R16069b

Overclocking

Enuntul Problemei - Radu Diaconu

Sugerata prin nsusi numele sau, overclocking-ul este operatiunea prin care putem creste

artificial frecventa de functionare a unui procesor peste valoarea sa nominala cu mai multe

procente, fara sa ne coste, si mai ales fara sa riscam nimic, daca stim exact cum sa

procedam. n ciuda dezaprobarii oficiale unanime de catre producatorii de procesoare,

overclocking-ul a devenit practic un hobby al multor pasionati de calculatoare.

Aceasta "mica moda" a aparut, fireste, odata cu aparitia posibilitatii tehnice de a realiza

overclocking-ul, care nu este straina de dezvoltarea microprocesorului de-a lungul

timpului. Au existat mai multe etape "istorice" ale fenomenului, fiecare din acestea avnd

originea ntr-o inovatie a generatiilor de procesoare.

Specialistii au semnalat pentru prima data posibilitatea "supraturarii" unui procesor cu

ocazia lansarii mai multor variante de 80286, tactate diferit si, evident, la preturi

diferite. Din cauze ce tin de microelectronica, frecventa de lucru a microprocesorului va

fi cea setata de placa de baza si nu cea din denumirea comerciala a procesorului. Astfel,

placile de baza ale epocii aveau implementate dispozitive de selectare a frecventei de

lucru de catre cel care asambla PC-ul, n vederea recunoasterii tipului de procesor

achizitionat. Probabil ca prima persoana care a introdus un procesor 286 de 8 MHz ntr-o

placa de baza setata la 10 MHz si a observat ca procesorul functioneaza stabil la 10 MHz,

a strigat "Evrika!". Dar sa detaliem putin de ce este acest fenomen realizabil, si de ce

un producator de procesoare nu face singur acelasi lucru, cum, firesc, din ratiuni

comerciale, ar trebui sa-l faca.

Nici unul dintre producatorii de procesoare nu detine linii de fabricatie diferite pentru

fiecare frecventa n parte, n cadrul aceleiasi game de CPU-uri. nainte de a fi marcat la

frecventa la care produsul va fi vndut, procesorul este supus unor teste (care sa reflecte

cele mai vitrege conditii din realitate), iar exemplarele care reusesc sa le ruleze stabil

la o anumita frecventa de tact, sunt marcate corespunzator. n caz contrar, testul se repeta

la o frecventa mai joasa si asa mai departe, pna la atingerea minimului stabil.

Aici intervine sansa overclocker-ului: daca producatorul testeaza procesorul dupa un

standard dus la extrem, nseamna ca n realitate procesorul va putea rula si la o frecventa

mai mare dect cea inscriptionata, perfect stabil, ntr-un PC obisnuit, unde sansele sa se

reproduca acel test extrem (si n consecinta blocarea) sunt aproape nule. Pe lnga aceasta

marja generoasa de eroare, utilizatorul mai beneficiaza si de avantajele unui marketing

mai neobisnuit, si anume daca cererea pietei este mai mare pentru o anumita frecventa, mai

joasa dect maximul suportat, acel procesor este marcat la un numar de MegaHertzi mai mic

dect ar putea el rula, el fiind n realitate "apt" de o frecventa superioara, daca l

setam manual ca atare. Astfel, marea atractie oferita de overclocking are la baza faptul

ca utilizatorul va plati mai putin pe un produs echivalent cu unul mai scump.

n cazul generatiilor de PC-uri 286 si 386, era suficienta setarea unei frecvente

superioare cu ajutorul jumperilor speciali de pe placa de baza. n curnd a aparut si

posibilitatea setarii manuale a voltajului, tot de pe motherboard, iar cineva a observat

ca n cazul unui procesor devenit instabil din cauza overclocking-ului, sansele ca

acesta sa redevina stabil la acea frecventa cresc daca i se mareste si tensiunea.

Al treilea factor poate ajuta la realizarea overclocking-ului a aparut odata cu

introducerea procesorului 486 DX2, la care exista un decalaj ntre frecventa de bus a

placii de baza (FSB) si frecventa procesorului, raportul dintre acestea fiind fixat de un

coeficient de multiplicare. Deoarece frecventa finala a procesorului este rezultatul

nmultirii dintre frecventa FSB si multiplicator, overclocking-ul se putea acum realiza

jonglnd cu cele doua valori pe rnd sau simultan, la care se adauga si cresterea voltajului

. Astfel, acest procedeu a nceput sa fie din ce n ce mai raspndit, Intel asistnd

neputincios la fortarea seriilor 486 DX4 si Pentium. Din cauza amploarei luate de fenomenul

piratajului procesoarelor sale (anumite firme reinscriptionnd originalele la frecvente

superioare si vnzndu-le astfel cu un profit deloc neglijabil, lasndu-l pe Intel sa se

descurce cu eventualele scandaluri generate de exemplarele instabile), fabricantul a hotart

sa puna capat acestei practici cu orice pret, introducnd pentru prima data blocarea din

fabrica a multiplicatorului procesorului la noua generatie Pentium II, n august 1998

(primele stepping-uri fabricate pna n acel moment nefiind afectate). Deoarece acest

multiplicator era inscriptionat definitiv ntr-un circuit special din procesor,

overclocker-ii au trebuit sa se multumeasca numai cu cresterea FSB si cu ajustarea

voltajului. Coeficientul fix de multiplicare s-a mentinut pe tot restul gamei sale de

produse pna n zilele noastre.

Schimbarea FSB, singura solutie ramasa, nu era tocmai cea ideala, din doua motive: n primul

rnd, nu toate placile de baza detin un FSB superior; n al doilea rnd, din cauza

arhitecturii interne a chipset-ului, cresterea FSB este urmata n majoritatea cazurilor de

cresterea frecventei de functionare a bus-ului PCI (standard 33 MHz) si ISA, cu un procent

identic, de la un anumit punct acesta ncepnd sa genereze erori ori pe controller-ul IDE

ori datorita cedarii diferitelor placi de extensie instalate n sloturile PCI. Nici bus-ul

AGP, introdus mai trziu, nu e scutit de probleme n cazul overclocking-ului, si frecventa

sa (66 MHz) crescnd corespunzator cu FSB, pna la un punct la care placa grafica cedeaza,

aparnd artefacte sau blocnd sistemul.

O solutie ce a compensat aceste neajunsuri a oferit-o n premiera fabricantul de placi de

baza Abit, care a introdus posibilitatea selectarii din BIOS a FSB-ului, cu valori din 1 n

1 MHz, si apoi a divizorului manual pentru PCI, respectiv AGP. Astfel, orict de mult se

crestea FSB-ul, bus-urile PCI si AGP puteau functiona cu aproximatie la frecventele lor

initiale. Un exemplu elocvent ar fi cazul unei placi de baza cu chipset Intel 440BX,

desemnat sa lucreze cu bus de 100 MHz. Daca am fi norocosii posesori ai unui procesor

Pentium III de 450 MHz (cu bus de 100 MHz si cu multiplicator blocat din fabrica la 4.5)

care ar putea functiona la 600 MHz, ar fi trebuit sa crestem FSB de la 100 la 133 MHz, dar

n acelasi timp ar creste si bus-ul PCI si AGP de la 33 la 44 MHz respectiv de la 66 la 88

MHz. Daca generatiile mai noi de placi video pot suporta usor frecventa bus-ului AGP de 88

MHz (uneori cu crestere notabila de performante), marea majoritate a dispozitivelor care

se instaleaza n sloturile PCI (placi de sunet, modem-uri, placi de retea, TV-tunere etc.)

nu ar rezista la 44 MHz. nsa setarea manuala a divizorului PCI de la 1/3 la 1/4 (din FSB)

ne va permite pastrarea frecventei de 33 MHz pentru PCI, asigurnd astfel succesul obtinerii

celor 600 MHz. E bine de stiut ca pe lnga cresterea FSB-ului mai creste

(n afara de ISA, PCI si AGP) si frecventa memoriei RAM, care n ultima vreme e cea mai

des ntlnita limitare. n exemplul anterior succesul ar fi fost asigurat numai prin

prezenta memoriei PC133, foarte greu de gasit la vremea aparitiei procesorului P III 450.

Spuneam ca aceasta operatiune este lipsita de risc daca stim cum s-o realizam, deoarece n

cel mai rau caz, cnd se atinge frecventa la care efectiv nu mai poate functiona,

procesorul ncepe sa provoace erori n operare si blocari ale sistemului. Cum acestea sunt

reversibile, nu avem dect sa selectam ultima frecventa la care procesorul a rulat stabil

si obtinem astfel un salt de performanta gratuit.

nainte de orice sugestie, tinem sa precizam ca n cazul overclocking-ului, cuvntul de

ordine este precautia. Sa nu credeti ca se poate pune un procesor de 100 MHz la 200 MHz, sa

nu credeti ca dublnd sau triplnd voltajul procesorului acesta va rula mai repede si

stabil. n aceste doua cazuri riscul arderii procesorului e mare, singur sau cu tot cu

placa de baza. La un overclocking, totul se rezuma la caldura disipata de procesor,

atingerea unei valori prea ridicate blocnd procesorul, sau n cazuri extreme, arzndu-l

iremediabil. Este nevoie de cunostinte tehnice privind calculatoarele, pentru aprecierea

corecta a unei valori teoretice maxime la care ar rezista procesorul. Factorii ce asigura

un overclocking reusit sunt numerosi, noi vom ncerca sa-i prezentam succint, pe rnd.

n primul rnd exista o diferenta notabila ntre procesoare fabricate de producatori

diferiti. Pe primul loc a fost si se afla Intel, din mai multe motive. Primul ar fi acela

ca testele sale n vederea stabilirii frecventei de lucru finale a procesorului sunt cele

mai severe, asta nsemnnd alegerea unei marje mari de siguranta ntre ultima frecventa

la care procesorul a rulat stabil si frecventa cu care va fi vndut. n al doilea rnd

Intel a produs ntotdeauna procesoare care disipau un minim de caldura. Cum cresterea

fortata a frecventei implica o temperatura de functionare mai mare, procesoarele Intel

beneficiaza astfel de nca o marja de siguranta, utilizatorul nefiind nevoit sa adopte

masuri costisitoare de racire activa. n al treilea rnd, Intel detinnd ntotdeauna cea

mai mare parte din volumul vnzarilor, si-a permis relaxat vnzarea procesoarelor

subtactate, din diferite motive de marketing ale momentului. Concurentul lui direct, AMD,

pe lnga faptul ca nu si-a permis aceasta jonglerie din simplul motiv ca era constant

depasit n frecventa de catre Intel (cu exceptia unei perioade de un an, ntre 1999-2000),

era si este nevoit sa adopte marje minime la marcarea procesoarelor, sansa unui

overclocking de amploare scaznd drastic. AMD a introdus la rndul sau coeficientul de

multiplicare blocat, odata cu Athlon, nsa s-a dovedit ca procesoarele pe Socket A pot fi

deblocate foarte usor, operatie imposibil de realizat la produsele Intel. Pe al treilea loc

s-a situat cndva Cyrix, mai mult, prima serie 6x86+ fiind total contraindicata

overclocking-ului, din cauza problemelor grave de caldura disipata, deja prezente, la acea

generatie.

Al doilea reper ca importanta l constituie locul respectivului procesor n cadrul familiei

sale. Astfel, cu ct frecventa sa este mai mica, sansele unui overclocking mai mare cresc,

cel putin teoretic. Cu ct creste frecventa unei serii de procesoare, cu att scade

posibilitatea cresterii ulterioare, deoarece se apropie mai mult de limita superioara a

tehnologiei de fabricatie, peste care nu se poate trece din motive exclusiv tehnice.

Ultimele exemplare dintr-o anumita familie, pe anumita tehnologie, ating ntotdeauna

temperaturile cele mai mari, iar succesoarele lor, ce inaugureaza o tehnica de gravura mai

fina, vor fi degaja mult mai putina caldura si vor avea mai multe resurse de crestere a

frecventei. Acest lucru explica succesul primelor procesoare din gama lor, adevarati

"campioni ai overclocking-ului", cum ar fi Pentium 166 MMX, Celeron 300A, Celeron 533A,

Pentium III Katmai 450, Coppermine 500, Duron 600, Tualatin 1 GHz, Pentium 4 1.6A.

De asemenea, daca ntr-o familie exista versiuni cu FSB diferit, cele mai mari sanse de

overclocking le vor avea versiunile cu FSB inferior, deoarece n cazul versiunii cu FSB

mai mare, pe lnga frecventa nominala mai ridicata, care implica automat o posibilitate

mai mica de fortare, nu vom mai dispune de divizor PCI/AGP, (re)aparnd limitarea data

de bus-ul PCI ca si limitarea datorata memoriilor folosite.

Mai trebuie mentionat ca toti acesti factori prezentati sunt statistici, n fiecare caz

fiind necesar n primul rnd norocul achizitionarii unui procesor care sa aiba resurse bune

de overclocking, deoarece acest lucru nu-l putem comanda la magazin, si exista, evident,

si exemplare care pot produce o mare dezamagire unui pasionat.

Overclocking-ul este un fenomen destul de disputat, avnd partizani totali, ca si critici

nversunati. Este o operatiune ce trezeste subiectivismul din fiecare proprietar de PC,

de aceea noi, pe lnga informarea exacta asupra fenomenului, nu putem face nici o

recomandare de overclocking. nsa daca doriti sa ncercati, nu va trebuie dect o placa de

baza buna, un radiator si un ventilator adecvat, pasta termoconductoare, memorie

certificata pentru frecvente ct mai mari, multa cumpatare, rabdare, si un pic de noroc.

-Bogdan Hunea

22.05.2003

Raspuns 1 - Viorel Petre

Raspuns 2 - Anonymous

Raspuns 4 - T-Bryce

Raspuns 5 - Sandu Marian