Оверклокинг процессоров

Были, однако, времена, когда люди хотели за меньшие деньги получить большее. Сейчас же оверклокинг нужен только для выпендрежа и повышения ЧСВ. Именно об этом сейчас и пойдет речь. Надеюсь, что вам будет интересно.

 

Первые попытки

Все началось с разгона тактового генератора. А именно, управление блоком осуществлялось за счет замыкания FS-контактов. Набор из разных сигналов (высокого или низкого) позволял получать значения логического нуля и единицы. Вследствие чего составлялась таблица с определенными частотами процессора. Уже потом материнские платы начали снабжать джамперами, которые меняли сигнал тактового генератора. Как правило, средний контакт отвечал за номер FS-ноги, а остальные два – за землю и напряжение. Подобным образом и осуществлялся разгон CPU. Поначалу повышение частот не давало больших обещаний. Доисторические ядра удавалось раскочегаривать на 5-10 лишних мегагерц.

Первым официальным свидетельством разгона на теперь уже легендарном ресурсе hwbot.org стал процессор AMD Am386, выпущенный в далеком 1991 году.

Данный «камень» был призван составить конкуренцию Intel 80386. Хотя слово «конкуренция» – слишком сильно сказано. Выполненный согласно 1000-нанометровому техпроцессу, «триста восемьдесят шестой» являлся полной копией кристалла наследников Мура. Впрочем, случись подобное заимствование идей в наши дни, Intel своими судебными делами съела бы AMD с потрохами. Как бы там ни было, AMD Am386 обладал 32-битной шиной данных, а также был снабжен 80387 FPU. И это при ресурсе в 275 000 транзисторов! Частота «камня» варьировалась в зависимости от тактового генератора, но не сильно – всего 12-40 МГц. Причем упомянутый ранее кристалл-соперник Intel 80386 работал с максимальной скоростью 33 МГц.

Самым производительным среди AMD Am386 было устройство AMD Am386DX-40. Из названия видно, что кремниевый девайс функционировал с тактовой частотой 40 МГц. А вот португальскому оверклокеру WoOx3r[Pt] в свое время удалось разогнать данный процессор до 50 МГц!

Пусть сейчас предоставленный результат и звучит смешно, но тогда это был рекорд из рекордов. Кстати, на подобных характеристиках тест Super Pi с паттерном в один миллион знаков после запятой был пройден за какие-то 2 дня 21 час 36 минут и 32.992 секунды. Быстро, правда?

Более производительными оказались CPU следующего поколения: AMD Am486 и AMD Am5x86. Первое семейство появилось в 1993 году. На новинке разместилось 1 185 000 транзисторов, благодаря переходу на 800-нанометровый техпроцесс. Естественно, поднялись и частоты. Если поначалу выходили модели с небольшой скоростью до 40 МГц, то потом тактовая частота «камня» выросла до 120 МГц. Энтузиасты не постеснялись разогнать новые процессоры. Например, оверклокер DrSwizz смог запустить AMD Am486DX-25 на частоте 33 МГц. Эталонный тест Super Pi рассчитал миллион знаков после запятой за 2 часа 4 минуты и 59 секунд (сравните с результатом Am386!).

Уже в 1995 году энтузиасты вдоволь наигрались процессором AMD Am5x86-P75.
Так ядро под кодовым именем Х5 удалось разогнать до 162 МГц – более чем в два раза. В результате чешский оверклокер преодолел тест Super Pi всего за 36 минут ровно.

Время Intel

Одновременно с выходом чипа AMD Am5x86 появилась марка процессоров Intel Pentium, впоследствии ставшая культовой. Среди оверклокеров очень популярным стал чип серии Pro или P6.

На самом деле под этой маркой прятался кристалл с совершенно другой архитектурой, нежели обычный «пень». Во-первых, за счет применения архитектуры двойной независимой шины были сняты ограничения по пропускной способности памяти. Пришлось разработать специальный слот – Socket 8. Также применялась технология размещения двух чипов.
Один из них и был CPU с 5.5 миллионами транзисторов, выполненный согласно 250-нанометровому техпроцессу. А вторая микросхема играла роль кэша второго уровня. С течением времени выпускались модели Pentium Pro с 256, 512 и 1024 Кбайт SRAM-памяти. Работала конструкция за счет 387-контактного SPGA-корпуса при напряжении питания 3.3 вольт. Среди оверклокеров популярной стала модель Intel Pentium Pro c 256 Кбайт кэша второго уровня, функционирующая на частоте 200 МГц. Например, наш соотечественник Veld разогнал P6 до 245 МГц. А вот быстрее всех тест Super Pi прошел опять же россиянин frag_: Intel Pentium Pro при частоте 225 МГц рассчитал миллион знаков за 7 минут 44.700 секунды.

Интересная ситуация. Многие оверклокеры решают поиздеваться над «железом» спустя какое-то время. Ради забавы(вот же извращенцы!). Неважно. Но в 2009 году украинцу за счет пары Intel Pentium Pro, работающих на частоте 240 МГц, удалось пройти тест wPrime 32m за 6 минут и 41.190 секунды.

Опять AMD

В следующем году после анонса Pentium компания AMD разразилась очередным поколением своих процессоров. На этот раз обошлось без плагиата, и семейство кремниевых удальцов со звучным названием K5 обзавелось своими индивидуальными чертами. По сути этот CPU и есть первый обособленный продукт корпорации. Естественно, «камень» AMD позиционировал себя главным (а каким же еще?) конкурентом Intel Pentium. Именно тогда появилась интересная чехарда с названиями процессоров. Так AMD K5 PR133 с тактовой частотой 100 МГц считался аналогом чипа Intel Pentium, работающего со скоростью 133 МГц (с тех времен и по- шел так называемый PR-рейтинг). Всего же в модельном ряде «зеленых» присутствовали «камни» с сигналом 75, 90, 100 и 116 МГц. Были и комичные ситуации, когда выпускались абсолютно одинаковые чипы AMD K5 PR90 и AMD K5 PR120, действующие на частоте 90 МГц. Кристалл делался в соответствии с 350-нанометровым техпроцессом, что позволило разместить 4.3 миллиона транзисторов. Кэш первого уровня делился на 8 Кбайт для данных и 16 Кбайт для инструкций.

А вот общей памяти второго уровня даже не намечалось. Ее распаивали на материнской плате. Уровень потребления энергии пятого поколения процессоров перевалил за 10 психологических ватт. И для их охлаждения (процессоров, ну и ватт тоже) потребовалось применение не только пассивного, но и активного воздушного охлаждения. Тем не менее, это ничуть не отпугнуло оверклокеров. Итак, лучшим среди разгона AMD K5 PR133 стал бразильский паренек RIBEIROCROSS. Ему удалось запустить «пятерочку» на частоте 142.5 МГц и пройти бенчмарк Super Pi 1m за 12 минут и 48.640 секунд. Топовый процессор AMD K5 PR166 (@116 МГц) под пристальным вниманием хорошо знакомого ретрооверклокера orange покорил отметку 150.5 МГц. С помощью этого же девайса хорватский экстремал skydec прошел тест Super Pi 32m за 18 часов 52 минуты и 40.392 секунд.

Эволюционируем вместе

7-го мая 1997 года Intel анонсировала продолжение линейки процессоров Pentium. Второй «пень» являлся не чем иным, как переработкой ядра P6, о потенциале которого говорилось выше. Модернизация кристалла заключалась в увеличении кэша первого уровня с 16 Кбайт до 32 Кбайт, а также появлении блока SIMD-инструкций MMX. Поэтому Intel Pentium MMX не стоит считать первым процессором с эксклюзивными (в тот период времени) мультимедийными расширениями. Кстати, одновременно с реинкарнацией P6 большую популярность обрела память стандарта SDRAM и интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port).

Всего же второй «пенек» просуществовал в пяти ипостасях. Первым исконно считается ядро Klamath. Процессоры на его основе располагали шиной FSB с частотой 66 МГц, а сам CPU функционировал со скоростью 233-300 МГц. При этом внешний кэш второго уровня (512 Кбайт) трудился на уполовиненной частоте ядра. Сама конструкция устройства представляла собой картридж с распаянными на нем элементами. Позже от такого корпуса пришлось отказаться в пользу текстолитовой пластины, очень похожей на сегодняшние процессоры.
Следующее ядро Deschutes по-прежнему располагалось в картридже, устанавливаемом в Slot 1. Отличия от Klamath заключались в переходе на 250-нанометровый техпроцесс. Отсюда потребляемое напряжение процессора снизилось с трех вольт до двух, а частоты увеличились до 450 МГц. Очень популярным стал «камень» Pentium II 350 МГц. Оверклокеру Jonh’у из Аргентины даже удалось раскочегарить модельку до 601 МГц! Испытание в виде Super Pi 1m с такими характеристиками CPU в среднем преодолевалось за 200 секунд.

Имя, сестра!

Среди Intel Pentium II позже появились ядра P6T (OverDrive) и мобильные Tonga/ Dixon. Заоблачными тактовыми частотами они не радовали. Но не стал бы оверклокинг столь популярным делом, не появись 15 апреля 1998 года первый процессор семейства Celeron. Эти бюджетки без кэша второго уровня буквально покорили оверклокеров всего мира.
А некоторые до сих пор ублажают себя разгоном «сельдерея» (так в простонародье называют Celeron из-за очень близкого сходства со словом Celery).

Производительность данного чипа находилась на очень низком уровне. Но вот разгон по абсолютной максимальной частоте не мог не радовать. Тогда же подобные результаты начали называть попкорном. Так словенцу Moonman’у удалось раскачать Intel Celeron 433 МГц (на базе ядра Mendocino) до 780 МГц. Для этого пришлось увеличить скорость шины до 120 МГц. Множитель «камня» держался на уровне х6.5 единиц.

K6

Тем временем AMD не бездействовала. В 1997 корпорация представила процессор К6 (Model 6).
Как обычно, новые процессоры позиционировали себя альтернативой Intel Pentium.
Поэтому названия кристаллов корректировались согласно частотному потенциалу конкурентов.

Ядро после перехода на 350-нанометровый техпроцесс обзавелось 8.8 миллионами транзисторов. А позже вышла вариация Little Foot (она же Model 7), обработанная «напильником» до 250 нанометров. Кэш первого уровня составлял 64 Кбайт, поровну поделенные на данные и инструкции. Работал процессор с частотами 166, 200 и 233 МГц. «Лапа», как ее называли, смогла достичь отметки 300 МГц. Почему седьмая модель оказалась невостребованной оверклокерами – загадка(скорее всего не загадка, это я плохо искал). Зато Model 6 отлично поддавалась разгону. Рекорд принадлежит австрийцу Turrican, запустившему 233-мегагерцовый чип на частоте 310 МГц.

Аналогично К6 новое семейство – K6-2 – было призвано составить конкуренцию Intel Pentium II. «Камень» состоял из 9.3 миллиона транзисторов, для чего площадь кристалла пришлось увеличить с 68 до 81 квадратного миллиметра. Поднялось и тепловыделение процессора, достигавшее отметки 28.4 ватта в зависимости от модели. Тем не менее, верный «солдат» Socket 7 не требовал активной системы охлаждения. А уже при помощи обычной 120-миллиметровой вертушки бельгиец Massman разогнал AMD K6-2 (Model 8) до 720.5 МГц.
Наш соотечественник, qwerty84, заставил процессор пройти тест Super Pi 1m на частоте 650 МГц за 5 минут и 12.44 секунд.

Позже (16 ноября 1998 года) AMD выпустила ядро Chomper Extended. Правда, частоты подобных «камней» увеличились не сильно. Топовое устройство функционировало со скоростью 550 МГц. Лучший результат разгона принадлежит опять же Turrican’у: 744.6 МГц.

Наконец, эпоху заката линейки K6 ознаменовали процессоры микроархитектуры IA-32, представленные обществу в феврале 1999 года. Ядра Sharptooth и K6-III-P обзавелись полноскоростным кэшем второго уровня, вытравленным прямо на кристалле. Кстати, для 256 Кбайт быстрых «мозгов» чипа пришлось затратить 21.3 миллиона транзисторов, но без модернизации техпроцесса.

Частоты чипа не отличались от шестой, седьмой и восьмой моделей. К сожалению, разгонным потенциалом новые CPU не радовали. Оверклокеру GtaduS’у удалось выжать 575.1 МГц из модели AMD K6-III 450 МГц (Model 9).

На границе тысячелетий

Наверное, было бы не совсем логично, если бы на границе старого и нового времен процессоры Intel и AMD не сделали бы огромнейший скачок вперед. Со стороны первых этим скачком стал процессор Intel Pentium III. Вышедшее 26 февраля 1999 года ядро Katmai поначалу не обладало сверхъестественными характеристиками. Частоты находились на уровне 450-600 МГц. Одними из немногих отличий модифицированного кристалла Deschutes стали оптимизация работы с памятью да расширенный набор команд SSE.
Позже третий «пенек» обновился в виде чипа Coppermine. Частоты процессора наконец-то достигли гигагерца! Свершилось сие чудо 8 марта 2000 года. Правда, в среде оверклокеров покорение подобного рубежа отпраздновали чуть раньше. А если быть более точным, то еще в 1999 году (официально «камень» был представлен 25 октября), когда процессор Intel Pentium III с частотой 733 МГц за счет разгона покорил заветный рубеж.

На сегодняшний день рекорд принадлежит голландскому энтузиасту _Datura_: парню удалось снять валидацию при 1181.3 МГц по ядру. Примечательно, но для достижения подобного результата оверклокеру пришлось использовать систему фазового перехода (читай фреонку). Память тестового стенда стандарта SDRAM функционировала на частоте 215 МГц, для чего пришлось водрузить на модуль водоблок.

Как всегда великолепный разгонный потенциал демонстрировали Celeron. Основанные на все том же ядре Coppermine, процессоры обладали 128 Кбайт 4-канального кэша второго уровня и шиной FSB 66 МГц. В итоге латентность памяти увеличилась в два раза по сравнению с обычным Pentium III.
А вот разгонный потенциал девайса не вызывал нареканий. Все благодаря высокому коэффициенту умножения х8. В результате модель с номинальной частотой 800 МГц запустилась при 1406 МГц. При этом выходцу из страны накуренных, оверклокеру DDC, не пришлось устанавливать ничего, кроме более мощного вентилятора на стоковый кулер.

Не последнее слово

Летом 1999 года AMD обозначила линейку процессоров Athlon с микроархитектурой K7. Как обычно, кристаллы Argon, Pluto и Orion выпускались вдогонку Intel. И как обычно, позиционировали себя равнозначной заменой. Только поначалу у седьмого поколения не сложилось с разгоном. Потенциал первых Athlon находился на очень низком уровне. Когда 700-мегагерцовый «пень» легко покорял психологический гигагерц, аналогичный Orion еле-еле преодолевал отметку в 800 МГц.

Об этом свидетельствует результат оверклокера mafler, установленный 10 лет спустя: AMD Athlon 700 МГц запустился при частоте 889.15 МГц.

Больший ажиотаж вызвал выход процессоров на ядре Thunderbird. Модель AMD Athlon 1000 покорила небывалую отметку 2184 МГц! За что стоит сказать спасибо французскому оверклокеру cpulloverclock.

Именно на такой мажорной ноте оверклокеры встретили новое тысячелетие. А впереди были двухтысячные. Впереди была интересная и интригующая дорога.

Новое тысячелетие 

Индустрия встретила новое тысячелетие с энтузиазмом.
В ноябре 2000 вышел Pentium 4. Работа над процессорами этой линейки началась еще в 1998 году, но, в связи со множеством трудностей, разработка продлилась до конца 2000 года. Новые процессоры создавались на микроархитектуре NetBurst, имевшей принципиальные отличия от микроархитектуре P6, на основе которой строились процессоры Pentium II и Pentium III, поэтому они получили новое название – Pentium 4.

Первые модификации процессоров Pentium 4 были не очень удачными. Они проигрывали в производительности топовым моделям Pentium III и конкурирующим процессорам AMD. И цены на эти процессоры были велики. Однако, со временем, когда появились более быстрые модификации процессоров этой линейки, Pentium 4 стал отвоевывать свою нишу на рынке вычислительной техники.

Но Pentium 4 вовсе не был плох и он поддерживал наборы инструкций SSE2 и SSE3. А в комбинации с HyperThreading, Pentium 4 превосходно справлялся как с мультимедийными и контентными задачами, так и с кодами, оптимизированными под новое ядро. А использование графических карт для 3D-графики еще больше улучшало производительность, таким образом, процессор Р4 заложил основу для развития игровых ништяков.

Оверклокеры проявили большой интерес к ядру Northwood, выпущенному в 2002 году. С подходящей системной платой и памятью даже начинающие оверклокеры могли поднять тактовую частоту на 1 ГГц при воздушном охлаждении.

Но чтобы Pentium 4 действительно заблистал, потребовалось поднять тактовую частоту до рекордных цифр. Intel предполагала, что этого удастся добиться с ядром Prescott — первым чипом, изготовленным по 90 нм технологии. Но Prescott дал лишь незначительное повышение производительности, в противовес громким рекламным обещаниям, а в игровых тестах значительно уступал процессорам AMD.
Pentium 4 стал первым процессором который во всех модификациях уже был в рамках понятия Socket. Socket 478 – надолго вошёл в обиход, систему картриджей забыли.

Эра AMD 

В это время AMD, с линейкой Athlon XP и новой системой описания тактовой частоты (1800+) вышла на рынок. Часть семейства Athlon, после ревизии XP и добавления инструкций SSE, стала еще одним агрессивным шагом в маркетинге AMD. XP поддерживал eXtreme Performance и прекрасно работал с Windows XP. Кроме того, AMD вернулась к использованию системы Performance Rating (PR) для маркирования процессоров. Официально, PR от AMD должно было характеризовать производительность процессора XP по отношению к ядру Thunderbird, так что теоретически AMD Athlon XP 1800+ должен был иметь такую же производительность, как и Thunderbird на частоте 1.8 ГГц. Однако, на практике эта аббревиатура ошибочно использовалась гораздо шире, например, в качестве указателя на соответствующий интеловский процессор — во многом из-за совпадения аббревиатур «Pentium Rating» и «Performance Rating».

Самый популярный Socket A Athlon был создан на основе ядра Barton, появившегося в 2003 году и обещавшего огромные возможности оверклокинга. В частности, интерес вызвала первая версия процессора — Barton 2500+, которая поставлялась с разблокированным множителем. При увеличении значения множителя большинство процессоров Barton 2500+ могли легко достигать производительности флагманской модели AMD 3200+.

Конечно же, инженеры AMD не могли позволить себе такую роскошь, как убрать защиту от разгона. Новый Athlon XP/MP на ядре Palomino – был прекрасным примером высококачественной работы, на какую только способен производитель чипов. До этого была возможность соединять дорожки для «превращения» процессора в более мощьную модель. Такой способ был весьма действенен на прошлых Athlon с ядром Thunderbird. Таким образом, рассеялись мечты крутых «разгонщиков», которые еще до покупки процессора строили планы насчет разгона. Но разгонный потанциал был и так феноминален!

Очередной скачок произошёл опять в рядах AMD. Вершиной успеха AMD стал 64-разрядный процессор Athlon 64, предназначенный для основной массы пользователей. В то время как инженеры Intel пытались создать процессор Р4 на базе NetBurst, AMD занялась производством чипов с более эффективной архитектурой и интегрированным контроллером памяти.

Хотя А64 предложил собственную 64-разрядную основу, он был также полностью совместим с 32-битной кодировкой без заметной потери в производительности. Это было очень важно для пользователей Windows, которые все еще жили в 32-разрядном мире.

Intel всё не унималась. Невезучая архитектура NetBurst окончательно сдала свои позиции в последнем бренде Intel Pentium D. Процессоры Pentium D, содержащие два одноядерных процессора, трансформировались впоследствии в многоядерные модули. Не столь элегантный, как двуядерная разработка AMD, Pentium D предлагал приличную многозадачную производительность, хорошие возможности для разгона по сравнительно невысокой цене. Pentium D обеспечил приверженцам Intel уверенную альтернативу AMD.

Продолжая доминировать на рынке настольных ПК, серия процессоров Athlon 64 X2 от AMD содержала два ядра в одном кристалле, совместно использующих интегрированный контроллер памяти. Эта структура обмена данными обеспечивала огромное преимущество в производительности по сравнению с интеловской двуядерной конфигурацией, у которой ядра осуществляли коммуникацию через общую шину. В серии X2 были добавлены SSE3 команды.

Intel против AMD 

Пробудившись от нокаута в компьютерном мире, Intel начинает штурмовать процессорный мир со своей новой архитектурой Core 2.

Вместо концентрации на достижении максимальной тактовой частоты, Intel сфокусировался на более высокой производительности его процессорного конвейера. Это означало возврат к более низким тактовым частотам, но с другой стороны, повышало производительность процессоров. Но после того, как обнаружилась несостоятельность Prescott, средства массовой информации с осторожностью отнеслись к обещаниям Intel по поводу производительности Core 2. Но, к глубокому разочарованию AMD, Core 2 полностью соответствовал заявленным возможностям.

Первый Core 2 Duo буквально взорвал рынок. Несмотря на дебют с невысокими частотами 1.86 ГГц и 2.13 ГГц (Е6300 и Е6400), производительность, а также агрессивная ценовая политика сделали Core 2 популярным.

Позднее Core 2 был переведен на 45 нм технологию изготовления. Так появилась версия Penryn, в которой 820 млн транзисторов было упаковано в четырехядерный процессор, работающий с частотой, достигающей 3.2 ГГц. Проблема была в температурах работы процессора.

AMD передав пальму первенства в производительности интеловской архитектуре Core 2, тем не менее, надеялась осуществить рывок с будущим процессором Barcelona, который был впоследствии переименован в Phenom. Но ранние версии Phenom часто давали сбои в работе. А в затылок ему уже дышала интеловская архитектура Nehalem.

Нельзя сказать, чтобы Phenom был такой уж плохой архитектурой – у него, несомненно, имелись и достоинства: несколько SIMD инструкций, включая MMX, Enhanced 3DNow, SSE, SSE2, SSE3 и SSE4a, 4-ядерный процессор и неплохая производительность. Но все это несравнимо уступало уровню последних процессоров Intel, к тому же, AMD проиграл Intel в ценовой политике.

Процессор Core i7, вышедший в 2008 году еще больше укрепил беспокойство AMD, которая все еще надеялась побороться за создание архитектуры, способной конкурировать с Core 2. Тем временем Core i7 (ранее известный под именем Nehalem) остался вне конкуренции.

А Intel тем временем окончательно отошел от традиционной шины в пользу QuickPath Interconnect, которая являлась аналогом HyperTransport от AMD. Это двухточечное межкомпонентное соединение (point-to-point interconnect) позволяет намного быстрее осуществлять связь между процессором и различными подсистемами. Правда, из-за этого оверклокерам пришлось «повышать квалификацию», в том числе осваивать несколько новых терминов, чтобы научиться грамотно осуществлять разгон, впрочем — серия Intel Core i7/5/3 стала самой известной среди школо-оверклокеров(разгон они, конечно же, осуществляли не корректно).

По началу это были сложные для разгона процессоры, а также Intel впервые начала блокировать разгон из «коробки». После этих процессоров начали появляться специальные модификации для оверклокеров – серии с пометками (K — для оверклокинга с разблокированным множителями), остальные же были уже урезаны.

Многие считают, что Phenom II — это то, чем должен был стать оригинальный Phenom. Вместе с утроенным объемом кэш-памяти третьего уровня (6 МБ вместо 2 МБ), поддержкой DDR3 и удалением «холодных багов», которые отравляли жизнь оверклокерам, Phenom II закрыл брешь в производительности с интеловской линейкой Core 2. Но у AMD по-прежнему оставалась проблема: Intel уже осуществил следующий шаг, а AMD пока нечего было предложить в качестве конкурента Core i7.

Будучи не в состоянии конкурировать с Intel в производительности, AMD пришлось снизить цены на свои процессоры значительно больше, чем того хотелось бы. Тогда как Athlon 64 X2 имели тенденцию к высоким ценам, Phenom II X4 940 имел розничную цену всего $215 – ощутимо ниже $1000, которую обычно просили за флагманские процессоры.

 

Ну, в принципе это все, что я хотел рассказать. Кстати, вам понравилась статья и вообще — стоит ли мне рассказывать про железо или нет?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *