Разгоняем AMD Duron

С тех самых пор, как появились первые компьютеры, практически каждый из нас задавался вопросом: как увеличить их производительность, не вкладывая дополнительных средств. Главным инструментом такого рода доработки является ни что иное, как разгон процессора. Постепенный переход к все более тонким технологиям производства процессоров позволял добиваться существенного прироста тактовой частоты без ущерба для стабильности системы.

Так же постепенно пользователи делились на несколько лагерей. К первым, самым "скучным" пользователям, относятся те, кто по каким-либо причинам не знает о том, что разгон возможен вообще, те, кому он просто не нужен, и те, кто считает любой разгон серьезным ударом по стабильности системы и в результате не приемлет его. Не станем осуждать их, в конце концов, данная статья, которая совершенно не претендует на гордое звание "обзор с iXBT", предназначается совсем не для них. Ко второй группе принадлежат пользователи, которые предпочитают умеренный разгон без ущерба для стабильности, а результатом своих изысканий видят реальный прирост производительности, выраженный в большем количестве кадров в секунду в любимых играх, меньшее время рендеринга или наложения фильтров и т.д. А вот в третьей группой все обстоит не так однозначно. К тем, кто называет себя "экстремальными оверклокерами", причисляют себя не только те, кто на "ты" с паяльником и на сто процентов знают, что делают, изучив при этом горы сопутствующей информации, но и те, кто купив процессор, подают на него максимум напряжения, и бегут сообщить всем, что их новый Celeron завелся на полтора гигагерца. Именно для этих героев данный обзор пусть послужит предостережением против необдуманных вандальских поступков, а для всех остальных - легким чтивом околокомпьютерного содержания.

При производстве процессоров по наиболее распространенному на данный момент процессу 0,18 микрон технологический предел частоты процессора находится за рубежом в один гигагерц. При этом западные сайты пестрят информацией о том, что новые процессоры AMD Duron без особого труда работают на частотах 900 мегагерц и выше. Более того, каждый из них приводит свой вариант разгона - одни делают это с помощью переделки материнской платы, другие налегают на сам процессор. Поэтому, получив в руки процессор AMD Duron 600 МГц под Socket-A, неудержимо захотелось выжать из него все, на что он способен, причем не ради увеличения производительности, а из чисто спортивного интереса. О том, что из этого вышло, мы и напишем. А способ для разгона выберем самый простой и близкий к народу - чтобы и сама работа не представляла особой сложности, и инструмент, который понадобится для этого, мог найти каждый, кто решит повторить наш опыт - будем "перепиливать" сам процессор.

Обнадеживающая теория

Позаимствованная у Alpha 200-мегагерцовая синхронная DDR шина EV-6 наложила весьма существенные ограничения на возможности разгона новых процессоров от AMD. При самых благоприятных условиях стабильность пропадала на 110 мегагерцах, а то и намного раньше. Таким образом, максимальный прирост производительности в 10 процентов совершенно не мог удовлетворить даже самые скромные запросы. В результате возможности разгона свелись к изменению множителя процессора, который, естественно, оказался заблокированным производителем.

Информация, приведенная в "AMD Processor Module Data Sheet" относительно множителя процессора, оказалась весьма скудной. В разделе "Идентификатор частоты" написано: "Процессор выдает системному контроллеру четыре ID сигнала (FID[3:0]), извещая его о том, на какой частоте он работает. Данный механизм функционирует полностью автоматически". Данные выводы электрически изолированы от ядра для предотвращения повреждения процессора. При изменении множителя с помощью материнской платы данные контакты просто отсоединяются, а при изменении множителя доработкой процессора, они должны соответствовать второй группе из четырех сигналов - BP_FID[3:0].

Именно эти сигналы, подаваемые на процессор системным контроллером, заставляют его работать на определенной частоте. Естественно, в документации от AMD выводы, соответствующие этим сигналам, значатся как неподключенные - NC (not connected), для предотвращения распространения информации о возможностях разгона.

В случае несоответствия множителей, определяемых FID и BP_FID, система просто не включается.

Собственно, возможность реализации изменения множителя перепиливанием процессора кроется в технологическом процессе производства процессоров компанией AMD.

Естественно, что все процессоры Duron или Thunderbird производятся совершенно одинаково. Выращивается кристалл, упаковывается в PGA корпус, а потом по результатам тестов партии процессоров выносится решение о допустимости их работы на той или иной частоте.

После этого процессор соответствующим образом маркируется. А вот требуемое процессору напряжение питания, множитель и т.д. выставляются пережиганием так называемых "конфигурационных мостиков", выведенных на керамическую поверхность корпуса процессора с верхней стороны. Данный термин является общепринятым, поэтому в дальнейшем будем употреблять его без кавычек.

Воспользуемся иллюстрациями с сайта Tom's Hardware, ведь именно ему принадлежит пальма первенства в установлении соответствия между характеристиками процессора и замкнутыми и разомкнутыми конфигурационными мостиками на процессорах.

Можно заметить, что сигналам FID соответствуют четыре мостика, а сигналам BP_FID - восемь, так как необходимо, чтобы каждый из BP_FID выводов был либо заземлен, либо на него было подано 2 В. Это достигается с помощью передачи в соответствие каждому из BP_FID сигналов двух мостиков, причем если один из них замкнут, то второй одолжен быть обязательно разомкнут. Рассмотрим иллюстрацию соответствия множителей процессоров от AMD и состояния конфигурационных мостиков:

Остается выбрать требуемую частоту и перейти к практической реализации изменения множителя.

Удручающая практика

Данной информации вполне достаточно, чтобы перейти к практической реализации данного грандиозного проекта.

Все, что потребуется, это разомкнуть и замкнуть несколько мостиков на керамической поверхности процессора. Без ложной скромности было решено сделать из имеющегося 600 мегагерцового процессора 900 мегагерцовый. В принципе, менее чем 50 процентный прирост производительности от такой, как оказалось в дальнейшем, трудоемкой и опасной операции, просто не оправдывает себя. Итак, для превращения процессора необходимо всего ничего - перепилить 3 мостика и замкнуть три других.

Первая пара часов операции ушла на то, чтобы запастись необходимым инструментом, причем таким, который без особого труда мог подобрать практически каждый.

За основу стенда по переделке процессора была взята материнская плата под Socket-A от компании EpoX на чипсете KT133 - EP-8KTA, на тот момент единственная, имевшаяся в нашем распоряжении. В дополнение к стандартным возможностям, плата имеет возможность регулировки напряжения на процессоре в диапазоне от 1,4 до 2,0 В с шагом по 0,5В и изменение частоты шины в диапазоне от 100 до 110 мегагерц с шагом по одному мегагерцу.

К сожалению, вторая плата из этой линейки - 8KTA2 - имеющая возможность принудительного установления множителя процессора и использующая новейший южный мост 686B с поддержкой UltraDMA/100, пока в России недоступна.

Однако на данном этапе работы плата необходима лишь в качестве держателя для процессора - все манипуляции с процессором необходимо производить, только вставив его в Socket.

Для оборудования рабочего места была использована мощная настольная лампа и тонкая упаковочная прокладка розового цвета из плотного пористого материала, на которой плата лежала в коробке. Данный материал не скользит по столу, предохраняет нижнюю сторону платы от повреждений, и практически не сжимается, в отличие от поролона, использование которого рекомендуется в меньшей степени.

Не помешает в деле также лупа часовщика, одеваемая на голову на манер очков, хотя мы вполне обошлись без нее.

Некоторое время ушло на то, чтобы заточить обычный медицинский скальпель до такого состояния, чтобы он с легкостью резал на весу лист бумаги. Вместо надфиля подвернулся старый мелкозернистый напильник, расколотый на конце. В результате на нем оказалось множество острейших кромок закаленной стали, которые во многом и помогли справиться с упрямыми мостиками. Не пытайтесь расколоть напильник сами - Ваше здоровье не стоит даже самого большого прироста производительности - лучше купить надфиль, предпочтительно ромбовидного сечения. В принципе, этих двух инструментов будет достаточно для уничтожения не только мостиков на процессоре, а и его самого. Для удаления стружки и протирки процессора использовался спиртовой очиститель для мониторов.

Методы с использованием бормашинок, станков для гравировки дарственных надписей и т.д. не рассматривались, так они не всем доступны в домашних условиях.

Небольшое лирическое отступление.
Недавно, недалеко от дома, гравировал знакомому на зажигалку ZIPPO дарственную надпись. А уже после окончания эксперимента, занес в мастерскую другой процессор от AMD - свежеприобретенный сайтом Athlon ThunderBird 700 МГц. Мастер сообщил, что перерезать все мостики на процессоре обойдется в 300 рублей. Данный метод представляется максимально предпочтительным - профессионал в своем деле гарантирует качество работы и избавляет от ненужных хлопот. Но мы не ищем легких путей, и процессор, переделанный своими руками, представляет гораздо большую историческую ценность. Теперь перейдем к созидающей части нашей работы - как восстановить мостики.

Естественно, всякая пайка отпадает - столь тонкий инструмент, как кристалл процессора, может быть испорчен и куда меньшей температурой, чем та, до которой прогревается паяльник.

Западные коллеги рекомендуют пользоваться так называемым "Conductive Pen" - специальным карандашом, содержащим смесь мельчайших частиц серебра и особого клея. Он применяется для быстрого ремонта печатных плат - рисовать дорожки можно прямо по лаку платы, а в случае ошибки дорожка легко соскабливается, не причиняя плате никакого вреда. Опять же, практически никто не располагает такими продвинутыми средствами.

Поэтому поделюсь средством, придуманным в нашей лаборатории - от проволоки припоя откусывается кусок длиной сантиметров пять-десять, так, чтобы было удобно держать в руке, и затачивается на конце напильником. Полученный карандашик замечательно рисует проводящими дорожками как на бумаге, так и на процессоре. Единственный его недостаток в том, что убрать следы, нанесенные им, крайне сложно. В процессе рисования необходимо следить за тем, чтобы кусочек припоя был всегда остро заточен, иначе получится весьма толстый след, который и выглядит менее эстетично, и может затронуть соседнюю пару контактов.

Второй способ, найденный мной случайно в ходе уничтожения мостиков - можно просто растирать металл двух контактов, которые необходимо соединить, тыльной стороной скальпеля навстречу друг другу. Недостаток данного способа определяется следующим. Количество металла для каждого контакта на поверхности процессора разное - если его много, то получается идеальный мостик, неотличимый от заводского, но если мало, может и мостик не получиться, и контакт истереться до такой степени, что его вообще нельзя будет соединить с другим. Этот способ необходимо применять с большей осторожностью, чем предыдущий.

Необходимо упомянуть, что для восстановления мостиков был опробован способ одного японца, найденный на сайте 3Dnews. Идея заключалась в том, что мостики можно нарисовать обычным графитовым карандашом. Единственное, что хочется можно сказать по этому поводу - данный метод никуда не годится.

Итак, можно приступать. Для удобства работы с процессора сразу же были оторваны четыре резиновых прокладки, призванные удерживать плоскость радиатора строго перпендикулярно плоскости кристалла. К чему это привело, Вы узнаете позже.

При удалении первого мостика была проявлена завидная осторожность - ни скальпель, ни напильник за 5 минут работы не принесли никаких видимых результатов. Поступательные движения по перерезанию мостика напильником и скальпелем ни к чему не привели. Керамический картридж процессора оказался настолько прочен, что впору было уже отказаться от столь неблагодарной работы. При этом в глазах от напряжения замелькали разноцветные пятна и был взят тайм-аут. В данной ситуации обнадеживало только одно обстоятельство - ничего пока сломано не было.

Проведя кончиком скальпеля по мостику, мы ощутили, что он выступает вверх над уровнем керамического картриджа, причем на глаз и на ощупь этого определить было нельзя. Уперев скальпель острием в мостик под углом в 60-70 градусов относительно плоскости процессора и держа его одной рукой, второй рукой мы наносили легкие, а потом и те очень, удары ладонью в торец скальпеля. Каждый раз, когда прокладка между материнской платой и столом отпружинивала, скальпель норовил сорваться и попасть то в кристалл процессора, то в материнскую плату. При должном внимании избежать данного инцидента не составит большого труда. Когда мостик поддался, удар уже был такой силы, что если бы процессор находился без материнской платы, у него согнулись бы все ножки сразу.

Доработать порванный мостик острой кромкой напильника передвижениями вперед-назад по несколько миллиметров при сильном давлении не составило особого труда. Нечего и говорить, что два других мостика поддались значительно проще, при этом случайно восстановился один из мостиков, которые было необходимо соединить - так появился второй вышеописанный способ восстановления.

Половина работы осуществлена - осталось соединить мостики.

Для тех, кому надоело читать, можно слегка отвлечься, и посмотреть, что же получилось с мостиками процессора в итоге. Кликнув в картинку, терпеливые увидят многострадальные мостики во всех деталях.

Первой ошибкой было использование графитового карандаша - естественно, с нарисованными мостиками процессор работать отказался. Однако, при этом на процессор был несколько раз одет и снят кулер от Intel Coppermine - с могучим, из полумиллиметровой стали крепежом. В результате, после трех раз установки и снятия кулера для проверки мостиков и еще более тщательной их прорисовки, держатели кулера на Socket-462 выглядели неважно, а на стороне радиатора, прилегающей к процессору, в теплопроводящей пасте стали заметны инородные вкрапления серебристого цвета, которым поначалу не придали значения.

Процессор включаться отказывался, причем были перепробованы все варианты напряжения питания вплоть до 1.9 В. Как Вы помните, частота, к которой мы стремимся - 900 мегагерц. Чрезмерное напряжение глаз и нервов сделало свое дело. При очередном снятии кулера с крепежа соскочили плоскогубцы, и маленький керамический конденсатор между Socket'ом и слотами DIMM разлетелся в пыль. Попробуйте отгадать, какой из припаян по новой.

Некоторое время заняла припайка нового конденсатора и осмысление результатов эксперимента. Следует упомянуть, что процессор греется даже в том случае, если не стартует, поэтому судить по этому признаку о его включении невозможно. Так была получена производственная травма - при попытке запустить систему без радиатора, приложив к процессору палец, в первую же секунду был получен ожог.

Стерев следы графита с помощью ваты и очистителя, остро заточенным припоем мы нанесли новые дорожки. Для облегчения рисования мостиков можно прилепить на корпус процессора два куска скотча, оставив между ними лишь узенькую полоску, и рисовать, не боясь неверных движений.

Заодно, не надеясь на изрядно уставшие глаза, всем присутствующим при эксперименте было предложено проверить, действительно ли все соединено и перерезано.

И - о, чудо! Монитор наконец-то сменил цвет диода с желтого на зеленый, и система стартовала, хотя тут же повисла. Проверив напряжения, оказалось, что установлено 1,85 В. При установке меньшего напряжения система включаться отказывалась. Прогресс был налицо. Способ работал, и это прибавило сил.

Повторюсь, что разгон процессора AMD представлял именно попытку обобщения опыта оверклокеров, а не возможность добиться ирреальной производительности. Поэтому, решение о новой переделке, на этот раз на 700 мегагерц, стало не разочарованием, а очередным этапом в накоплении информации.

Процесс прошел достаточно гладко, хотя, в надежде сделать все побыстрее, была допущена вторая ошибка - удары по процессору были слишком сильны, и если он оказался в порядке, то сам Socket от чрезмерных перегрузок потерял какой-то контакт внутри себя, и стал включаться сначала через раз, а потом и еще реже. Мы думали, однако, что проблема в процессоре, и сделали еще несколько раз установку радиатора и проверку мостиков.

При осмотре радиатора в пасте оказалось уже подозрительно много инородных блестящих частиц. Оказалось, что это крошилась оболочка кристалла процессора, что впоследствии привело к смерти многострадального Duron'а. Но пока процессор работал, и было решено лишь аккуратнее устанавливать радиатор. Между тем, Socket снаружи представлял собой тоже весьма жалкое зрелище.

И, тем не менее, в итоге процессор заработал, тем самым подтвердив, что материнская плата с возможностью смены множителя - не самая главная вещь в нашем компьютере. На частоте 700 МГц при напряжении питания 1,75 новорожденный Duron 700 МГц позволил снять все тесты и проработал в тестовом режиме почти сутки без каких либо проблем. Это позволило сделать два вывода. Материнская плата EpoX проявила себя образцом стабильности, еще раз подтвердив высокий класс производителя, а качество рисования мостиков никак не влияет на стабильность работы процессора. Однако при номинальном напряжении процессор работать на данной частоте отказался, что свидетельствует о весьма неудачном экземпляре, попавшем к нам в лабораторию.

Что касается его дальнейшей судьбы, то после еще пары установок радиатора его кристалл раскрошился настолько, что процессор стал зависать при включении системы, даже не давая войти в BIOS, причем это было проверено на нескольких платах, и даже на номинальной частоте 600 МГц на плате Chaintech 7AJA с возможностью изменения множителя.

Выводы

В результате экспериментов была испорчена материнская плата и процессор, что составляет более 200 долларов. Для рядового пользователя такой вариант - весьма плачевная расплата за попытку разгона.

Единственно приемлемым в данном случае вариантом является профессиональный гравер, который за относительно небольшие деньги выполнит первую половину вашей задачи. Найти нескольких можно, например, в центральном "Детском мире".

Однако данная публикация совсем не означает, что в деле самостоятельного разгона процессора Вас ожидает полное фиаско - весьма вероятно, что и предел возможностей у Вашего процессора окажется побольше, и Ваша аккуратность в достижении цели превзойдет нашу. Она написана для того, чтобы уберечь пользователей от необдуманных действий и повторения наших ошибок.

Что касается хрупкости кристаллов процессоров AMD, то это действительно серьезное разочарование. Ни в коем случае не отрывайте резиновые ножки - они уберегут процессор от гибели. Если Вы установили радиатор и смотрите на свет, проверяя, прилегает ли он к кристаллу, то нетрудно ошибиться - верхний защитный слой, на котором выгравирована маркировка, с торца прозрачен и кажется, что радиатор не прилегает к кристаллу. Проверить это можно, нанеся тонким слоем термопроводящую пасту и прижав радиатор к процессору с силой, заведомо меньшей, чем может обеспечить крепеж. Для тех, кто не понял - если паста выдавилась в форме прямоугольника, то контакт существует. А вообще, сил родного CuMine кулера вполне достаточно, чтобы продавить резинки. Если крепеж используемого Вами кулера слаб, можно слегка уменьшить толщину резиновых ножек обычным лезвием.

Отступление номер два.
В бесцельной гонке процессоров сдал свои позиции и Intel. Тревожный звонок пришел от пользователя кулера Golden Orb - при его установке на процессор CopperMine был также поврежден кристалл. Вероятно, это связано с тем, что в надежде увеличить теплопроводность защитного слоя на кристалле Intel сменил материал на более хрупкий. Глядишь, скоро и на Intel'ах резиновые ножки появятся. Во избежание необоснованных обвинений хочется добавить, что компетентность данного пользователя сомнений не вызывает. Будьте бдительны.

Однако мы ни в коей мере не хотим испугать Вас и отговорить от авантюрных действий по разгону процессоров. Дерзайте, а мы в свою очередь будем рады, если поможем Вам избежать ненужных поломок и потерь времени.