Тактова частота. Як розігнати процесор: практична сторона питання

«- У цьому поїзді ніхто нічого не знає!
- А чого ще чекати від цих нероб іноземців? »
Агата Крісті, «Східний Експрес».

Отже, панове, прийшов час змінити шину, протягом 10 років колишню загальноприйнятим індустріальним стандартом. PCI, перша версія стандарту якої була розроблена ще в 1991 році, прожила довге і щасливе життя, в різних своїх іпостасях будучи основою для малих і великих серверів, промислових комп'ютерів, ноутбуків і графічних рішень (нагадаємо, що AGP також веде свій родовід від PCI і є спеціалізованим і розширеним варіантом останньої). Але, перш ніж розповідати про новинку, підіб'ємо історичних бабок, згадавши як відбувався розвиток PCI. Бо, неодноразово було помічено, що, говорячи про майбутні перспективи, завжди корисно знайти історичні аналогії: Історія PCI

У 1991 році Intel пропонує базову версію (1.0) проекту стандарту шини PCI (Peripheral Component Interconnect З'єднання периферійних Компонент). PCI покликана замінити ISA (а пізніше і її не дуже вдалу і дорогу серверну розширену модифікацію EISA). Крім значне збільшення пропускної здатності, нову шину характеризує можливість динамічної конфігурації виділяються приєднаним пристроїв ресурсів (переривань).

У 1993 році PCI Special Interest Group (PCISIG, Спеціальна Група Інтересів PCI, організація, яка взяла на себе турботу про розробку і прийняття різних стандартів мають відношення до PCI) публікує оновлену 2.0 ревізію стандарту стала основою для широкої експансії PCI (і різних її модифікацій) в індустрії інформаційні технології. У діяльності PCISIG беруть участь багато відомих компаній, включаючи родоначальника PCI корпорацію Intel, яка подарувала індустрії безліч довгограючих, історично успішних стандартів. Отже, базова версія PCI (IEEE P1386.1):

• Тактова частота шини 33 МГц, використовується синхронна передача даних;
• Пікова пропускна спроможність 133 МБ в секунду;
• Паралельна шина даних шириною 32-біта;
• Адресний простір 32-біта (4 ГБ);
• Сигнальний рівень 3,3 або 5 вольт.

Пізніше з'являються такі ключові модифікації шини:

• PCI 2.2 допускається 64-біт ширина шини і / або тактова частота 66 МГц, тобто пікова пропускна здатність до 533 МБ / сек .;
• PCI-X, 64-біт версія PCI 2.2 зі збільшеною до 133 МГц частотою (пікова пропускна смуга тисяча шістьдесят шість МБ / сек.);
• PCI-X 266 (PCI-X DDR), DDR версія PCI-X (ефективна частота 266 МГц, реальна 133 МГц з передачею по обох фронтах тактового сигналу, пікова пропускна смуга 2.1 ГБ / сек);
• PCI-X 533 (PCI-X QDR), QDR версія PCI-X (ефективна частота 533 МГц, пікова пропускна смуга 4,3 ГБ / сек.);
• Mini PCI PCI з роз'ємом в стилі SO-DIMM, застосовується переважно для мініатюрних мережевих, модемних і інших карток в ноутбуках;
• Compact PCI стандарт на форм фактор (модулі вставляються з торця в шафу із загальною шиною на задній площині) і роз'єм, призначені в першу чергу для промислових комп'ютерів і інших критичних застосувань;
• Accelerated Graphics Port (AGP) високошвидкісна версія PCI оптимізована для графічних прискорювачів. Відсутня арбітраж шини (тобто допустимо тільки один пристрій, за винятком останньої, 3.0 версії стандарту AGP, де пристроїв і слотів може бути два). Передачі в сторону прискорювача оптимізовані, є набір спеціальних додаткових можливостей специфічних для графіки. Вперше дана шина з'явилася разом з першими системними наборами для процесора Pentium II. Існує три базових версії протоколу AGP, додаткова специфікація на харчування (AGP Pro) і 4 швидкості передачі даних від 1х (266 МБ / сек) до 8х (2ГБ / сек), в тому числі допустимо сигнальні рівні 1,5, 1,0 і 0,8 вольт.

Згадаємо також CARDBUS 32 розрядну версію шини для PCMCIA карт, з гарячим підключенням і деякими додатковими можливостями, проте, має багато спільного з базовою версією PCI.

Як ми бачимо, основний розвиток шини йде за наступними напрямками:

1. Створення спеціалізованих модифікацій (AGP);
2. Створення спеціалізованих форм факторів (Mini PCI, Compact PCI, CARDBUS);
3. Збільшення розрядності;
4. Збільшення тактової частоти і застосування DDR / QDR схем передачі даних.

Все це цілком логічно, враховуючи величезний термін життя подібного загального стандарту. Причому, пункти 1 і 2 цієї статті не ставлять собі за мету збереження сумісності з базовими PCI картами, а ось пункти 3 і 4 виконуються за рахунок збільшення оригінального PCI роз'єму, і допускають установку звичайних 32х розрядних PCI карт. Справедливості заради, відзначимо, що в ході еволюції шини траплялися і свідомі втрати сумісності зі старими картами, навіть для базового варіанту роз'єму PCI наприклад, в специфікації 2.3 зникла згадка про підтримку 5 вольт сигнального рівня і напруги живлення. В результаті, серверні плати забезпечені цією модифікацією шини можуть постраждати при установці в них старих, пятівольтового карт, хоча, з точки зору геометрії роз'єму, ці карти до них підходять.

Однак, як і будь-яка інша технологія (наприклад, архітектури процесорних ядер), шинна технологія має свої розумні межі масштабування, при наближенні до яких збільшення пропускної смуги дається все більшою і більшою ціною. Зросла тактова частота вимагає більш дорогої розводки і накладає суттєві обмеження на довжину сигнальних ліній, збільшення розрядності або використання DDR рішень також тягне за собою безліч проблем, які в підсумку банально виливаються в зростання вартості. І якщо в серверному сегменті, рішення подібні PCI-X 266/533 ще будуть деякий час економічно виправданими, то в споживчих PC ми їх не побачили, і не побачимо. Чому? Очевидно, що в ідеалі пропускна здатність шин повинна рости синхронно з ростом продуктивності процесора, при цьому ціна реалізації повинна не тільки зберігатися колишньої, але і в ідеалі знижуватися. на наразі це можливо тільки при використанні нової шинної технології. Про них ми сьогодні і поговоримо: Епоха послідовних шин

Отже, ні для кого не секрет що в наш час, ідеальний зовнішній інтерфейс, так чи інакше, є послідовним. Пройшли часи багатожильних центроніксов, і грубезних (обухом не переб'єш) SCSI шлангів фактично, спадщини ще до PC-шних часів. Перехід відбувався повільно, але вірно: спочатку клавіатура і миша, потім модем, потім, через роки і роки сканери і принтери, відеокамери, цифрові фотоапарати. USB, IEE1394, USB 2. На даний момент, вся споживча зовнішня периферія перебралася на послідовні з'єднання. Не за горами і бездротові рішення. Механізм очевидний в наш час вигідніше закласти максимум функціональності в чіп (гаряче підключення, послідовне кодування, передача і прийом, декодування даних, протоколи маршрутизації і захисту від помилок і ін. Необхідні для вичавлювання необхідної топологічної гнучкості і суттєвою смуги пропускання з пари проводів речі) , ніж мати справу з надмірними обсягами контактів, шлангами з сотнею проводів всередині, недешевими пайкою, екрануванням, розводкою і міддю. У наш час послідовні шини стають більш зручні не тільки з точки зору кінцевого споживача, але і з точки зору банальної вигоди пропускна смуга помножити на відстань ділити на бакси. Зрозуміло, з часом ця тенденція не могла не поширитися на нутрощі комп'ютера ми вже у всю спостерігаємо перший плід подібного підходу Serial ATA. Більш того, можна екстраполювати цю тенденцію не тільки на системні шини (основна тема цієї статті) але і на шину пам'яті (справедливо відзначити, що подібний приклад уже був Rambus, але індустрія справедливо вважала його передчасним) і навіть на процессорную шину (потенційно більш вдалий приклад HT). Хто знає, скільки контактів буде у Pentium Х можливо менше сотні, за умови, що половина з них земля і харчування. Час пригальмувати і чітко сформулювати переваги послідовних шин і інтерфейсів:

1. Вигідний перенесення все більшій частині практичної реалізації шини на кремній, що полегшує налагодження, підвищує гнучкість і скорочує час розробки;
2. Перспектива органічно використовувати в майбутньому інші носії сигналу, наприклад оптичні;
3. Економія простору (не б'є по кишені мініатюризація) і зниження складності монтажу;
4. Простіше реалізовувати гарячі підключення і динамічну конфігурацію в будь-якому сенсі;
5. Можливість виділяти гарантовані і ізохронні канали;
6. Перехід від поділюваних шин з арбітражем і непередбачуваними переривань, незручними для надійних / критичних систем до більш передбачуваним з'єднанням точка-точка;
7. Краща з точки зору витрат і більш гнучка з точки зору топології масштабованість;
8. Цього ще не досить ??? ;-).

В майбутньому ж слід очікувати переходу на бездротові шини, технології подібні UWB (Ultra Wide Band) проте, це справа не найближчого року і навіть не п'яти років.

А тепер, саме час обговорити всі переваги на конкретному прикладі нової стандартної системної шини PCI Express, Масове поширення якої на сегмент PC і середніх / малих серверів очікується вже в середині наступного року. PCI Express тільки факти

PCI Express ключові відмінності

Детальніше зупинимося на ключових відмінностях PCI Express від PCI:

1. Як вже неодноразово згадувалося нова шина послідовна, а не паралельна. Основні переваги зниження вартості, мініатюризація, краще масштабування, більш вигідні електричні і частотні параметри (немає необхідності синхронізувати всі сигнальні лінії);
2. Специфікація розділена на цілий стек протоколів, кожен рівень якого може бути вдосконалений, спрощений або заміні не позначаючись на інших. Наприклад може бути використаний інший носій сигналу або може бути скасована маршрутизація в разі виділеного каналу тільки для одного пристрою. Можуть бути додані додаткові контрольні можливості. Розвиток такої шини буде відбуватися набагато менш болісно збільшення пропускної здатності не зажадає змінювати контрольний протокол і навпаки. Швидко і зручно розробляти адаптовані варіанти спеціального призначення;
3. У початковій специфікації закладені можливості гарячої заміни карт;
4. У початковій специфікації закладені можливості створення віртуальних каналів, гарантування пропускної смуги і часу відгуку, збору статистики QoS (Quality of Service Якість Обслуговування);
5. У початковій специфікації закладені можливості контролю цілісності переданих даних (CRC);
6. У початковій специфікації закладені можливості управління живленням.

Отже, більш широкі діапазони застосовності, більш зручне масштабування і адаптація, багатий набір спочатку закладених можливостей. Все так добре, що просто не віриться. Втім, щодо цієї шини, навіть затяті песимісти висловлюються швидше позитивно, ніж негативно. І це не дивно кандидат на десятирічний трон загального стандарту для великого числа різних застосувань (починаючи з мобільних та вбудованих і закінчуючи серверами «Ентерпрайз» класу або критичними застосуваннями) просто зобов'язаний виглядати бездоганним з усіх боків, хоча б на папері :-). Як воно буде в справі ми скоро побачимо самі. PCI Express як це буде виглядати

Найпростіший варіант переходу на PCI-Express для стандартних по архітектурі настільних систем виглядає так:

Однак в майбутньому логічно очікувати появу якогось розгалуджувача PCI Express. Тоді цілком виправданим стане та об'єднання північного південного мостів. Наведемо приклади можливих системних топологій. Класичний PC з двома мостами:

Як уже згадувалося, передбачений і стандартизований Mini PCI Express слот:

І новий слот для зовнішніх замінних карт, на подобі CARDBUS, на який винесено не тільки PCI Express але і USB 2.0:

Цікаво, що передбачено два форм фактора карт, але відрізняються вони не товщиною як раніше, а шириною:

Рішення дуже зручне по-перше робити двоповерховий монтаж усередині карти набагато дорожче і незручно ніж зробити карту з платою більшою площі всередині, по-друге, карта повної ширини отримає в результаті вдвічі більшу пропускну смугу, тобто другий роз'єм не буде простоювати без діла. З електричної або протокольної точки зору шина NewCard не несе нічого нового, всі необхідні для гарячої заміни або енергозбереження функції вже закладені в базовій специфікації PCI Express.PCI Express перехід

Для полегшення переходу передбачений механізм сумісності з програмним забезпеченням, Написаним для PCI (драйвери пристроїв, OS). Крім того, роз'єми PCI Express на відміну від PCI розташовані на іншій стороні відведеної для карти розширення секції, тобто можуть співіснувати на одному місці з PCI роз'ємами. Користувачеві залишиться тільки вибирати яку карту він хоче вставити. В першу чергу поява PCI Express очікується в початкових серверних (двупроцессорних) платформах Intel в першій половині 2004 року, потім в настільних платформах класу «Ентузіаст» і робочих станціях (в тому ж році). Наскільки швидко PCI Express буде підтримана іншими виробниками чіпсетів не ясно, проте і NVIDIA і SIS відповідають на питання ствердно, хоча і не називають конкретні терміни. Вже давно заплановані і готуються до виходу в першій половині 2004 року графічні рішення (прискорювачі) від NVIDIA і ATI, забезпечені вбудованою підтримкою PCI Express х16. Безліч інших виробників є активними учасниками розробки і тестування PCI Express і також мають намір представити свої продукти до кінця 2004 року.

Подивимося! Є підозра, що дитинка вийшов вдалий.
У добру путь, PCI Express: відправлення 2004, прибуття 2014.

У цій статті ми розповімо про причини успіху шини PCI і дамо опис високопродуктивної технології, яка приходить їй на зміну - шини PCI Express. Також ми розглянемо історію розвитку, апаратні і програмні рівні шини PCI Express, особливості її реалізації та перерахуємо її переваги.

Коли на початку 1990-x рр. вона з'явилася, то за своїми технічними характеристиками значно перевершувала всі існуючі до того моменту шини, такі, як ISA, EISA, MCA і VL-bus. У той час шина PCI (Peripheral Component Interconnect - взаємодія периферійних компонентів), яка працювала на частоті 33 Мгц, добре підходила для більшості периферійних пристроїв. Але сьогодні ситуація багато в чому змінилася. Перш за все, значно зросли тактові частоти процесора і пам'яті. Наприклад, тактова частота процесорів збільшилися з 33 МГц до декількох ГГц, в той час як робоча частота PCI збільшилася всього до 66 МГц. Поява таких технологій, як Gigabit Ethernet і IEEE 1394B загрожувало тим, що вся пропускна здатність шини PCI може піти на обслуговування одного-єдиного пристрою на основі даних технологій.

При цьому архітектура PCI має ряд переваг в порівнянні з попередниками, тому повністю переглядати було нераціонально. Перш за все, вона не залежить від типу процесора, підтримує буферну ізоляцію, технологію bus mastering (захоплення шини) і технологію PnP в повному обсязі. Буферна ізоляція означає, що шина PCI діє незалежно від внутрішньої шини процесора, що дає можливість шині процесора функціонувати незалежно від швидкості і завантаженості системної шини. Завдяки технології захоплення шини периферійні пристрої отримали можливість безпосередньо управляти процесом передачі даних по шині, замість того, щоб чекати на допомогу від центрального процесора, Що відбилося б на продуктивності системи. Нарешті, підтримка Plug and Play дозволяє здійснювати автоматичну настройку та конфігурація користуються нею пристроїв і уникнути метушні з джамперами і перемикачами, яка неабияк псувала життя власникам ISA-пристроїв.

Незважаючи на безсумнівний успіх PCI, в нинішній час вона стикається з серйозними проблемами. Серед них - обмежена пропускна здатність, недолік функцій передачі даних в реальному часі і відсутність підтримки мережевих технологій нового покоління.

Порівняльні характеристики різних стандартів PCI

Слід врахувати, що реальна пропускна здатність може бути менше теоретичної через принципу роботи протоколу і особливостей топології шини. До того ж загальна пропускна здатність розподіляється між усіма підключеними до неї пристроями, тому, чим більше пристроїв сидить на шині, тим менша пропускна здатність дістається кожному з них.

Такі удосконалення стандарту, як PCI-X і AGP були покликані усунути її головний недолік - низьку тактову частоту. Однак збільшення тактової частоти в цих реалізаціях спричинило за собою зменшення ефективної довжини шини і кількості роз'ємів.

Нове покоління шини - PCI Express (або скорочено PCI-E), було вперше представлено в 2004 році і було покликане вирішити всі ті проблеми, з якими зіткнулася її попередниця. Сьогодні велика частина нових комп'ютерів забезпечується шиною PCI Express. Хоча стандартні слоти PCI в них теж присутні, проте не за горами той час, коли шина стане надбанням історії.

Архітектура PCI Express

Архітектура шини має багаторівневу структуру, як показано на малюнку.

Шина підтримує модель адресації PCI, що дозволяє працювати з нею всім існуючим на даний момент драйверам і додатків. Крім того, шина PCI Express використовує стандартний механізм PnP, передбачений попереднім стандартом.

Розглянемо призначення різних рівнів організації PCI-E. На програмному рівні шини формуються запити читання / запису, які передаються на транспортному рівні за допомогою спеціального пакетного протоколу. Рівень даних відповідає за завадостійке кодування і забезпечує цілісність даних. Базовий апаратний рівень складається з подвійного симплексного каналу, що складається з передавальної і приймаючої пари, які разом називаються лінією. Загальна швидкість шини в 2,5 Гб / с означає, що пропускна здатність для кожної лінії PCI Express становить 250 Мб / c в кожну сторону. Якщо взяти до уваги втрати на накладні витрати протоколу, то для кожного пристрою є близько 200 Мб / c. Ця пропускна здатність в 2-4 рази вище, ніж та, яка була доступна для пристроїв PCI. І, на відміну від PCI, в тому випадку, якщо пропускна здатність розподіляється між усіма пристроями, то вона в повному обсязі дістається кожному пристрою.

На сьогоднішній день існує кілька версій стандарту PCI Express, що розрізняються своєю пропускною спроможністю.

Пропускна здатність шини PCI Express x16 для різних версій PCI-E, Гб / c:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Формати шини PCI-E

На даний момент доступні різні варіанти форматів PCI Express, в залежності від призначення платформи - настільний комп'ютер, ноутбук або сервер. Сервери, що вимагають велику пропускну здатність, мають більше слотів PCI-E, і ці слоти мають більше число з'єднувальних ліній. На противагу цьому ноутбуки можуть мати лише одну лінію для середньошвидкісних пристроїв.

Відеокарта з інтерфейсом PCI Express x16.

Плати розширення PCI Express дуже схожі на плати PCI, однак роз'єми PCI-E відрізняються підвищеним зчепленням, що дозволяє бути впевненим в тому, що плата не вислизне з слота через вібрації або при транспортуванні. Існує кілька форм-факторів слотів PCI Express, розмір яких залежить від кількості використовуваних ліній. Наприклад, шина, що має 16 ліній, позначається як PCI Express x16. Хоча загальна кількість ліній може досягати 32, на практиці більшість материнських плат в даний час оснащені шиною PCI Express x16.

Карти менших форм-факторів можуть підключатися в роз'єми для великих без шкоди для працездатності. Наприклад, карта PCI Express х1 може підключатися в роз'єм PCI Express x16. Як і в випадку шини PCI, для підключення пристроїв при необхідності можна використовувати РСІ Express-подовжувач.

Зовнішній вигляд роз'ємів різних типів на материнській платі. Зверху вниз: слот PCI-X, слот PCI Express х8, слот PCI, слот PCI Express х16.

Express Card

Стандарт Express Card пропонує дуже простий спосіб додавання обладнання в систему. Цільовим ринком для модулів Express Card є ноутбуки і невеликі ПК. На відміну від традиційних плат розширення настільних комп'ютерів, Карта Express може підключатися до системи в будь-який момент під час роботи комп'ютера.

Однією з популярних різновидів Express Card є карта PCI Express Mini Card, розроблена в якості заміни карт форм-фактора Mini PCI. Карта, створена в цьому форматі, підтримує як PCI Express, так і USB 2.0. Розміри PCI Express Mini Card складають 30 × 56 мм. Карта PCI Express Mini Card може підключатися до PCI Express х1.

Переваги PCI-E

Технологія PCI Express дозволила отримати перевагу в порівнянні з PCI в наступних п'яти областях:

1. Більш висока продуктивність. При наявності всього однієї лінії пропускна здатність PCI Express в два рази вище, ніж у PCI. При цьому пропускна здатність збільшується пропорційно кількості ліній в шині, максимальна кількість яких може досягати 32. додатковою перевагою є те, що інформація по шині може передаватися одночасно в обох напрямках.
2. Спрощення введення-виведення. PCI Express використовує переваги таких шин, як AGP і PCI-X і володіє при цьому менш складною архітектурою, а також порівняльною простотою реалізації.
3. Багаторівнева архітектура. PCI Express пропонує архітектуру, яка може підлаштовуватися до нових технологій і не вимагає значного оновлення ПЗ.
4. Технології введення / виведення нового покоління. PCI Express дає нові можливості отримання даних за допомогою технології одночасних передач даних, що забезпечує своєчасне отримання інформації.
5. Простота використання. PCI-E значно спрощує оновлення і розширення системи користувачем. додаткові формати плат Express, такі, як ExpressCard, значно збільшують можливості додавання високошвидкісних периферійних пристроїв в сервери і ноутбуки.

висновок

PCI Express - це технологія шини для підключення периферійних пристроїв, що прийшла на зміну таким технологіям як ISA, AGP і PCI. Її застосування значно збільшує продуктивність комп'ютера, а також можливості користувача по розширенню і оновленню системи.

При розгоні процесора в ручному режимі можна вручну задати необхідну частоту системної шини, напруга живлення процесора, а також вибрати інші параметри розгону. Даний режим дозволяє значно підвищити частоту роботи процесора.

Сучасні материнські плати дозволяють розганяти процесор в ручному режимі за допомогою спеціальних утиліт з ОС Windows. Однак такий режим розгону не дає всіх можливостей, які є в BIOS материнської плати. Тому найбільш доцільним буде розгін центрального процесора засобами BIOS.

Розглянемо ручний розгін центрального процесора на прикладі типового BIOS материнської плати Asus.

Після входу в BIOS необхідно вибрати вкладку Advanced (Додатково) головного меню, а в ній - пункт JumperFree Configuration (Конфігурація JumperFree) ( мал. 17.3). В результаті відкриється меню розгону процесора ( мал. 17.4).

Мал. 17.3. Вкладка Advanced (Додатково) головного меню BIOS

Для того щоб отримати доступ до ручних налаштувань частоти системної шини, необхідно вибрати значення Manual (Ручне) параметра AI Over-clocking (Інтелектуальний розгін) ( мал. 17.5). В результаті з'являться два нові параметри:

CPU Frequency (Частота процесора) - дозволяє в ручному режимі регулювати частоту системної шини з кроком в 1 МГц (дана частота ьвліяет на частоту процесора - збільшуючи її, тим самим збільшуємо частоту ЦП);

Мал. 17.4. Вкладка Advanced (Додатково), пункт JumperFree Configuration (Конфігурація JumperFree) меню BIOS

PCI-Express Frequency (Частота шини PCI-Express) - служить для завдання частоти роботи шини PCI-Express.

Мал. 17.5. Установка параметра AI Overclocking (Інтелектуальний розгін) в значення Manual (Ручне)

Перед початком розгону необхідно вручну зафіксувати частоту шини PCI-Express на частоті 101 МГц, для цього необхідно встановити значення параметра PCI-Express Frequency (Частота шини PCI-Express) рівне 101.

Після цього можна приступати до процедури розгону процесора. Для цього необхідно поступово збільшувати значення параметра CPU Frequency (Частота процесора) ( мал. 17.6). Частоту процесора слід підвищувати поступово, з кроком 10 МГц.

Після підвищення частоти слід зберегти всі параметри BIOS і перезавантажити систему. Якщо відбувається завантаження ОС, то необхідно провести тестування стабільності роботи системи (докладніше див. Розділ 19). Еелі система працює стабільно, то можна знову підвищувати частоту процесора, якщо ж система працює нестабільно, то слід зменшувати частоту роботи процесора з кроком в 1 МГц до тих пір, поки не буде досягнуто стабільне значення.

Мал. 17.6. Установка параметра CPU Frequency (Частота процесора)

Розгін процесора - це довгий, трудомісткий процес. Досягнення максимальної стабільної частоти роботи процесора може зайняти від декількох десятків хвилин до декількох годин. Також слід сказати, що кожен екземпляр процесора розганяється по-різному, тому навіть два однакових процесора, використовуваних з однаковою материнською платою і пам'яттю, можуть мати різні максимальні частоти роботи.

Наведений вище приклад ручного розгону не дозволяє досягти максимально можливої \u200b\u200bчастоти роботи процесора, однак він допоможе істотно розігнати ЦП. Для досягнення більш високих частот розгону необхідно також змінювати такі параметри роботи системи, як напруга живлення процесора, множник системної шини, напруга живлення пам'яті. Однак не всі перераховані вище параметри доступні для регулювання в BIOS більшості системних плат, тому розігнати процесор за допомогою цих параметрів не завжди можливо.

Робота будь-якого цифрового комп'ютера залежить від тактової частоти, яку визначає кварцовий резонатор. Він являє собою олов'яний контейнер в який поміщений кристал кварцу. Під впливом електричної напруги в кристалі виникають коливання електричного струму. Ось ця сама частота коливання і називається тактовою частотою. Всі зміни логічних сигналів в будь-який мікросхемі комп'ютера відбуваються через певні інтервали, які називаються тактами. Звідси зробимо висновок, що найменшою одиницею виміру часу для більшості логічних пристроїв комп'ютера є такт або ще інакше - період тактової частоти. Простіше кажучи - на кожну операцію потрібно мінімум один такт (хоча деякі сучасні пристрої встигають виконати кілька операцій за один такт). Тактова частота, стосовно до персональних комп'ютерів, вимірюється в МГц, де Герц - це одне коливання в секунду, відповідно 1 МГц - мільйон коливань в секунду. Теоретично, якщо системна шина Вашого комп'ютера працює на частоті в 100 МГц, то значить вона може виконувати до 100 000 000 операцій в секунду. До слова сказати, зовсім не обов'язково, що б кожен компонент системи обов'язково що-небудь виконував з кожним тактом. Існують так звані порожні такти (цикли очікування), коли пристрій знаходиться в процесі очікування відповіді від будь-якого іншого пристрою. Так, наприклад, організовано роботу оперативної пам'яті і процесора (СPU), тактова частота якого значно вище тактової частоти ОЗУ.

Розрядність

Шина складається з декількох каналів для передачі електричних сигналів. Якщо говорять, що шина трідцатідвухразрядная, то це означає, що вона здатна передавати електричні сигнали по тридцяти двох каналах одночасно. Тут є одна фішка. Справа в тому, що шина будь заявленої розрядності (8, 16, 32, 64) має, насправді, більша кількість каналів. Тобто, якщо взяти ту ж трідцатідвухразрядную шину, то для передачі власне даних виділено 32 каналу, а додаткові канали призначені для передачі специфічної інформації.

Швидкість передачі даних

Назва цього параметра говорить сама за себе. Він вираховується за формулою:

тактова частота * розрядність \u003d швидкість передачі даних

Зробимо розрахунок швидкості передачі даних для 64 розрядної системної шини, що працює на тактовій частоті в 100 МГц.

100 * 64 \u003d 6400 Мбіт / сек6400 / 8 \u003d 800 Мбайт / сек

Але отримане число не є реальним. У житті на шини впливає купа всіляких чинників: неефективна провідність матеріалів, перешкоди, недоліки конструкції і складання а також багато іншого. За деякими даними, різниця між теоретичною швидкістю передачі даних і практичної може становити до 25%.

За роботою кожної шини стежать спеціально для цього призначені контролери. Вони входять до складу набору системної логіки ( чіпсет).

шина isa

Системна шина ISA (Industry Standard Architecture) застосовується починаючи з процесора i80286. Гніздо для плат розширення включає основний 64-контактний і додатковий 36-контактний роз'єми. Шина 16-розрядна, має 24 адресні лінії, забезпечує пряме звернення до 16 Мбайт оперативної пам'яті. Кількість апаратних переривань - 16, каналів DMA - 7. Допускається можливість синхронізації роботи шини і процесора різними тактовими частотами. Тактова частота - 8 МГц. Максимальна швидкість передачі даних - 16 Мбайт / с.

PCI. (Peripheral Component Interconnect bus - шина з'єднання периферійних компонентів)

У червні 1992 року на сцені з'явився новий стандарт - PCI, батьком якого була фірма Intel, а точніше організована нею група Special Interest Group. До початку 1993 роки з'явився модернізований варіант PCI. По суті справи ця шина не є локальною. Нагадаю, що локальною шиною називається та шина, яка підключена до системної шини безпосередньо. PCI ж для підключення до неї використовує Host Bridge (головний міст), а так само ще і Peer-to-Peer Bridge (спеціальний робочий міст) який призначений для з'єднання двох шин PCI. Крім усього іншого, PCI є сама по собі мостом між ISA і шиною процесора.

Тактова частота PCI може бути дорівнює або 33 МГц або 66 МГц. Розрядність - 32 або 64. Швидкість передачі даних - 132 Мбайт / сек або 264 Мбайт / сек.

Стандартом PCI передбачені три типи плат в залежності від харчування:

1. 5 Вольт - для стаціонарних комп'ютерів

2. 3,3 Вольт - для портативних комп'ютерів

3. Універсальні плати можуть працювати в обох типах комп'ютерів.

Великим плюсом шини PCI є задоволення специфікації Plug and Play -. Крім цього, в шині PCI будь-яка передача сигналів відбувається пакетним чином де кожен пакет розбитий на фази. Починається пакет з фази адреси, за якою, як правило, слід один або кілька фаз даних. Кількість фаз даних в пакеті може бути невизначено, але обмежена таймером, який визначає максимальний час, протягом якого пристрій може використовуватися шиною. Такий ось таймер має кожне підключений пристрій, а його значення може бути задано при конфігуруванні. Для організації роботи по передачі даних використовується арбітр. Справа в тому, що на шині можуть перебувати два типи пристроїв - майстер (ініціатор, господар, провідний) шини і підлеглий. Майстер бере на себе контроль за шиною і ініціює передачу даних до адресата, т. Е. Підлеглому пристрою. Майстром або підлеглим може бути будь-який підключений до шини пристрій та ієрархія ця постійно змінюється в залежності від того, який пристрій запросило у арбітра шини дозволу на передачу даних і кому. За безконфліктний роботу шини PCI відповідає чіпсет, а точніше North Bridge. Але на PCI життя не зупинила свого течії. Постійне вдосконалення відеокарт призвело до того, що фізичних параметрів шини PCI стало не вистачати, що і призвело до появи AGP.

Вітаю, любі друзі, Знайомі, читачі, шанувальники та інші особистості. Якщо Ви пам'ятаєте, то дуже давно ми піднімали, але чисто в теоретичному розрізі, а після обіцяли зробити статтю практичну.

З огляду на, що розгін таки штука досить непроста і неоднозначна, то статей в цьому циклі буде досить пристойну кількість, а подзабросілі ми його з однієї простої причини, - тим для написання, крім нього, існує безліч і всюди встигнути просто неможливо.

Сьогодні ми розглянемо саму базову і типову сторону розгону, але при всьому при цьому максимально торкнемося найважливіші і ключові нюанси, тобто дамо розуміння як воно працює на прикладі.

Приступимо.

Розгін процесора в розрізі [на прикладі плати P5E Deluxe].

Власне, можна сказати, що варіанти розгону буває два: за допомогою програм або безпосередньо з BIOS.

Програмні методи ми зараз не будемо розглядати по множинам причин, одна (і ключова) з яких, - це відсутність стабільної адекватного захисту системи (та й, загалом-то заліза, якщо звичайно не вважати такими) в разі установки некоректні налаштування перебуваючи безпосередньо в Windows. З розгоном ж безпосередньо з BIOS все виглядає куди більш розумно, а тому ми будемо розглядати саме цей варіант (до того ж, він дозволяє задати більшу кількість налаштувань і домогтися більшої стабільності і продуктивності).

варіантів BIOS"А існує досить велика кількість (а з приходом UEFI їх стало і того більше), але основи і концепції розгону зберігають свої принципи з року в рік, тобто підхід до нього не змінюється, якщо не брати до уваги інтерфейси, місцями назви налаштувань і ряд технологій цього самого розгону.

Я розгляну тут приклад на основі своєї старенької мат.плати (про яку я колись дуже давно розповідав) і процесора Core Quad Q6600. Останній, власне, служить мені вірою і правдою вже чорт знає скільки років (як і мат.плату) і розігнаний мною спочатку з 2,4 Ghzдо 3,6 Ghz, Що Ви можете побачити на скріншоті з:

До слова, кому цікаво, таки про те як вибирати настільки хороші і надійні мат.плати ми писали, а про процесори. Я ж перейду до безпосередньо процесу розгону, попередньо нагадавши наступне:

Попередження! Ахтунг! Аларм! Хехнде хох!
Всю відповідальність за Ваші подальші (так само як і попередні) дії несете тільки Ви. Автор лише надає інформацію, користуватися чи ні якої, Ви вирішуєте самостійно. Все написане перевірено автором на особистому прикладі (і неодноразово) і в різних конфігураціях, але це не гарантує стабільну роботу всюди, так само як і не захищає Вас від можливих помилок в ході проведених Вами дій, а так само будь-яких наслідків, що можуть за ними наступити. Будьте обережні і думайте головою.

Власне, що нам потрібно для успішного розгону? Та й взагалі то нічого особливого не рахуючи другого пункту:

• По-перше, перш за все, звичайно ж, комп'ютер з усім необхідним, тобто мат.плату, процесором і тп. Дізнатися, що за начинка у Вас стоїть, Ви можете скачавши вищезгаданий;
• По-друге, таки обов'язково, - це гарне охолодження, бо розгін прямим чином впливає на тепловиділення процесора і елементів материнської плати, тобто без хорошого обдування, в кращому випадку, розгін призведе до нестабільності роботи або не матиме свій сили, а в гіршому випадку, що-небудь таки попросту згорить;
• По-третє ж, само собою, необхідні знання, дати які покликана ця стаття, з цього циклу, а так само весь сайт "".

Що стосується охолодження хочеться відзначити наступні статті: "", "", а так само "". Все інше можна знайти ось так от. Йдемо далі.

Так як всю необхідну теорію ми вже детально розібрали в, то я відразу перейду до практичної сторони питання. Заздалегідь прошу вибачення за якість фото, але монітор глянсовий, а на вулиці, не дивлячись на жалюзі, таки світло.

Ось так виглядає BIOS на борту моєї мат.плати (потрапити в BIOS, Нагадаю, на стаціонарному комп'ютері, можна кнопочкой DEL на самій ранній стадії завантаження, тобто відразу після включення або перезапуску):

Тут нас буде цікавити вкладка " Ai Tweaker". У даному випадку саме вона відповідає за розгін і спочатку виглядає як список параметрів з виставленими навпаки значеннями" Auto". У моєму випадку вона виглядає вже ось так:

Тут нас будуть цікавити наступні параметри (відразу даю опис + моє значення з коментарем чому):

• Ai Оverclock Tuner - займається авторозгін, нібито з розумом.
  У значенні " Standard " все працює як є, у випадку з " Overclock 5%, Overclock 10%, Overclock 20%, Overclock 30%"Автоматично збільшує частоти на відповідний відсоток (причому без гарантій стабільності) .Нас тут цікавить значення Manual, Бо воно дозволить все виставити нам ручками. Власне, воно у мене і стоїть.
• Cpu Ratio Setting - задає множник процесора. Можна виставити своє значення, при обліку, що множник процесора разблокірован.Я тут виставив 9.0 , Тобто максимально доступне з розблокованих значення множника для мого процесора. Вам необхідно вчинити аналогічно для Вашого процесора.
• FSB Frequency - задає частоту системної шини процесора, вона ж так звана, базова частота. Як Ви пам'ятаєте з теоретичної статті, кінцева частота процесора виходить із значення цієї частоти, помноженого на множник (як звучить! :)) процессора.Частота ця в нашому процесі є основною і саме її, в основному, ми і міняємо, щоб розігнати процесор. Значення підбирається досвідченим шляхом, методом комбінування з іншими параметрами до досягнення моменту, коли система працює стабільно і температурний режим Вас влаштовує. У моєму випадку вдалося взяти планку в "400 x 9 = 3600 Mhz ". Були моменти, коли я брав 3,8 Ghz, Але охолодження просто не справлялося в пікових навантаженнях з виділенням тепла.
• FSB Strap to North Bridge - параметр тут є ніщо інше як набір попередньо затримок, які з точки зору виробника оптимально відповідають певній частоті системної шини, для певного діапазону робочих частот чіпсета. Тут вони задаються для північного моста.Прі установці значення FSB Strap слід враховувати, що при меншому значенні встановлюються менші затримки і збільшується продуктивність, а при встановленні більшого значення трохи падає продуктивність, але підвищується стабільність. Найбільш актуальна опція при розгоні для забезпечення стабільності при високій частоті FSB.Мені довелося вибрати високе значення, щоб домогтися стабільності. У моєму випадку це 400 .
  
• PCIE Frequency - вказує частоту для шини PCI Express. розгін шини PCI Express зазвичай не практикується: мізерний виграш у швидкодії не виправдовує можливі проблеми зі стабільністю роботи карт розширення, тому тут фіксуємо стандартні 100 Mhz, Щоб підвищити стабільность.Т.е в моєму випадку, - тут значіння 100 . Його Вам теж рекомендую.
• DRAM Frequency - дозволяє задавати частоту оперативної пам'яті. Параметри для вибору змінюються в залежності від виставленої частоти FSB. Тут варто зазначити, що часто розгін "впирається" саме в пам'ять, тому оптимальним вважається ставити таку частоту FSB при якій тут можна вибрати робочу (стандартну) частоту Вашої оперативної пам'яті, якщо, звичайно ж, Ви не прагнете розігнати саме пам'ять. значення " Auto " часто шкідливо і не дає належного результату з точки зору стабільності.В моєму випадку виставлено " 800" відповідно до характеристиками оперативної пам'яті. У Вашому випадку виставляйте як вважаєте за потрібне, але я рекомендую подивитися Вашу стандартну частоту через CPU-Z і ставити її.
• DRAM Сommand Rate - ніщо інше як затримка при обміні командами між контролером пам'яті чіпсета і пам'яттю. Якісні модулі пам'яті здатні працювати при затримці в 1 такт, але на практиці це зустрічається рідко і не завжди залежить саме від якості. Для стабільності рекомендується вибирати 2T, Для швидкодії 1T.Так як поріг розгону узятий великий, то я вибирав тут 2T, Бо в інших положеннях повної стабільності домогтися не вдавалося.
• DRAM Timing Control - задає таймінги оперативної пам'яті. Як правило, якщо метою не варто розгін оперативної пам'яті, то тут ми залишаємо параметр " Auto". Якщо Ви катастрофічно вперлися при розгоні в пам'ять і не пролазите навіть по частоті, то є сенс спробувати трохи завищити тут значення вручну, відмовившись від автоматичного параметра.В моєму випадку, - це" Auto ", Т.к в пам'ять не впирався.
• DRAM Static Read Control- значення " Enabled "піднімає продуктивність контролера пам'яті, а " Disabled " - знижує. Відповідно від цього залежить і стабільность.В моєму випадку "Disabled
• Ai Сlock Twister- якщо брати у вільному перекладі, то ця штука управляє кількістю фаз доступу до пам'яті. Більш високе значення ( Strong) Відповідає за підвищення продуктивності, а більш низька ( Light) За стабільность.Я вибрав " Light"(З метою підвищення стабільності).
• Ai Transaction Booster - тут я вичитав багато буржуйських форумів з яких багато дані суперечать один одному, як і в російськомовному сегменті. Десь пишуть, що ця штука дозволяє прискорити або сповільнити роботу підсистеми пам'яті, коректуючи параметри підтаймінгів, що впливають в свою чергу на швидкість роботи контролера памяті.Едінственное, що адекватно вдалося зрозуміти, що переключивши це в " Manual"Ми можемо налаштувати" Perfomance Level", Граючись зі значенням в цифрі до того моменту, коли не спіймав етап стабільності. У мене цей параметр застряг на 8- ке, бо при інших значеннях система вела себе не стабільно.
• VCORE Voltage - функція дозволяє вручну вказати напруга живлення ядра процесора. Не дивлячись на те, що саме ця радість часто дозволяє підвищити продуктивність (точніше сильніше розігнати процесор) шляхом підвищення стабільності (без більшого харчування Ви навряд чи отримаєте більший приріст і якість роботи, що логічно) при розгоні, - таки цей параметр вкрай небезпечна іграшка в руках непрофесіонала і може привести до виходу процесора з ладу (якщо в BIOS конечно не вшита функція захисту, як то кажуть, "від дурня" (с), як це є в), а тому не рекомендується змінювати значення харчування процесора, більш ніж на 0.2 від штатного. Взагалі кажучи, цей параметр варто збільшувати дуже поступово і дуже маленькими кроками, підкоряючи все нові і нові висоти продуктивності, до тих пір, поки не упретеся в щось ще (пам'ять, температури і тп), або поки не досягнете ліміту в + 0.2 .
  Я б не рекомендував дивитися на моє значення, бо воно є дійсно завищеним, але грати в ці ігри мені дозволяє потужне охолодження (фотографія вище не рахується, вона застаріла ще в 2008 -ом року), хороший БП, процесор і мат.плату. Будьте, в загальному, обережні, особливо на бюджетних конфігураціях. моє значення 1,65 . Дізнатися рідної вольтаж для Вашого процесора можна з документації або через CPU-Z.
• CPU PPL Voltage - щось з для стабільності, але у мене існує дуже розпливчасте визначення того, що це за вольтаж. Якщо все працює як треба, то краще не чіпати. Якщо немає, то можна підвищувати маленькими шажкамі.Моё значення, - 1.50 , Бо уперся по стабільності, коли брав частоту 3,8 Ghz. Знову ж таки, спирається воно на мій процесор.
• FSB Termination Voltage - іноді називається додатковим напругою живлення процесора або напругою живлення системної шини. Його збільшення здатне в деяких випадках підвищити розгінний потенціал процессора.Моё значення, - 1.30 . Знову ж, стабільність при більш високій частоті.
• DRAM Voltage - дозволяє вручну вказати напруга живлення модулів пам'яті. Чіпати має сенс в рідкісних випадках для підвищення стабільності і підкорення вищих частот при розгоні пам'яті або (рідко) процессора.У мене трохи завищений, - 1.85 при рідних 1.80 .
• North Bridge Voltage і Soulth bridge voltage - задає напруга живлення північного ( North) І південного ( Soulth) Мостів відповідно. Підвищувати з обережністю з метою підвищення стабільності.У мене, - 1.31 і 1.1 . Все в тих же цілях.
• Loadline Calibration - досить специфічна штука, що дозволяє компенсувати проседаніенапряженія харчування ядра при збільшенні навантаження на процесор.
  У випадку з розгоном завжди варто виставляти " Enabled ", Як Ви і бачите у мене на скріншоті.
• CPU Spread Spectrum - включення цієї опції здатне зменшити рівень електромагнітного випромінювання комп'ютера за рахунок гіршої форми сигналів системної шини і центрального процесора. Звичайно, не найоптимальніша форма сигналів здатна знизити стабільність роботи компьютера.Поскольку зменшення рівня випромінювання незначно і не виправдовує можливі проблеми з надійністю, опцію краще вимкнути ( Disabled), Особливо, якщо ви займаєтеся розгоном, тобто як в нашому випадку.
  
• PСIE Spread Spectrum - аналогічно тому, що вище, але тільки у випадку з шиною PCI Express.Т.е, в нашому випадку - " Disabled".

Якщо говорити зовсім спрощено, то, в першу чергу, ми з Вами міняємо множник і частоту FSB, Спираючись на ту кінцеву частоту процесора, що ми хотіли б отримати. Далі зберігаємо зміни і пробуємо завантажиться. Якщо все вийшло, то перевіряємо температури, і комп'ютера взагалі, після чого, власне, або залишаємо все як є, або пробуємо взяти нову частоту. Якщо ж на новій частоті стабільності немає, тобто Windows не вантажиться або з'являються сині екрани або щось ще, то або повертаємося до минулих значень (або трохи втихомирювати свої апетити), або підбираємо всі інші значення рівно доти, поки стабільність не буде досягнута.

Що стосується різних типів BIOS, То десь функції можуть називатися якось інакше, але зміст несуть вони один і той же, так само як і значення + принцип розгону залишаються постійними. Загалом, при бажанні, розберетеся.

У двох словах якось так. Залишається лише перейти до післямові.

Післямова.

Як бачите з останніх пропозицій, якщо задуматися, то швидкий розгін в общем-то не проблема (особливо при наявності хорошого охолодження). Виставив два параметра, кілька перезавантажень і, - вуаля !, - заповітні мегагерци в кишені.

Ретельний ж хороший розгін хоча б на 50 %, Тобто як в моєму випадку на 1200 Mhz плюсом до 2400 Mhz, Вимагає якогось кількості часу (в середньому це десь 1-5 годин, в залежності від успішності і бажаного кінцевого результату), більшу частину з якого забирає шліфовка стабільності і температур, а так само пачку терпіння, бо найбільше в сім дратує постійна необхідність перезавантажень для збереження і подальшого тестування нових параметрів.

Підозрюю, що у бажаючих зайнятися цим процесом буде багато питань (що логічно), а тому, якщо вони таки є (так само як і доповнення, думки, подяки та інше), то буду радий побачити їх в коментарях.

Залишайтеся з нами! ;)