Ретроклокинг: проект «Socket 478/x64» – разгон

Оглавление

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.

450x623  153 KB. Big one: 867x1200  383 KB

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:

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.

500x536  114 KB. Big one: 1166x1250  487 KB

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.

500x415  100 KB. Big one: 1200x684  289 KB

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».





500x414  96 KB. Big one: 1200x675  297 KB

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.

500x389  55 KB

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







500x414  64 KB. Big one: 656x543  99 KB

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:

500x426  85 KB. Big one: 1200x710  264 KB



Доступные настройки подсистемы таймингов выглядят следующим образом:

500x427  83 KB. Big one: 1200x663  232 KB

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:

436x305  68 KB



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.

500x420  99 KB. Big one: 1200x685  349 KB

Выбор значений рабочих частот оперативной памяти сводится к следующему набору:

500x424  85 KB. Big one: 1200x673  232 KB



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).

500x438  80 KB. Big one: 1500x1315  492 KB



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.

403x402  77 KB

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.



500x370  75 KB. Big one: 1200x887  253 KB

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

500x412  87 KB. Big one: 1250x1031  393 KB

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?

500x436  95 KB. Big one: 1300x1134  395 KB

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.

500x469  84 KB. Big one: 1200x1126  355 KB

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.

403x402  62 KB

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.

500x516  78 KB

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.

500x395  85 KB. Big one: 1250x987  346 KB

Настройки BIOS дисковой подсистемы во время тестирования выглядели так:

500x514  100 KB. Big one: 1200x666  269 KB

500x453  97 KB. Big one: 1200x669  331 KB

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.

500x150  74 KB. Big one: 1217x364  317 KB
SATA-3, SATA-2, IDE. Нажмите для увеличения.

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

500x224  68 KB. Big one: 809x363  154 KB

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).

406x368  65 KB

Для наглядности все результаты испытания представлены в виде интерактивных графиков.

Результаты испытания

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Чтение Seq Q32T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Запись Seq Q32T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Чтение 4KiB Q8T8 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Запись 4KiB Q8T8 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Чтение 4KiB Q32T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Запись 4KiB Q32T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Чтение 4KiB Q1T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

CrystalDiskMark 6.0.2 (64-bit version)

Чтение 4KiB Q1T1 (Мбайт/с)
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

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

WinRAR x86 v. 5.40 (32/64-bit version)

Кбайт/с
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Cinebench 11.5

Cinebench 11.5 (32/64-bit version)

Баллы
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Cinebench R15

Cinebench R15 (64-bit version)

Баллы
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Cinebench R20

Cinebench R20 (64-bit version)

Баллы
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

HWBOT x265 Benchmark

HWBOT x265 Benchmark v.2.2.0 – 1080p

FPS
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Geekbench 4

Geekbench 4 v.4.2.3 (Silgle/Multi-Core Score)

Баллы
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

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.

500x248  36 KB. Big one: 1078x534  136 KB

AIDA64 Queen:

500x316  64 KB. Big one: 1014x1080  317 KB

AIDA64 Julia:

500x334  64 KB. Big one: 1016x1080  314 KB

AIDA64 VP8:

500x309  67 KB. Big one: 1014x1080  318 KB

3DMark 2006

3DMark 2006 v.1.1.1, (CPU Score/ Total Score)

Итоговый балл
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

3DMark 2011

3DMark 2011 v.1.0.132 – Performance 720p/ Extreme 1080p

Итоговый балл
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

500x311  42 KB. Big one: 870x542  78 KB

500x312  42 KB. Big one: 869x542  99 KB

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

500x710  97 KB

3DMark 2013, Fire Strike/ Extreme

Итоговый балл
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

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

Far Cry

1920 x 1080, Max Quality, demo 3DNews - Research, 3x loop, Average FPS
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Battlefield 4

Battlefield 4 (Ташгар), 1920 x 1080, All Medium

Min | Average | Max FPS
Больше – лучше


Включите JavaScript, чтобы видеть графики

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%.

500x281  29 KB. Big one: 1920x1080  278 KB

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.

500x281  45 KB. Big one: 1920x1080  496 KB

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.

500x397  90 KB. Big one: 1500x1191  460 KB

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.

Максим Романов aka Max1024


Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал
рейтинг: 4.9 из 5
голосов: 89

Комментарии Правила



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают