Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. На этот раз речь пойдет о Pentium MMX. Данный материал был задуман под впечатлением от обзоров уважаемого мною автора I.N., который долгое время изучает в своих статьях частотный потенциал нескольких одинаковых процессоров одной модели, но с разными Batch кодами, что в итоге дает представление о среднем разгонном потенциале рассматриваемых ЦП. Как вы уже догадались, я решил провести аналогичный эксперимент, главным героем которого станет Pentium MMX.
Заодно среди испытуемых будет отобран лучший экземпляр, который затем примет участие в экстремальном разгоне, отстаивая честь всех Pentium MMX.
Данный процессор был выбран не случайно. Компания Intel не только придала новому решению приятный внешний вид, сменив керамику на металлический теплораспределитель, но и наделила его командами с мультимедиа-расширениями или MultiMedia eXtention (сокращенно MMX).
Новый набор, который состоял из 57 новых команд, был предназначен в первую очередь для реализации алгоритмов, характерных для обработки графических, видео- и аудиоданных: фильтрации, преобразований Фурье, свертки и прочего. В итоге это привело к маленькой революции в области написания программного обеспечения и увеличению производительности CPU в типичных задачах от 50 до 400%.
Pentium MMX немного задержался с выходом и был официально представлен публике 8 января 1997 года. Рабочие частоты новинок начинались с 166 МГц и заканчивались 233 МГц. Количество транзисторов равнялось 4.5 млн штук, а уровень TDP – 17 Вт.
Лично у меня первый Pentium с дополнительными MMX инструкциями ассоциируется с игровыми клубами, где во времена расцвета игровых консолей Sega Mega Drive II и Super Nintendo всегда находилась пара ПК, стоявших где-то в углу заведения, на которых время игры было расписано на много часов вперед. Играли тогда на них в стратегии, включая мою любимую Command & Conquer
Думаю, такие клубы существовали во многих городах распавшегося СССР. Тогда, в конце 1990-х, при средней заработной плате около $100 стоимость такого ПК уходила далеко за тысячу долларов, если не три-четыре, и позволить себе приобрести собственный ПК могли лишь единицы.
Но мы с моим товарищем, ныне уже Дмитрием Андреевичем, ходили тогда играть в Mortal Kombat 3 и Rock’n’Roll Racing на второй «Сеге». Эру Pentium MMX я пропустил, но спустя десятилетия выдался шанс познакомиться поближе с тем, что отдавало команды юнитам в C&C.
Итак, после небольшого лирического отступления я предлагаю разобраться в маркировке CPU.
BP80503200 модель и частота – в данной строке указывается код модели CPU и его рабочая частота в МГц. Так для модели Pentium (P5) на Socket 4 соответствует код 80501. Для Pentium (P54C) на Socket 5 - 80502. Процессоры Pentium MMX имеют модельный код 80503. Последние три цифры в строке указывают на рабочую частоту равную 200 МГц.
SL23W SPEC код – данный код обозначает спецификацию CPU. Как правило, при производстве CPU в процессор вносятя некоторые доработки или исправляют найденные ошибки, после каждого такого изменения новой спецификации CPU присваивается свой SPEC код. В рамках одного степпинга может быть несколько SPEC кодов. В SPEC код также зашифровано: частота ядра, частота шины, размер кэша, TDP и т.д На сайте производителя процессора всегда можно узнать дополнительную информацию ведя поиск по спецификации конкретного CPU.
L7421602-0827 – FPO/Batch код. В данном коде зашифрована дата производства CPU и другая информация. Первая цифра после буквы «L» отвечает за год, в данном случае это 1997. Следующие две цифры «21» это неделя производства.
2.8V – обозначение рабочего напряжения CPU.
По маркетинговым соображениям из одной кремниевой пластины могли выходить CPU с различными частотными характеристиками, поэтому я и решил взять такой набор процессоров, чтобы посмотреть будет ли какая-либо закономерность в их разгоне. Все процессоры были изготовлены в различное время и имеют далеко не последовательную нумерацию, в отличие от обзоров I.N., где batch’b часто идут один за другим. Но тем более интереснее будет посмотреть на итоговый результат.
Вначале было решено провести все тестирование процессоров на своей любимой Socket7 плате ASUS P5A на чипсете «Ali Aladdin 5». Но в ходе наблюдения за поведением разгона испытуемых CPU я решил добавить оппонента в виде AOpen AX59 Pro на не менее интересном и легендарном чипсете «VIA Apollo MVP3».
Материнская плата AOpen AX59 Pro интересна еще и тем, что позволяет использовать сразу три типа оперативной памяти: FPM, EDO и SDRAM и легко переносит высокие частоты FSB. На данной плате в свое время был установлен мировой рекорд по частоте разгона FPM памяти.
Что ж, можно будет столкнуть лоб в лоб тогдашних лидеров чипсетостроения, а пока обе платы крупным планом.
Представление плат глазами утилиты CPU-Z:
Процессоры:
А также в качестве специально приглашенного гостя:
Материнские платы:
Оперативная память:
Видеокарта:
Тестирование проводилось в Windows XP Sp3 с помощью следующего ПО:
С целью расширить ряды участников данного тестирования и показать развитие процессорных технологий, в итоговые графики будут включены результаты, полученные в тестах ЦП Pentium Pro (Socket8) и Pentium II (Slot1).
Результаты сравнительного тестирования процессоров семейства Pentium Pro (Socket8) приводятся в соответствующей статье «Ретроклокинг: разгоняем Pentium Pro (Socket 8)».
Данный процессор я первым установил в ASUS P5A, задав ему стандартное напряжение равное 2.8 вольтам. По мере увеличения частоты FSB я подобрался к значению 100 МГц х 2,5 = 250 МГц. Я даже был немного удивлен и не ожидал такого результата, затем установив FSB = 105 МГц я получил 263 МГц. Процессор при этом был полностью стабильным и прошел успешно все тесты. Любые следующие увеличения частоты процессора 95 МГц х3 = 285 МГц, либо 110 МГц х2.5 = 275 МГц ни давали никакого результата. Затем последовало увеличение напряжения сначала до 3.0В, затем 3.2В и 3.3В На увеличение напряжения процессор не откликался. Стало быть предел достигнут. Итоговые 263 МГц при стандартном напряжении или +58% к рабочей частоте, это очень хороший результат для самого младшего в линейке CPU. Тестовый стенд выглядел таким образом.
Как видно, выбранная система охлаждения не лимитирует разгон на воздухе.
Данный CPU произведен раньше чем предыдущий, посмотрим на что он способен. Я сразу установил FSB 105 МГц и множитель х2.5 что дало итоговые 263 МГц на стандартном напряжении. Процессор также как и предыдущий был полностью стабилен. Дальнейшее увеличение напряжения ни к чему не привело, процедура POST пройдена не была.
У третьего экземпляра более свежий xA3 степпинг, чем у предыдущего xB1, даст ли это какой-либо результат? Обычно приято считать, что с увеличением степпинга разгонный потенциал CPU растет, но только не в этот раз. 3-й экземпляр полностью повторил результат двух предыдущих.
Четвертый экземпляр отказался стартовать на 263 МГц при стандартном напряжении, но был полностью стабилен на 250 МГц (100 х2.5). Увеличение напряжения не принесло положительных результатов. Итого 250 МГц (100 х2.5) при 2.8 вольтах.
Пятый экземпляр выпущен намного позже всех предыдущих MMX. Если линейка Intel Pentium MMX 200 МГц содержала четыре степпинга и SL26J и SL27J были первым и вторым соответственно, то SL27S это представитель встраиваемых или «Embedded» CPU и является единственным в своем роде с одним SPEC кодом. Я ожидал сюрприз, но его не случилось, предел 263 МГц при стандартном напряжении. Увеличение напряжения не давало положительного результата.
Увы, чуда и тут не произошло. Процессор заработал на уже привычных 263 МГц, но пару раз тест Super Pi выдал ошибку, стало быть для 263 МГц нужно чуть больше напряжения, 2.9 вольта исправили ситуацию.
Итак, можно сделать промежуточные выводы. Из шести разных экземпляров, четыре достигших 263 МГц при дефолтном напряжении можно назвать удачными. Забегая вперед скажу, что из них я выбрал экземпляр № 5 для экстремального разгона, так как он имеет шанс выше остальных разогнаться дальше под воздействием отрицательных температур. Более свежий SPEC, принадлежность к последнему в линейке CPU и самая «свежая» дата производства должны положительным образом сказаться на разгонном потенциале.
Записав все результаты, меня не покидала мысль, что разгон всех CPU во что-то уперся. Метод исключения указывал на материнскую плату. И тогда было решено проверить все на абсолютно другой материнской плате AOpen AX59 Pro (чипсет VIA Apollo MVP3).
Разгон на AOpen AX59 Pro в корне отличается от ASUS P5A. Нет, все те же перемычки присутствуют и все значения выставляются именно через них, но если на ASUS P5A что-то не идет, то наблюдается черный экран и застывший POST, то на AOpen AX59 Pro все иначе. AOpen AX59 Pro дает возможность проходить POST полностью нестабильному CPU, я даже удивился когда экземпляр №1 при значении FSB = 112МГц и множителе х2.5 (итоговая частота 280 МГц) при напряжении 2.9 вольта проскакал весь POST и дошел до загрузки ОС где намертво завис. Или же при FSB = 124 МГц и множителя х2.5 (итоговая частота 310 МГц) при напряжении 3.4 вольта показал аналогичный результат. Такого поведения ASUS P5A не давала, если стабильности не было, то и загрузки тоже.
Перебрав все CPU, я выяснил что экземпляр № 5 при напряжении 3.0 вольта уверенно чувствует себя на частоте 280 МГц (FSB 112 МГц х2.5) при воздушном охлаждении. Дальнейшее увеличение напряжения к полной стабильности CPU не приводило. Соответственно вывод напрашивается сам собою, разгон по FSB лучше получается у AOpen AX59 Pro на чипсете «VIA Apollo MVP3». Предел стабильной частоты на воздухе равен 280МГц. Настало время экстремального разгона!
Лучшим на воздухе у меня оказался экземпляр № 5 - Intel Pentium MMX 233 МГц [SL27S] дата выпуска 18 неделя 1998 года. Пора придать транзисторам CPU свойства сверхпроводимости, охладив процессор до отрицательных температур. Оставался вопрос, какую материнскую плату для этого выбрать? Теперь же эксперимент упирался чисто в мое свободное время. Один тест такого CPU длится усреднено 10 минут, чтобы прогнать все тесты на отобранных цпу и выявить лучшего у меня ушла неделя. Логичным решением был выбор в пользу AOpen AX59 Pro, но как же без любимой мною ASUS P5A? Морозить так обе!
В этот раз для охлаждения CPU я использую Phase Change систему или по народному «фреонку». Выбор обусловлен тем, что при таком мизерном TDP загонять процессор и плату в глубокий минус далеко за сотню Цельсиев при использовании LN2 смысла я не вижу, хватит и -30-40С. Многие думают что «фреонка» это что-то из ряда вон выходящего, не пригодное для использования дома. Использовать как раз можно, ниже фото такого доказательства.
Красиво, не правда ли? Кого заинтересовали данные системы, могут сходить по данной ссылке для приобретения. Моя «фреонка» далека от такого внешнего вида, но морозит не хуже.
Итак, фото тестового стенда обеих плат с установленной Phase Change системой охлаждения.
На ASUS P5A при напряжении 3.5 В процессор Intel Pentium MMX 233 МГц стабильно заработал на частоте 333 МГц (FSB 110 МГц х3), мог выполнять отдельные тесты на 350 МГц (FSB 100 МГц х3.5), но не был полностью стабилен.
Валидация 350 МГц.
На AOpen AX59 Pro я добился аналогичного результата в 350 МГц (валидация), но для тестов решил использовать режим (FSB 112 МГц х3) 336 МГц из за большей частоты FSB.
Когда разгонный потенциал определен, пора перейти к тестированию. Набор тестов остается неизменным с предыдущего тестирования, в нем же можно ознакомиться с описанием самих тестов и нюансами, которые с ними связаны.
ASUS P5A показывает солидный отрыв от AOpen AX59 Pro и это при том, что у нее расположено 512 Кб кэш-памяти на плате, против 1024 Кб у AOpen AX59 Pro. Данный тест очень хорошо откликается на увеличение объема кэш-памяти. Я специально включил в график один результат с отключенным кэшем, чтобы было видно его влияние на результат. Чипсет «Ali Aladdin 5» где-то на 10-15% оказывается быстрее чипсета «VIA Apollo MVP3». Далее в тестах с подсистемой памяти это будет видно наглядно.
Порадовал разогнанный до 250 МГц Pentium MMX на ASUS P5A, который обогнал себя же, но уже работающего на 280 МГц на AOpen AX59 Pro, и практически идет вровень с Pentium II 233 МГц на ядре «Klamath» (чипсет Intel 440LX). При использовании экстремального охлаждения на частоте 333 МГц Pentium MMX может потягаться с Pentium II 333 МГц на ядре «Deschutes» (чипсет Intel 440LX).
И в завершение обзора остановимся на скоростных показателях быстродействия различных типов оперативной памяти с использованием тестов из пакета AIDA64 версии 5.00.3333.
AIDA64 v.5.00.3333Ниже на скриншоте приведено противостояние чипсетов при частоте CPU, равной 250 МГц и 333/336 МГц.
Думаю, вы заметили, что отбор прошли шесть CPU, но в составе тестового стенда был один специально «приглашенный гость» за номером семь – Intel Pentium MMX 266 МГц [SL2Z4], выпущенный на 44 неделе 1998 года и относящийся к категории встраиваемых (Embedded) CPU.
Для справки, первый Pentium II с частотой 233 МГц на ядре «Klamath» вышел 07 мая 1997 года. Данный процессор внешне идентичен своим Pentium MMX собратьям, за исключением некоторых особенностей. Первая особенность – работа на штатной частоте в 266 МГц при множителе х4, FSB = 66 МГц. У подавляющего большинства материнских плат множителя х4 для P55C нет, поэтому о корректной работы «из коробки» речи быть не может. Вторая, не менее важная особенность заключается в том, что Intel Pentium MMX 266 МГц [SL2Z4] основан на новом ядре «Tillamook», которое производится по более тонкому техпроцессу 250 нм (против 350 нм у всех Pentium MMX).
Данный процессор является единственным в своем роде, который можно установить в плату с разъемом Socket7. Техпроцесс 250 нм также используется при производстве Pentium II, которые достигали при разгоне частот, близких к 400 МГц и даже чуть выше. Все это позволяет надеяться на то, что мой экземпляр, разогнанный до 400 МГц просто порвет конкурентов. Приведем его снимок:
На фотографии видна еще одна особенность, это уменьшенное рабочее напряжение равное 1.9 В против 2.8 В у остальных CPU. Это является проблемой, ведь не каждая системная плата Socket7 может выставлять такое пониженное напряжение.
И последняя особенность, Intel не была бы Intel, если бы не позаботилась о совместимости такого замечательного по своим характеристикам процессора. Дело в том, что количество ножек у ЦП такое же, как и у остальных Pentium MMX, но назначение двух совсем иное, отвечающее за работу множителя х4.
Итог – на ASUS P5A он попросту не завелся. А вот на AOpen AX59 Pro все получилось, но без танцев с бубном не обошлось.
На снимке видно, что проходит процедура POST и CPU идентифицирован правильно, что уже хорошо. Но загрузка ОС не происходила. Попытка поставить чистую систему с нуля также заканчивалась неудачей.
Виною всему была кэш-память, расположенная на материнской плате, с которой данный CPU не умеет корректно работать. Потому ее приходится отключать в BIOS.
Но любые попытки загрузить ОС на данный момент не увенчались успехом. Впрочем, я продолжу изыскания на этот счет. И если у кого-нибудь есть опыт работы с «Tillamook» на десктопных платах, можем обсудить данный вопрос
Все, что мне оставалось, это попробовать его на скриншотный разгон, частота FSB установлена 124 МГц, множитель равнялся x3.5 – итоговая частота составила 434 МГц при напряжении 2.6 В. Но BIOS, видимо, был не готов к такому результату и отрапортовал ровно 400 МГц, хотя смотрится это не менее впечатляюще.
Пора подвести черту под очередным ретроклокерским экспериментом. Очевидно, что при удачном стечении обстоятельств младшие представители Pentium MMX разгонялись до уровня старших и даже выше, но все это приходилось делать руками с помощью джамперов. Все же разгон в прошлом столетии был ручным трудом
Тем не менее, производительность Pentium MMX при разгоне хорошо масштабировалась, и можно было пересидеть эру появления первых Pentium II, которые стоили в те годы немало (за модель с частотой 233 МГц просили $636, а за 266 МГц – уже $775), на разогнанном младшем Pentium MMX.
Что касается противостояния производителей чипсетов, то я свой выбор оставляю за набором логики производства фирмы ALI, которая являлась подразделением Acer Laboratories, и материнской платой ASUS P5A. И важно помнить одно, разгон – это всегда лотерея. Всем удачи в этом нелегком деле, еще увидимся.
