8 ГГц. Показательная попытка покорения данного рубежа на процессорах NetBurst под жидким азотом

Оглавление

• Вступление
• Немного об истории развития архитектуры NetBurst
• 8 ГГц. Интерес оверклокера – зачем и кому это нужно
• Стенд. Теоретическая часть и приоритет выбора материнской платы
• Стенд. Практическая часть, подготовка материнской платы, процессоров, азотного стакана и стенда
• Тестовый стенд
• Особенности разгона данной конфигурации
• Настройки и максимально достигнутая частота
• Заключение и выводы

Вступление

В данной статье речь пойдет о попытке покорения психологического для экстремального оверклокера рубежа частоты – 8 ГГц, на процессорах семейства NetBurst (ядро Cedar Mill). Вспомним историю развития данной архитектуры, после чего перейдем к теории, а затем, поскольку вводный курс уже состоялся, и к практике.

Немного об истории развития архитектуры NetBurst

Активное наращивание тактовой частоты начала компания Intel в конце 2000 года с выходом архитектуры NetBurst, которая пришла на смену P6. К слову, Core 2 Duo является развитием архитектуры P6, начало которой положено еще в 1995 году процессорами Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, а также Xeon и Celeron тех времен.

NetBurst просуществовала семь лет, она запомнилась эволюцией ядер процессоров, сокет 478 сменился сокетом 775, техпроцесс становился тоньше, каждое новое ядро довольно быстро меняло степпинги, которые в основном снижали тепловыделение и наращивали и без того высокие частоты. Но каких-либо кардинальных изменений не произошло.

Производительность напрямую была привязана к наращиванию тактовой частоты и объему кэш-памяти процессора. Причем на равных частотах новые ядра не сильно отличались от старых по производительности, а в случае с ядром Prescott, сменившим Northwood в начале 2004 года, производительность первого на равных частотах с Northwood была чуть ниже, несмотря на вдвое увеличенный кэш (1024 Кбайта, против 512 Кбайт у ядра Northwood). Помимо этого, у Prescott, особенно первых степпингов С1 и D0, были серьезные проблемы с потреблением энергии и тепловыделением. Более-менее эти проблемы решил степпинг E0, а G1 заметно прибавил частотный потенциал.

Пожалуй, наиболее значимая ступень эволюции данной архитектуры – смена Socket 478 на Socket 775. Компания Intel первой ввела поддержку памяти DDR2, появились сначала P4 5хх серии под Socket 775 с 1 Мбайтом кэша, вскоре их сменила 6x0 серия с 2 Мбайтами кэша, которая получила название Prescott-2M. В свою очередь топовые чипсеты P865/875 сменились чипсетами P915/925XE, а потом в скором времени чипсетами P945/955, которые уже поддерживали двухъядерные процессоры.

К слову, первые такие решения Intel тоже вышли комом. 25 мая 2005 года было представлено ядро Smithfield, это два ядра Prescott под одной крышкой, соответственно, все недостатки старого ядра перекочевали к Smithfield. Оно получило TDP 130 Вт при частоте всего 3.2 ГГц, а поскольку в то время приложения, использовавшие многопоточность, можно было пересчитать по пальцам, особого смысла покупать Smithfield не было. Аналогичные Prescott отличались более высокими частотами при том же значении TDP, и в подавляющем большинстве приложений были заметно быстрее, и при этом – дешевле и холоднее.

В начале 2006 года вышли последние ядра NetBurst – Cedar Mill и Presler. Последнее представляло собой два ядра Cedar Mill под одной крышкой. Из значимых отличий – переход на техпроцесс 65 нм и введение новых технологий, таких как EIST, Vanderpool и прочих. Вдобавок Cedar Mill получил более высокий потолок частоты, нежели любой из представителей Prescott. Я бы даже сказал, что эти ядра удачные, только вышли они поздно.

Стоит признать, что в конце 2003 года, когда AMD представила процессор Athlon 64, Pentium 4 так же, как и Pentium D, технологически отставал. Но уже летом 2006 года на рынок вышла новая архитектура – Core 2 Duo, которая является развитием архитектуры P6, она оказалась удачнее, чем NetBurst, и снова позволила Intel опередить AMD по производительности и технологичности. По этой причине в августе 2007 года Intel запустила программу по снятию с производства решений с архитектурой NetBurst.

На мой взгляд, NetBurst изначально была тупиковой архитектурой, а наиболее неудачным ядром является ядро Prescott. Идея наращивания частотного потенциала до 10 ГГц так и осталась утопией, с точки зрения развития технологического лидерства данный период для Intel был наиболее смутным за всю историю компании.

Но чего у P4 не отнять, так это отличную маркетинговую кампанию. Люди покупали не конкретную модель процессора и платформы в целом, а «мегагерцы». Помнится, когда решения на базе Core 2 Duo только вышли, некоторые пользователи не хотели менять свои P4, мотивируя это тем, что у Core 2 Duo частота ниже. В то же время встречались люди, считавшие, что если есть два ядра, значит и частота становится вдвое больше. А отдельные продавцы приписывали к частоте ЦП пометку х2, дабы не отпугивать покупателей низкой тактовой частотой.

8 ГГц. Интерес оверклокера – зачем и кому это нужно

Хотя эпоха «Гонки мегагерц» давно прошла, я к ней вернусь снова, но только с одной целью – попробовать покорить рубеж в 8000 МГц на процессорах с ядром Cedar Mill при помощи охлаждения жидким азотом.

Главный интерес заключается в некоем психологическом рубеже, который есть у профессиональных спортсменов, и не только. Так же и тут, рубеж знаковый, но не несущий в себе ничего, кроме красивой цифры. Cтоль высокий потолок частоты до сих пор привлекает большое число оверклокеров. И это даже несмотря на выход ЦП Bulldozer, которые берут более высокие значения. Например, мировой рекорд частоты поставлен на процессоре AMD FX-8150 и принадлежит известному оверклокеру AndreYanng’у, составляя внушительные 8709 МГц.

Стенд. Теоретическая часть и приоритет выбора материнской платы

Что касается выбора тестового стенда под такую специфическую задачу и процессоры, то здесь есть несколько аспектов:

• Не все материнские платы корректно поддерживают столь устаревшие модели CPU;
• На разных чипсетах решения NetBurst показывают разный частотный потенциал;
• Не советую шить последние версии BIOS’ов для разгона данных ЦП, поскольку большое внимание в них уделяется более актуальным для той или иной платформы решениям, и порою более старые процессоры после обновления прошивки могут гнаться хуже.

Для разгона P4 и Celeron на данной архитектуре лучше всего подходит чипсет P965, так как «шина» FSB в номинале составляет 133 МГц. Для Celeron в самый раз, у них 133 «шина», на P4 она составляет 200 МГц. После выхода чипсета P35 материнские платы номинально получили шину 200 МГц, поэтому модели Celeron 3хх официально не значатся в саппорт-листе производителей системных плат, начиная с набора логики P35.

Но, несмотря на это, на многих платах данные процессоры работают, причем в штатном режиме, если параметр FSB оставить в Auto. А если хотите поставить значение «шины» вручную, то она начнется со пункта в 200, например, для Celeron 347 номинальная частота для запуска при условии выставления «шины» вручную, составит 200*23 = 4600 МГц, для Celeron 352 частота составит 200*24 = 4800 МГц и так далее.

P4 присутствует в большинстве саппорт-листов, ограниченную совместимость с ними получили лишь платы Gigabyte на чипсете P45, модельный ряд «DS» лишен официальной поддержки процессоров NetBurst, а линейка «UD», напротив, отличилась официальной поддержкой P4. При этом у материнских плат ASUS на P45 есть полная поддержка P4, без ограничений по модельным рядам.

Пример саппорт-листа плат Gigabyte на наборе логики X38. P4 Support:

Celeron 3xx Not Support:

Несмотря на официальную поддержку данных процессоров, их поведение на разных чипсетах отличается.

Если субъективно, то наиболее комфортно и просто было разгонять данные процессоры на материнской плате ASUS Commando (P965). Она получила хороший набор функций для экстремального оверклокинга, не перегружена лишними функциями, которые больше нужны для процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad.

Неплохо себя ведет и ASUS P5B Deluxe, но у нее изначально есть несколько недостатков, по сравнению с той же Commando. Один из них – отсутствие функции Load-line Calibration, напряжение в режиме покоя и нагрузки сильно разнится, приводя к нестабильности при снятии максимальной частоты. Вдобавок максимально подаваемое напряжение лимитировано в BIOS отметкой в 1.7 В, чего мало для большинства CPU при условии разгона с использованием жидкого азота. Так что при использовании P5B Deluxe нужно сразу делать как минимум два мода – Vcore и Vdroop Mod.

Vcore и Vdroop Mod.

Можно вспомнить и Vdroop Pencil Mod (с помощью карандаша), есть неплохая заметка об этом.

Но вернемся к теме. Я много раз гонял под азотом процессоры архитектуры NetBurst, но по ряду причин не сделал ни одной валидации от своего имени, поскольку то гонял с кем-нибудь в паре (как пример, помогал отбирать ЦП NetBurst известному оверклокеру Smoke), то валидация была не особо критичной и они просто терялись. Прошло шесть лет и я решил исправить ситуацию.

Изначально выбор пал на ASUS Commando, но найти ее не удалось. По этой причине была куплена с форума за полторы тысячи рублей ASUS P5E, руководствуясь советом одного из лучших оверклокеров – TaPaKaH’а. Ниже я приведу его недавний комментарий (на мой вопрос ему о чипсетах).

19.04.13.
«Fire Vadim, далеко не факт, что каждый 347/352 будет брать 200х23/24 на воздухе. Существует немало откровенно трешовых экземпляров, которым это не по силам. […] Крайне не рекомендую P35, X38 и P45, так как в поведении этих плат с Netburst зачастую отсутствует всякая логика. Из X48 могу посоветовать P5E3-Premium и P5E64 WS Evo как наиболее надежные варианты».

20.04.13.
«Если проц проблемный (в плане разгона) уже на воздухе, то ставить его на азот смысла нет. Чтобы проц брал 8 ГГц на азоте, он должен, как минимум, брать 5500 на 1.45 на воздухе. Из трехсот процессоров, проверенных мною (более 80% которых из кошерных батчей), таких было всего шесть, так что можешь прикинуть свои шансы сделать 8 ГГц на девяти рандомных экземплярах».

P5E – довольно специфическая и проблемная материнская плата, у нее принципиально не работает Load-Line Calibration, точность выставления напряжения оставляет желать лучшего, некоторые настройки в BIOS просто не работают. Помимо этого у платы есть громоздкий радиатор, который может помешать установке некоторых кулеров, например, новый кулер Thermaltake NiC F3 можно установить, но только в неправильном направлении, когда вентиляторы обращены не к портам USB, на выдув горячего воздуха из корпуса, а к видеокарте. Zalman CNPS9500 я и вовсе не смог поставить, рамка, к которой крепится кулер с помощью прижимной пластины, упирается в радиатор северного моста. Старшие модели ASUS лишены данных проблем.

Несмотря на все эти минусы, у P5E есть один большой плюс, в нее можно прошить BIOS старших моделей.

Фотография и цитата из обзора ASUS P5E за 19.11.2007 (Gavric).

«Думается, ни для кого не является секретом то, что рассматриваемая плата ASUS P5E – это младшая сестра другой X38-материнки с поддержкой DDR2, ASUS Maximus Formula, относящейся к серии продуктов Republic of Gamers, нацеленных на верхнюю часть рынка. Родство между P5E и Maximus Formula настолько близкое, что оба эти продукта, несмотря на разницу в позиционировании и стоимости, основываются на одной и той же печатной плате. Забавно, что на нашем экземпляре платы название «Maximus Formula» было отпечатано белой краской непосредственно на PCB, а затем, поверх, оно было заклеено наклейкой с уже «правильным» наименованием P5E.

Впрочем, не следует думать, что более дешевая плата ASUS P5E обладает такими же возможностями, как и Maximus Formula. Разработчики внесли в ее конструкцию определенные «ухудшения», которые позволили сделать плату более дешевой в производстве. Основные отличия практически сразу бросаются в глаза: P5E лишена второго гигабитного сетевого контроллера и оборудуется несколько упрощенной системой отвода тепла от микросхем чипсета и конвертера питания процессора. Кроме того, кое-какие отличия можно найти и среди мелочей.

Так, на рассматриваемой в этом обзоре плате число коннекторов для подключения вентиляторов урезано до четырех, отсутствуют припаянные к печатной плате кнопки Power On и Reset, нет разъемов для подключения внешних термодатчиков, а также отсутствует светодиодная индикация напряжений на основных узлах платы (технология Voltiminder LED). Сокращено и число принадлежностей в комплекте поставки: например, с P5E не предлагается индикатор LCD poster, а также отсутствует компакт-диск с дополнительными программами (комплект поставки Maximus Formula включает игру S.T.A.L.K.E.R., бенчмарк 3DMark06 Advanced Edition и антивирус Касперского)».

Причем в P5E без проблем прошивается BIOS не только от Maximus Formula, но и от Rampage Formula. При прошивке последнего сразу начинает работать Load-Line Calibration и появляются абсолютно все настройки этой топовой платы на X48 чипсете, включая установку напряжения на процессор вплоть до 2.4 В (P5E получила ограничение в 1.7 В), расширенные значения напряжения PLL, FSB Termination Voltage, памяти, и весь остальной функционал старших моделей.

Стенд. Практическая часть, подготовка материнской платы, процессоров, азотного стакана и стенда

Первым делом после покупки ASUS P5E в нее был прошит BIOS от Rampage Formula v.0403.

Для прошивки P5E в Rampage Formula нужно:

• Скачать AFUDOS v.2.29ES, другие версии отказываются шить BIOS от другой модели;
• Загрузиться в DOS с помощью загрузочного носителя, на котором находится AFUDOS v.2.29ES и файл биоса;
• Написать команду – AFUDOS /i <файл bios> .rom /pbnc /n

В моем случае команда выглядела так: AFUDOS /i0403.rom /pbnc /n

Что касается процессоров, сначала были куплены с рук шесть штук Celeron 352, два Celeron 356 и пара Celeron 347.

Как сказал TaPaKaH, частично судить о том, насколько удачное будет ядро у ЦП в плане разгона под жидким азотом, можно, попробовав его при воздушном/водяном охлаждении. Из десяти штук более-менее неплохой результат показал всего один 352-ой: 5344 МГц 1.616 В Batch L929C139.

Чуть позже я поехал со своим стендом отбирать P4 6x1. Из восьми штук были выбраны два 651-ых, один из которых мог вот так: 5394 МГц 1.624 В Batch L547B197.

Все значения были получены на материнской плате ASUS P5B Deluxe rev.1.10. Чуть позже я заменил ее на P5E по причине того, что последняя показывает такие же результаты, только при чуть меньшем напряжении.

В самом начале я предполагал использовать стакан для жидкого азота Minigun, но потом решил поставить свой старый полностью медный стакан, весом 3 кг, с довольно простой внутренней структурой, «лесенкой».

Решение взять столь массивный стакан было принято не только потому, что на высоких частотах у данных процессоров очень большое тепловыделение, но и потому, что решения NetBurst отличаются такой особенностью, как быстрый нагрев и долгое остывание. По моему мнению, большая масса поможет исключить резкие скачки температуры.

Фотография стакана.

Снимок крепления термопары.

Процессоры и их батчи.

• Pentium 4 651 Malay
  L5496832;
• Pentium 4 651 Malay
  L543B197;
• Celeron 356 Malay
  L611B106;
• Celeron 356 Malay
  L644F236;
• Celeron 352 China
  5620B183;
• Celeron 352 China
  5637B544;
• Celeron 352 China
  562B1806;
• Celeron 352 China
  562B1806;
• Celeron 352 Malay
  L611B068;
• Celeron 352 Malay
  L929C139;
• Celeron 347 Malay
  L844A624;
• Celeron 347 Malay
  L734B577.

реклама