Ретроклокинг: основные тенденции «процессоростроения» или нестандартный подход

Оглавление

• Вступление
• История процессоростроения
• Заключение

Вступление

В новой статье из цикла «Ретроклокинг» мы вспомним о процессорах, которые отличались от своих собратьев специфическими характеристиками, а также о тех версиях ЦП, которые снискали славу оверклокерских решений. И поскольку количество выпушенных моделей CPU исчисляется сотнями, то выбор «нестандартной» пары десятков экземпляров становится нелегкой задачей. А если брать во внимание количество производителей на раннем этапе развития процессорной индустрии, то задача усложняется вдвойне.

Как уже отмечалось в предыдущих материалах об «Основных тенденциях и нестандартном подходе в мире «материностроения», в рамках одного обзора сложно охватить все модели: какие-то достойные упоминания экземпляры останутся за бортом, а какие-то, возможно, будут просто упущены из виду. Но для восстановления справедливости и отдания чести забытым, но заслуженным труженикам процессорных разъемов все заинтересованные читатели приглашаются в обсуждение данной статьи .

Думаю, у каждого оверклокера есть свой любимый процессор, с которого все начиналось, даже если это был обычный серийный образец, относящийся к массовой серии, а не, например, AMD Phenom II X4 42 Black Edition TWKR, поэтому будет что вспомнить и чем поделиться с остальными участниками конференции.

История процессоростроения

Трудно было выделить процессор, с которого стоило бы начать, поэтому я решил начать с семейства Overdrive процессоров Intel поколения i486. Если вкратце описать, чем обычные 486-е процессоры отличались от таких же, но с логотипом Ovedrive, можно остановиться на нескольких ключевых различиях.

Серия ЦП OverDrive (а затем и Pentium OverDrive) предназначалась для быстрой модернизации ПК, существенно увеличивавшей производительность системы за счет замены одного процессора.

В конце 80-х – начале 90-х годов 20 века, когда появились первые процессоры Intel 486, распространенным явлением была распайка CPU прямо на материнской плате. Это делалось для удешевления стоимости всей системы, поскольку стоимость компьютеров тогда была запредельной.

Часто производитель давал пользователю шанс на апгрейд, размещая на плате дополнительный сокет, окрашенный в голубой цвет и как правило снабженный надписью «OverDrive Ready», для установки моделей семейства OverDrive. И если на системной плате с распаянным Intel 486SX, лишенным блока FPU, был разъем для сопроцессора Intel 487, то процессор OverDrive можно было установить в него.

Представители серии Overdrive предлагали увеличенные тактовые частоты, размещали на своем корпусе VRM, понижающий входное напряжение (для возможности установки новых ЦП в старые материнские платы), либо добавляли дополнительные MMX инструкции.

У обычных процессоров 486-х было 168 ножек, у специальных «Овердрайвов», предназначенных для замены распаянных на материнских платах CPU, было на одну ножку больше – 169. Дополнительная ножка служила своеобразным ключом для установки такого решения в разъем, а также носила функцию отключения распаянного на материнской плате процессора.

Первым таким вариантом стал Intel ODP486SX-20. Он предназначался для замены i486SX с частотою 16 и 20 МГц. Рабочая частота первого «Овердрайва» была 40 МГц, процессор содержал блок для расчета математических операций над вещественными числами (FPU), отсутствующий у всей линейки i486SX и красивую надпись на керамическом корпусе.

На фотографии ниже он приведен в соседстве с ранним i486DX с частотою 25 МГц.

Прогресс понемногу шел вперед. Если первые представители 486-х наращивали мощь за счет увеличения FSB из-за множителя x1, то производитель рано или поздно упирался в предел частоты системной шины. Последней моделью i486 c множителем x1 стал Intel A80486DX-50, у которого FSB работала на внушительных для того времени 50 МГц.

Далее вектор развития сместился в сторону внутреннего коэффициента умножения, появились модели i486DX2 и i486DX4. Последняя работала на частоте 100 МГц при множителе х3 и FSB 33 МГц. Параллельно развивалась и линейка Intel OverDrive. Было выпущено много версий Intel OverDrive с 168 и 169 ножками, но для эпохи 486-х значимой, на мой взгляд, являлась последняя модель, Pentium OverDrive с частотою 83 МГц.

Данный процессор относился к новой микроархитектуре P5 с увеличенным в два раза объемом кэш-памяти первого уровня, носил в названии гордое имя «Pentium» и получил дробный коэффициент умножения х2.5 и системную шину 33 МГц. Всего было выпущено два варианта Pentium OverDrive для апгрейда 486-х процессоров – с частотою 63 МГц и 83 МГц. К слову, старшая модель без особых усилий разгоняется до 100 МГц (2.5 х 40). Лично я перепробовал пять различных экземпляров, четыре из которых успешно взяли 100 МГц.

У данных процессоров была интересная инженерная особенность, заключающаяся в возможности изменения множителя CPU до минимального x1. Причина в том, что питание системы охлаждения осуществлялось непосредственно со стороны трех специальных контактов на верхней части ЦП, и при снятии СО включался защитный режим с последующим сбросом множителя до единицы. В результате получался процессор, работающий на 20 МГц .

Для поколения 486-х предназначались процессорные разъемы на материнских платах с порядковым номером от 1 до 3. С Socket 4 началась следующая веха развития моделей Intel. Для него Intel выпустила всего две модели Pentium с частотами 60 и 66 МГц, рабочая частота которых складывалась из частоты FSB и множителя CPU в виде единицы.

Чтобы продлить жизнь данному сокету, было принято решение выпустить две модели Pentium Overdrive с частотами 120 и 133 МГц. И такая версия «заряженного» процессора обеспечивала довольно-таки неплохой буст частоты. Причем найти такой процессор где-то на барахолке сегодня – это очень большая удача. Свой экземпляр я искал больше трех лет.

Последним «Овердрайвом» стала модель Pentium II OverDrive, которая предназначалась для замены Pentium Pro в исполнении Socket 8. Физически данный ЦП устанавливался в Socket 8, однако фактически перед нами Pentium II на ядре «Deschutes», дополненный полноскоростным 512-килобайтным кэшем второго уровня.

А это весомое преимущество, поскольку у слотовых Pentium II кэш-память второго уровня располагалась на текстолите картриджа рядом с ядром CPU в виде отдельных микросхем и работала на половине частоты ядра ЦП.

Платформа Pentium Pro была самодостаточной, всего было выпущено шесть различных модификаций Pentium Pro с частотами от 150 до 200 МГц и разным объемом кэш-памяти второго уровня (от 256 до 1024 Кбайт), поэтому особой надобности в Pentium II OverDrive не было.

Появился данный процессор по заказу правительства США, которое финансировало программу по созданию суперкомпьютеров для целей моделирования ядерных взрывов и слежением за состоянием ядерного арсенала страны. На деньги налогоплательщиков в 1997 году Intel построила суперкомпьютер под названием «ASCI Red», изначально состоявший из 9298 экземпляров Pentium Pro c частотою 200 МГц. И несколько лет подряд он возглавлял список TOP-500 самых быстрых суперкомпьютеров мира.