3DNow Galaxy - Artikel




Athlon XP (Palomino-Core): Overclocking per FSB



Es ist bekannt, dass sich die K7-Reihe der AMD-Prozessoren gut zum Übertakten eignet, wobei die Sockel A Prozessoren
mit dem Thunderbird- oder Spitfire-Core hier sich hier hervorheben.
Bewaffnet mit einem dünnen Bleistift, konnte man hier relativ einfach den Multiplikator der CPU unlocken.
Da macht uns AMD beim Athlon XP einen Strich durch die Rechnung.
Hier wurde per Laser bis auf eine darunterliegende, leitende Schicht, Kerben eingebrannt.
Entweder man isoliert diese Schicht und schließt dann die L1-Brücken oder man übertaktet den FSB.
Zu dieser Möglichkeit will dieser Artikel einige Anregungen geben.
Dabei dreht sich alles um ein Mainboard, das keine höheren Teiler für den PCI-Bus und AGP-Port bereitstellen kann.

Mainboard:

Wir brauchen grundsätzlich ein Mainboard, das einen höheren Bustakt stabil erzeugen kann.
Das klingt banal, doch nicht mit jedem Board kann man Taktraten über 133MHz auf Dauer stabil verwenden.
Sei es, dass das Boardlayout nicht perfekt stimmt, das Bios einen Bug hat, oder die Northbridge,
gegebenenfalls wegen Hitzeproblemen, nicht stabil läuft. Hier sind Hauptplatinen mit aktiver Kühlung im Vorteil.

Dass eine Erhöhung der Versorgungsspannung der CPU beim Übertakten behilflich ist, brauch ich wohl kaum zu erwähnen.
Doch nicht jedes Mainboard lässt ein Verändern der VCore-Spannung zu z.B. ECS K7S5A.


Prozessor

Bei einer höheren Spannung arbeiten die Transistoren des Prozessors auch noch bei einer nichtspezifizierten Taktrate zuverlässig, aber die Temperatur steigt potenziell zur Erhöhung der Spannung an.
Eine stärkere Kühlung ist so unerlässlich und die Temperatur des Prozessors muß anfangs öfters kontrolliert werden.
Im vorliegenden Fall betreibt das Mainboard den Prozessor mit ca. 0,04 Volt über der eingestellten Spannung.
Ein Beispiel dazu: Normalerweise läuft der Athlon XP mit 1,75 Volt. Das DFI AK76-SN stellt 1,79 Volt ein.
Das ist noch ein unkritischer Wert und ermöglicht es der CPU "von Haus aus" auch eine Taktrate von ca. 1520 MHz
(normal 1400 MHz) zu erreichen.
Bei 1,85 Volt erreicht die CPU knapp 1600 MHz und bei 1,89 Volt (beim Board sind nun 1,85 Volt eingestellt) erreicht mein Athlon XP 1600+ auch 1670 MHz. Dabei sehe ich diese Versorgungsspannung als das Maximum an, dass man der CPU zumuten sollte.
O.k. die Versorgungsspannung haben wir erhöht, doch nicht jede CPU lässt sich gleich gut übertakten.
Normalerweise erreichen die Prozessoren, die bei der Produktion im Zentrum des Wafers liegen eine höhere Taktrate, als die CPUs am Rand, doch das ist für den Kunden nur von theoretischen Wert. Man kann es ja schliesslich nicht bestimmen von welchem Wafer man seine CPU möchte und wo das "Die" gerade liegt.
Genauso schwört man in Overclockerkreisen auf verschiedene Steppings - also Serien - der Prozessoren.
Es liegt auf der Hand, dass Prozessoren, mit gleicher Taktrate, durch Verbesserungen im Produktionsprozess der Hersteller im Laufe der Zeit höhere Taktraten erreichen, was dann schnellere Modelle erlaubt.
Nur möchte ich an der Stelle die Kunden sehen, die bei Alternate oder einem anderen Versender ein bestimmtes Stepping bestellen.

Nicht alle Prozessoren lassen sich nach Belieben über den Front-Side-Bustakt übertakten. Denn nicht umsonst legen
Prozessorhersteller ihre Modelle für bestimmte Taktraten (100 MHz beim Duron und 133 MHz beim Athlon) fest.
Je höher die Taktrate für den Bustakt, desto schwieriger wird die Koordination der Signale z.B. dem Speicherinterface.
So liess sich ein Duron maximal mit einem FSB von 145 MHz betreiben - nichts desto trotz ein respektables Ergebnis.
Aber das ist von Mainboard zu Mainboard auch verschieden.


Hauptspeicher

Die Qualität des Hauptspeichers ist ein entscheidender Punkt. Viele Chipsätze können zwar den Speicher asynchron zum
FSB ansteuern, doch kann es nicht der Sinn der Sache sein, das System durch einen niedrigeren Speichertakt wieder
auszubremsen. Die Module der Markenhersteller erlauben in den meisten Fällen eine wesenlich höhere Taktrate,
zumindest mit moderaten Timings. Markenspeicher eignet sich meistens recht gut zum Übertakten z.B. Speichermodule von Samsung, Infineon oder Kingston.
Zwar gibt es noch eine Reihe von wohlklingenden Speichermodulen, die speziell fürs Übertakten ausgelegt sein sollen, doch
zahlt man hier oft einen ordentlichen Aufschlag für den Namen, ohne wirklich besser zu sein.


Taktraten des PCI-Buses und AGP-Ports

Zum Schluß der wichtigste Punkt: Die Abhängigkeit der Taktraten des FSB, PCI-Buses und AGP-Steckplatzes.
Der PCI- und AGP-Takt leitet sich aus dem FSB-Takt ab.
Bei den meisten Boards schaut das folgendermaßen aus:


FSB-TaktPCI-TeilerPCI-TaktAGP-TeilerAGP-Takt
100 MHz
3
33 MHz
1,5
67 MHz
112 MHz
3
37 MHz
1,5
75 MHz
124 MHz
3
41 MHz
1,5
83 MHz
133 MHz
4
33 MHz
2
67 MHz
140 MHz
4
35 MHz
2
70 MHz
145 MHz
4
37 MHz
2
73 MHz
150 MHz
4
38 MHz
2
75 MHz
160 MHz
4
40 MHz
2
80 MHz


Wie man sieht, habe ich die Werte auf- und abgerundet. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass die Spezifikationen eingehalten
werden und die lauten für den PCI-Takt 33 MHz und für den AGP-Port 66,6 MHz.
Erhöht man nun den FSB-Takt, laufen alle Systemkomponenten in der Regel außerhalb ihrer Spezifikationen, was zu verschiedenen Ausfallerscheinungen führen kann. Ob sporadische Abstürze in Spielen, Ausnahmefehler unter Windows (Bluescreens), massive Probleme mit USB-Geräten - werden z.B. nicht mehr erkannt, das System friert ein d.h. bleibt stehen und kann nur mit einem Reset neu gestartet werden, oder defekte Dateien aufgrund von Lese/Schreibfehlern der Festplatte, die Liste der möglichen Fehler ist lang.

In der Praxis schaut das bei USB-Geräten meistens so aus, dass ab 140 MHz FSB Geräte nicht mehr erkannt werden oder die Datenübertragung nicht mehr funktioniert.

Perfekt wäre hier ein Mainboard, das höhere Teiler zur Verfügung stellt.
Die Informationen hierzu sind allerdings widersprüchlich.
Zum Beispiel sollen einige Boards von EPoX Teiler von 5 und 6 für den PCI-Bus und 3 für den AGP-Port anbieten.
Perfekt wäre ein Mainboard mit dem nForce2-Chipsatz von nVidia.
Dank der verwendeten HyperTransport-Technologie zur Anbindung der verschiedenen Bausteine des Chipsatzes, können der AGP-Port, der PCI-Bus und der FSB für den Prozessor getrennt angesteuert bzw. getaktet werden.
D.h. selbst wenn der FSB auf 200 MHz eingestellt wäre, würde der AGP-Port noch mit 66 MHz betrieben.
Einige Modelle von Abit laufen auch mit hohen FSB-Taktraten, obwohl hier offiziell kein höherer Teiler verwendet wird.
So scheint es fast reiner Zufall zu sein, ob die verwendete Hardware - Festplatte, Sound- und Grafikkarte - damit klar kommt.
Meine Festplatte macht bei einem FSB über 150 MHz schlapp.
Zwar laufen einige Benchmarks durch, doch kommt es früher oder später zu Abstürzen und oft genug ist dann eine Neuinstallation von Windows angesagt.

Um den Problemen mit der Festplatte entgehen zu können, bietet sich evt. der Einsatz eines separaten IDE-Controllers an.
Zumindest einige Modelle von Promise verwendeten einen eigenen Clock-Generator - erzeugten ihren Takt also selber - und liefen so immer mit 33MHz.
Als Allheilmittel dagegen wird meistens geraden, einen niedrigeren Übertragungsmodus für die Festplatte einzustellen z.B. PIO Mode 3.
Das verlangsamt die Platte nicht nur, sondern bringt unter Windows 9x aufwärts auch nichts, da das Betriebssystem kurz nach dem Bootbildschirm einen eigenen Treiber für die Festplatte verwendet. Auch das Ausschalten des Ultra DMA Betriebes brachte bei meinen Versuchen keine Verbesserung.
Ein weiterer Punkt, der oft vernachläsigt wird, wäre die Grafikkarte.
Zwar laufen doch die meisten aktuellen Modelle auch bei einem höheren AGP-Takt, doch sollte man die Erfahrungen aus früherer Zeit nicht vergessen.
Die Kombination aus Intels BX Chipsatz und den TNT/TNT2 Grafikkarten erfreute sich einiger Beliebtheit.
In den meisten Fällen liefen die Karten auch mit einem AGP-Takt von 89 MHz, doch bereits nach einigen Monaten häuften sich die Meldungen über defekte Grafikkarten. Ob man seine 300 Euro Grafikkarte riskieren möchte, muß jeder selbst entscheiden.
Auch die Temperatur des Soundchips einer seperaten Soundkarte sollte man im Auge behalten. Der Chip auf der Soundblaster Live erwärmt sich sehr stark und evtl. sollte man zumindest über eine passive Kühlung für den Soundchip nachdenken.


Einige Benchmarks

Dass in diesem Test verwendete Mainboard - DFI AK76-SN - beherrscht nur Teiler von 4 für den PCI-Bus und 2 für den AGP-Port.
Trotzdem konnte ich ein paar Benchmarks auch bei höheren FSB-Taktraten erstellen, wobei der verwendete Athlon XP 1600+ keine Probleme beim Übertakten bereitete - der Multiplikator von 10,5 blieb immer gleich.
Um die Ergebnisse vergleichbar zu gestalten, verwendete ich langsamere Speichertimings bei allen Tests.
Die wichtigsten Werte: Latenz 2,5/3/3, später 3/3/3.
Um zu demonstrieren, dass man mit schnelleren Speichertimings teilweise besser fahren kann, habe ich dann auch mal bei einem FSB von 145 MHz (Athlon 1800+) und Speichertimings von 2/2/2 einen Benchmark durchgeführt.
Die Grafikdarstellung übernahm eine Radeon 8500 LE, wobei in einigen Benchmarks bei einem FSB von 159 MHz die Grafikkarte bereits an ihrem Limit angelangt war und so keine wesentlich höhere Ergebnisse mehr erzielt werden konnten.


Undying 1.0 - cu_03.sac Zwischensequenz - Auflösung 1024x768x32

FSB 133 MHz         65,1 fps

FSB 139 MHz         68,5 fps

FSB 145 MHz         72 fps

FSB 145 MHz         75,9 fps - 2/2/2 Speichertiming

FSB 152 MHz         76,8 fps - 2,5/3/3 Speichertiming

FSB 159 MHz         78,2 fps - 3/3/3 Speichertiming



3DMark 2001 - Auflösung 1024x768x32

FSB 133 MHz         7487

FSB 139 MHz         7648

FSB 145 MHz         7800

FSB 145 MHz         8054 - 2/2/2 Speichertiming

FSB 152 MHz         8075 - 2,5/3/3 Speichertiming

FSB 159 MHz           Absturz(*) - 3/3/3 Speichertiming

Nach der ersten Benchmarkszene bleibt der Rechner beim Ladevorgang stehen.



Max Payne CPU-Demo (Zwischensequenz PCGH Final No. 2)- Auflösung 1024x768x16

FSB 133 MHz         60,8 fps

FSB 139 MHz         63,9 fps

FSB 145 MHz         66,9 fps

FSB 145 MHz         71,2 fps - 2/2/2 Speichertiming

FSB 152 MHz         72,8 fps - 2,5/3/3 Speichertiming

FSB 159 MHz         73,5 fps - 3/3/3 Speichertiming



Star Trek Elite Force CTF_VOY2 - Auflösung 800x600x32

FSB 133 MHz         114,7 fps

FSB 139 MHz         119,5 fps

FSB 145 MHz         124,1 fps

FSB 145 MHz         131,2 fps - 2/2/2 Speichertiming

FSB 152 MHz         134,2 fps - 2,5/3/3 Speichertiming

FSB 159 MHz         139,9 fps - 3/3/3 Speichertiming



Speicherperformance

Hier zeige ich einmal die Entwicklung der Speicherperformance bei verschiedenen FSB-Taktraten.
Es wurden hier zwei 128MB Micron PC2100 Speichermodule verwendet.
Diese Speicherriegel sind für Zugriffszeiten von 2,5/3/3 spezifiziert.
Solange es möglich war, habe ich hier Zugriffszeiten von 2/2/2 verwendet.
Ich wurde darauf hingewiesen, dass eine spätere Version von SiSoft Sandra (Sandra 2002.1.8.59) wesentlich höhere Werte erreicht. Die verwendete Version soll PC2100 DDR-SDRAM nicht korrekt benchen. Nun, sicherlich liegen die theoretischen Werte von DDR-SDRAM wesentlich höher (PC2100 soll ja eine Bandbreite von 2,1 GByte ermöglichen).
Aber praktisch jede Version des Programms liefert andere Ergebnisse und ich halte die Benchmarks des Tools für unsinnig. Das wurde in einem Test einer amerikanischen Seite auch schon bewiesen (nur fällt mir jetzt die Adresse nicht mehr ein).

Es spielt in diesem Artikel auch keine Rolle, da nur gezeigt werden soll, wie sich prozentual die Resultate verändern und dass man bei konservativeren Einstellungen einen Teil der Performance wieder verliert.
Bei echten Anwendungen - Spielen - wird man von der höheren Speicherperformance weit weniger bemerkten, als uns diese Resultate suggerieren.


Speicherperformance bei einem FSB von 133 MHz.
Speicherperformance 133 MHz


Speicherperformance bei einem FSB von 140 MHz.
Speicherperformance 140 MHz


Speicherperformance bei einem FSB von 146 MHz.

Speicherperformance 146 MHz


Bei den nächsten zwei Screenshots fällt auf, dass sich die Speicherperformance verringert hat.
Die beiden Speichermodule waren bei diesen Taktraten nur mit konservativeren Speichertimings stabil zu betreiben.
Bei einem FSB von 152 MHz - Latenzen 2,5/3/3 und bei dem FSB von 159 MHz 3/3/3.


Speicherperformance bei einem FSB von 152 MHz.
Speicherperformance 152 MHz


Speicherperformance bei einem FSB von 159 MHz.

Speicherperformance 159 MHz



Zum Schluß noch zwei weitere Screenshots.
Das erste Bild zeigt den Speicherbenchmark von SiSoft Sandra bei einem FSB von 133 MHz, mit einem Speichermodul und noch etwas "schärferen" Einstellungen.
Das untere Bild zeigt den auf das Niveau eines Athlon XP 2000+ übertakteten Prozessor beim CPU-Benchmark.

Speicherperformance 133 MHz bei einem Modul und schnelleren Timings

Prozessor beim CPU-Benchmark


Fazit

Wie wir sehen, ist die Grafikkarte ab der 1024x768x32er Auflösung und einem Prozessor mit einer Taktrate von 1500-1600 MHz meistens am Limit.
Sicherlich würden "CPU-lastige" Benchmarks hier ein besseres Bild abgeben, doch kann man sich das bei seinem Lieblingsspiel selten aussuchen. Ebenfalls muß gesagt werden, dass der höchste (sinnvolle) FSB bei diesem Board 145 MHz beträgt.
Hauptsächlich Probleme mit diversen USB-Geräten und Einsteckkarten z.B. DSL-Karten, werden hier auftreten.
Ich selber verwende normalerweise keine solchen Geräte und könnte auch den FSB von 150 MHz noch halbwegs vernünftig nutzen.
Doch bewegt man sich hier bereits am Limit.
Trotzdem halte ich diese Art der Übertaktung bei den Athlon XP Prozessoren mit Palomino-Core für vernünftig.
Die Reserven dieser CPUs (1800+ aufwärts) sind meistens nicht so groß, als das sich ein unlocken der L1-Brücken lohnen würde.
Bei einer Neuanschaffung eines Boards, wird man sich im Vorfeld beim Hersteller oder Foren im Internet über die Teiler für den PCI-Bus und AGP-Port informieren.




Anregungen und Vorschläge


Anzeige:

Schnaeppchenjagd.de


Home