Ретроклокинг: проект «Socket 478/x64» – разгон

Оглавление

• Вступление
• Воздушный разгон
• Экстремальный разгон
• Тестовый стенд и тесты
• WinRAR v. 5.40
• Cinebench 11.5
• Cinebench R15
• Cinebench R20
• HWBOT x265 Benchmark
• Geekbench 4
• AIDA64 v.5.50.3600
• 3DMark 2006
• 3DMark 2011
• 3DMark 2013
• Far Cry
• Battlefield 4
• Заключение

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. Новый материал является прямым и логическим продолжением истории о 64-х битном Pentium 4 в конструктиве Socket 478. В прошлый раз мы познакомились с системой на базе материнской платы ASRock (c DDR2 памятью и PCI-Express интерфейсами) и процессором, поддерживающим инструкции EM64T.

Теперь же я попытаюсь разогнать процессор при помощи экстремального охлаждения и сделаю вольтмод материнской платы, чтобы она позволила поднять производительность CPU и избавиться от процессорозависимости со стороны видеокарты.

Задача-максимум на сей раз – нормально сыграть в Battlefield 4 хотя бы на 30 кадрах в секунду, а лучше на все 60. Что из всего этого получится, вы узнаете далее.

Предыдущая статья доступна по ссылке:

• Ретроклокинг: проект «Socket 478/x64».

Воздушный разгон

Если мой экземпляр ЦП со SPEC кодом SL7QB по сути «обычный» Pentium 4 на ядре «Prescott» (степпинг E0 вкупе с поддержкой EM64T), то ждать чудес от него не приходится.

Степпинг Е0 можно назвать золотым поколением ядра Prescott. С выходом последнего степпинга G1 актуальность Prescott в исполнении Socket 478 давно прошла. Сдерживающий фактор разгона в рамках данного эксперимента – материнская плата.

ASRock P4i945GC – типичный представитель бюджетных системных плат, для которых термин «разгон» применим мало, но по остальным характеристикам она вне конкуренции для этого эксперимента.

Напишу, какие опции для разгона у нее есть в BIOS:

• Повышение частоты FSB;
• Повышение напряжения на чипсете *;
• Повышение напряжения на DDR2 памяти;
• Выбор делителей для оперативной памяти;
• Изменение базовых таймингов.

Но отсутствует главный параметр – изменение напряжения на процессоре, а без него что-то сделать проблематично. Мне лично непонятно, зачем производитель для такой модели mATX сохранил возможность поднятия напряжения на чипсет и оперативную память.

Но что имеем, с тем и работаем, попробуем довести материнскую плату до ума, не зря же на ней остановился мой выбор.

Если с частотой FSB все понятно, то с напряжением на чипсете не очень :D В недрах BIOS, в секции, относящейся к чипсету, в самом низу есть один параметр с названием «+1.5V Voltage».

Выбор значений сводится к [Auto], [Low], [Middle], [High] и [Ultra High], что очень информативно и доходчиво. Больше о нем ничего не сказано, рекомендовано лишь установить в «Auto».

С материнской платой идет DVD-диск (!) c утилитой ASRock OC Tuner (рекомендую сходить по ссылке). Это мощная утилита для разгона, которого по сути нет, как нет и модели этой материнской платы на специальном сайте ASRock. Но в списке поддерживаемых решений на чипсете Intel 945GC есть две других версии, а это уже на что-то намекает.

Версия утилиты ASRock OC Tuner на прилагаемом диске 2.2.98, свежее решение, датированное серединой 2010 года, но в корне бесполезное, поскольку все нужные и немногочисленные оверклокерские опции в ней не работают или вообще не отображаются. Видимо, данную версию вообще не проверяли на совместимость с материнской платой.

Пришлось достать проверенную версию утилиты – ASRock OC Tuner 1.54, и вуаля, все настройки видны и работают.

И что самое удивительное – стал доступен параметр изменения напряжения на чипсете, который странным образом совпал с изменением настройки в BIOS под названием «+1.5V Voltage». Стало быть, есть возможность изменять это напряжение, не выходя из Windows. Доступные варианты: 1.494, 1.543, 1.594 и 1.643 В. Но как простому обывателю постичь эту логику ASRock? Загадка.

Если вы внимательно посмотрели на скриншот ASRock OC Tuner, то увидели возможность выбора напряжения оперативной памяти, оно также меняется «на лету», и «VTT Voltage». С последним я не разобрался – что оно вообще делает на Socket 478? Если параметр относится к интегрированному контроллеру памяти в процессоре, то его нет у Pentium 4 в исполнении Socket 478. Либо это новшество перекочевало со старших платформ (LGA 775), так как утилита универсальная, либо неверный перевод опции или она отвечает за напряжение системной шины. В любом случае ее изменение на результат разгона у меня не повлияло.

Изменение напряжения оперативной памяти стандарта DDR2 лежит в диапазоне 1.8-2.2 В:

Доступные настройки подсистемы таймингов выглядят следующим образом:

Итак, когда некоторые нюансы материнской платы выяснены, осталось повысить FSB и посмотреть, как «пойдет» 64-х битный «Prescott» по FSB.

Перед началом экспериментов я решил зайти на HWBOT.org и выяснить приблизительные ориентиры разгона, ведь обзоров данной чудо-оверклокерской платы с детальным рассмотрением всех возможностей не нашлось. И вот что показывает нам статистика:

Первый результат в расчет не берем, поскольку 284 МГц по FSB были получены с серьезной хардварной модификацией материнской платы, а вот далее следует результат 234 МГц и масса с 223 МГц.

В BIOS максимальное значение частоты системной шины можно выставить 500 МГц, что гипотетически даст нам 8 ГГц ровно, но я не представляю условий, при которых это возможно, и даже жидкий гелий тут не поможет. Опять удивляет такое решение software-инженеров ASRock.

Выбор значений рабочих частот оперативной памяти сводится к следующему набору:

Хотелось бы видеть выбор частоты 400 МГц (DDR2 800), но это прерогатива системных плат на чипсете Intel G31.

С номинальным напряжением ядра процессора, равным 1.385 В, частоту FSB удалось подтянуть до 218 МГц, на ней ЦП был стабилен в Prime95, далее (плюс еще несколько мегагерц) можно было гонять короткие тесты, то есть 223 МГц снять можно было. Естественно, показатель 218 х 16 = 3.49 ГГц слишком мал для раскачки GeForce GTX 980 Ti. Моя цель была 3.8 ГГц, а лучше все 4.0 ГГц. Одним словом, необходим вольтмод!

Было выяснено, что за питание процессора отвечает контроллер с маркировкой L6713A производства Holtek Semiconductor Inc. Чтобы получить возможность регулировки напряжения, необходим подстроечный резистор номиналом 50 кОм. Лучшее место на материнской плате для соединения с ним его крайней ноги указано красным. Среднюю ногу резистора нужно пустить на землю, я ее приделал к 3-pin разъему кулера и подключил в свободный вентиляторный разъем.

В результате такого вольтмода появляется возможность изменения напряжения CPU VCore при помощи обычной отвертки (с постепенной подкруткой резистора).

И поскольку поиски тестового процессора дались мне с большим трудом, то больше чем 1.6 В, я на него не хотел давать, памятуя о «Синдроме Внезапной Смерти Northwood» (пусть это другое ядро, но данную цифру я взял за пограничный рубеж). В сети встречается информация, что при повышении напряжения с помощью вольтмода свыше 1.6 В срабатывает OVP защита материнской платы и система отключается, для обхода защиты нужно делать еще один OVP вольтмод.

Установив напряжение на процессоре совсем близкое к 1.6 В и водрузив сверху бессменный «Thermaltake Big Typhoon», я воспользовался утилитой SetFSB и начал плавно подымать частоту системной шины. Итоговая «скриншотная» частота составила 244 МГц, итоговая тактовая частота процессора – 3911 МГц.

Конечно, полноценно работать процессор на такой частоте не мог, рубеж стабильности был на уровне 3800 МГц. Уже лучше.

Несмотря на раритетность данного процессора, я решил его охладить с помощью «фреонки», как говорится – наука требует жертв.

Меня спрашивали, что размещено с обратной стороны системной платы, показываю крепление кулера Thermaltake Big Typhoon:

С обратной стороны под металлической пластиной лежит защитная пластиковая рамка, которая предотвращает возможность появления короткого замыкания, а сама пластина не дает деформироваться материнской плате.

Экстремальный разгон

Проведя предварительную подготовку и заизолировав сокет от попадания влаги, я подготовил компоненты к покорению новых вершин. У меня оставался только один вопрос: какая тактовая частота должны быть у Pentium 4 на ядре Prescott, чтобы можно было сыграть в Battlefield 4 хотя бы с фреймрейтом 30 fps?

Хватит ли итоговой частоты четвертого Pentium при таком разгоне для раскрытия потенциала видеокарты от Яна 8Pack Пэрри (Ian 8Pack Parry)? Вы можете пока подумать над этим вопросом, а ниже я отвечу на данный вопрос и назову конкретную цифру в гигагерцах ;)

В ходе данного эксперимента выяснилось, что температурные показатели, отображающиеся в BIOS материнской платы не имеют ничего общего с реальностью, как, впрочем, и полученные на воздухе. При включенной «фреонке» температура процессора в BIOS была 32°C и меньше не падала.

Чтобы не мешать обдуву радиатора чипсета, PCI-Express SSD пришлось вынести за пределы материнской платы на гибком шлейфе. В результате охлаждения ЦП до -25°C при напряжении 1.6 В итоговая валидация составила 4248.49 МГц или 265 МГц по FSB.

Но полностью стабилен процессор был на 4100 МГц. С одной стороны, это уже не желаемые 3.8 ГГц и не штатные 3.2 ГГц, посмотрим, сможет ли он раскачать систему в таком состоянии ;)

Но перед финальными тестами остановлюсь на дисковой подсистеме, так как по ней возник определенный интерес. В стандартном своем состоянии материнские платы на Socket 478 могут предложить пользователю дисковую систему с парой IDE разъемов, где теоретическая скорость передачи данных будет на уровне 133 Мбайт/с, на практике же она будет еще меньше. Более продвинутые системные платы оснащены интерфейсами SATA первого поколения, а единичные, типа используемой ASRock P4i945GC – второго, у которого скорость передачи данных доходит до 300 Мбайт/с.

Но так как у меня была задача собрать самую скоростную систему на Socket 478, то я взял вариант PCI-Express SSD HyperX Predator объемом 240 Гбайт с интерфейсом PCI-e x4 и бестселлер 2011 года Crucial M4 128 Гбайт SATA3 SSD и протестировал их в разных условиях. HyperX Predator тестировался сначала в разъеме PCI-Express х1, а затем в PCI-Express х4.

Crucial M4 128GB SATA3 SSD для наглядности был установлен в систему LGA 1155 вместе с Intel Core i7-2600K, как отправная точка производительности интерфейса SATA 6 Гбит/с, а затем разъема SATA2 материнской платы ASRock P4i945GC. В дополнение он же был установлен в IDE разъем через IDE-SATA адаптер.

Итоговые результаты позволят наглядно оценить скорости дисковой подсистемы, полученные при разных типах SSD накопителей и их вариантах подключения к материнской плате, ведь раньше именно механический HDD был самым слабым местом любой системы, но времена изменились.

Настройки BIOS дисковой подсистемы во время тестирования выглядели так:

Начнем с Crucial M4 128GB SATA3 SSD.

Ниже слева направо вышеуказанный SSD в системе на Intel Z77 чипсете в своем нативном SATA 3 порте, далее в ASRock P4i945GC с SATA2 и в конце SSD в IDE разъеме, подключенный через IDE-SATA адаптер.

Разница существенная, а теперь посмотрим на PCI-Express SSD HyperX Predator 240 Гбайт, подключенный в PCI-Express х1 и х4 порт:

Здесь разница видна невооруженным глазом, но если посмотреть на цифры HyperX Predator, подключенного в PCI-Express х4, то они несравнимы ни с какими другими показателями, и SSD уже не является узким местом. Даже подключенный в PCI-Express х1 HyperX Predator выглядит очень хорошо, проигрывая разве что в линейном чтении и совсем малость в линейной записи.

Можно сделать вывод, что PCI-Express SSD благо даже для такой устаревшей платформы. А если сравнить эти результаты с механическими HDD того времени, то между ними будет пропасть. Для этого я включил в сравнение старичка WD Caviar SE WD800JD объемом 80 Гбайт (SATA II, 3 Гбит/с, 8 Мбайт, 7200 об/м).

Для наглядности все результаты испытания представлены в виде интерактивных графиков.

Результаты испытания

Тестовый стенд и тесты

Стенд остался неизменным, разве что память была заменена на скоростную Kingston HyperX 1200 МГц (PC2-9600) чтобы можно было тайминги памяти снизить на одну позицию по сравнению с предыдущим набором. Но пришлось пожертвовать объемом ОЗУ, он сократился в два раза.

• Intel Pentium 4, 3.2 ГГц, Socket 478, «Prescott», SL7QB 64-bit Edition;
• ASRock P4i945GC, Intel 945GC + ICH7, Socket 478, PCI-Express , DDR2-667 МГц, SATA-2;
• 2 Гб (2x 1Гб) Kingston HyperX DDR2 1200 МГц (PC2-9600);
• GeForce GTX 980 Ti, 6 Гб, KFA2 8Pack Edition;
• SSD HyperX Predator PCIe 240 Гб;
• Zalman ZM1000-EBT, 1000 Вт;
• и система фазового перехода («фреонка»).

Тестирование проводилось в Windows 7 x64 SP1 с помощью следующего ПО:

• WinRAR x64 v. 5.40;
• WinRAR x32 v. 5.40;
• Cinebench 11.5 x64;
• Cinebench R15;
• Cinebench R20;
• HWBOT x265 Benchmark v.2.2.0;
• Geekbench 4 v.4.2.3;
• AIDA64 5.50.3600;
• 3DMark 2006 v.1.1.1;
• 3DMark 2011 v.1.0.132.0;
• 3DMark (2013) v.2.9.6631;
• Far Cry;
• Battlefield 4.

WinRAR v. 5.40

Cinebench 11.5

Cinebench R15

Cinebench R20

HWBOT x265 Benchmark

Geekbench 4

AIDA64 v.5.50.3600

Тест AIDA 64 дает представление об уровне производительности по отношению к другим процессорам. Чтобы понять, что собой представляет разогнанный 64-х битный «Prescott», достаточно посмотреть на графики производительности.

Для начала Cache and Memory benchmark – до и после разгона.

AIDA64 Queen:

AIDA64 Julia:

AIDA64 VP8:

3DMark 2006

3DMark 2011

Выше результаты, полученные на заряженной версии GeForce GTX 980 Ti и раскочегаренном до 4100 МГц Pentium 4 на ядре «Prescott». Итак, ощущается острая нехватка процессорной производительности, на что указывают итоговый FPS и близкие по значению показатели.

3DMark 2013

Начало воодушевляет, ведь частота процессора 4.1 ГГц. Как пишут в комментариях? Жалко, что нет Ryzen :D

Чтобы понять, что это все не шутки, вот ссылка на онлайн-валидацию 3DMark Fire Strike и 3DMark Fire Strike Extreme. А вот по этой ссылочке можно посмотреть сравнение результатов Fire Strike на профильном CPU и некогда бестселлере Intel Core i7-2600K.

Far Cry

Battlefield 4

Ну вот мы и добрались до развязки этой истории. Разгон процессора до 4100 МГц не позволил сыграть Battlefield 4 в Full HD разрешении на средних настройках. Средний фреймрейт всего 17.5 кадров в секунду и есть провалы по минимальному FPS до 12, что неиграбельно. Возникает вопрос, какой должна быть частота данного 64-х битного Pentium IV, чтобы средний FPS был 30 или 60 кадров в секунду?

На помощь приходит простой расчетный метод. И ответ на данный вопрос выглядит следующим образом: для 30 FPS частота процессора должна составлять 7 ГГц, а для 60-ти соответственно все 14 ГГц. Интересные цифры, однако есть к чему стремиться. Хотя давно известно, что сила не в мегагерцах ;)

Еще в комментариях к предыдущей части просили запустить GTA 5, что ж мне пришлось выделить отдельный HDD под нее. Графиков приводить не буду, смысла в этом нет, укажу лишь, что при разрешении 1280 х 1024, DX 10, при минимальном уровне всяческой детализации и настроек игра выдает в среднем от 7 до 12 кадров в секунду.

А вот где FPS предостаточно, так это в просмотре 4К видео. Декодированием занимается видеокарта, поэтому нагрузка на процессор редко доходит до 10%.

Для просмотра YouTube с помощью браузера Chrome необходимо установить плагин «h264ify», и тогда, как и в первом случае, видеокарта возьмет на себя расчеты. Загрузка процессора в этом случае уже за 30% и это при просмотре Full HD видео с частотой 30 fps.

При частоте видео 60 fps можно в отдельных случаях наблюдать загрузку ЦП на уровне 90%, количество выпавших кадров будет заметно превышать допустимый предел. Смотреть, конечно, можно, но рекомендую это делать при разрешении 1920 x 1080 и 30 fps, что вполне комфортно.

Заключение

После тестирования стало ясно, что несмотря на мощную видеокарту, которой хватит с избытком для любой AAA-игры пятилетней давности (например, Battlefield 4 и прочие), мощность процессора играет очень важную роль. За одиннадцать лет, а именно такой временной промежуток разделяет процессор и видеокарту, прогресс резко ушел вперед, и наверстать его не поможет никакой, даже самый экстремальный разгон (особенно, если мы хотим работать с программным обеспечением, на порядок моложе используемого «железа»).

Что касается смысла данной затеи, о котором спрашивали в обсуждении предыдущей статьи, то отвечу так: если вы не поняли еще тогда, то можете не искать его и на сей раз. Практического смысла в такого рода экспериментах нет и не будет, важно само осознание, что это возможно и это работает в наше время. Ведь данная рубрика носит название «Ретроклокинг», поэтому прямого назначения или руководства к действию в действительности она не несет и может вызвать лишь чувство ностальгии… либо подтолкнуть к чему-то.

Но пусть я и не достиг намеченных целей, да и результат несколько удручает, могу сказать, что мне работать с данной системой очень понравилось, все очень быстро, если так можно выразиться о конфигурации в работе. И если не брать в расчет ресурсоемкие приложения, то за такой системой можно комфортно себя чувствовать.

С файлами справится скоростной SSD, видеокарта возьмет на себя вопросы декодирования видео, поэтому набрать текст, посчитать в столбик в Excel, посмотреть YouTube, либо off-line 4K видео, посерфить в интернете возможно на такой сборке даже сейчас.