Spiegazioni su overclocking

[carbongio]

Spiegazioni su overclocking

 

[ruggero]

prima parte...un pò noiosa

Dunque,prima di parlare di overclock bisogna sapere bene cosa si overclocca e come funziona.Quindi mi sembra doveroso spiegare prima il funzionamento della CPU e in seguito di tutti gli altri componenti.

La cpu(Central Processing Unit) o processore o microprocessore(per via del processo costruttivo) o più comunemente procio è probabilmente la parte più importante del computer.
Essa infatti si occupa di elaborare le istruzione in codice binario(1 e 0)e in linguaggio tecnico viene definito quel circuito integrato elaborante contenente l'unità di elaborazione centrale di un computer o di un qualsiasi calcolatore.
Fisicamente il processore è un insieme di transistors inseriti in un supporto di silicio in grado di accendersi o spegnersi milioni di volte al secondo e in milioni di combinazioni differenti:l'accensione o lo spegnimento di un transistor corrisponde all'istruzione 1 o 0.
Queste istruzioni 1 e 0,che vengono chiamati anche stati del codice binario,sono i bit che oltre a essere una misura della capacità di una data memoria è anche l'unità fondamentale di elaborazione e memorizzazione di un qualsiasi computer...quindi più sono i bit usati dal processore per trattare i dati,maggiore è la sua velocità.In pratica un processore a 32 bit gestisce pacchetti di dati(istruzioni)più grandi di quelli a 16 bit e quindi va più veloce perchè puo elaborare pacchetti più grandi.
Al giorno d'oggi i computer con processore a 32 bit gestiscono 4.294.967.296 istruzioni,mentre il vecchio 8088 a 8 bit gestisce solo 256 istruzioni.
La velocità di un processore si esprime in Mhz,che sono i milioni di cicli che il processore è in grado di fare:cioè,se un processore lavora a 80 Mhz fa 80 milioni di cicli al secondo.Questo però non è del tutto vero poichè la velocità è anche influenzata dall'architettura.
Es:un AMD XP che lavora a 2200 Mhz è più veloce di un pentium 4 che opera alla stessa frequenza.Il perchè lo spiegherò tra poco.
Infine il processo costruttivo si misura in micron(almeno perora)e in linea generale più è piccolo il processo costruttivo meno il processore riscalda:questo perchè le piste su cui passa l'elettricità offrono una minore resistenza e quindi possono passare più dati.
Ah,in commercio esistono molti tipi di processori che però si possono dividere in 2 grandi tipologie:CISC e RISC.
I CISC Complex Instruction Set Computing sono quelli che vendono in una qualsiasi catena informatica:la loro caratteristica comune è il fatto che operano basandosi su un set di istruzioni piuttosto ricco(3DNOW;SSE)...per esempio i vecchi pentium MMX si basavano per l'appunto sulle istruzioni MMX.
Invece i RISC Reduced Instruction Set Computing operano sempre su un set di istruzioni ma che è molto ridotto;questi processori vengono usati per i calcoli scientifici e sono molto rari...per intenderci...il loro funzionamento è molto simile ad una calcolatrice.

Per ora ho finito.Domani spiego l'architettura e poi l'overclock.Gradirei avere qualche commento affinchè mi possa regolare in seguito.
Ho cercato di essere sintetico ma completo nello stesso tempo;se qualcuno ha qualche dubbio non esiti a chiedere.Potrei avere saltato qualcosina,ma l'ho fatto per rendere lineare la lettura...meglio questo che tutti addormentati alla prima riga.

 

[gitmagik]

Ottimo!
Io non ho mai overcloccato ed articoli così mi fanno veramente comodo!
Continuate perchè ci sono in giro molti come me!
Grazie...

 

[-Simon-]

Complimenti .... il programma di metà anno di elettronica(circa) in una facciata
altro che libri pallosi!!!
:) :) :) :) :) :)

 

[carloccio]

Facciamo un piccolo glosario che spiega termini e abbreviazioni:
FSB: front side bus. è il bus che collega il procio con la ram, passando per il nb della mobo (non parliamo di athlon64.....). La quantità di dati che passano per questo bus è determinata da 3 parametri: la velocità del bus (mhz) e la quantità di dati ytasmessi (8byte).
ESEMPIO: barton 2500+. èsso ha il fsb che viaggia a 166mhz che per effetto della tecnologia ddr (double data write: i dati vengono mandati sia in salita che in discesa del segnale di clock la velocità raddoppia) diventano 333mhz. ciò vuol dire che il processore trasmette dati verso la ram a pacchetti di 8byte 333 volte al secondo: eseguendo la moltiplicazione 333x8 si arriva a una quantità di dati trasmessa in un secondo di quasi 2.7gb. Cioè AL MASSIMO il processore manda alla ram 2.7gb in un secondo.

Dual channel: Allora di moduli di ram ne esistono parecchi ogniuno con una propria velocità. purtroppo nessun m,odulo ddr riesce ad arrivare allla velocità di 800mhz (quello che servirebbe con i nuovo p4 NorthwoodC e prescott: si hanno le massime prestazioni quando tra processore e ram c'è concordanza tra fsb e velocità ram) così è nata la tecnologia dc (dual channel): (il discorso fatto prima con il fsb è uguale per la ram) se non si può aumentare la velocità della ram si aumenta la quantità di dati trazmessi ogni cicli di clock, arrivando a trasmettere ben 16byte tramite l'uso di 2 moduli (allora il processore invia i dati a 2 moduli contemporaneamente).
ESEMPIO: P4 NorthwoodC 3ghz. Allora la massima banda passante del processore è 800x8 ovvero 6.4gb/s allora il processore è come se "dividesse in 2 il suo fsb" (perdonatemi il termine ma non sapevo come dirlo) così che ogni ram riceve i dati alla velocità di 400(mhz)x8 che da una banda passante di 3.2gb/s, guarda caso uguale alla banda passante delle ram ddr400. in sostanza il processore trasmette e 800x8 (=6.4gb/s) mentre le due ram ram vanno a 400x16 (=6.4gb/s); grazie alla tecnologia dc si riesce ad avere concordanza tra le bande passanti e quindi massime prestazioni.

Continua.....

 

[carloccio]

Continua glossario da sopra.....

Moltiplicatore: La frequenza di funzionamento di un processore è data dalla velocità del fsb reale per un numero che si chiama moltiplicatore. Solitamente sulle nuovi processori esso è bloccato.
ESEMPIO: Barton 3200+. Allora questo procio ha un fsb di 200mhz (che diventa 400ddr) che viene moltiplicato x11 (questo è appunto il moltiplicatore) dando come frequenza di funzionamento 2.2ghz (200x11).






Domani parleremo di vcore, fix, vran vnb, calore e dissipazione.
Ho dimenticato qualcosa? errori?

Concludendo per oggi, mi raccomando "casco in testa e sicurezza SEMPRE. Alla prossima puntata" !!!!!!!!! :D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D

 

[gitmagik]

Grazie anche a carloccio!
Continuate questo 3d che mi fa molto comodo!

 

[ruggero]

seconda parte

Dunque...ora cercherò di spiegare il funzionamento e l'architettura di un qualsiasi processore.

Innanzitutto bisogna precisare che tutti i componenti del computer funzionano per mezzo della corrente continua.
Un transistor,come ho già detto prima,se si accende e se quindi viene attraversato
dalla corrente l'elettrica corrisponde all'istruzione o stato del codice binario 1,se si spegne o resta spento e quindi se non viene attraversato dalla corrente elettrica corrisponde all'istruzione o stato del codice binario 0.
Questa situazione è attuabile solo in teoria poichè con milioni se non miliardi di accensioni e spegnimenti al secondo è un pò difficile che ad un transistor non arrivi completamente corrente mentre ad un altro sia fornita una scossa elettrica completa...si tende dunque ad arrotondare:se per esempio prendiamo come scala di valori per misurare la potenza di una scossa affinchè un dato transistor si accenda o si spenga completamente 1(per l'accenzione)e 0(per lo spegnimento)anche se al transistor arriva una scossa il cui valore è 0,4 il transistor in questione verrà comunque considerato come spento è quindi sarà uno zero;
di contro naturalmente se a un transistor arriva una scossa il cui valore è 0,8 verrà comunque considerato come acceso è quindi sarà un 1.
Le cause più frequenti di instabilità di un processore sono da imputare ad una tenzione elettrica(che si misura in volt)e quindi di un voltaggio non sufficiente o eccessivo che porta ad un non corretto
arrotondamento che a sua volta causa una errata interpretazione del codice binario:se la CPU è poco alimentata si può verificare il caso in cui ad un transistor che doveva accendersi arrivi una scossa uguale a 0,3 e quindi assuma il valore di 0 binario falsando il risultato di un qualsiasi calcolo;
se la CPU è troppo alimentata invece può verificarsi il caso che ad un transistor che doveva restare spento arrivi una scossa il cui valore è 0,7 e che quindi assuma il valore di 1 binario...anche qui il risultato di una qualsiasi operazione...in questo caso si parla anche di limite fisico della CPU.

Ne parlerò in maniera più approfondita nella sezione overclock.

Fatta questa piccola precisazione sul funzionamento spiegherò in breve l'architettura di un processore.

Innanzitutto bisogna precisare che tutti i calcoli e tutti i componenti all'interno dalla Cpu vengono sincronizzati dal ciclo di clock che è in pratica una sorta di orologio interno;il ciclo di clock si ottiene facendo passare la corrente attraverso un cristallo che vibra:in seguito mediante un chip che si occupa di interpretare le vibrazioni è possibile ottenere dei cicli di clock dello stesso tempo a livello di miliardesimo di secondo.
Detto ciò i moderni processori si possono dividere in 4 parti

control:una sorta di sincronizzatore che dice cosa fare al Datapach,alla memoria RAM e a tutti i dispositivi di input o output del computer escluse le periferiche collegate per esempio tramite USB

Datapach:il cuore della CPU,cioè quella parte che si occupa di eseguire tutti i calcoli...in genere è quella che riscalda di più e ne parlerò meglio tra un pò.

BUS interno:in parole povere è la grandezza dei paccetti che la CPU può trattare(8,16,32 bit)

Cache:la memoria interna del processore,dove sono memorizza le istruzioni che la CPU usa più spesso.Anche questa scalda parecchio.

E adesso come promesso mi soffermerò a parlare del Datapach.
Esso si divide in molte unità di calcolo che si differenziano a seconda del lavoro che devono fare:
ALU(Arithmetic-Logic Unit) che si occupa delle addizioni,delle sottrazioni e di una parte della sintassi della programmazione.

FTU(Floating Point Unit)che si occupa dei calcoli floating point(sono i valori in virgola mobile,cioè quei valori che vanno 1E-37 a +1E-37 con dieci numeri di precisione(decimali).

MCIU(Multiple Cycle Integer Unit)che si occupa delle moltiplicazioni 16*32 bit,delle moltiplicazioni 32*32 bit,di divisioni con numeri interi e degli SPR Special Purpose Register(le istruzione che l'utente da tramite interfaccia grafica...Es:cliccare con mouse su una cartella,aprire un file musicale e tutte le altre operazioni possibili con il mouse).

LSU(Load Store Unit) o MMU(Memory Manangement Unit)che si occupa degli accessi alle memorie veloci:Ram.

BPU(Branch Processing Unit)che si occupa delle istruzioni di salto;in pratico stabilisce l'ordine dei calcoli da fare.

CRU(Condition Register Unit)che si occupa delle istruzioni di confronto:entra in funzione quando c'è un confronto da fare tra dati o istruzioni.

SCIU(Single Cycle Integer Unit)che si occupa di tutti gli altri calcoli e di una parte della sintassi della programmazione.

Ma a questo punto vi potreste chiedere dove vengono fatti tutti questi calcoli...si nel processore ma ci vuole una memorie...mica le può fare a mente FPRIVATE "TYPE=PICT;ALT=" ...cmq i calcoli vengono fatti nelle pipeline(che si dividono in stadi a seconda della lunghezza);per farvelo capire in parole semplici immaginate le pipeline come dei tubi dove passano le istruzioni da eseguire e il Datapach come un controllore che va eseguendo tutti i calcoli.Mentre il Datapach lavora le BPU scelgono in base a calcoli statistici le altre istruzioni da mettere all'inizio delle pipeline.
Se le BPU sbagliano e se quindi si devono calcolare prima degli altri dati il Datapach dovrà comunque svuotare le pipeline in questione perdendo numerosi cicli di clock.
Se invece le BPU non sbagliano la CPU lavorerà in maniera ottimale.
Questa è la principale differenza tra i Pentium 4 e gli Athlon:infatti mentre i pentium hanno pipeline da 20 stadi invece gli Athlon le hanno da 15 stadi:così facendo a seconda delle situazioni una andrà più veloce dell'altra;se infatti sarà un calcolo lineare i pentium avranno la meglio perchè hanno pipeline più lunghe,se invece sarà un calcolo non lineare gli Athlon risultaranno più veloci perchè ci mettono meno a svuotare le pipeline in quanto sono meno lunghe.Però avendo pipeline più lunghe si possono raggiungere fraquenze di clock(Mhz)più alte.

Ed anche per oggi ho finito e finalmente domani si parla di overclock.Scusate per questa lunga premessa ma ritengo che sia fondamentale e vi prometto che da ora in poi sarò meno noioso.

 

[carloccio]

Ok no problem.... dom ciattelliamo del resto....

Notte signori che domani ho l'esame della vista per la patente e spero vivamente che non mi mettano gli occhiali obbligatori (da un occhio sono cecato, solo da uno però)..... :D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D:D

 

[ruggero]

X carloccio:evita di usare abbreviativi;inoltre preferirei che prima di parlare di overclock di RAM sia spiegata la sua architettura e il suo funzionamento...come si può pretendere di fare un overclock se non si ha una sufficiente conoscienza del componente da overcloccare...io almeno la penso così.

 

[fabrih84]

ciao!
1a cosa: ma vale davvero la pena overclokkare? si sente di molto la differenza dal prima al dopo?
2a cosa: se nn overclokko è utile cmq un fan controller?

 

[carloccio]

Allora prima di entrare proprio nel vivo dell'overclock parliamo un po dei fix. bisogna sapere che dalla frequenza del fsb dipendono le frequenza dell'agp e delle pci ( ogni bus che il sistema usa è identificato dauna frequenza e dalla grandezza dei pacchetti; in modo da determinare quanti dati può trasmettere).
ESEMPIO: prendiamo un processore con un fsb di 333mhz. la scheda madre ovviamente supporterà il fsb di 333mhz e per regolare le frequenza dell'agp (advanced grafic port, lo slot dove va la sk video) e delle pci. in questo caso dato che le frequenza devono essere 66mhz per l'agp e 33mhz per le pci. In questo caso la scheda madre imposterà che l'agp funzionerà a 1/5 del fsb e le pci a 1/10. così se il fsb rimane a 333mhz l'agp andra a 66.6mhz e le pci a 33mhz. Però se uno aumenta il fsb (cioè overclocka) anche le frequenze dell'agp e delle pci fino a portarle fuori specifica (cioè la sk video non riesce a supportare la frequenza dell'agp e fa vedere sullo schermo artefatti molto visibili, oppure un modem pci non funzionerà.... e così via...). questo interessa anche altri bus he sono legati al fsb, e questo può determinare il limite di molti overclock (che serve avere un sistema velocissimo ma se poi vedi lo schermo a strisce viola e blu??? :D:D).
E allora forono inventati i FIX: tutte le frequenza sono autonome e non dipendono dal fsb. i fix sono presenti nei chipset nforce2 e altri, ma non su tutti.....

E adesso possiamo provare a overcloccare.... il problema è: come faccio a sapere quando il sistema è stabile e quando invece non regge.... spesso dopo molti overclock il computer sembra funzionare tranquillamente, win boota, ma basta mettere la cpu sotto sforzo che fa errori e blocca il pc.
Per questo sono presenti milti test (molti freeware) che permettono di testare la stabilità del sistema mettendo sotto sforzo la cpu e verificando i risultati per controllare che non ci siano errori. Quello che io preferisco è prime95 (lo trovate qui (http://www.mersenne.org/freesoft.htm) ): questo è un piccolo software che calcola i numeri primi infinitamente grandi, il test quano viene fatto partire esegue delle sequenze di stress continuo per la cpu, non da una valutazione sul sistema, ma state sicuri che dopo 1 o 2 ore di questo test senza errori il sistema sarà stabilissimo.

E adesso una piccola "guida pratica".....:D:D

 

[carloccio]

ciao!
1a cosa: ma vale davvero la pena overclokkare? si sente di molto la differenza dal prima al dopo?
2a cosa: se nn overclokko è utile cmq un fan controller?

Secondo me si, anche ad aria un sistema overcloccato riesce a dare molto di + di un istema standar... per esempio il mio barton 2500 standar faceva circa 1 min con il superPI (è un test) adesso me lo fa in 42s (pensa che il record italiano fatto con un p4EE raffreddato con azoto liquido è di 28s)....

Mah secondo me se non fai oc ti puoi gia prendere delle ventole ilenzione e non hai bisogno di un fan controller, personalmente a me mi piacciono e magari tra un po ne pernderò uno (+ per le temp). Utile no, ma bello e aiuta a rendere un po + silenzioso il pc (dasterebbe anche downvoltare le ventole a 5 0 7v....).

 

[ruggero]

E ora finalmente parlerò dell'overclock.Questa parola significa aumentare i cicli di clock per secondo...passare per esempio da 1000 Mhz a 1200 Mzh.
I cicli di clock di un processore si ottengono moltiplicando il bus di sistema per il moltiplicatore.Il bus di sistema è la velocità con cui la CPU comunica con la scheda madre,mentre il moltiplicatore è un numero che moltiplicato per il bus indicala reale capacità elaborativa di un processore.
Nel caso di un processore che abbia bus di sistema 100 Mhz e moltiplicatore 10 la sua capacità elaborativa totale sarà di 1000Mhz:in pratica riceve la istruzioni da elaborare a 100 Mhz,ma una volta che sa quali calcoli deve eseguire li effettua a 1000Mhz.
Naturalmente a parità di frequenza totale sarà più performante un processore con moltiplicatore basso e bus di sistema alto.
La tecnica dell'overclock consiste nel cambiare uno di questi 2 parametri e eventualmente il voltaggio onde evitare errori di errato arrotondamento.
Bisogna però precisare che i moderni processori hanno il moltiplicatore bloccato;vi è però una differenza...mentre con i pentium 4 non è possibile fare nulla,con gli athlon unendo alcuni ponticelli si fa in modo che la cpu controlli il moltiplicatore dalla scheda madre piuttosto che avviarsi con quello di fabbrica...in poche parole se lo dimentica.
L'innalzare troppo la frequenza comporta però grosse instabilità che possono essere però risolte aumentando un pò il voltaggio(così facendo la cpu riscalderà molto di più).In questo caso bisogna però avere un ottimo alimentatore che sia anche stabile nell'erogazione dei voltaggi.
Per settare questi parametri per le schede madri moderne basta andare nel bios(Basic Input Outup System)e alla voce advanced features o clock features dovrebbero apparire bus di sistema e moltiplicatore.
Naturalmente il raffreddamento dovrà essere curato molto bene poichè una cpu overcloccata e magari anche overvoltata tende a riscaldare molto di più e a raggiungere più facilmente la temperatura di fusione:90 circa per gli Athlon e 60 per i pentium.Bisogna però dire che nelle moderni schede madri quando la CPU raggiunge una temperatura troppo elevata si attiva un dispositivo che spegne automaticamente il computer.
Per la sezione raffreddamento preferisco che mi siano poste domande specifiche poichè l'argomento è troppo vasto.
Ricordatevi infine di esprimere l'overclock in percentuale piuttosto che in Mhz:guadagnare 400 Mhz con un Pentium 4 e guadagnarli con un Athlon sono una bella differenza.
Ah.è bene precisare la differenza che c'è tra FSB e bus di sistema:quest'ultimo infatti può essere moltiplicato per 2 o 4 a seconda dei processori(2 per gli athlon,4 per i pentium 4).IN pratica gli athlon hanno la capacità di dare e ricevere un bit nello stesso ciclo di clock,così per ogni ciclo di clock i bit sono 2:uno trasmesso e uno ricevuto.Stesso discorso per i pentium:2 ricevuti,2 trasmessi...totale 4.

Ed ora potete farmi qualsiasi domanda inerente all'argomento.

 

[ruggero]

fabrih84
Secondo me overclokkare è utile e i vantaggi sono verificabili...non solo in dei test che usano le unità di calcolo della cpu(superpi,sandra ecc)ma anche nell'uso di ogni giorno...poi dipende da quanto overclokki...con un 10-15% che le prestazione aumentano se ne accorge pure un cieco.
Comunque se mi dici la tua configurazione ti dico cosa puoi ottenere.
Il fan controller può essere utile se a volte usi pesantemente la CPU...se per esempio navigi in internet puoi tenerlo al minimo...ma se ti metti a giocare sarebbe meglio aumentare i giri della ventola...tanto il rumore viene coperto dal sonoro del videogioco.