[linux] Off topic: Pretaktovanie procesora

Čtvrtek Březen 9 12:27:10 CET 2000

Vsechno, co potrebujete vedet o procesorech AMD
casopis Computer  Jadro - 29. 1. 2000 0:00

Petr Broza: Mezi nejvyznamnejsi zastupce procesoru pro patici Socket 7 patri
bezesporu AMD. Pote, co se Intel zameril na Slot 1 a Socket 7 nadobro
opustil, spolecnost AMD zustala u stare dobre specifikace Pentia a dal
chrlila rychlejsi procesory pro tuto platformu. Nejdrive uvedla procesory K6
(166-300 MHz), pak prisly procesory K6-2 s podporou rozsirujici instrukcni
sady 3Dnow! a nakonec K6-III, coz jsou procesory K6-2 rozsirene o
vyrovnavaci pamet druhe urovne (L2 cache) primo na desticce procesoru.
Bohuzel patice Socket 7 neprinasi mnoho moznosti pro rozvoj novych
vlastnosti procesoru, proto AMD poprve za svoji historii definovala svoji
vlastni patici, Slot A, do nehoz zacala vyrabet procesor Athlon. V tomto
clanku se zamerim na procesory K6-2 a K6-III a cipove sady pro ne dostupne.

Kdo podporuje AMD?
Pro uvedene procesory existuji tri hlavni a nejrozsirenejsi cipove sady
vyrobcu Acer Laboratories, SiS (Silicon Integrated System Corp.) a VIA
Technologies - ALI Aladdin V, SiS 530 a VIA Apollo MVP3. Sama spolecnost AMD
vyrabi vlastni cipove sady az pro procesory Athlon. Vsechny cipove sady
techto firem maji hodne spolecnych vlastnosti, na druhou stranu se mnoha
drobnymi rozdily lisi. Vsechny podporuji standard Super7 (100MHz sbernice,
ktera se poprve objevila u K6-2 300 MHz), pameti SDRAM PC100 a frekvenci
procesoru az do 500 MHz (550). Rozdilem oproti deskam pro procesory Intelu
(PPGA, Slot 1) je integrace az 2MB vyrovnavaci pameti primo na zakladni
desku. Procesory IDT, Cyrix a AMD K6-2 totiz nemaji vlastni vyrovnavaci
pameti druhe urovne jako procesory Intelu: Celeron ma 128 kB, ktera bezi na
frekvenci jadra procesoru, Pentium II/III ma 512 kB, ktera bezi na polovine
frekvence jadra procesoru. V pripade K6-III se tak vyrovnavaci pamet na
desce stava treti v poradi, maximalni velikost teto mezipameti muze byt az 2
368 kB.

K6-2 - vykon za velmi rozumnou cenu
Procesory K6-2 se zacaly nabizet na interni frekvenci 300 MHz, pricemz
frekvence sbernice se nastavovala na 66 MHz (stejne jako Celeronu). Protoze
vsak k dispozici byly pameti SDRAM, ktere mohly bezet na 100MHz, brzy se
K6-2 objevily i pro 100MHz sbernici - tento standard se nazyva Super7.
Procesory K6-2 pro 66MHz sbernici jsou na trhu dostupne na frekvencich 300,
333 a 366 MHz, potom se AMD zamerila vyhradne na 100MHz ekvivalenty, ktere
jsou diky moznosti pouzit novejsi pameti rychlejsi v realnych aplikacich. V
cenicich firem jeste nejake pozustatky pro 66MHz sbernici najdete, to pro
pripad, ze mate desku, ktera 100 MHz neumi, spolecnost AMD vsak uz s vyrobou
techto procesoru skoncila.
Procesory K6-2 pro 100MHz sbernici se nabizeji ve frekvencich 300, 333 (FSB
95 MHz), 350, 380 (FSB 95 MHz), 400, 450, 475 (FSB 90 MHz), 500 a 533 MHz,
pricemz posledni model byl ohlasen teprve nedavno.

Na rozdil od procesoru Celeron, kterym AMD svymi K6-2 od jejich uvedeni
konkuruje, nemaji K6-2 svoji vlastni vyrovnavaci pamet L2. Jeji absence
docela vyrazne zpomaluje praci s vlastni pameti pocitace. Protoze stare
modely Celeronu bez L2 cache nezaznamenaly zadny vyrazny obchodni uspech,
mozna se divite, proc se K6-2 prodavaji tak dobre:

K6-2 ma dvakrat vetsi primarni vyrovnavaci pamet (64 kB: 32 kB na data, 32
kB na instrukce) oproti Celeronum a PII/III.

Sekundarni vyrovnavaci pamet je pritomna na zakladni desce, a to od 512 kB
do 2 MB (prace s ni vsak probiha na frekvenci sbernice, kdezto L2 cache u
Celeronu bezi na frekvenci procesoru).

K6-2 maji rozsirenou instrukcni sadu 3Dnow! (nechybi samozrejme MMX), ktera
zrychluje praci s multimedialnimi daty.
I tak je vsak K6-2 slabsi ve vypoctech s pohyblivou carkou oproti Celeronum
na stejne frekvenci, kvuli pomalejsi praci se systemovou pameti (na vine
jsou cipsety, viz dale) je aplikacni vykon, zejmena ve hrach a 3D grafice,
slabsi.
K6-2 ma vsak oproti Celeronum jednu velkou vyhodou - naklady na vyrobu jsou
nizke, proto jsou K6-2 velice levne; k pomeru cena/vykon je dnes nejlepsi
koupi K6-2 na 400 MHz, Celeron na 400 MHz stoji skoro o polovinu vice. Navic
i zakladni desky se Socketem 7 jsou levnejsi, takze cela sestava muze prijit
az o 3-4 tisice levneji nez srovnatelna sestava s Celeronem. Uzivatel je tak
ochoten nejakou tu ztratu vykonu ozelet.

K6-III - mozna az zbytecne drahe
V dobe, kdy AMD melo jen svoji K6-2, nemohla prilis konkurovat vykonnym
Pentiim II a pozdeji Pentiim III. Proto se rozhodlo k docela radikalnimu
kroku - pokusila se integrovat sekundarni vyrovnavaci pamet primo na cip
procesoru. Bylo to kousek vpravde husarsky, protoze se musela vejit do
tesneho rozmeru patice Socket 7. Pokus dopadl uspesne a vysledkem je K6-III.
Protoze je vsak vyroba nakladna a procesory nelze chrlit zdaleka tak rychle
jako K6-2, jsou K6-III na stejnych frekvencich vice jak dvakrat drazsi,
pritom narust vykonu neni tak vysoky. Zrychlila se vsak prace s pameti, a to
temer o padesat procent, vlastni vykon (CPU, FPU) zustal na urovni K6-2.
Realny narust vykonu, napr. ve hrach a aplikacich narocnych na rychlou
pamet, je asi 25 procent.
K6-III se nabizi na frekvencich 400 a 450 MHz, pricemz sekundarni
vyrovnavaci pamet bezi na frekvenci procesoru stejne jako u Celeronu, vyssi
frekvence tak o neco malo zvysi i rychlost prace s pameti.

Bohuzel technologicke problemy neumoznily jit spolecnosti AMD na vyssi
frekvence, takze zustalo pouze u dvou modelu. Vysledkem tohoto neuspechu je
opusteni patice Socket 7 a vyvoj noveho standardu - Slot A a procesoru
Athlon. U K6-2 se vsak da jit porad vys, takze se jiste dockame i vyssich
frekvenci nez soucasnych 533 MHz. Pokud vsak vnitrni strukturu K6-2 nepotka
nejaka vyrazna zmena, ktera zvysi vykon vice nez jen o par procent, bude
jedinou platformou, kde pujde vykon vyrazne nahoru, Slot A.

Vykony procesoru AMD
Test vykonu jednotlivych procesoru byl proveden na zakladni desce Soltek s
cipsetem VIA Apollo MVP3, 96 MB pameti SDRAM (8 ns, 100 MHz), grafickymi
kartami ATI Rage Fury 32 MB a 3dfx Voodoo2 12 MB. K dispozici jsem mel
procesory K6-2 na frekvencich 300/66, 350, 400 a 450 MHz, a procesory K6-III
na 400 a 450 MHz.
Protoze se standardne testuji prakticky dva ukazatele vykonu, vykon v pevne
carce a vykon v pohyblive carce, neni rozdil mezi jednotlivymi procesory tak
patrny. Tento vykon je pro 66 a 100MHz sbernici prakticky stejny; co se vsak
meni, je rychlost prace s pameti. Proto je soucasti porovnani take test
rychlosti pameti pri praci s pohyblivou a pevnou carkou - vsechny ctyri
testy byly provedeny programem SiSoft Sandra 99.

Aby bylo mozne porovnat realny aplikacni vykon, pouzil jsem k testu take hru
Quake 3 Arena v1.08 - to je jedna z her s nejvyssimi naroky na herni
hardware soucasnosti. Testovana byla rozliseni 640 ? 480, 800 ? 600 a 1 024
? 768 ve 32bitovych barvach, kvalita textur byla nastavena na default s
bilinearnim filtrovanim. Zaroven byla vypnuta obloha, dynamicka svetla a
vertikalni synchronizace.

A jake jsou vysledky?
Vede samozrejme K6-III na 450 MHz, jehoz vykon je zhruba vic jako o polovinu
vyssi nez u K6-2 300 MHz, pri praci s pameti skoro dvojnasobny. To se
samozrejme muselo projevit i ve hre Quake 3, kde je v rozliseni 800 ? 600
vice jak dvakrat rychlejsi.
Viditelny je zvyseny vykon K6-2 300 MHz pri prechodu na 100MHz sbernici, o
tretinu pri praci s pameti (logicky), o ctvrtinu pak v hre Quake 3. Maly
narust vykonu je i v operacich s pevnou carkou, radove v procentech.

Nejvetsim prekvapenim jsou vsak procesory K6-2 400 a 450 MHz. Pri
pretaktovani K6-2 400 na 450 pocitac dosahl ve Quake 3 lepsich vysledku nez
pri pouziti klasicke K6-2 450, pricemz vykon v Sandre byl na chlup
identicky. Pokud tedy chcete bezet na 450 MHz, neni duvodu, proc investovat
do K6-2 na 450 MHz (tedy pokud nechcete jit jeste dal na 500).

Jake jsou hlavni cipsety pro Socket 7?
Zakladni desky, ktere jsou dnes k dispozici, maji az na vyjimky tri cipsety,
ktere byly vyjmenovany. VIA ma v rukavu navic jeste MVP4, ktera je kombinaci
MVP3, zvukove karty a graficke karty Trident. I SiS 530 ma integrovan
graficky a zvukovy cip - obe reseni jsou tedy urcena pro levne pocitace,
ktere nebude treba v budoucnu rozsirovat. Vyhodou cipsetu pro standard
Socket 7 je moznost pouzit klasicke EDO RAM v patici SIMM, lze dokonce za
cenu ztraty vykonu kombinovat pameti EDO RAM a SDRAM.
Bohuzel tyto cipsety nejsou systemy Windows 95/98 prilis podporovany, a tak
je potreba po instalaci systemu nejprve nainstalovat vsechny zaplaty z
cedecka, ktere dostanete k zakladni desce, popr. dalsi novejsi stazene z
Internetu - teprve pak pobezi vsechna dalsi zarizeni. Standardne se objevuji
problemy s novejsimi grafickymi kartami pro AGP (TNT/TNT2, Rage Fury, Matrox
Millennium G400) nebo s Ultra DMA, popr. s rizenim spotreby.

Tip: Pro cipsety VIA a ALI jste mohli aktualni zaplaty najit na cedecku
Computeru 22/99.

ALI Aladdin
Vyrobcem je spolecnost Acer Laboratories. Neni prilis novy, takze nema napr.
podporu Ultra ATA/66, ale postaci. Podporuje 100MHz sbernici, port AGP 2?,
pamet do 768 MB. S pameti vsak pracuje pomaleji nez MVP3/4, radove o 10
procent a neumi BusMastering.

SiS 530
Pouziva se pro ty nejlevnejsi sestavy. Ma integrovanou grafickou (SiS 6320)
a zvukovou kartu (spise cip), zpravidla se montuje na zakladni desky
standardu MicroATX. Protoze nema port AGP, nejsou mozna dalsi rozsireni -
ovsem integrovana karta rozhrani AGP pouziva. Tato karta nema vlastni pamet,
vyuziva tu, kterou do ni vlozite (EDO nebo SDRAM), vetsinou 8 MB, ovsem to
zalezi na nastaveni desky nebo na vyrobci. Vyhodou je podpora Ultra ATA/66,
dekodovani DVD a podpora pameti do 1,5 GB (nejvice z cipsetu pro Socket 7).

VIA Apollo MVP3/4
MVP3 je pro patici Socket 7 nepsanym standardem, stejne jako je jim u Intelu
cipset BX440. Je na svete uz nejakou tu chvili a podobne jako BX existuje
take uz v nekolika verzich. Stejne jako Aladdin V neumi Ultra ATA/66, umi
vsak adresovat az 2 MB sekundarni vyrovnavaci pameti a podporuje pameti DDR.
Cipset ma take vybornou podporu na webu VIA a nejrychlejsi praci s pameti z
dostupnych cipsetu pro Socket 7 (viz srovnani s Aladdinem V). Stale se vsak
v tomto ohledu nevyrovna BX440.
MVP4 je novejsim cipsetem, proto podporuje nektere nove vlastnosti: Ultra
ATA/66, ma integrovany hardwarovy monitoring, obsahuje grafickou a zvukovou
kartu, modem, vystup na televizor, vstup z videa, moznost zachytavani
videosignalu, dekodovani DVD, to vse za velmi prijemnou cenu. Pokud chcete
opravdu levnou sestavu a dokupovat co nejmene komponent, muze byt MVP4 velmi
zajimavou volbou; oproti SiS 530 ma par funkci navic.

Jak na pretaktovani?
Pretaktovani procesoru AMD neni tak jednoduche jako u Celeronu, kde staci
jen prehodit sbernici z 66 na 100 (nebo 75, 83) MHz. Protoze dnes prodavane
procesory AMD uz na 100 MHz bezi, je nutne pro pretaktovani zvysit nasobic
zakladni frekvence sbernice. Pokud tedy mate K6-2 300 MHz a FSB mate na 100
MHz, zmente nasobic z 3 na 3,5 - frekvence jadra se vyhoupne na 350 MHz.
Prakticky plati pravidlo, ze frekvenci jadra lze vzdy zvysit o jeden
stupen - z 300 na 350, z 350 na 400 apod. Nekdy pomuze zvysit napeti jadra o
jednu desetinu. Prakticke testy ukazaly, ze u K6-2 na 300 a 400 MHz to neni
nutne, bezi na vyssi frekvenci bez problemu, u K6-2 350 MHz jsem musel
zvysit napeti na 2,3 V, aby byl procesor stabilni; na 450 jsem ho vsak
nedostal ani pri velkem premlouvani, system nenabehl vubec. Take kdyz jsem
se pokusil pretaktovat K6-2 450 MHz, nepomohlo ani zvyseni napeti - na 500
MHz byl system nestabilni a upozornoval na chybu v registrech.
U K6-III se mi pretaktovat procesor bohuzel nepovedlo vubec. U K6-III 400
MHz (2,4 V - AHX) nepomohlo ani zvyseni napeti na 2,5 V, u K6-III 450 MHz
(2,2 V - AFX) se system sice rozjel, ale obcas mi rad ukazoval modre
obrazovky; nepomohlo ani 2,3 V.

Naopak vyborne slo pretaktovat K6-300/66 (2,2 V), kdy jsem se dostal bez
problemu az na 366 MHz (2,3 V; u 333 MHz byl system stabilni i na 2,2 V).

Kdy poznate, ze pretaktovani bylo uspesne? Jakmile vam v pohode nabehnou
Windows, muzete si blahoprat. Tehdy mi vsechny procesory vydrzely
pretaktovane bez problemu nekolik hodin; K6-2 350 MHz na 400 jsem dokonce
nechal bezet 3 dny bez vypnuti, prestoze jsem pouzil pouze obycejny vetracek
na Pentium do 200 MHz.

Pozor na chlazeni:
Nekolikrat se mi stalo, ze jsem pri vymene procesoru zapomnel na vetracek -
procesor se dokazal zahrat za nekolik sekund a zastavil nabeh systemu.
Nejdele prezila bez vetraku K6-2 300/66 MHz, dokonce az do spusteni Windows
a spusteni testu. K6-III 450 MHz se zahrala temer okamzite a zpusobila krach
pocitace uz pri detektovani disku v BIOSu.
Tip: Pokud nejde pretaktovat procesor na vyssi frekvenci, zkuste maly trik:
snizte frekvenci sbernice na 95 MHz - desky ji umi a rychlosti pameti to moc
neublizi. K6-2 450 MHz se mi tak povedlo prehodit na 475, i kdyz na 500
bezet nechtela.

Ladeni vykonu
Protoze cipsety pro Socket 7 pracuji s pameti daleko pomaleji, je v zajmu
uzivatele jakymkoliv zpusobem zvysit rychlost pameti.

Pokud mate kvalitni pameti, nastavte v BIOSu hodnotu CAS na 2 (standardne je
3), vetsina 100MHz pameti (odpovidajicich standardu PC100) to zvladne bez
problemu. Pokud ne, poznate to uz pri behu Windows, ktera budou docela
nestabilni. Jestlize ano, rychlost prace s pameti se muze zvysit o 5-15
procent.

Casovani pameti nastavte na 7-8 ns, pokud vsak deska nema moznost nastavit v
BIOSu konkretni hodnoty, zadejte alespon Fast nebo Turbo. Kdyz nebude system
stabilni, bud vymente pameti, nebo se budete muset spokojit s nizsim vykonem

Pokud mate sbernici na 100 MHz a vykon pameti tomu neodpovida, je mozne, ze
pameti bezi jenom na 66 MHz. Nektere desky totiz frekvenci pameti nastavuji
podle frekvence sbernice AGP, tedy 66 MHz, nikoliv podle frekvence sbernice
systemove. S tim jsem se setkal napr. u sve desky Soltek, kdy jsem mel FSB
na 100 MHz, pameti vsak vesele skomiraly na 66 MHz. Tehdy staci poradne
prostudovat dokumentaci a nekolika propojkami sladit frekvenci pameti s
frekvenci sbernice.

Srovnani parametru procesoru Intelu a AMD
Procesor Rozsah frekvenci Patice Vyrovnavaci pamet L1 (cip) Vyrovnavaci
pamet L2 Rozsirena instrukcni sada Sbernice
K6-2 300-533 Super7 64 0-2 MB (deska) MMX, 3DNow! 66/100
K6-III 400-450 Super7 64 256 kB (+L3 na desce) MMX, 3DNow! 100
Athlon 500-750 SlotA 128 512 MMX, Enhanced 3DNow! 200
Celeron 300-533 PPGA/Slot1 32 128 MMX 66
Pentium II 233-450 Slot1 32 512 *) MMX 100
Pentium III 450-700 Slot1 32 512 *) MMX, SSE 100-133
*) Vyrovnavaci pamet bezi na polovine vnitrni frekvence procesoru

Znaceni procesoru rady AMD K6
Procesory K6-2 do 400 MHz se znaci kodem AFR, pokud jsou pro sbernici 100
MHz, pokud jsou pro sbernici 66 MHz, maji oznaceni AFR-66. Muzete se setkat
i s procesory K6-2 pro 66MHz sbernici bez oznaceni - jde o starsi typy, z
doby, kdy se jeste varianta pro 100MHz sbernici nevyrabela. Od frekvence 450
MHz se K6-2 znaci AFX. Vsechny nove procesory K6-2 bezi na 2,2 V, je mozne
se setkat se starsimi modely, kde K6-2 400 bezi na 2,3 a K6-2 450 na 2,4 V.
Na to je treba si dat pozor, abyste do 2,2V procesoru nepustili omylem 2,4
V. Nastesti je na procesoru vzdy uvedeno, jake napeti jadro pouziva, takze
se staci jen podivat. Procesory K6-III se vyrabeji bud s oznacenim AHX (2,4
V) nebo AFX (2,2 V), stejne jako u K6-2 je napeti na procesoru vzdy uvedeno.

Jeden tip na zaver
Naprosto nejvyhodnejsi koupi je nyni procesor AMD K6-2 400 MHz. Stoji o par
desitek korun vice nez K6-2 350 MHz, pritom jde v pohode pretaktovat na 450
MHz. K6-2 450 MHz se nevyplati uz jen kvuli cenovemu rozdilu, jemuz vykon
vubec neodpovida. Petistovka je zbytecne draha, za ty penize je lepsi koupit
K6-III na 400 MHz, ziskate vyssi vykon a jeste usetrite vice jak pet set
korun. Zbytecnosti je take K6-III na 450 MHz, o K6-2 533 MHz ani nemluvim
(navic zatim neni ani v nabidkach). Radeji nez na megahertzy hledte na
realny vykon a stav vasi penezenky.