Введение

Перейти к продолжению: второй части руководства THG по разгону.

С самого зарождения ПК наиболее требовательные пользователи всегда искали способы увеличения системной производительности. Разгон, конечно, существовал ещё до эры ПК, касаясь простых устройств, но перевод 8-МГц процессора 8088 на частоту 12 МГц простой заменой кварцевого генератора привлёк к себе внимание немалого числа энтузиастов в то время. С тех пор оверклокеры разделились на два лагеря: большинство, которые хотят получить максимум производительности за минимум денег, и меньшинство, кому нужна экстремальная производительность за любую цену.

Но перед тем, как мы перейдём к детальному рассмотрению методов разгона, следует всё же дать несколько пояснений, которые будут полезны начинающему оверклокеру. Что такое разгон? Какой риск возникает при этом и каковы преимущества? Какие комплектующие можно разогнать?

Принцип разгона

Под разгоном понимают увеличение частоты компонента выше спецификаций, заданных производителем. Частота задаётся кварцевым (тактовым) генератором. Самые простые устройства работают на частоте кварцевого генератора. Так, 8-МГц процессор требовал кварцевого генератора на 8 МГц. Разгон первых процессоров x86 был простым (и в то же время ограниченным): достаточно было сменить 8-МГц кварц на 12-МГц.

По мере того, как компьютеры становились сложнее, один кристалл кварца уже не справлялся с широким диапазоном частот, которые требовали шины данных. Хотя материнская плата может содержать несколько кварцевых генераторов для разных устройств, дешевле и проще использовать отдельную микросхему, которая позволяет генерировать частоты методом умножения или деления частоты, выдаваемой кристаллом кварца. Тактовые генераторы с тех пор стали ещё сложнее, современные материнские платы и некоторые другие комплектующие позволяют менять частоты с очень маленьким шагом.

Кварцевый генератор и тактовый генератор.

Переход на регулируемые тактовые генераторы позволил разгонять комплектующие без перепайки таких деталей, как кварцевый генератор. А развитие BIOS и прошивок привело к тому, что скорость можно менять программно, не мучаясь с перестановкой перемычек.

Опасности и преимущества

Разгон позволяет от дешёвого комплектующего получить производительность более дорогой версии. Или для high-end модели получить ещё более высокую производительность. Например, 3,0-ГГц Pentium 4 на частоте 3,4 ГГц будет работать так же, как и более дорогая модель Pentium 4 со штатной частотой 3,4 ГГц. Когда 3,0-ГГц Pentium 4 только появился, разгон до 3,4 ГГц позволял получить процессор будущего!

Основные опасности разгона заключаются в нестабильной работе и потенциальной потере данных. Поэтому следует проводить расширенное тестирование, которое позволяет найти максимально возможную частоту, на которой система будет продолжать работать стабильно. Здесь можно процитировать Томаса Пабста, основателя Tom’s Hardware Guide:

«Никому не нравятся системные зависания или сбои, а в профессиональных бизнес-окружениях очень важным является как раз то, чтобы эти сбои и зависания не происходили вообще. Вряд ли стоит сомневаться в том, что, разгоняя процессор, вы повышаете вероятность системного сбоя. Но только вероятность! Если вы только что разогнали систему и начали использовать её с работы над дипломом, то не удивляйтесь системному сбою, который уничтожит ваши данные. Завершив процесс разгона, следует провести систему через исчерпывающее стрессовое тестирование. Говорить об успешном разгоне можно только тогда, если система пройдёт через тестирование. Тогда вы будете уверены в том, что всё работает хорошо».

Для тестирования стабильности CPU можно использовать бесплатный тест Prime 95, который можно найти в Интернете.

Среди других опасностей следует отметить аппаратные повреждения. Более высокие тактовые частоты повышают риск выхода комплектующих из строя, но оценка этого риска не такая простая, как думают многие. Выход из строя комплектующих может быть связан со следующими причинами (перечислены от менее вероятных к более вероятным).

Частота. Микросхемы имеют ограниченный срок работы. Каждая операция ухудшает микросхему на бесконечно малую величину, а удвоение числа тактов в секунду уменьшит время работы микросхемы вдвое. В принципе, частоты, самой по себе, недостаточно, чтобы микросхема сгорела до её морального устаревания. Но частота влияет на тепловыделение.

Тепловыделение. При высокой температуре микросхемы устаревают быстрее. Тепло также является врагом стабильности, поэтому для того, чтобы компонент стабильно работал на максимально высокой скорости, его необходимо хорошо охлаждать.

Напряжение. Повышение напряжения даёт более высокую силу сигнала, что существенно влияет на границы, до которых можно разогнать компонент. Но повышение напряжения приводит также к более быстрому устареванию микросхемы — это самая главная причина, почему микросхема может сгореть раньше положенного срока. Повышение напряжения увеличивает и тепловыделение, накладывая более высокие требования на систему охлаждения.

Старение микросхемы является следствием феномена так называемой электромиграции. Опять же, процитируем Тома Пабста.

«Электромиграция происходит непосредственно на кристалле кремния вашего процессора, в областях, которые работают при очень высоких температурах. Она может вызвать необратимое повреждение чипа. Но не стоит паниковать. Вы должны знать несколько фактов. Процессоры разрабатываются для работы при температурах от -25 до 80 градусов Цельсия. Для наглядности приведём пример: если нагреть металл до 80 градусов Цельсия, то вы вряд ли сможете удерживать на нём палец дольше десятой доли секунды. Наши процессоры никогда не нагревались до такой температуры. Существует множество способов охлаждать корпус процессора до температур ниже 50 градусов Цельсия, повышая вероятность того, что кристалл внутри работает при температуре ниже 80 градусов. Кроме того, электромиграция — не разовый эффект, который сразу же «сломает» чип. Это медленный процесс, который продолжается на протяжении всего срока службы процессора. Он может в той или иной степени сократить срок жизни процессора, работающего на очень высоких температурах. Обычный процессор должен проработать примерно десять лет. Но с современными темпами прогресса вряд ли кто-то будет использовать CPU десятилетней давности. Если вы хотите максимально снизить эффект электромиграции, то следует как можно сильнее охлаждать процессор. Хорошее охлаждение — это закон разгона номер один! Никогда об этом не забывайте!»

Какие компоненты можно разогнать?

Процессор, память и видеокарта играют важную роль в производительности приложений, поэтому их чаще всего и разгоняют оверклокеры. С другими компонентами, такими как шины PCI и PCI Express, AGP на старых системах, USB и последовательные порты, тоже проводятся эксперименты, но со смешанными результатами.

Разгон CPU

Современные процессоры работают на частоте, определяющейся множителем от частоты интерфейса. Простой пример: процессор Pentium III на 500 МГц работает от шины FSB с частотой 100 МГц и использует множитель 5. Поэтому его тактовая частота составляет 5×100 МГц = 500 МГц. Регулировка множителя или частоты интерфейса позволяет достичь более высоких тактовых частот. Например, 600 МГц можно получить как увеличением множителя до 6 (6×100 МГц = 600 МГц), так и повышением частоты шины до 120 МГц (5×120 МГц = 600 МГц).

Проблема кроется в том, что множитель у этого процессора фиксированный, поэтому изменить множитель с 5x до 6x нельзя. Хотя изменение множителя возможно на некоторых старых процессорах и некоторых современных (как правило, из линеек Extreme Edition и FX). У некоторых процессоров было можно даже разблокировать множитель.

Карта Goldfinger от Innovatek позволяла изменять множитель ранних процессоров Athlon под Slot A.

Помните, что частота процессора является произведением множителя на физическую частоту интерфейса, а не на эффективную. Intel FSB1066 работает на физической частоте 266 МГц, а 2000-МГц канал AMD HyperTransport имеет физическую частоту 200 МГц. То есть процессор AMD Athlon 64 X2 4600+ использует множитель 12x, получая частоту 2,40 ГГц, а Intel Core 2 Duo E6600+ работает на 2,40 ГГц, используя множитель 9x.

В следующей таблице приведены характерные примеры «лёгкого разгона», которые позволяют оценить преимущества. Результаты, приведённые в таблице, можно было получить на большинстве процессоров с обычным охлаждением.

Помните, что в таблице указана физическая, а не эффективная частота шины.

Что интересно, каждый процессор в таблице является самой низкочастотной моделью из линейки. Все упомянутые процессоры можно было, как правило, разогнать вплоть до прироста на 50% с минимальными усилиями. Иногда можно было разогнать и сильнее, если ядро могло работать на более высоких частотах.

Но это не значит, что дешёвые модели процессоров равны по качеству более скоростным. Например, если Pentium 4 1,6A заработал на 2,4 ГГц, то Pentium 4 2,4B (Northwood) мог достичь частоты 2,7 ГГц с теми же усилиями. Поэтому 2.4B идёт впереди по производительности, несмотря на «слабый» разгон на 12,5%. У дешёвых моделей процессоров есть определённый потенциал, и это прекрасно. Но для фанатов экстремальной производительности следует всё же рекомендовать процессоры самого высокого качества, которые производитель отобрал и промаркировал на самые высокие частоты.

Разгон памяти

Большинство модулей памяти можно разогнать до той или иной степени, но результат, на самом деле, зависит от нескольких факторов, включая качество чипов памяти, дизайн печатной платы и качество сборки модулей. Разгон памяти стал столь популярным, что многие производители памяти сертифицируют свои high-end продукты на работу в разогнанных режимах.

Преимущества разгона памяти касаются не только производительности подсистемы памяти, но и затрагивают детали разгона CPU. А именно, чтобы частота памяти была не менее скоростной, чем интерфейс CPU. Возьмём пример из прошлого с «простыми» шинами: Pentium III с FSB, разогнанной до 150 МГц, работал эффективнее, если память тоже могла поддерживать 150 МГц. А некоторые чипсеты требовали синхронных частот FSB и шины памяти.

Неопытные оверклокеры часто завышают частоты памяти выше предела стабильности, сетуя на компонент, который не даёт нормально разогнать систему. Подобные недоразумения связаны с тем, что в BIOS часто отображаются эффективные частоты памяти по отношению к не разогнанному процессору. Поскольку контроллер устанавливает частоту шины памяти в определённом соотношении относительно частоты шины процессора, любое изменение частоты шины CPU соответствующим образом влияет и на работу подсистемы памяти.

В качестве примера возьмём процессор Core 2 Duo с FSB1066 и память DDR2-533 (PC2-4300). Шина памяти и FSB работают на физической частоте 266 МГц. Сохранение настройки памяти 533 МГц и разгон шины процессора до 333 МГц (FSB1333) приведёт к тому, что памяти придётся работать в режиме DDR2-667, хотя BIOS будет уверенно сообщать о режиме «533 МГц». Некоторые производители добавляют второй показатель, отображая как оригинальную, так и действительную частоту. Но, в любом случае, во время разгона вам придётся заняться математикой, чтобы определить реальную частоту работы памяти.

К разгону памяти относятся те же опасности, что и к разгону других компонентов, включая возможную потерю данных после краха приложения, а также возможное сгорание памяти из-за перегрева. Главной причиной перегрева является существенное повышение напряжения. К счастью, многие high-end модули имеют гарантию, покрывающую работу памяти и в разогнанных режимах, сертифицированных производителем.

Разгон видеокарты

Частоты видеокарты не зависят от частот памяти, поскольку там используется собственный тактовый генератор. Обычно частоты хранятся в прошивке видеокарты. Разогнать видеокарту можно как с помощью специальных программ и утилит, так и из панели драйвера после нехитрых операций. Можно регулировать отдельно частоты памяти и графического процессора.

Встроенная панель разгона ATi обычно активируется только на high-end картах.

Панель разгона nVidia после активации CoolBits в реестре.

Для видеокарты характерна та же опасность сгорания из-за разгона, но нестабильность работы обычно приводит к краху программы или появлению графических артефактов. Следует помнить, что многие видеокарты уже работают практически на пределе возможных скоростей. А кулеры в комплекте поставки часто справляются со своей работой только на штатных скоростях. Так что разгон видеокарты бывает не так прост. Можно установить на однослотовую видеокарту мощную систему охлаждения, но тогда придётся пожертвовать одним или даже двумя слотами расширения.

Но разгон видеокарт продолжает оставаться очень популярным, несмотря на все риски, поскольку его эффект на игровую производительность заметен сразу же.

Заключение

За последние годы разгон стал весьма популярным, и в оппозиции сегодня находятся лишь некоторые приверженцы абсолютной стабильности, которые никогда не позволят себе подобные вольности. Следует помнить, что опасности возрастают по мере роста производительности. Обратное тоже верно. Разгон на небольшие значения снижает риск практически до нуля, поскольку многие компоненты всё равно переживут срок морального устаревания. А чтобы не потерять данные, проверяйте стабильность работы с помощью таких стрессовых тестов, как Prime 95.

Во второй части нашего руководства мы рассмотрим методы разгона и специальные настройки, а также поговорим о мерах предосторожности, снижающих вероятность сбоя.

Перейти к продолжению: второй части руководства THG по разгону.