OC czyli Overclocking

foto

Nieco teorii: Praktycznie większość współczesnych zaawansowanych układów pracuje z pewnym zegarem, który informuje układ w jak długim ułamku (tzw. takcie) czasu element ma wykonać podstawową operacje. I np. procesor pracujący z zegarem 1MHz wykonuje 1 milion podstawowych operacji na sekundę (niektóre operacje, np. mnożenie zabierają więcej czasu niż jeden takt). Jeślibyśmy chcieli nieco bardziej zobrazować ten przykład, to zegar możemy nazwać facetem który wali w bęben, jedno uderzenie w bęben to jeden takt. Im szybciej ten facet uderza, tym szybciej niewolnicy pracują, a co za tym idzie szybciej wykonują swoją prace. Ale ma to też negatywne aspekty, wtedy więcej jedzą i szybciej się „grzeją”.

 Przetaktowywać można praktycznie wszystkie elementy komputera, jednak podkręcanie niektórych nie przynosi wymiernych korzyści, np. dla karty muzycznej szyna komunikacyjna o prędkości 33MHz spokojnie wystarcza z dużym zapasem na całą komunikację  płyta główna <-> karta muzyczna, tak więc zwiększanie jej nie przyniesie żadnych korzyści. Całą esencję przetaktowywania poczujemy dopiero w  eksperymentowaniu z procesorami, kartami graficznymi oraz pamięciami.
 Najpierw jednak należy zwrócić uwagę czy nasz potencjalny element nadaję się do OC. Najlepszy wybór zazwyczaj pada na elementy z początków serii, a także wersje „specyficzne”. Podkręcić można praktycznie każdy podzespół, lecz niektóre odmawiają współpracy już przy minimalnych przetaktowaniach. Przykładowo procesor Intel Celeron 300MHz spokojnie dawał się podtuningować do 450MHz, podczas gdy wersja z zegarem 450MHz z bólem sięgała 500MHz. Czemu? Gdyż częstotliwości na poziomie 500MHz były kresowe dla technologii wykonania tego podzespołu. Podobnie jest teraz z procesorem Intel Pentium 4 Prescott 2.4GHz. Te egzemplarze bez problemów osiągają prędkość 3,6GHz, co stanowi 50% więcej od ich oryginalnej prędkości. Modelu P4 3,4GHz już nie podtaktujemy tak łatwo o tyle. Wartością graniczną dla tych modeli jest 4GHz, jednak w specjalnych warunkach udaje się uzyskać wyższe prędkości.

Najważniejszą sprawą podczas overclockingu jest utrzymanie odpowiedniej temperatury. Jak już dałem przykład dot. niewolników, którzy podczas większego wysiłku bardziej się pocą, tak samo sprawa wygląda tutaj. To podzespoły się przegrzewają, to zaczyna im się mieszać w głowach, i dają błędne wyniki, lub też wykonują nieprawidłowe operacje, co często skutkuje utratą stabilności, zawieszeniem, czy też restartem komputera, a w najgorszym przypadku stałym uszkodzeniem.. Dodatkowo  elementom pracującym przy podwyższonych temperaturach zmniejsza się żywotność, a w przypadku zbyt wysokich temperatur mogą zachodzić nieodwracalne zmiany w rdzeniu, które skutkują one zmniejszeniem stabilności.

Dodatkowo elementom pracującym „na większych obrotach” musimy dostarczyć więcej energii, aby były one zdolne pracować przy takich częstotliwościach, jednak wymóg ten zachodzi jedynie w przypadku wysokich odejść od standardowego taktowania. Stąd też 'hardcorowi' overclockerzy często podbijają napięcie zasilające procesory, pamięci, czy też układy graficzne. W komputerze bardzo ważnym elementem jest stabilność oraz odpowiedni przedział napięć, tak więc należy zwrócić uwagę na zasilacz. Często w tanich zestawach zasilacze są wybierane na miarę, i większe obciążenia sprawiają im kłopoty. Charakteryzują się one spadkiem napięcia, lub jego dużym wahaniom, co skutkuje utratą stabilność i wtedy z podkręcania nici. Zbyt mocno obciążone zasilacze niskiej klasy (typu Codegen, FEEL) często palą się, jednocześnie zabierając ze sobą większość podłączonych do niego elementów, czyli praktycznie wszystkie komponenty komputera. Zasilacze z wyższej półki (np. Chieftec) posiadają już zabezpieczenia zapobiegające wszelkim nadzwyczajnym sytuacjom, i nawet w przypadku 'zgonu' reszta podzespołów zostaje nietknięta. Dodatkowo posiadają dużo lepszą stabilność napięć, oraz większą skuteczność.

Wspomniałem że w „specjalnych warunkach” udaje się uzyskać wyższe prędkości. Mam na myśli ekstremalne systemy chłodzenia. I tak np z portalu Tom’s Hardware Guide możemy pobrać filmik, na którym ujrzymy procesor chłodzony ciekłym azotem. Utrzymanie tak niskiej temperatury pozwoliło na podkręcenie procesora do 5,2GHz. Jednak nie każdy może sobie pozwolić na coś takiego. Maniacy do chłodzenia procesorów używają prometei (układ chodzenia oparty na agregacie z zamrażarki, pozwala on uzyskać temperatury ujemne na procesorze, jednak jego wadą jest bardzo wysoka cena, skomplikowany montaż oraz znacznie wyższe prawdopodobieństwo awarii, gdyż w temperaturze pokojowej woda się skrapla już przy 8  st. C) lub też samodzielnie robią jej odpowiedniki. Obecnie coraz większy odsetek ludzi zaczyna chłodzić komputery cieczą. W sieci możemy znaleźć bardzo dużo informacji na temat chłodzenia wodnego, oraz szeroki asortyment elementów potrzebnych do jego zbudowania.
Kiedyś taktowanie oraz napięcia podawane na procesor były ustawiane za pomocą zworek na płycie głównej, dziś większość opcji dotycząca overclockingu jest już dostępna w systemie, a niektóre płyty same podkręcają procesor aż do utraty stabilności, po czym wartość poprzednia staje się wartością pracy procesora. W Biosie komputera możemy spokojnie podkręcić procesor, wyżyłować czasy dostępu do pamięci, czy podnieść też napięcia na wybrane elementy. Dodatkowo istnieją specjalne płyty główne, np. DFI LANPARTY które oferują szeroki zakres opcji przekręcania, przez co modyfikacja oryginalnych ustawień staje się dziecinnie prosta. Prędkość procesora jest obliczana na zasadzie:
mnożnik * magistrala = prędkość efektywna
Mnożnik jest wartością specyficzną dla danego procesora, a magistrala FSB jest podstawowym zegarem dla całej płyty głównej. Przykładowo procesor o mnożniku 18 i magistrali 133 pracuje przy prędkości 2,4GHz. Przy podniesieniu magistrali FSB do 200MHz uzyskujemy 18x200=3,6GHz. Jako ze producenci dość dobrze zarabiają to starają się blokować możliwości OC swoich modeli. Mnożnik jest odblokowany jedynie w wersjach mobilnych, lub w nowszych procesorach (jedynie w dół, aspektem tej działalności jest zmniejszenie pracy procesora, gdy nie jest używany. Dzięki temu znacznie zmniejsza się ilość wydzielanego ciepła i pobór prądu). W procesorach rzędu Pentium MMX mnożnik był domyślnie odblokowany, w DURONach i starszych ATHLONach można było go prosto odblokować zamazując lakierem przewodzącym mostki. Na dzisiejsze jednostki A64 odblokowywanie przynosi zbyt duże ryzyko uszkodzenia, a INTEL tak ukrył tą możliwość, że do dzisiaj jej nie odnaleziono. Podkręcanie procesora przez mnożnik jest dużo bardziej bezpieczne, gdyż magistrala FSB nie wyzwala jedynie taktowania procesora, ale jak już wspomniałem reszty elementów, czyli pamięci, szyny PCI, AGP. Przy zwiększaniu FSB także w nieznacznym stopniu podkręcamy resztę elementów, które mogą być nie tak podatne na OC. Jednak i na to znaleziono sposób. W niektórych płytach jest możliwość pracy Synchronicznej i Asynchronicznej. Porównać to można to ludzi ustawionych w rzędzie, którzy podają sobie cegły. Jeśli wszyscy się zgraja to przenoszenie cegły jest najszybsze, (Synchronicznie), w przypadku gdy jeden pracownik wolniej przenosi cegłę, to przez niego czekają Ci za nim na towar, oraz Ci z przodu, gdyż nie mogą dalej podać cegły. (Asynchronicznie).  Oczywiście jest to obraz, i nie znajduje on 100% odwzorowania w architekturze komputerowej. Takie ustawienia czasem przynoszą korzyści (np. w przypadku wysokiego przetaktowania procesora, wtedy procesor szybciej wykona swoje zadanie i jego wynik prześle go do pamięci, po czym dysk sobie go odbierze, być może nie zgra się w takt z pamięcią, lecz będzie mniej oczekiwał. Wtedy jeśli upływ czasu spowodowany no oczekiwanie na takt pamięci + czas wykonania zadania przez procesor (podkręcony) jest mniejszy, niż okres oczekiwania na wykonanie zadania przez procesor (niepodkręcony, podczas gdy elementy pracują synchronicznie) mamy zysk wydajności. Pragnę jeszcze nadmienić, ze podczas gdy FSB=133MHz szyna PCI jest obliczana na zasadzie FSB/4 = 33MHz (to jest standardowa wartość PCI, i płyta zawsze próbuje taką uzyskać), gdy FSB podkręcimy do 166MHz, PCI będzie zmuszone pracować przy 41,5MHz, co może być śmiercionośne dla dysków. AGP jest wyliczane na zasadzie PCI*2, i tu mamy jeszcze większy wzrost prędkości, bo 83MHz (gdy oryginalnie być powinno 66MHz).
Dodatkowo zamęt mogą wprowadzać określenia DDR, oraz QDR. Pierwsze oznacza Double Data Rate – czyli w ciągu jednego taktu są przesyłane dwa bity informacji, i tak np. pamięć DDR pracująca przy 200MHz ma efektywną prędkość pracy 400MHz (200x2). QDR jest terminem wprowadzonym przez Intela i oznacza Ruad Data Rate = w ciągu jednego taktu przesyłane są 4 bity informacji, (BIT jest podstawową jednostką rozmiaru w komputerze, i może mieć dwie wartości – TAK lub NIE, jeden bajt to 8 bitów)  - dzięki czemu procesor pracujący przy FSB = 133 ma prędkość efektywną 533MHz (133 * 4).

 Jednak każdy medal ma swoją drugą stronę. Przetaktowując elementy tracimy gwarancję (jeśli oczywiście zostanie to udowodnione :)), pobór prądu naszej jednostki się zwiększa, a temperatura wewnątrz komputera zaczyna niepokojąco rosnąć, co zmusza do przemyślnych i głośnych układów chodzenia. W sklepach można zakupić specjalne pasty termoprzewodzące, miedziane radiatory o dużych powierzchniach odprowadzania ciepła oraz ciche wentylatory. Jednak za wszystkie te przyjemności musimy słono zapłacić.

Czy warto ryzykować? To już nasz wybór, jednak zawsze lepiej dwa razy przemyśleć sprawę, niż później poczuć zapach przypalonego krzemu.

Piotr ‘RaynoR’ Miazga