Tuning procesoru AMD Athlon 64

V dnešním článku navážeme na předchozí díl věnovaný ladění výkonu grafických
karet a názorně si předvedeme, jak zvýšit výkon procesoru. Dnes to budou

procesory AMD Athlon 64, v příštím čísle se pak budeme věnovat procesorům Intel

Pentium 4.



Trocha teorie

Zvýšení výkonu je možné, stejně jako u grafických karet, navýšením pracovní

frekvence. Ta se určuje dvěma základními parametry – násobitelem a frekvencí

Front Side Bus (FSB). Vynásobením těchto dvou hodnot získáme výslednou

frekvenci, na níž pracuje daný procesor. Zde je na místě připomenout, jak

označuje společnost AMD své procesory. V názvu neudává reálnou frekvenci, nýbrž

se jedná o modelové označení procesorů AMD. V praxi to vypadá následovně:

procesor AMD Athlon 64 3000+ pracuje na frekvenci 1 800 MHz (násobitel 9×, FSB

200 MHz) a například AMD Athlon 64 3800+ má reálnou frekvenci 2 400 MHz

(násobitel 12×, FSB 200 MHz).

Zvýšení výsledné frekvence se tudíž může odehrávat dvěma způsoby. Prvním z nich

je zvýšení násobitele, to je ale možné pouze u omezené řady procesorů. V

současné době tuto variantu prakticky využít nelze, ovšem u předchozí generace

procesorů AMD to možné bylo. Druhým způsobem a u novějších procesorů prakticky

jediným dostupným je zvyšování frekvence pomocí FSB. Nastavení této hodnoty je

možné v naprosté většině případů v BIOSu základní desky. Některé motherboardy

zvládnou zvyšování frekvence přímo z operačního systému Windows díky programu,

který dodává výrobce základní desky. Ten funguje pouze s konkrétním modelem,

nelze jej použít na ostatní desky, a proto se tímto tématem nebudeme dále

zabývat.

Se zvýšením frekvence procesoru stoupá i jeho provozní teplota, tudíž je opět

nutné myslet na kvalitní chlazení. Pro dobré výsledky přetaktování je také v

mnoha případech nezbytné nepatrně (nebo o trochu více – podle potřeby a ambicí)

zvýšit napětí. Základní hodnota napětí všech současných procesorů AMD Athlon 64

se pohybuje na hodnotě 1,4 V, maximální hodnota by tak neměla přesáhnout

hranici 1,6 V.



Začínáme

Nyní si řekněme něco o konfiguraci počítače, na němž jsme testy prováděli. Byl

to procesor AMD Athlon 64 s modelovým označením 3200+, který pracoval na

frekvenci 2 000 MHz (násobitel 10× a FSB 200 MHz), postaven byl na jádru

Winchester, obsahoval 512 kB cache druhé úrovně a vyroben byl 90nm technologií.

Jako základní desku jsme si vybrali top model společnosti DFI s označením DFI

Lanparty UT nF4 SLI-DR, pracující s čipovou sadou nVidia nForce4 SLI. Důležitým

parametrem byla přítomnost rozšířeného napájení díky 24pinovému konektoru,

jednomu typu Molex a jednomu napájecímu konektoru pro disketovou mechaniku. To

umožňuje motherboardu dosahovat extrémně vysokých hodnot FSB a dodávat

procesoru a ostatním integrovaným součástkám stabilnější napájení. Operační

paměti jsme zvolili značky Mushkin, model 1 GB (DUAL 2 × 512) DDR433 MUSHKIN

Redline PC3500 CAS 2–2–2. Použitý 430W zdroj s 24pinovým napájecím konektorem

značky Enermax Coolergiant byl nezbytným základem. Testy probíhaly na grafické

kartě Asus Extreme N6600GT, pracující na rozhraní PCI Expess x16. Jako chladič

procesoru jsme použili výkonnostně dostačující Gigabyte G-Power Cooler,

vybavený systémem Heat-Pipe a nadstandardní velikosti použitého větráku.

Chladič i základní desku vám podrobně představíme v příštím čísle.



Jdeme na to

V prvním případě jsme testovali v obyčejné ATX počítačové skříni, kde jsme jako

chlazení použili pouze jeden větrák a case byla po celou dobu testů otevřená. V

druhém případě jsme umístili sestavu do case Sunbeamtech IC-TR-BA Transformer

Black, která je přizpůsobena kvalitnímu chlazení uvnitř umístěných počítačových

komponent. Po instalaci základní desky a procesoru do patice Socket 939 jsme

nanesli na procesor teplovodivou pastu a poté instalovali zmiňovaný chladič.

Aplikace vodivé pasty je u moderních procesorů téměř nezbytná a z vlastní

zkušenosti doporučujeme použít speciální pastu s obsahem stříbra, která vede

teplo lépe než pasty silikonové, jež jsou k většině chladičů přibaleny.

Instalace zbytku komponent již probíhala standardně.

Po zapnutí počítače zkontrolujeme, zda běží stabilně, a poté stiskem klávesy

DEL přejdeme do BIOSu základní desky, kde najdeme všechna potřebná nastavení.

Budeme je konkrétně popisovat na základní desce DFI s verzí BIOSu

LPNF4SLIDR0310, vydanou 10. 3. 2005. V BIOSu se nachází mnoho zajímavých a

užitečných nastavení, nás ovšem bude zajímat pouze položka Genie BIOS Setting.

V ní nalezněme položky ovlivňující jednak frekvenci procesoru, PCI Express a

pamětí, jednak napětí na těchto komponentách. Poté jsme se vrátili do hlavní

nabídky a zde vyhledali položku PC Health Status, kde je vidět teplota

procesoru a několik jiných údajů týkajících se ostatních chladičů a větráků.

Důležitá je pro nás položka CPU CORE Temperature, jež by neměla přesáhnout 60

stupňů Celsia.

Samotné zvýšení frekvence procesoru provedeme v Genie BIOS Setting v položce

FSB Bus Frequency, a to nastavením vyšší hodnoty než 200 MHz, která je

defaultní. Doporučujeme vždy zvyšovat frekvenci o 5 MHz, a to kvůli stabilitě

procesoru. Nyní nastavení uložíme pomocí příkazu Save & Exit Setup v základním

menu BIOS. Počítač se restartuje – nyní provedeme sérii zátěžových testů –

stejných, jaké jsme použili v předchozím díle. Tím otestujeme stabilitu systému

a v případě bezproblémového chodu se vrátíme do nastavení BIOSu a celou akci

budeme opakovat až do frekvence 215 MHz.



Pokročilejší nastavení

Při frekvencích FSB nad 215 MHz je nezbytné pozměnit i jiné hodnoty než jen

samotnou frekvenci FSB. Je totiž v zájmu zachování maximální stability nutné

nepatrně zvýšit napětí procesoru (toto neplatí obecně, protože každý kus

procesoru je svým způsobem originál). To se provede v podmenu Genie BIOS

Setting v položce CPU VID Start Up Value, která nabízí rozsah 0,8–1,55 V.

Vybereme z nabídky hodnotu 1,5 V a potvrdíme. Dále je pak nutné vstoupit do

menu DRAM Configuration, kde zvolíme položku DRAM Freqvency Set a v ní

nastavíme poměr DRAM ku FSB (poměrem frekvencí operační paměti a systémové

sběrnice) na 9 : 10, což přinese výslednou frekvenci pamětí místo 430 MHz (215

x 2) v hodnotě 370 MHz (185 × 2). Při použití pamětí DDR400 tak máme dostatečný

prostor pro zvyšování FSB, aniž by to ovlivnilo práci pamětí. Ne všechny modely

DDR400 zvládnou vyšší frekvenci, než pro jakou byly navrženy. Nyní je systém

připraven tak, abychom mohli již popsaným způsobem zvyšovat frekvenci FSB po 5

MHz až na hodnotu FSB 220 MHz. V tomto okamžiku je třeba u 400MHz pamětí snížit

děličku pamětí na poměr 5 : 6, což dává výslednou frekvenci pamětí v základu

166 MHz, resp. 333 MHz. K této frekvenci se dále připočítává rozdíl aktuální

FSB a základní hodnoty 200 MHz, to celé 2×. V tomto okamžiku je dobré opět

ověřit aktuální teplotu procesoru, která by neměla přesáhnout již zmiňovaných

60 stupňů Celsia.

V redakčních podmínkách (a s obyčejným case s chlazením realizovaným pouze

jedním přídavných ventilátorem) jsme se dostali až na frekvenci procesoru 2 350

MHz, kdy jsme při napětí 1,525 V zaznamenali teplotu procesoru 57 stupňů

Celsia. Při jakémkoliv zvýšení frekvence se stal systém již nestabilním. Zde se

projevila potřeba nadměrného chlazení, které jsme procesoru a ostatním

komponentám zajistili díky osazení do uvedené počítačové skříně Sunbeamtech. V

této case jsme byly schopni dosáhnout výsledné hodnoty 265 MHz FSB při napájení

procesoru 1,55 V a teplotě 48 stupňů Celsia. Výsledná frekvence měla hodnotu 2

650 MHz, což je o 650 MHz více než původní frekvence 2 000 MHz.



Když se něco nepovede

V případě, že jste v BIOSu nastavili jakoukoliv chybnou hodnotu nebo zvýšili

frekvenci FSB nad hodnotu, kterou je systém schopen zvládnout, počítač

nenaběhne ani do nouzového režimu. V tuto chvíli přijde na řadu manuál základní

desky, kde je velmi podrobně popsáno, jak vymazat paměť CMOS, v níž jsou

uložené hodnoty BIOSu. K vymazání BIOSu může dojít dvěma způsoby – první z nich

je vyjmutí baterie a vypojení síťového kabelu z počítače, druhou možností je

přepojení tzv. jumperu z jedné kombinace pinů na druhou. Poté stačí odpojit

napájecí kabel počítače a během několika sekund bude paměť vymazána. Vše vraťte

do původní polohy a zapněte počítač. Zde se ukázala další výhoda zvolené

základní desky, neboť spínače pro spuštění a restart počítače byly přímo na

základní desce.



Doporučení

Chcete-li se do těchto experimentů pustit, dbejte několika následujících

doporučení. Prvním z nich je kvalitní napájecí zdroj – zde se opravdu nevyplatí

kupovat levný a neznačkový model, ale lepší je pořídit minimálně 400W zdroj od

renomovaných výrobců. Druhé doporučení se týká chlazení počítačové sestavy: pro

kancelářskou činnost stačí počítač bez přídavného chlazení, ovšem pro naše

účely zvyšování frekvence je zapotřebí mít v počítačové skříni systém větráků a

chladičů rozmístěných tak, aby co nejefektivněji odváděl přebytečné teplo z

case. V našem případě jsme u skříně Sunbeamtech IC-TR-BA použili pět přídavných

chladičů místo obvyklého jednoho, výsledek byl vidět v podobě lepší možností

přetaktování. Třetím je zvolení kvalitní základní desky a v neposlední řadě i

dodržování výše popsaných pravidel.



Závěr

V redakčních podmínkách se nám podařilo dosáhnout frekvence 2 650 MHz, což

představuje 32,5% nárůst frekvence. Toho jsme dosáhli díky speciálně

připravenému case, v obyčejném se nám podařilo dosáhnout pouze maximální

frekvence 2 350 MHz, což je pouze 17,5% nárůst. Jak se toto zvýšení projeví na

výkonu procesoru, se můžete přesvědčit v přiložené tabulce. Co se ovšem povedlo

nám, nemusí se povést někomu jinému. Zde záleží zejména na kombinaci základní

desky, pamětí a procesoru. Ne každý procesor je totiž schopen dosáhnout

podobných výsledků, jakých jsme dosáhli my. Popisované chování je typické pro

tuto základní desku, u jiných modelů a jiných značek se mohou názvy a počet

nastavení lišit. Záleží pouze na každém z vás, zda zvýšení frekvence stojí za

podstoupené riziko.



Do testu nám základní desku DFI zapůjčila společnost Ridea Distribution

(http://www.ridea.cz), procesor AMD Athlon 64 3200+, operační paměti Mushkin a

napájecí zdroj Enermax pak společnost FOX Computers, s. r. o.