Ретроклокинг: претендент на звание самого быстрого процессора Socket 478 06.04.2023 10:18

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. В предыдущих материалах много внимания было уделено моделям в исполнении Socket 478, основанным на различных ядрах («Northwood», «Prescott» и «Gallatin»), и каждый раз топовым в своей линейке являлся процессор с тактовой частотой 3400 МГц. И не было разницы, был ли это обычный Pentium 4 или Pentium 4 Extreme Edition, во всех случаях потолком тактовой частоты становились 3400 МГц.

Во время использования десктопных решений Pentium 4 у компании Intel существовало две линейки процессоров в мобильном сегменте. Классическими мобильными CPU являлись различные модели Pentium 4-M. Они были без теплораспределительной крышки, получали пониженные напряжение ядра и тепловыделение, а также поддерживали энергосберегающую технологию Intel SpeedStep.

Одним из механизмов данной технологии являлась возможность динамически изменять множитель ЦП, чего, кстати, была лишена модель Pentium 4 Extreme Edition. Кроме прочего, максимально допустимая рабочая температура Pentium 4-M была в районе 100°C, у настольных вариантов она находилась в диапазоне от 68 до 75°C, что было связано с условиями работы процессоров в ноутбуках.

Все представители Pentium 4-M работали с результирующей частотой системной шины 400 МГц, имели низкое напряжение ядра и типичное тепловыделение 35 Вт. Старшей моделью был процессор с тактовой частотой 2600 МГц, основанный на ядре «Northwood».

Вторым направлением в мобильном сегменте Intel являлись модели Mobile Pentium 4. В эту линейку входили процессоры Pentium 4 с ядрами «Northwood» и «Prescott», которые внешне не отличались от своих десктопных собратьев и обладали такой же теплораспределительной крышкой. Зная горячий нрав и тепловыделение ЦП, основанных на ядре «Northwood» (и тем более «Prescott»), их можно было с большой натяжкой назвать мобильными.

Процессоры, входящие в этот сегмент, устанавливались в так называемые DTR-ноутбуки. Аббревиатура DTR расшифровывается как Desktop Replacement, что в переводе означает «замена настольного компьютера». Соответственно и CPU по своим характеристикам были почти как десктопные. Такие ноутбуки по сравнению с классическими моделями отличались большими габаритами и диагональю экрана, поскольку подразумевалось, что поставив такой ноутбук на рабочий стол, можно сэкономить много полезного пространства и не потерять в производительности. Но из-за такой «мобильности» DTR-ноутбуки не снискали себе популярности.

Модельный ряд ЦП Intel, основанных на самом последнем для Socket 478 ядре «Prescott», включал четыре версии Mobile Pentium 4, которые различались в обозначении еще и индексами: 532, 538, 548 и 552. Все они обладали TDP 88 Вт, что на фоне привычных 35 Вт у Pentium 4-M смотрелось ужасающе. Процессоры Mobile Pentium 4 поддерживали энергосберегающие технологии, включая Intel SpeedStep, а также технологию Hyper-Threading.

И минимум два момента отличали их от десктопных собратьев. Это частота FSB, равная 133 МГц (результирующая 533 МГц), и динамический множитель (за счет поддержки технологии SpeedStep).

Intel Mobile Pentium 4 552

Если для десктопных моделей Intel частотный предел был равен 3400 МГц, то Mobile Pentium 4 552 работал на тактовой частоте 3467 МГц, что может номинировать его на звание самого быстрого или высокочастотного Pentium 4 в рамках Socket 478.

Напряжение ядра процессора находится в диапазоне 1.25–1.4 В; TDP равен 88 Вт. Максимальное энергопотребление в режиме работы от батареи составляет 47.78 Вт. Максимальная рассеиваемая мощность в наихудших условиях при максимальном напряжении ядра равна 102.72 Вт — вот здесь уже прослеживается истинное лицо ядра «Prescott.

Spec-код Pentium 4 552 — SL7NC, данная модель существует только на E0 степпинге ядра «Prescott». Результирующая частота FSB равна 533 МГц, против 800 МГц у десктопных коллег.

Процессор обладает динамическим множителем в диапазоне от 14 до 26. Если штатную частоту FSB десктопного аналога умножить на мобильный множитель х26, то с результирующей 800 МГц FSB можно получить гипотетические 5200 МГц, но это теория, а на практике все сложнее.

Трудности десктопизации

Частотный диапазон и напряжения ядер у обеих моделей процессоров одинаков, но для DTR-версий Intel явно отбирала наилучшие экземпляры, способные работать на высоких тактовых частотах с наименьшим нагревом. Разгонный потенциал проверим немного позднее, а сейчас поговорим о трудностях десктопизации или как заставить работать такую модель ЦП в настоящей десктопной плате.

Существует несколько проблем, с которыми столкнутся пользователи, которые решат установить такой CPU в обычную ATX-совместимую материнскую плату. Самый простой сценарий — ничего не заработает; помимо черного экрана пользователь больше ничего не увидит. Так было и у меня, с попыткой подружить этот процессор и популярную Abit IC7-G на чипсете Intel 875P.

Вторым распространенным вариантом будет успешный запуск системы, но любой Mobile Pentium 4 будет запущен с минимальным множителем х14, что при частоте FSB 533 МГц даст результирующие 1867 МГц, а при 800 МГц FSB — 2800 МГц. Чтобы получить цифры выше номинала процессора, нужна материнская плата, способная подымать FSB более 300 МГц, а это резко сужает возможности

При частоте FSB 300 МГц итоговая частота процессора составит 4200 МГц. Но все эти манипуляции можно провернуть с обыкновенным десктопным «Prescott», в чем смысл искать Intel Mobile Pentium 4 552? Такой подход сводит на нет весь интерес разгона и лишен смысла.

Третий вариант заключается в поиске подходящей системной платы, которая умеет работать с процессорами Mobile Pentium 4 и корректно выставляет максимальный множитель. Вот тут начинаются сложности. Начну с самого лучшего варианта — ASRock P4i65G.

Данная плата представляет собой mATX решение, построенное на базе системной логики Intel 865G. По сути, это i865PE Springdale, но с дополнительной графикой Intel Extreme Graphics 2. Модель поддерживает работу с процессорами с FSB 800/533/400 МГц с поддержкой технологии Hyper-Threading и оперативную память стандарта DDR-SDRAM 400/333/200 МГц. AGP 8X слот позволяет установить любые топовые видеокарты тех лет. В нагрузку пользователь получит три слота PCI, два SATA 1.5 Гб/с, пару ATA100 IDE, встроенный 5.1 звук и Ethernet 100 Мбит/с.

ASRock P4i65G в полной мере поддерживает как мобильные процессоры Intel Mobile Pentium, так и десктопные Pentium 4 на ядрах «Northwood», «Prescott», а вот «Gallatin» не поддерживается. Одной из причин отсутствия в списке поддерживаемых ЦП Pentium 4 Extreme Edition является его горячий нрав и TDP, уходящий при максимальной нагрузке за 100 Вт. При такой нагрузке простенький двухфазный VRM этой платы закипит.

С реализацией VRM у ASRock P4i65G проблема. Впрочем, от бюджетной платы ожидать чего-то большего вряд ли стоит. При обычной работе температура VRM у меня находилась в районе 70°C, а с разгоном она может легко выйти за допустимые рамки.

Что же ASRock P4i65G умеет в плане разгона? В BIOS предусмотрена возможность изменения частоты FSB, выбора синхронной и асинхронной работы частоты FSB/DRAM, изменения частоты работы памяти, настройка таймингов памяти, а также есть опции, отвечающие за изменение пары напряжений: VCCM или Vddr. Последняя отвечает за подачу напряжения на оперативную память и может принимать значения High, Low и Auto. Еще есть Vddq — параметр, регулирующий рабочее напряжение шины AGP, который может принимать значения High и Low.

Как можно видеть, изменять напряжение ядра процессора или чипсета плата не может. Если со вторым еще можно смириться, поскольку есть запас по изменению частоты FSB со 133 до штатных 200, то без повышения напряжения на ядре будет не так интересно. В остальном плата по умолчанию загружается с правильным — максимальным множителем CPU — и позволяет сторонним утилитам менять его «на лету» в Windows. Что ж, посмотрим, что получится в результате данного эксперимента.

Для начала я установил асинхронный режим работы частоты FSB и оперативной памяти, но итоговая производительность была ниже, чем с синхронным режимом, несмотря на то, что частота ОЗУ была выше. Помимо процессора Intel Mobile Pentium 4 552 с частотой 3467 МГц и множителем х26 в моем арсенале был Intel Mobile Pentium 4 532 с тактовой частотой 3067 МГц и множителем х23. Без поднятия напряжения младшая модель успешно заработала на частоте 3.8 ГГц, максимальная валидация составила 3861 МГц. Старшей модели покорились 3.9 ГГц, а максимальная валидация — впечатляющие 4103 МГц, для чего пришлось поднять частоту FSB со 133 до 158 МГц.

На основании этих цифр можно сделать вывод, что процессоры, относящиеся к классу DTR, действительно проходили определенный отбор. Если бы Intel преднамеренно не установила ограничения по использованию мобильных решений в десктопных платах, то такие ЦП были бы хитами среди оверклокеров.

Далее я решил проверить эту парочку с другими материнскими платами ASRock: P4VM890 и P4i945GC. ASRock P4VM890, можно сказать, сестра P4i65G, но в ее основе лежит набор системной логики VIA Technologies — P4M890, и вместо AGP слота можно встретить новомодный для тех лет PCI-Express. В остальном же это почти копия предыдущей платы со всеми ее ограничениями.

ASRock P4VM890 быстро выбыла из списка претендентов, упершись с обоими процессорами в FSB Wall, равный 150 МГц. Множитель она выставляет правильный, но с FSB выше 150 МГц просто не хотела загружаться.

Третьим претендентом стала ASRock P4i945GC, она очень хорошо себя зарекомендовала с 64-х битным Pentium 4, о данном эксперименте можно прочесть здесь:

В основе ASRock P4i945GC лежит более современный чипсет — Intel 945GC, который обладает поддержкой памяти стандарта DDR2-SDRAM и позволяет устанавливать передовые (на момент выхода модели) видеокарты PCI-Express.

Также плата предлагает более продвинутые настройки BIOS, в числе которых возможность подымать напряжение на чипсете, хотя до FSB 200 МГц можно добраться и без этих опций. Управление множителем происходит корректно, его можно изменять в Windows с помощью фирменной утилиты ASRock OC Tuner.

В BIOS есть также синхронный и асинхронный режим работы FSB/DRAM, но даже при синхронном режиме работы выше, чем 150 МГц по FSB загрузиться не удастся. Если FSB/DRAM перевести в асинхронный режим работы, который негативно влияет на частоты PCI-Express, PCI, работу IDE накопителей, USB контроллеров и так далее, то можно дойти до 162 МГц, а далее начинает сыпаться и отваливаться все подряд.

Так как для ASRock P4i945GC я сделал простой вольтмод, то немного подкрутив напряжение CPU вышел на валидирующую частоту 4210 МГц и, по-видимому, уперся в FSB Wall. Но 4.2 ГГц очень солидная величина для Socket 478. VRM ASRock P4i945GC также звезд с неба не хватает, поэтому на этой плате процессор будет проходить тесты на частоте 4 ГГц ровно, ибо далее плата просто отключалась при серьезной нагрузке.

Для всех вышеупомянутых моделей есть различные вольтмоды и хардварные модификации, и в базе данных HWBOT присутствуют результаты мобильных DTR-процессоров, работающих на частотах выше 5 ГГц.

К примеру, австрийский оверклокер TAGG солидно модифицировав ASRock P4i65G смог снять валидацию мобильного Pentium 4 на частоте 5.6 ГГц. В его случае весь потенциал данного экземпляра раскрыт не был, разгон уперся в материнскую плату. Зато после установки этого ЦП в адаптер LGA775 to 478 процессор успешно прошел валидацию на 6 ГГц!

Чтобы было наглядно понятно, что представляют такие хардварные модификации, приведу пару их вариантов за авторством TAGG.

А вот хороший видеогайд от него же на данную тему:

Думаю, комментарии излишни. Чтобы довести до ума материнскую плату, TAGG пришлось полностью заменить VRM и сделать вольтмоды на процессор, чипсет и оперативную память.

Это, конечно, все было сделано для экстремального разгона, мне же в первую очередь было интересно, как поведут себя процессоры в штатном режиме и с небольшим поднятием напряжения без модификации VRM.

Тестовый стенд

Основные компоненты системы

Процессоры:

• Intel Mobile Pentium 4 535, 3467 MГц » Prescott», E0;
• Intel Mobile Pentium 4 532, 3067 MГц » Prescott», E0.

Материнские платы:

• ASRock P4i65G, чипсет Intel 865G;
• ASRock P4i945GC, чипсет Intel 945GC;
• ASRock: P4VM890, чипсет VIA P4M890.

Оперативная память:

• Kingston HyperX (KHX3200AK2/1G) DDR-400, 512 Мбайт х 2 (PC3200) CL=2.5;
• OCZ Reaper (OCZ2RPR12001G) DDR2–1200, 1024 Мбайт х 2 (PC2–9600) CL=3.

Видеокарты:

• Gainward GeForce 6800 Ultra AGP 256 Мбайт (Forceware 81.85).
• MSI GeForce 6800 Ultra PCI-E x16 256 Мбайт (Forceware 81.85).

Тестирование проводилось в Windows XP SP3 с помощью следующего ПО:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M);
• PiFast v. 4.1;
• wPrime v. 1.43;
• HWBOT Prime v. 0.8.3;
• WinRAR x86 v. 5.40;
• Cinebench 2003;
• Cinebench R11.5;
• PCMark 2004 v. 1.30;
• 3DMark 2001 SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.1;
• 3DMark 2005 v. 1.3.1;
• Doom III;
• AIDA64 5.50.3600.

Результаты тестирования

Super Pi mod. 1.5XS

Представители Mobile Pentium 4 выглядят конкурентоспособно на фоне обычных Prescott«ов, несмотря на более низкую частоту оперативной памяти.

PiFast v. 4.1

В данном приложении ситуация практически аналогична предыдущему тесту.

wPrime v. 1.43

В wPrime процессоры Mobile Pentium 4 чувствовали себя еще более увереннее.

HWBOT Prime v. 0.8.3

Тут выделяется только результат натурального Pentium 4 c частотой 3600 МГц, который обходит двух Mobile Pentium 4 с меньшей частотой ОЗУ.

AIDA64 5.50.3600

CPU Queen, 3800 МГц, FSB = 133 МГц

На скриншоте выше результат теста CPU Queen и процессора Mobile Pentium 4 532 с частотой 3800 МГц при FSB 133 МГц. Если данный тест запустить на той же тактовой частоте, но с меньшим измененным множителем и FSB 200 МГц, то у AIDA64 начнутся проблемы с определением тактовой частоты ЦП и частоты оперативной памяти. Смотрите сами:

4600 МГц! Впечатляющий результат; жаль, итоговый балл не подрос, а наоборот, стал меньше, прямо чудеса разгона! Еще на скриншоте видно, что включается технология PAT (Performance Acceleration Technology), которая гарантированно присутствует в старшем чипсете Intel i875 Canterwood и обеспечивает дополнительную производительность системы за счет уменьшения задержек памяти и оптимизации алгоритма обмена данными между процессором и памятью.

Производители материнских плат на младшем чипсете i865P и его вариациях также внедряли аналогичные технологии, ускоряющие производительность на дополнительную пару-тройку процентов. И из-за того, что PAT была зарегистрированной торговой маркой Intel, называли их по-своему. Например, у Albatron это PET (Performance Enhancement Technology), у AOpen — PBE (Performance Boost Engine), у Abit — Game Accelerator, у небезызвестной ASUS — Hyper Path, у MSI — MAT (Memory Acceleration Technology), и так далее, ASRock не стала исключением. Но особого толку от нее в данном случае не видно, да и работает это ускорение, по некоторым данным, только до FSB 200 МГц. В моем случае на 200 МГц наблюдаются уже совсем другие проблемы.

Процессор Intel Mobile Pentium 4 552 на частоте 3900 МГц в CPU Queen набирает 4399 баллов. И он же на аналогичной частоте, но с частотой FSB 200 МГц демонстрирует более выдающийся рекорд — 5340 МГц, и набирает 4392 балла в AIDA64 CPU Queen.

Cache and Memory benchmark

В Cache & Memory benchmark также присутствуют «фантастические» мегагерцы.

WinRAR x86 v. 5.40

В WinRAR Mobile Pentium 4 выглядят хорошо только с DDR2-SDRAM памятью, во всех остальных случаях из-за недостатка частоты ОЗУ страдает итоговая производительность.

Cinebench 2003

Здесь все стандартно: у кого частота выше, тот и победитель.

Cinebench R11.5

PCMark 2004 v. 1.30

Mobile Pentium 4 532 на частоте FSB 200 МГц напрочь отказывался проходить данный тест. Возможно, причина кроется в самом PCMark, который не смог корректно определить, что же это за процессор, как и AIDA64.

3DMark 2001 SE Pro b330

Тут представители Mobile Pentium 4 проигрывают гонку обычным Prescott, причина кроется в алгоритмах работы оперативной памяти.

3DMark 2003 v. 3.6.1

У системы, работающей на 205 МГц FSB, наблюдаются какие-то проблемы в работе. Результат на частоте 3900 МГц получается даже ниже, чем у процессора с частотой 3066 МГц (по умолчанию).

3DMark 2005 v. 1.3.1

И в 3DMark 2005 проблема с FSB 205 МГц также присутствует.

Doom III

Прорыва производительности не произошло и в этот раз, обычные Prescott более подходят для игры в Doom III.

Заключение

Пора подвести черту и сделать выводы. Если рассматривать сами процессоры Mobile Pentium 4 в отрыве от используемой платформы, то они вышли очень даже интересными по сравнению со своими десктопными собратьями. Из результатов проведенного эксперимента видно, что при штатном напряжении у ЦП есть солидный запас по тактовой частоте. Думаю, в ноутбуках можно было смело снижать напряжение, подаваемое на ядро CPU, без потери стабильности системы. Процессоры Mobile Pentium 4 получили очень хороший разгонный потенциал, а 535-я модель так и вовсе удивила итоговой частотой и результатами, и это их неоспоримый плюс.

Если рассматривать Mobile Pentium 4 в качестве процессора для сугубо десктопного применения, то тут все не так радужно. Все плюсы перечеркиваются проблемами, связанными с работой ЦП в десктопных материнских платах. Если отбросить мысли о каких-либо модификациях, то для использования годится только ASRock P4i65G на чипсете Intel 865G. Возможно, есть и другие модели системных плат, с которыми будет полегче, но таких я не встречал и, судя по информации, доступной в Сети, шанс нахождения такой платы стремится к нулю.

Также наблюдаются проблемы с производительностью из-за делителей CPU-FSB, отличных от режима 1:1. На некоторых платах его может и не быть, а где-то синхронный режим и вовсе не будет работать. Добавить сюда еще заморочки, связанные с падением производительности в некоторых сценариях при FSB = 200 МГц и выше, и веселые цифры в AIDA64 и других диагностических утилитах, и необходимость модификации материнских плат, и на выходе у нас слишком много минусов, которые ставят жирный крест на целях оверклокеров.

К слову, процессоры класса DTR были и у AMD. Назывались они AMD Athlon XP-M и выпускались на ядрах «Thoroughbred» и «Barton». Такие модели получали свободный множитель, а некоторые версии — и пониженное напряжение ядра. Никаких проблем с установкой таких CPU в десктопные платы у пользователей и энтузиастов не возникало, чего не скажешь о ЦП Intel.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru