надежно работать на повышенных частотах. Так, Pentium-75, имеющий внешнюю частоту 50 МГц, практически всегда прекрасно чувствует себя в качестве Pentium-90, когда внутренняя частота процессора 90 МГц, а внешняя - 60 МГц. Точно так же Pentium-100 чаще всего нормально работает как Pentium-120 (хотя это и дает не слишком большой выигрыш в производительности).

Наиболее эффектно overclocking срабатывает для процессоров Pentium-75 при разгоне до 90, Pentium-120 - до 133, Pentium-150 - до 166... Дело доходит до того, что среди специалистов, лично знакомых с технологией разгона, даже считается дурным тоном платить за процессор Pentium-133. Гораздо проще купить Pentium-120 и разогнать его до 133 МГц. Гарантия успеха - 99%. То же относится и к Pentium-150/166. Разрыв в цене между этими чипами достаточно велик, но при определенном опыте, купив Pentium-150, его несложно разогнать до Pentium-166.

Со стороны все выглядит достаточно просто: - берем руководство по материнской плате, - разбираемся с переключателями (jumpers) и - пытаемся поднять свой процессор на одну ступеньку выше (см. таблицу 1).

В большинстве случаев это приводит к успеху, но, как известно, бесплатный сыр бывает только в мышеловке, а перспектива потерять процессор скорее всего не прельщает никого.

Поскольку процессор рассчитан на определенную тактовую частоту, а мы повышаем ее на ступень (или более), появляется проблема повышенного тепловыделения (перегрева). Говоря проще, необходимо обеспечить более интенсивное охлаждение процессора. Но проблема в том, что 90% местных сборщиков компьютеров не используют теплопроводящие прокладки либо пасты, которые на самом деле обязательно (!) по условиям эксплуатации процессора должны находиться между охлаждающим радиатором (вентилятором, он же cooler) и поверхностью процессора. Поскольку воздух является очень хорошим теплоизолятором, большинство компьютеров местной сборки сегодня спасает только то, что процессоры имеют тот самый запас возможностей, который нам хотелось бы использовать.

На самом деле в комплекте с приличными "кулерами" теплопроводящие прокладки идут всегда. Но так как у нас в большинстве случаев ставят "неприличные" охлаждающие устройства, следовательно, скорее всего вы не найдете такой прокладки между своим процессором и "кулером". Спасти положение может специальная теплопроводящая паста. Да-да, та, что в Америке продается в магазинах RadioShack, а у нас на радиорынке. Паста эта не что-то суперновое и особенное - издавна она использовалась в радиопромышленности для улучшения теплового контакта между радиаторами и транзисторами. В качестве решения проблемы перегрева можно также использовать вентиляторы с датчиками температуры, подающие звуковой сигнал при перегреве (стоят они около $10).

Если на модернизированной путем разгона процессора машине внезапно начинаются "глюки", то скорее всего это связано именно с перегревом CPU. Хорошим тестом на успех в overclocking'е является работа под Windows 95. Как показали неоднократные эксперименты с моей собственной машиной, когда компьютер после загрузки 15 минут устойчиво работает под Windows 95, то скорее всего он будет работать и дальше (при 50-градусной жаре все же могут возникнуть проблемы). Если же сразу после загрузки наблюдаются непонятные эффекты, это еще не значит, что машину нельзя разогнать. Возможно, использование мощных охлаждающих устройств поможет справиться с проблемой (пример - полупроводники на эффекте Пельтье), но в данном случае овчинка может и не стоить выделки.

Необходимо, конечно, отдавать себе отчет, что из-за повышенной температуры внутри процессора происходят процессы частичной деградации. Но на то, чтобы процессор из-за этого вышел из строя, уйдет не менее 3-4 лет (если это вообще произойдет). Как правило, в быстро меняющемся компьютерном мире этого хватает, чтобы оборудование безнадежно морально устарело.

Что мы получаем Если в ходе экспериментов удается повысить только внутреннюю частоту процессора за счет увеличения кратности при неизменной частоте системной шины, то полученный выигрыш будет касаться только вычислительной мощности. Когда же удастся повысить не только внутреннюю тактовую частоту процессора, но и внешнюю частоту шины, в результате можно получить еще и общий выигрыш в производительности ПК. Ведь скорость работы оперативной памяти, дисковых подсистем и видеоподсистемы увеличивается за счет роста частоты системной шины. Естественно, всего этого удается достичь, если оперативная память, винчестер и видеоадаптер смогут работать на повышенных частотах (обычно могут).

Например, если за исходный вариант взять Pentium-150, который, согласно описанию, работает с частотой внешней шины 60 МГц, умноженной на 2.5, и установить его на системной плате, поддерживающей частоту внешней шины 66 МГц, этот прибор прекрасно разгоняется до 166 МГц.

С появлением процессоров, представляющих достойную альтернативу (не в последнюю очередь ценовую) тем, которые Inside на каждом шагу, появились и платы, поддерживающие частоту внешней шины процессора свыше 66 МГц. Так, процессор Cyrix 200+ требует для своей работы частоту внешней шины данных 75 МГц. Интересно, что, хотя базовые наборы микросхем от Intel 430HX и VX не рассчитаны на такую частоту работы системной шины, на практике они прекрасно работают и на ней. Этим не могли не воспользоваться многие разработчики материнских плат. Те же ASUStek, FIC, A-Open, Tyan, GigaByte, Micronics и другие фирмы выпускают платы, которые поддерживают Cyrix 200+ и частоту внешней шины процессора 75 МГц.

В документации на такие системные платы вполне корректно написано, что эта частота должна использоваться только для Cyrix 200+. Естественно, что большинство законопослушных граждан так и поступает. Но те, которые любопытные и не богатые, поступают иначе. На вопрос, может ли обычный Pentium работать на этой частоте, ответ утвердительный - может.

Кроме Intel'овских, существуют наборы микросхем от других производителей, поддерживающие внешнюю тактовую частоту процессора 75 и даже 83 МГц. Такие наборы микросхем выпускают AMD, VIA (торговая марка Apollo). Последние наборы микросхем от Intel также поддерживают внешнюю частоту процессора 83 МГц.

Имея системную плату, поддерживающую частоту шины 83 МГц, процессор Pentium-200 можно разогнать до Pentium-233. И это, как проверено на практике, работает! Так что в первоапрельской шутке КГ была-таки доля правды.* Оборотная сторона медали Печально, но факт - долгое время разгоном занимались только не слишком добросовестные компьютерные компании с целью наживы. Впрочем, и не только у нас, но практически во всем мире. И не только вчера, но и сегодня.

Поставлено на поток ремаркирование процессоров. Вчера это были Pentium-100, сегодня и завтра... Работает все это просто. После проверки на стенде устойчивости работы процессора оригинальная маркировка производителя спиливается и наносится новая, указывающая более высокую частоту. Соответственно, стоят такие процессоры оптом дешевле оригинальных, но для конечного покупателя его цена, включенная в общую стоимость ПК, завышается почти до уровня оригинала. Стоит ли говорить, чем могут закончиться попытки разогнать такой процессор еще разок? Ремаркированные процессоры достаточно широко распространены в Минске. Причем некоторые компании продают компьютеры с такими CPU довольно часто ("Самые низкие цены! Ниже не бывает!" - с чего бы это вдруг?).

Кроме того, пользуясь доверчивостью клиентов, за соответствующую добавку в цене в компьютеры иногда устанавливаются даже не ремаркированные разогнанные процессоры (редко кто снимет "кулер" и проверит) под видом суперсовременных, но "недорогих решений местных производителей". А как эффектно это звучит в рекламе! Как отличить "пиленный" процессор от оригинального? На поверхность оригинальных процессоров производители наносят свою маркировку с помощью лазерной технологии (процессоры Intel). При этом гравировка имеет рельефность и достаточно аккуратный вид. Ремаркированный процессор, как правило, маркирован краской, которая не дает эффекта рельефности. Кроме того, на оригинальном процессоре маркировка рабочей частоты на обеих сторонах корпуса всегда совпадает.

В связи с бумом ремаркированных процессоров в прошлом году фирма Intel даже объявляла о выпуске защищенных процессоров, которые не будут подвергаться разгону. Тем не менее пока автору этих строк с такими процессорами сталкиваться не приходилось.

Конечно, завтра появятся новые процессоры и новые сотни мегагерц. Но достоинство overclocking'а в том, что он доступен сегодня. Главное - это немного здорового любопытства, аккуратной настойчивости и... хороший вентилятор. Возможно, конечно, придется повозиться и с настройками в BIOS. Но если вы решились на манипуляции с переключателями на системной плате, программные настройки в BIOS вас не должны испугать. Тем более что эта процедура, как правило, достаточно подробно описывается в документации к системной плате.

Overclocking - это технология для пытливых и тех, кому проще часок-другой поковыряться руками, чем заплатить сотню-другую "зеленых" условных единиц. С другой стороны, это еще один аргумент в пользу приобретения ПК не столько с лейблом Intel Inside и пломбой на корпусе, сколько собранных с использованием качественных материнских плат и компонент. Заплатив на 20-30 "зеленых" больше за системную плату, можно впоследствии сэкономить пару сотен тех же "условных единиц", повышая производительность системы. Сказанное, конечно же, относится и к процессорам Pentium MMX, и к новым сериям CPU от AMD и Cyrix.

Таблица 1. Типичные значения соотношения внутренней и внешней частот работы процессора

CPU Pentium,МГц Кратностьчастот Частотавнешняя, МГц Частота шиныPCI, МГцПропускная способностьPCI, Мбайт/с
751.55025100
901.56030120
1001.56633132
1202.06030120
1332.06633132
1502.56030120
1662.56633132
18036030120
20036633132

Таблица 2. Как вы хотите "разогнаться" сегодня?

Исход-
ная час-
тота
внутрен-
няя частота,
МГц
кратностьх внешняя частота,
МГц
внутрен-
няя частота,
МГц
крат-
ностьх внешняя частота,
МГц
внутрен-
няя частота,
МГц
крат-
ностьх внешняя частота,
МГц
внутрен-
няя частота,
МГц
крат-
ностьх внешняя частота,
МГц
Pentium, МГц
75 112.5 1.5 x 75 100 1.5 x 66 90 1.5 x 60 83 1.5 x 55
90 125 1.5 x 83 112.5 1.5 x 75 100 1.5 x 66 --
100 125 1.5 x 83 112.5 1.5 x 75 ----
120 1502 x 75125 1.5 x 83 133 2 x 66 112.5 1.5 x 75
133 166 2 x 83 150 2 x 75 166 2.5 x 66 --
150 166 2 x 83 187.5 2.5 x 75 200 3 x 66 150 2 x 75
166 208 2.5 x 83 166 2 x 83 187.5 2.5 x 75 200 3 x 66
200 250 3 x 83 225 3 x 75 208 2.5 x 83 --
PentiumPro, МГц
1501662.5 x 66------
1802333.5 x 662003 x 66----
2002664 x 662333.5 x 66----

Таблица 3. Проверенные и вероятные результаты "разгона"для распространенных системных плат и процессоров

Исходная частота
процессора,МГц
Вероятен 
успех,МГц
Возможен 
успех,МГц
486
1620-
202533
253340 или 50
334050
4050-
6680-
100120-
Pentium/6x86
6066-
7590100-133
90100120-133
100120133
120133150
133150166-180
150166-
166180187,5
200225-

Андрей Муравицкий

© Компьютерная газета

полезные ссылки
IP камеры видеонаблюдения