Přetaktování mikroprocesorů Intel Core i7

Přetaktování mikroprocesorů Intel Core i7

Základních rozdílů mezi platformou Core 2 a Core i7 je několik. Mezi ty nejpodstatnější patří použití nového typu sběrnice a přesun paměťového řadiče z čipsetu do samotného mikroprocesoru u Core i7.

U Core 2 a předchozích procesorů byla základním faktorem celého systému frekvence systémové sběrnice. Ta se postupem času pohybovala od 400, 533, 800, 1066 až po 1333 MHz u běžných modelů a 1600 MHz u extrémního Core 2 Extreme QX9750. Od této frekvence se odvíjela i základní frekvence samotného mikroprocesoru, s níž vnitřně pracoval a která se zobrazovala v BIOSu při možnosti přetaktování. Tato základní frekvence procesoru se pohybovala od 100 MHz (protože Front Side Bus má čtyřikrát větší přenosové pásmo, je potřeba vynásobit základní frekvenci CPU 4× k dosažení rychlosti sběrnice FSB), tedy 100 MHz × 4 = 400 MHz FSB přes 133 MHz (133 MHz × 4 = 533 MHz FSB), 200 MHz (200 MHz × 4 = 800 MHz FSB), 266 MHz (266 MHz × 4 = 1066 MHz FSB), 333 MHz (333 MHz × 4 = 1333 MHz FSB) a u modelu QX9750 400 MHz (400 MHz × 4 = 1600 MHz FSB).

Od systémové sběrnice FSB se dále odvíjejí další frekvence komponent v systému – například frekvence sběrnice PCI a PCI Express a frekvence operačních pamětí. Co se týká frekvencí sběrnice PCI, zde nikdy nedošlo k zásadnímu posunu a její frekvence se zvyšuje s vyšší frekvencí FSB. U PCI Express je situace lepší v tom, že v nastavení čipové sady lze u naprosté většiny desek zvolit fixování frekvence na 100 MHz, která je pro PCI Express defaultní. Zde je ještě potřeba zmínit jednu věc: pokud FSB (potažmo základní frekvence CPU) dosáhla jedné z výše uvedených frekvencí za předpokladu, že je podporuje čipová sada, nastaví se frekvence PCI a PCI Express na své defaultní hodnoty. Celý proces tedy probíhá tak, že pokud bychom zvyšovali FSB z 1066 MHz na 1333 MHz, řekněme u frekvence 1200 MHz by byla PCI frekvence vysoká, nicméně při překročení 1333 MHz FSB se opět vrátí zpět a začne se zvyšovat znovu.

U operačních pamětí je postup obdobný, jen s tím rozdílem, že základní deska, potažmo čipová sada obhospodařující operační paměti je vybavena několika nastaveními, tzv. děličkami, které pomáhají regulovat frekvenci RAM. Počet a přesné nastavení děliček jsou u každé desky jiné – čím kvalitnější deska, tím více možností. Jako ideál pak chápeme poměr FSB a paměti 1 : 1, což je ale u DDR2 pamětí vcelku nedosažitelné, neboť FSB se mnohdy vyšplhá nad 1600 MHz, často až k hranici 2000 MHz.

Přetaktování procesoru bylo u Core2 a starších pak otázkou pouhého nastavení rozumné frekvence základní frekvence procesoru (běžně procesory dokázaly pracovat s 466 MHz, což je 466 MHz × 4 = 1864 MHz FSB. Pomocí děličky bylo potřeba snížit frekvenci operačních pamětí na hodnotu, kterou dané paměti zvládnou. Stejně tak bylo potřeba nastavit frekvenci PCI Express na 100 MHz, doladit opatrně napájecí napětí komponent a systém byl funkční a stabilní.

U Core i7 se situace značně komplikuje, neboť Intel dostal pod plnou kontrolu další část systému – paměťový řadič, se kterým již nemohou pracovat výrobci desek a nemohou tak nastavovat libovolné děličky pamětí. Core i7 je totiž zcela závislé na základní pracovní frekvenci procesoru (BCLK), která je u všech nyní dostupných Core i7 procesorů rovna 133 MHz. Základní frekvence je získávána z generátoru taktu pracujícího na 33 MHz a násobena 4. Na této frekvenci je závislá celková frekvence mikroprocesoru, operačních pamětí a sběrnice.

Situace u procesoru je o to komplikovanější, že Core i7 disponuje třemi různými násobiteli pro různé své části. První z nich je celková frekvence mikroprocesoru, která se vypočítává z té základní vynásobením daným násobitelem daného CPU. Násobitel je u modelu 920 20×, 940 22× a 965 24× s tím, že systém mikroprocesoru dokáže zvýšit násobitel o jeden stupeň směrem nahoru. Tento násobitel se může pohybovat v několika krocích směrem dolů, u modelů 920 a 940 je uzamčen pro pohyb směrem vzhůru, u 965 je pak tradičně tento násobitel odemčen a umožňuje tak nastavit pracovní frekvenci pouze zvýšením této hodnoty. Druhým násobitelem v procesoru je hodnota ovlivňující frekvenci operačních pamětí. I zde se liší nižší modely od Extreme verze – 920 a 940 má násobitele pamětí 6× a 8× (800 MHz a 1066 MHz), kdežto 965 10× a 12× (1333 MHz a 1600 MHz). Na první pohled se to může zdát jako limitující, především při použití dvou slabších modelů, nicméně již na základní frekvenci 1066 MHz v podání tříkanálového přístupu k pamětem je propustnost pamětí téměř o třetinu vyšší než u dvoukanálového přístupu. Třetím násobitelem v CPU je dělička nastavující pracovní frekvenci vyrovnávací paměti L3 cache. U modelů 920 a 940 je základní pracovní frekvence L3 cache 2140 MHz a u 965 pak 2660 MHz.

Neméně důležitým parametrem je pak pracovní frekvence systémové sběrnice QPI (Intel QuickPath Interconnect), který je nastavena pro oba pomalejší model na 2400 MHz (18 × 133 MHz), zatímco u nejvýkonnějšího modelu 965 činí tato frekvence 3200 MHz (24 × 133 MHz).

Jak vidno, model 965 je vybaven naprosto ideálně pro přetaktování, neboť u něj lze nastavit všechny potřebné parametry díky otevřeným násobitelům. U levnějších modelů je potřeba „počítat“ a nastavovat jednotlivé frekvence s rozmyslem. Všechny popsané pracovní frekvence jsou přímo závislé na základní frekvenci BCLK a s jejím zvýšením se nám zvednou i všechny další frekvence, které je následně potřeba upravit tak, aby co nejlépe odpovídali původním, výše vyjmenovaným hodnotám.

Praxe aneb přetaktování Intel Core i7 920 (CPU 20 × 133 MHz = 2660 MHz, RAM 8 × 133 MHz = 1066 MHz, L3 cache 16 × 133 MHz = 2140 MHz, QPI 18 × 133 MHz = 2400 MHz)

První krok směřuje ke zvýšení základní pracovní frekvence BCLK. Z praxe můžeme konstatovat, že nastavovat hodnoty vyšší jak 180 MHz je nesmyslné a s naprostou pravděpodobností se přes tuto hodnotu dostanete jen s velkými problémy. Ze začátku si proto vyzkoušejte nastavit třeba 140 MHz, dále 150 MHz, 166 a nakonec 180 MHz. Tímto krokem se změnily všechny výše popsané pracovní frekvence (při 166 MHz BLCK) na frekvence CPU (20 × 166 MHz = 3320 MHz), RAM (8 × 166 MHz = 1328 MHz), L3 cache (16 × 166 MHz = 2656 MHz) a QPI (18 × 166 MHz = 2988 MHz). Pokud porovnáte tyto parametry s původními, zjistíte, že při použití běžně dostupných operačních pamětí problém s rychlostí nebude, neboť všechny běžně dostupné DDR3 paměti běžně podporují 1333 MHz, proto není potřeba měnit násobitel pamětí a necháme ho na zvolených 1333 MHz. Frekvence mikroprocesoru je taktéž v pořádku, Core i7 dokážou pracovat bez větších problémů i na 4 GHz. Druhý krok tedy bude směřovat k nastavení napětí mikroprocesoru. Zde doporučujeme být velmi konzervativní a měnit napětí s nejvyšším rozmyslem a opatrností. Námi vyzkoušená hranice procesoru Core i7 920 je 1,35 V, tuto hodnotu bychom nedoporučovali překročit. V naprosté většině si však vystačíte i s 1,32 Vnebo jen 1,3 V. Třetí úpravou hodnot v BIOSu je frekvence QPI, kterou bychom doporučili vrátit co nejblíže k defaultní hodnotě – zde záleží na softwarové výbavě konkrétní základní desky. Pokud systém dovolí, držte frekvenci co nejblíže defaultní hodnotě, pro testování stačí i nižší hodnoty. Pokud si budete jisti, že systém je stabilní, můžete experimentovat a zvyšovat frekvenci QPI až kam systém dovolí. Využít můžete samozřejmě zvýšení napětí, nicméně zde opět varujeme před přílišnou horlivostí – jednak můžete příliš vysokým napětím poškodit čipset, jednak může dojít k poškození vlivem vysoké teploty čipsetu. Proto doporučujeme sledovat teplotu nejen CPU, ale i dalších komponent základní desky, především tedy čipové sady. Čtvrtým nastavením systému pak je snížení frekvence L3 cache, opět na co nejbližší hodnotu k defaultní frekvenci. Pátou úpravou je pak nastavení pracovní frekvence PCI Express sběrnice na 100 MHz (lépe vybavené základní desky umožňují nastavení této hodnoty napevno). Zde je potřeba nastavit přesně 100 MHz, neboť grafické karty jsou velmi náchylné na zvýšenou frekvenci. Stejně tak je potřeba hlídat 33 MHz u sběrnice PCI.

Pokud se podařilo, nyní systém šlape jako hodinky a je cítit výkonnostní posun. Jediným problémem se v této fázi může stát teplota CPU, která může snadno vystoupat až k 60 °C. Pokud je systém stabilní i po několika hodinách běžné práce, pak můžete pokročit k dalšímu taktování.

Může tím pak být nastavení základní pracovní frekvence na 180 MHz. Tím dostanete u mikroprocesoru Intel Core i7 920 pracovní frekvenci 3600 MHz, tedy o celých 400 MHz více než u extrémního modelu Core i7 965 a o necelých 1000 MHz více než při základní frekvenci 2660 MHz. Opět musíte projít všemi kroky nastavení a přitom hlídat všechny zmíněné údaje včetně teploty mikroprocesoru a čipsetu. Zde již přichází v úvahu i zvýšení napětí u operačních pamětí, neboť 8 × 180 MHz = 1440 MHz, a to již běžné 1333MHz paměti zvládnout nemusejí. Podle doporučení samotné společnosti Intel by nemělo přesáhnout napětí DDR3 pamětí hodnoty 1,65 V. K tomuto faktu se vede mnoho diskuzí a i my máme vyzkoušené, že systém ustojí dlouhodobě i 1,8 V, nicméně jedná se o oficiální doporučení, a proto doporučujeme se ho držet.

Protože Core i7 dovolí přesáhnout základní frekvenci 180 MHz jen omezeně, další možnost, jak navýšit pracovní frekvenci, je povolení tzv. Turbo módu. Tato funkce umožňuje dočasné zvýšení násobitele o jeden stupeň při plném zatížení, při našich testech tedy finální pracovní frekvence Core i7 920 byla 3780 MHz (při plném zatížení). Problémem však byla velmi vysoká teplota procesoru, která dosahovala stabilně 85 °C, což je velmi mnoho a rozhodně nedoporučujeme dlouhodobý provoz mikroprocesoru s touto teplotou.

Obecná doporučení pro přetaktování

Základem pro úspěšné přetaktování je výběr kvalitních komponent počínaje základní deskou, operační pamětí, chlazením mikroprocesoru a konče kvalitním napájecím zdrojem a řadou přídavných ventilátorů, odvádějících přebytečné teplo od komponent. U základních desek pro Core i7 je výběr jednodušší z toho důvodu, že se vesměs jedná o kvalitní modely minimálně střední třídy, u kterých výrobce přetaktování předpokládá. U základních desek pro jiné platformy je potřeba vybírat kvalitnější modely, které umožní dosáhnout lepších výsledků pro přetaktování. U Core i7 se vyplatí investovat do dobrého chlazení mikroprocesoru, boxovaný chladič není vhodný a s jeho využitím nelze očekávat maximální výkony.

Závěr

Proč vůbec přetaktovávat? Jednoduše proto, abyste získali nějaké to procento výkonu navíc. To je jediný argument pro. Existuje však mnoho důvodů, které hovoří proti přetaktování. Prvním a zcela zásadním argumentem, proč nepřetaktovávat, je stabilita. Během přetaktování se totiž zvyšují pracovní frekvence nad doporučené defaultní hodnoty, a proto výrobce negarantuje stabilní provoz PC. A protože stabilní provoz PC je základním předpokladem pro bezproblémovou práci, k přetaktování mnohdy sáhnou pouze uživatelé využívající PC pro hraní počítačových her. Těmto uživatelům totiž nemusí vadit, že jejich počítač může čtyřikrát za večer „spadnout“ – hlavně, že výkon v oblíbené počítačové hře je o několik snímků za sekundu vyšší.

Přetaktování tak není ani o samotném navýšení pracovní frekvence, ale spíše o pocitu, že to jde a že to umím lépe než někdo jiný. Reálné využití přetaktovaného mikroprocesoru lze využít pouze u práce s multimédii (kódování videa a jiné), kdy se využijí naplno všechna jádra procesoru.