ovErClokinG part# 2 (hight school)

28.09.2007 11:14 | blackhole_socket

Takže vitajte pri pokračovaní série číánkov o overclockingu.
Dnes sa pozrieme podrobnejšie na HW počítača a ukažeme si ako súvisí s pretaktovaním daného stroja a pozrieme sa tiež na technologie ktoré súvisia s overclockingom :)

1. Hardware
1.1 Zdroj

Nedostatočne výkonné zdroje sú v dnešnej dobe pomerne častým problémom. Dá sa povedať, že polovica problémov je spôsobená zdrojom. Preto je dôležité vlastniť kvalitný zdroj a brať naň ohľad pri riešení problémov.

Dnes už nie je dôležitý wattový výkon zdroja ale prúd, ktorý dokaže zdroj poskitnúť v jednotlivých vetvách (oddelených napájacích obvodoch). Odporúčaným minimom sa stáva prúd aspoň 20A na 12V vetve a pre výkonné PC ešte vyšší. Zdroj pre výkonné PC s množstvom periférií potrebuje približne 350W pre 3,3V a 5V vetvu a aspoň 25A pre 12V vetvu, Hlavne ak grafická karta potrebuje vlastné napájanie. Zároveň by to mali byť priemerné hodnoty prúdu a nie maximálne špičkové.

Výrobcovia maju snahu prezentovať svoje výrobky (zdroje) v tom najlepšom svetle a často uvádzajú vyššie, špičkové hodnoty aby zdroj vyzeral výkonnejší a neskúseného užívateťa môžu ľahko pomýliť a tym aj oklamať. Preto je potrebné výberu zdroja venovať dostatočnú pozornosť (ako aj iným komponentom) a dávať pozor na výrazy „Peak“, „Maximum“ a „Continuous“ Output. Z týchto troch je najdôležitejší ten posledný. Prvé dva znamenajú výkon, ktorý je zdroj schopný udržať iba krátky čas (cca. 1 minútu). Pokiaľ nie je označený druh treba predpokladať špičkový výkon. Zvyčajný pomer medzi vrcholovým a priemernm výkonom je 100/85. V závislosti na kvalite zdroja je menovitý odlišný od hodnoty 85. Takže pre určenie menovitého výkonu zo špičkového je treba ubrať 15-20% z uvádzaného výkonu.

Je ťažké zistiť čoho zdroj je alebo nie je schopný. Užitočnou nápovedou je aj cena. Je ľahké vyrobiť zdroj s vysokým výkonom ale jeho spoľahlivosť (t.j. stabilita dodávaného prúdu) záleží od kvality jeho súčiastok. Takže pri kúpe zdroja treba počítať s rezervou navyše (cca. 40%), jednak kvôli rezerve pri zvýšenom odbere, ako aj kvôli rezerve do budúcna (keďže kvalitný zdroj nestojí pár stovák) a strate výkonu s časom.

1.2 Základná doska

Základná doska je spolu so zdrojom dôležitým predpokladom na stabilné fungovanie PC či už v bežnom alebo pretaktovanom stave.
Pre dnešné procesory existujú na trhu chipsety od štyroch veľkých výrobcov, ktorými sú VIA, nVidia, ATI a Intel. Prví traja vyrábajú chipsety pre oboch hlavných výrobcov procesorov (AMD a Intel), kým Intel vyrába chipsety pre svoje procesory.

Pri obrovskej ponuke základných dosiek je ťažké sa zorientovať. Chipsety rovnakého modelového radu bývajú rozdelené na viac druhov označených príponami napr. ako ultra, pro prípadne najvyššími číslami modelovej rady pre výkonnejšie verzie, ktoré spravidla ponúkajú viac možností pretaktovania a nastavení ako aj vyšší výkon samotného PC.

Kvalita základnej dosky závisí nielen od použitého chipsetu ale aj od samotného výrobcu základnej dosky. Za výrobcov kvalitných základných dosiek sa považujú Asus (+ dcérska firma AsRock), Abit, Intel, EpoX, DFI (skôr pre AMD), Microstar (MSI).

1.3 Procesor
(Ku procesoru sa trošku rozpíšem aby ste pochopili princíp jeho práce v pc)

Alfou a omegou každého stolného PC (i overclockingu) je mikroprocesor. Procesor do istej miery určuje výkon počítača. Skladá sa z dvoch základných častí. Operačnej časti a z riadiacej časti.

Operačná časť má za úlohu vykonávať aritmetické a logické s operandmi na základe povelov z riadiacej časti. O výsledku informuje riadiacu časť prostredníctvom príznakov. Operačnú časť môžeme rozdeliť na aritmeticko-logickú jednotku (ALU - Arithemetic-logic Unit ), ktorá vykonáva všetky operácie s operandmi, a registre, ktoré slúžia na prechodné uloženie operandov, ako aj na uloženie výsledkov operácií. V neposlednom rade obsahuje aj komunikačné obvody, ktoré umožňujú vykonávanie prenosu medzi registrami. Z fyzického hľadiska sú konštruované ako multiplexory, respektíve demultiplexory alebo zbernice.

Operačná časť informuje riadiacu časť príznakmi. Ako príklad možno uviesť príznak záporného výsledku, príznak nulového výsledku alebo príznak preteženia, prechodu do vyššieho radu a podobne.

Riadiaca časť procesora uskutočňuje výber a dekódovanie inštrukcií, dbá na ich vykonanie a zároveň riadi spoluprácu procesora s okolím. Inštrukcia je príkaz pre procesor, ktorá mu určuje, akú činnosť má vykonávať. Samotná inštrukcia sa skladá z viacerých polí. Kód operácie špecifikuje operáciu, ktorá sa má vykonať. Pole spôsobu adresovania určuje, akým spôsobom získame adresu a kde sa nachádzajú operandy. Adresové pole špecifikuje konkrétnu adresu pre operand, ktorý sa nachádza zväčša v operačnej pamäti. Inštrukcie globálne delíme na presunové (MOV), výpo?tové (napr. AND), skokové (JMP) a riadiace (INT). Presunové inštrukcie slúžia na presun údajov medzi registrami procesora, medzi registrom a pamäťou, medzi registrom a vstupno-výstupným zariadením alebo medzi pamäťovými miestami navzájom. Sústava inštrukcií tvorí mikroprogram.

Mikroprogram je uložený v pamäti mikroprocesorov, ktorá je súčasťou riadiaceho obvodu. Z obsahu pamäte mikroinštrukcií sa dá zistiť, že ich vykonanie si nevyžaduje, aby procesor pristupoval k zbernici v každom cykle. To znemená, že zbernica nie je absolútne využitá. V konečnom dôsledku ani počas výberu a dekódovania inštrukcií nie sú využité niektoré časti procesora. Musíme si tiež uvedomiť rozdielnu rýchlosť procesora a prístupu do pamäte. Z týchto dôvodov procesor obsahuje aj jednotku predvýberu inštrukcií.

Toto je len stručná charakteristika onoho "tajomného" mikroprocesora. Ešte kúsok načrtnem proces jeho výroby.

takže:

Každý čip má zložité elektronické obvody určené na vykonávanie špeciálnej činnosti. Jednotlivé obvody na nich sú také drobné a komplikované, že pri testovaní čipov vo výrobe sa asi polovica z nich musí vyradiť.

Čipy sa vyrábajú z čistého kryštálu kremíka (kremík je najbežnejší materiál na Zemi a získava sa napríklad z piesku – je teda pomerne lacný). Z kremíkovej tyče sa krájajú tenké plátky, z ktorých sa vyrobí niekoľko čipov.
Pri navrhovaní procesorov sa používa počítač, kde sa projektuje celá štruktúra čipu. čip z počítača sa potom prenesie na kremíkové plátky a vo vypaľovacej peci sa štruktúra do plátkov zafixuje.
Na jeden čip možno umiestniť veľa obvodov. Výroba trvá niekedy aj niekoľko týždňov. Potom sa obvody na plátku vyskúšajú drobnými sondami a chybné sa označia.

Plátky sa diamantovou pílkou rozrežú na jednotlivé čipy. Chybné sa vyhodia a bezchybné sa vložia do ochranných puzdier s nožičkami, aby sa dali upevňovať na dosky plošných spojov.
Tieto už procesory už vyzerajú tak ako ich poznáme my užívatelia. Pred konečnou expedáciou sú ešte podrobované testom na stabilitu pri rôznych frekvenciách, testuje sa teplota jadra atď. Od výsledku testov závisí či sa bude procesor predávať ako 2600 MHz alebo ako 3000 MHz.

Dalšie komponety si preberieme v dalšej časti nášho serialu

2. Technológie
Takže pretaktovanie takeho Athlon64 je trochu zložitejšie ako napr. Athlon XP a Pentium. U týchto procesorov existujú 4 takty:

CPU, RAM, HTT a FSB (aj keď to nie je celkom presné pomenovanie)

Pričom súvislosť je nasledovná:

CPU takt = CPU multiplikátor x FSB
RAM takt = FSB takt / delička RAM
HTT takt = LDT multiplikátor x FSB takt: 5 x 200 = 1000 MHz

Pre Athlon64 3200+ Venice socket 939 (CPU multiplikátor 10x):

CPU takt = 10 x 200MHz = 2000MHz
RAM takt = 200MHz / 2 = 100MHz = 200MHz DDR
HTT takt = 5 x 200 = 1000 MHz

Pre Athlon XP a Pentium:

CPU takt = CPU multiplikátor x FSB takt
RAM takt = FSB takt / delička RAM

Pre Athlon XP 3000+ Barton socket A (CPU multiplikátor 10,5x):

CPU takt = 10,5 x 200MHz = 2100MHz
RAM takt = 200MHz / 2 = 100MHz = 200MHz DDR

Niekedy v BIOS-e býva namiesto deličky aj priamo vypísaná požadovaná frekvencia RAM (nie DDR).

(Toto bola nazorná ukážka aby ste lepšie pochopili princíp frekvencií )

2.1 Cool'n'Quiet (Athlon64) a SpeedStep (Pentium)

Sú to funkcie určené pre automatické zníženie taktu procesora a tým aj jeho spotreby. V prípade nečinnosti sa prepne multiplikátor procesora smerom nadol, čo spôsobí zníženie jeho pracovnej frekvencie a zároveň sa zníži aj jeho napájacie napätie, keďže pri nižšej frekvencii nevyžaduje pre svoje fungovanie rovnaké napätie ako pri štandardnej. Týmto sa zníži spotrebovaná energia, uvoľnené teplo a pri samoregulácii chladiča aj otáčky ventilátora a tým aj jeho hluk.

Pri pretaktovaní však môže nastať problém (príklad pre Athlon64 3200+). Ak nastavíme takt FSB napr. 234 MHz a multiplikátor 9x (procesory Athlon64 majú multiplikátor smerom nadol od výrobnej hodnoty odomknutý) namiesto 200 MHz a 10x tak výsledná frekvencia

234 x 9 = 2106 MHz namiesto 200 x 10 = 2000MHz

Ale pri znížení záťaže funkcia Cool'n'Quiet zníži multiplikátor procesora a pri opätovnom zaťažení ho nastaví pôvodnú výrobnú hodnotu, t.j. 10x a výsledná frekvencia

234 x 10 = 2340 MHz

Takéto zaťaženie ale procesor pri pôvodnom nastavení napätia nezvládne a počítač zamrzne alebo padne systém. Preto je vhodné pri pretaktovaní tieto technológie vypnúť.

2.2 HTT (Athlon64 [AMD] )

HTT slúži na prepojenie procesora s ostatnými komponentami v PC. Zbernica HTT je dimenzovaná pre priepustnosť nad potreby dnešných zariadení, preto je možné používať nižšie takty HTT (700-1000) bez akejkoľvek straty priepustnosti. Podtaktovanie HTT má význam, ak po pretaktovaní CPU (frekvencia HTT je viazaná s frekvenciou CPU) frekvencia HTT stúpne natoľko, že počítač už nenaštartuje.

Socket 754 používa HTT 4 x 200 = 800MHz
Socket 939 a AM2 používa HTT 5 x 200 = 1000MHz

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Takže toto by bolo na dnes dosť v dalšej časti sa dostanem už primo ku problematike pretaktovania, časovania a napájania ...kedže som to sem nedal s dôvodu že by dnešný seriál bol až príliž obsiahly ...tak nabudúce :)

    • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 28.09.2007 | 20:01
      Avatar blackhole   Návštevník

      Musim pochvalit ze pekny clanok a miestami sa mi zdal az trochu narocny na pochopenie, najma pri tom popise procesora a mikroprocesora... a uz som si zacinal mysliet ze budes vysvetlovat aj assembler. A mohol by si este pridat odkazy na nejake externe linky aby som si mohol ako laik prestudovat a pochopit podrobne niektore veci ktore vysvetlujes (napr o tych frekvenciach).
      ----------------------------------------------------------------------------------------------------
      Dobrý vedec dokáže každú vec jednoducho vysvetliť aj blbcovi (nie úplnému :) .

    • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 28.09.2007 | 20:32
      Avatar Ripxter   Používateľ

      Pri tom CPU si este mohol spomenut pamät cache. Co ludovo povedane predstavuje pamät typu "medzisklad". Jej ucelom je vzajomne prisposobenie rychlosti t.j. rychlejsi clen cita udaje z cache a nemusi cakat na pomalsi clen.

      Vsetky dnesne CPU maju integrovanu L1 cache, ktora zasobuje jednotky procesora udajmi zo zbernice ( procesor pracuje rychlejsie ako zbernica. Cache nacita viac udajov "predzásobí sa" zo zbernice, ma ich pripravene pre CPU a on si ich berie plynule vyssou rychlostou, nez by to bolo mozné z pomalsej zbernice).
      L2 cache zasobuje CPU udajmi z operacnej pamäte.
      A AMD tusim teraz v K10 architekture ma aj L3 cache zdielanu pre vsetky jadra...

      Ale inak pekny clanok :)
      --------------
      Chyby sú užitočné, musia byť však rýchlo objavené.

      Maynard Keynes

      ------------------------------------------ Predpoklad na úspech je v tom, že konáme to, čomu dobre rozumieme, nepomýšľajúc pritom na slávu --Henry Wadsworth Longfellow
      • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 28.09.2007 | 22:28
        Avatar blackhole_socket   Používateľ

        ano a s princípu to (myslím tým L3 cache) chce dať aj Intel už do Penyn-u alebo Yorkfield-u ...

        • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 29.09.2007 | 12:05
          Avatar Ripxter   Používateľ

          Nie, penryn bude mat len dva krat väcsiu L2 cache a 1333Mhz FSB. T.j. dvojjadrove budu mat 6MB a stvorjadrove 12MB cache. Oproti Barcelone (65 nm) od AMD bude penryn vyrabany 45 nm vyrobnym procesom, co mu zaruci mensie straty a vyssie frekvencie a bude mat novu instrukcnu sadu SSE4.
          Po penryne ma uz Intel v plane architekturu Nehalem, ktora bude mat jednu zasadnu zmenu. Uz nebude mat zastaralu FSB, ale novu technologiu QuickPath. Dokonca som niekde cital, ze maju prototyp 32 nm CPU....
          --------------
          Chyby sú užitočné, musia byť však rýchlo objavené.

          Maynard Keynes

          ------------------------------------------ Predpoklad na úspech je v tom, že konáme to, čomu dobre rozumieme, nepomýšľajúc pritom na slávu --Henry Wadsworth Longfellow
          • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 29.09.2007 | 12:12
            Avatar blackhole_socket   Používateľ

            mno ..ja som čítal že intel chce konkurovať AMD aj zdvojnásopbením L2 ale aj že nové jadrá (už neviem ktoré ) budú obnášať aj zdielanú L3 pamäť

    • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 28.09.2007 | 21:01
      Avatar blackhole_socket   Používateľ

      som rád že sa vám páčil :).... všetko potrebné podám v 3ke ktorú upnem bud zajtra (sobota) alebo v nedelu, vrátane links na softy alebo totálnich detailov ohladne práce CPU :D

    • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 29.09.2007 | 00:28
      Avatar vid   Používateľ

      diky za clanok

      fakt super pre ludi ako ja co do HW moc nevidia

    • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 01.10.2007 | 16:54
      Avatar blackhole_redhawk   Používateľ

      hmm fajn clanok.

      Ja len k zdrojom. Pri overclk je bezne pouzit znackove zdroje.

      Inak ak nezabudnem doma kuknem link je mozne si prepocitat teoreticky odber a pri ovrclk staci pripocitat + 10%
      ----------------------------------------
      Hlúposť užívateľa je úmerná jeho právam.

      ---------------------------------------- Hlúposť užívateľa je úmerná jeho právam. Podstatou pirátstva nie je túžba ľudí kradnúť, ale neschopnosť firiem predať im veci, ktoré chcú.
      • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 01.10.2007 | 18:53
        Avatar Ripxter   Používateľ

        S
        eXtreme Power Supply Calculator
        si urcis jednotlive komponenty a vypocita ti pribliznu wattaz...
        --------------
        Chyby sú užitočné, musia byť však rýchlo objavené.

        Maynard Keynes

        ------------------------------------------ Predpoklad na úspech je v tom, že konáme to, čomu dobre rozumieme, nepomýšľajúc pritom na slávu --Henry Wadsworth Longfellow
        • Re: ovErClokinG part# 2 (hight school) 02.10.2007 | 07:44
          Avatar blackhole_redhawk   Používateľ

          jj to nie je problem. Tento je celkom fajn. Ja pouzivam tento
          ----------------------------------------
          Hlúposť užívateľa je úmerná jeho právam.

          ---------------------------------------- Hlúposť užívateľa je úmerná jeho právam. Podstatou pirátstva nie je túžba ľudí kradnúť, ale neschopnosť firiem predať im veci, ktoré chcú.