Вот только гнать не надо!

Профессиональный подход к разгону

Часть - 1

[Часть - 1]

Есть два способа увеличить производительность компьютера. Первый - купить более новое оборудование, потратив при этом кругленькую сумму денег, второй - максимально повысить производительность существующего оборудования, применяя при этом все самые современные средства и знания. Первый способ более подходит для солидных компаний, не жалеющих денег на компьютерный парк. Второй способ применим для обычных пользователей и мелких предприятий, которые не желают тратить деньги на компьютерное оборудование.

И если с первым способом всё более-менее ясно, то вот со вторым дела обстоят сложнее. Максимально повысить производительность компьютера можно многими способами. Это и оптимизация жёсткого диска, и рациональное использование ресурсов компьютера, и установка более совершенного программного обеспечения и многое другое. Но вот приходит тот самый момент, когда диск дефрагментирован на 100 процентов, все ненужные файлы находятся на более медленном разделе винчестера, все ненужные программы выгружены из памяти, и от офисных приложений осталось только самое необходимое. А производительности не хватает. За нехваткой средств на новое оборудование остаётся одно - максимально увеличить производительность компьютерного железа. Как этого добиться, не покупая ничего нового? Разогнать железо - выжать из него всё, на что оно способно. Это труднее, чем кажется на первый взгляд, но результат не заставит себя ждать ни секунды. Порой результат превосходит все ожидания. Это может означать двойной прирост производительности, или полный выход из строя комплектующих.

В этой статье мы профессионально подойдём к вопросу разгона.

Чуть-чуть истории

Разгон, как таковой, зародился вместе с человеком. Человек всегда пытался получить как можно больше за меньшие деньги. И если раньше спортсмены давали специальный корм лошадям, чтобы те приходили первыми к финишу, то после это сменилось форсированием двигателей спортивных автомобилей для получения больших скоростей. Даже охотники разбирали ружейные патроны, добавляя в них чуть больше пороха, чтобы получить большую убойную силу. Всё это - тот же самый разгон, но в разных его проявлениях. И неудивительно, что разгон компьютерного железа приобрёл такие масштабы.

Сначала разгоняли процессоры. Делалось это непросто. Процессоры 386-х и 486-х компьютеров работали на частоте системной шины, а следовательно, изменить скорость процессора можно было только путём изменения частоты системной шины. А это означало, что пользователь должен был выставлять на материнской плате замысловатые комбинации из джамперов.  Зачастую это делалось наугад, так как полноценное описание к материнским платам достать было сложно, а разобраться среди пары десятков джамперов по силам не каждому. Старые 386-е процессоры удавалось разогнать совсем чуть-чуть, на несколько мегагерц, но это была маленькая победа, обещавшая большие победы впереди. Действительно, прирост скорости был незначительным, а риск остаться без процессора отбивал всякую охоту экспериментировать с перемычками на материнской плате. Начиная с процессоров 486 DX2, фирма Intel вводит так называемый "множитель". Приставка 2 означала, что частота работы процессора равна удвоенной частоте системной шины. Это значит, что при частоте системной шины 33 МГц процессор работал на 66МГц. Возникает вопрос: на какой частоте работал процессор DX4/100? Процессоры 486 DX4 работали на частоте системной шины 33 MГц и имели множитель 3. Использовать множитель в процессорах стало намного выгоднее, чем усовершенствовать системную шину. Вот почему частоты практически всех современных центральных процессоров получаются посредством умножения частоты системной шины на некоторый коэффициент - множитель.

Чем была для нас кнопка Turbo?

Вспоминая прошлое нельзя не сказать про святую кнопку "Turbo". Для тех кто не знает, скажу, что кнопка Turbo располагалась на системном блоке и позволяла без перезагрузки компьютера изменять частоту работы процессора между фиксированными значениями. Например, процессор компьютера мог работать с частотой 20 МГц, а при нажатии кнопки Turbo частота мгновенно менялась до 33 МГц. Что это было? Официальный разгон? Нет. Дело в том, что для таких компьютеров нормальным режимом считался режим повышенной частоты, а кнопка Turbo наоборот служила для понижения частоты, чтобы обеспечить обратную совместимость. Например, если на 33 МГц игра шла слишком быстро, можно было переключиться на 20 МГц и уже нормально играть. Эта кнопка устанавливалась практически на всех компьютерах, начиная с 286-х компьютеров и до первых Pentium. Компьютер, способный работать как на 20, так и на 40 МГц в режиме Turbo продавался по цене 40 МГц, так как это был его нормальный режим работы. А раз так, то разгоном это не назовёшь. Однако, в процессорах Pentium режим Turbo предусмотрен не был. Кнопки Turbo перестали встраивать в новые корпуса. Обычно их заменяли на кнопки Sleep, или Green - которые переводили компьютер в режим низкого энергопотребления.

Почему гонится процессор?

О том, почему тот процессор гонится лучше, чем этот и почему гонится вообще писали многие.

Процессоры и чипы, производящиеся по одной технологии на ранней стадии своей жизни имеют одинаковую судьбу. Все они изготовляются совершенно одинаково, в одинаковых условиях до тех пор, пока не придёт время проверить качество продукции. Любое техническое производство имеет отклонения от заданных норм. На одном и том же станке детали из одной партии будут отличаться не только от деталей из другой партии, но и между собой. А что говорить про такое сложное производство, как микроэлектроника? Процессоры и чипы из разных партий зачастую имеют различные физические размеры, массу, толщину и диаметр контактов и ножек. Всё это отражается на характеристиках продукта. Разумеется, при таких отклонениях необходим технический контроль. Специальные службы отбирают некоторое количество продукции и проводят её испытания по всем характеристикам, включая стабильность работы, массу, потребляемый ток и т.д. Даже такое отлаженное производство имеет большой процент выхода брака. По этому для контроля требуется как можно тщательней проверять выходящую продукцию.

Проверка происходит примерно так: среди партии процессоров, или чипов, отбирается наугад некоторое число образцов. Затем эти образцы проходят жёсткий контроль и тестирование. По результатам такого тестирования и определяется, забраковать ли партию, или нет. Чем больше процентов продукции отбирается для тестирования, тем более точными получаются результаты, но и тем дороже становится процесс выпуска продукции.

Рассмотрим следующий пример. Допустим, некоторый завод выпустил три партии по 20 000 чипов. Мы выбираем из каждой партии по 200 чипов (один процент) и отправляем их на тестирование. Для того, чтобы знать наверняка, сколько чипов как работают, нам надо протестировать все 60 000 чипов. Но, как понимаете, этот процесс занял бы ни одну неделю беспрерывной работы. Именно поэтому тесту подвергается некоторая взятая наугад выборка. Далее мы проверяем все 200 чипов из каждой партии.
И получаем, что 160 экземпляров из первой партии 20 000 чипов вообще не удовлетворяют требованиям. Это означает, 80 процентов продукции первой партии - брак. Забраковывается вся партия, так как отбирать рабочие 20 процентов - дело трудоёмкое.
Из вторых 200 чипов 90 заработали на частоте 700 МГц, а 110 - только на 666 МГц. Вся партия маркируется как 666 МГц. Если верить статистике, то из этих 20 000 чипов 9 000 работают на 700 МГц, а 11 000 - на 666 МГц. Притом, что все они продаются по цене 666 МГц.
Из третьих 200 чипов 195 заработали на 800 МГц, а 5 только на 700 МГц. Партия маркируется как 800 МГц. Получаем, что из партии 19 500 работают на 800 МГц, а 500 - на 700 МГц.

Для себя мы примерно выяснили, что из 60 000 чипов мы получили 19 500 чипов, работающих на 800 МГц, 11 000 - на 666 МГц, 9 500 - на 700 МГц, 20 000 вообще не работают. Однако, в продажу поступают две партии - 666 МГц и 800 МГц.

Что значит, что чипы не прошли тест? К тестовым образцам предъявляются очень большие требования - это и максимальная температура, и потребляемая мощность, и много, очень много других требований. Поэтому, сказать, что из 20 000 чипов, маркированных на 800 МГц будут работать только 19 500 - неправильно. Возможно, остальные тоже будут работать, но при улучшенном охлаждении, или повышенном напряжении. Ведь на тестах они могли работать на высоких частотах, но сильно греться и давать ошибки.

Как я уже говорил, мы взяли по одному проценту из каждой партии. Судить по качеству партии, исходя из качества 1 процента - неправильно. Поэтому, сколько бы мы не отбирали из всей партии чипов, даже если это число будет равно 90 процентам, всё равно будет вероятность, что среди оставшихся чипов есть и нерабочие и те, которые способны разогнаться очень сильно.

Все числа, взяты в этом примере наугад, они даже далеки от реальных значений и служат для того, чтобы показать, как происходит отбор качественной продукции.

С каждым годом процесс производства чипов улучшается. И расхождение в параметрах продукции всё меньше и чипы всё ближе подходят к заданным значениям. Кроме того, выпуская одну и ту же продукцию, фирмы-производители постоянно совершенствуют процесс производства, основываясь на своих и чужих ошибках. Поэтому на определённой стадии один и тот же процессор начинает выпускаться с использованием улучшеной технологии. Чтобы показать это, фирмы-производители вводят такие обозначения как степпинг (stepping), или ревизия (revision). Эти значения (обычно цифровые) показывают модель одного и того же чипа. Например, выпускался себе Pentium III 800, пока люди в фирме Intel не ввели рационализаторское предложение и не улучшили процесс производства. Теперь Pentium III 800 имеет некоторое обозначение, которое показывает его степпинг (к примеру, 2). Это означает, что у вас на руках уже вторая версия 800-го пентиума. Обычно, чем выше степпинг, тем меньше расхождения параметров в партиях процессоров. Согласно логике, следует предположить, что тогда процессоры с большим степпингом должны гнаться хуже (если написано 666 МГц, то он на этой частоте и должен работать). Но нет, ведь в каждой последующей модели учитываются все ошибки и недочёты, сделаные в предыдущих моделях. Как правило, это означает, что процессор гонится тем лучше, чем больше у него степпинг.

Кроме того, никто не станет спорить, что себестоимость того же процессора во много раз ниже чем цена, за которую он продаётся. Благодаря этому мы иногда сталкиваемся с тем, что производители сознательно маркируют свою продукцию пониженными частотами, чтобы получить дополнительную прибыль. С таким шагом мы столкнулись, когда фирма Intel перемаркировала свои Pentium II 450 в Pentium II 350 и продала по цене последних. Одновременно фирма Intel как бы невзначай выпустила информацию об этом шаге. Как результат - значительное увеличение продаж P2-350.

Хочу добавить, что процесс по отбору и тестированию продукции сейчас доведён почти до совершенства и позволяет с высокой точностью определять работоспособность выпускаемых чипов.

Что ограничивало разгон

Действительно, а зачем было использовать множитель в процессорах? Что мешало усовершенствовать и повышать частоту системной шины? И почему процессоры имели предел разгоняемости?

Тип используемого кэша, как ограничивающий фактор