Ретроклокинг: разгоняем память Rambus на платформе Socket 47804.05.2019 10:05

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. В предыдущей статье о Pentium 4 в исполнении Socket 478 рассказывалось о процессорах Intel Pentium 4 с ядрами Northwood, Prescott и Gallatin, которые были опробованы в деле на топовой материнской плате Abit IC7-G на чипсете Intel 875P.

Все компоненты системы были подобраны, чтобы идеально сочетаться с Pentium 4 Extreme Edition, но чего-то все же не хватало…

Все это время мне хотелось добавить к платформе Socket 478 скоростную память того времени производства Rambus. И никак не удавалось найти хорошую системную плату в исполнении Socket 478 со слотами памяти RIMM, да и сама память Rambus с частотой 533 МГц (PC1066) встречается нечасто. Помощь пришла оттуда, откуда не ждали.

Как-то по приходу домой я увидел внушительную коробку со словами на итальянском языке. Внутри обнаружились две материнских платы Socket 478 c разъемами для оперативной памяти RIMM и кое-что еще. Спасибо итальянскому оверклокеру GRIFF из команды XtremeOverdrive OC team Italy, который так же, как и я, на профессиональной основе занимается разгоном ретрокомплектующих, а также читает Overclockers.ru!

Немного истории

GRIFF известен как автор нестандартных экспериментов, как человек, который не останавливается на достигнутом и идет вперед, даже если для покорения очередной вершины понадобится восемь с половиной лет.

Мне стало интересно, а чем же итальянский оверклокинг отличается от нашего? И GRIFF решил немного рассказать, как и чем разгоняют в Италии. Так что перед историей компании Rambus и ее памяти я расскажу об оверклокинге «по-итальянски», это будет интересно многим.

Сам оверклокинг в Италии развит достаточно сильно. Существует несколько активных команд, в которых есть оверклокеры с мировым именем, к примеру Rsannino из итальянской команды «HW Legend OC», который недавно занял второе место в отборочном туре «G.SKILL OC World Cup 2019» и состоит в Элитной Лиге оверклокеров.

Выше на фото представлен своеобразный «бутерброд» с Pentium 4 2.8 ГГц на ядре Prescott, установленным в адаптер LGA775 to Socket478, который GRIFF«у удалось разогнать почти до 6 ГГц.

В этот адаптер он также устанавливал еще один адаптер Socket478 to Socket479 и разгонял мобильные Pentium-M на материнских платах в исполнении LGA 775, наподобие ASUS P5B Delux. И, конечно же, стоит отметить запуск процессоров Pentium 4 на ядре Northwood в материнских платах LGA 775. Здесь уже одним переходником не отделаешься, необходимо специальное хирургическое вмешательство.

Как же выглядит рабочее место оверклокера в Италии? Да почти точно так же, как и везде, но, естественно, чувствуется национальный колорит. Посмотрите сами:

Выше на снимке сам GRIFF и его товарищ Scannick, который занимает восьмую строчку в рейтинге среди всех итальянских оверклокеров. Видите банки с чем-то зеленым справа? Ниже их будет еще больше

Gigioracing пристально всматривается в экран, где настраивает необходимые параметры в BIOS материнской платы, судя по всему, производства DFI, пока азот в стакане понемногу испаряется. А над монитором стоят банки с чем-то зеленым на полке.

Мне самому было интересно, а что же это? И я получил ответ, это песто! Песто — это соус итальянской кухни на основе базилика, семян пинии, сыра и оливкового масла. Его добавляют к различным блюдам, в том числе к макаронным изделиям, а также пицце, супу-пюре из авокадо или томатов, либо намазывают на хлеб. Если бы это мероприятие проходило в наших широтах, то вместо песто могли спокойно стоять баночки с огурцами и помидорами

Оверклокинг в процессе, на заднем плане OnisA, посередине GRIFF, а на переднем плане уже знакомый Gigioracing. Итальянские оверклокеры часто собираются на такие мероприятия по три-четыре человека.

Кроме песто, как правило, в программу включаются макароны, не обходится дело и без барбекю и вина, куда же без него в Италии. Но все в допустимых дозах, иначе это негативно может сказаться на итоговых результатах разгона.

А бенчсессия на двоих может выглядеть вот так:

Вот так, можно сказать, в домашней обстановке вдвоем за столиком можно не только поговорить, но и поставить очередной рекорд. И практически на каждом снимке есть стаканы с азотом.

За хорошую дневную бенчсессию, когда участвуют пять-шесть человек, уходит около 100–130 литров азота. Но найти его можно не во всех городах Италии, да и цены в ~2 евро за литр не кажутся такими уж маленькими даже по местным меркам. Поэтому часть оверклокеров использует по традиции воду или хороший воздух.

Как правило, такие выездные off-line мероприятия приурочены к каким-то событиям, например Team CPU или Country CUP, которые проходят online на портале HWBOT.org.

Бывают, конечно, и исключения, когда оверклокеры собираются в одном месте, чтобы просто пообщаться, обсудить насущные проблемы, хорошо провести время, а заодно взять с собой самые интересные «железки» и разогнать их в кругу друзей. Такого рода мероприятия называются «Overclocking Reunion», и на них собирается не один десяток оверклокеров.

Небольшой видеообзор за 2017 год можно посмотреть по ссылке, а за прошедший 2018-й — по этой. После просмотра данной пары видеороликов вы поймете суть оверклокинга «по-итальянски».

В заключение хочется пожелать всем оверклокерам успехов в покорении очередных вершин. Отдельная благодарность GRIFF за предоставленные материнские платы и интересный материал!

Rambus

О самой компании Rambus, думаю, наслышаны все. Она была основана в 1990-м году двумя профессорами из американских университетов, то есть людьми состоятельными и неглупыми, которые вели научные разработки, покупали мелкие компании и копили патенты.

В сети можно услышать словосочетание, которое характеризует компанию как «патентного тролля». Да, Rambus на судебных тяжбах заработала миллионы, в данный момент она занимается разработкой следующего за DDR4 стандарта оперативной памяти, как все поняли, это DDR5.

Но вернемся назад в прошлое, в 1997-й год. После продолжительного доминирования Socket 7 Intel взяла и сменила кардинально Socket на Slot, а заодно представила свои новые процессоры Pentium второго поколения. И те, и другие представители довольствовались тогда обычной памятью SDRAM, которая относительно недавно перешагнула частоту в 100 МГц (PC100).

А в Rambus все это время разрабатывали революционный скоростной и закрытый стандарт памяти Direct Rambus DRAM.

По спецификации JEDEC память стандарта SDRAM PC100 обладала скоростью обмена данными 800 Мбайт/с. Rambus взяла и заявила, что она обладает технологией, способной в самом начале пути предложить скорость обмена на уровне 1600 Мбайт/с. А далее по мере развития и вовсе 9.6 Гбайт/с, невероятные по тем временам.

Такая реклама не осталась незамеченной, и в конце 1996 года Intel заявила, что следующим стандартом оперативной памяти, который будет использоваться в ее материнских платах с процессорами Intel, станет Rambus. Чуть позднее, в октябре 1997 года, на Microprocessor Forum компании Intel и Rambus открыто заявляют, что новая технология выйдет на рынок в 1999 году и «взорвет» его в буквальном смысле слова.

На волне этого успеха все крупные производители микросхем памяти начали подписывать лицензионные соглашения с Rambus на ее Direct Rambus DRAM. К консорциуму примкнули такие крупные производители, как Samsung, Micron, Hyundai, LG, Mitsubishi, Fujitsu, Hitachi, IBM, Texas Instruments, Toshiba и другие. В итоге тринадцать крупных производителей подписали лицензионные соглашения с Rambus.

Маркетологи тогда строили прогнозы, что к середине 2001 года новая память Direct Rambus DRAM завоюет половину всего рынка. Intel, по условиям контракта, заинтересована в успехе новой технологии и всячески ее поддерживает, стимулируя производителей памяти финансово.

Так, в Micron получили 500 миллионов долларов, в Samsung — 100 миллионов, не были обделены и другие производители. На выставке Comdex Fall 98 Intel с большой гордостью продемонстрировала компьютер на базе Intel 820, использующий данную технологию. Но на тот период времени сама технология была очень сырой и далека от финальной версии, а время шло.

Пока Intel выпускала свои ревизии многострадального i820, VIA на Computex 99 продемонстрировала первый чипсет Apollo Pro133, использующий системную шину133 МГц. А SiS объявляет о новом чипсете SiS630 с интегрированным видео и поддержкой системной шины 133 МГц для памяти со спецификацией PC133 SDRAM. Даже AMD высказала сомнения об использовании в ее будущих процессорах памяти Rambus.

В итоге производители модулей памяти Rambus наращивают производство, но количество годных микросхем выходит ниже ожидаемого из-за сложности самих микросхем, в результате чего вводится промежуточный стандарт PC700 RDRAM.

Далее в чипсете i820 выявилась ошибка, из-за которой пришлось убрать физически четвертый слот памяти с материнской платы. Кое-как платформа на i820 была выпущена, а заодно и серверная на i840, поддерживающая смехотворные даже по тем меркам 2 Гбайт (пусть и скоростной памяти).

Кроме одного плюса, заключавшегося в скоростных характеристиках, у Rambus были значительные минусы.

Микросхема памяти RDRAM занимала на 15% больше площади на кремниевой пластине, чем кристалл SDRAM, из-за интегрированного в саму микросхему контроллера. Отсюда требовалось больше кремниевых пластин для одного объема оперативной памяти Rambus. К контроллеру памяти Rambus можно подсоединить всего четыре канала памяти, что для серверного сегмента очень мало. Микросхемы RDRAM упаковываются в более дорогие корпуса типа BGA, где применяется восьмислойная печатная плата вместо шестислойной у SDRAM, а это также дополнительные издержки производителей.

Еще один минус — это большой нагрев модулей памяти, в которых применена высокочастотная интерфейсная логика, рассеивающая большую мощность, поэтому каждый модуль RIMM снабжен металлическим радиатором — еще одни дополнительные расходы. Удобство таких модулей памяти для установки в ноутбуки или компактные ПК весьма сомнительно, в замкнутом пространстве необходимо было позаботиться о дополнительной системе охлаждения, поэтому RDRAM не стали применять в этой сфере.

Но все же RDRAM нашла применение там, где требовался минимальный объем и высокая пропускная способность памяти — в игровых приставках. Пара микросхем памяти не создаст высокого нагрева…, и первой приставкой с памятью RDRAM стала Nintendo 64.

В Sony PlayStation 2 применялась память данного типа объемом 32 Мбайт. А Sony PlayStation 3 обладала уже 256 Мбайт памяти Rambus XDR DRAM.

Что интересно, RDRAM использовалась не только в качестве оперативной памяти для ПК и приставок, но и в качестве видеопамяти для видеокарт.

В 1996 году Cirrus Logic представила свой новый 3D ускоритель с поддержкой DirectX 5 — Laguna 3D, модели GD5464 и GD5465 для PCI и AGP шин соответственно. Обе версии содержали по 2 Мбайт быстрой памяти Rambus, а AGP вариант даже имел разводку под второй канал и дополнительные 2 Мбайт памяти.

Видите букву «R» в маркировке чипа — это отличительная особенность Rambus.

Эффективная частота памяти Rambus была 600 МГц, но успеха добиться не удалось. Сдерживающим производительность видеокарты фактором в то время был недостаточно быстрый центральный процессор, которого не хватало, чтобы загрузить треугольниками видеокарту.

Еще одним производителем видеокарт, использовавшим Rambus, была компания Chromatic Research, которая выпускала свои 3D-ускорители на микросхемах Mpact. Видеокарты второго поколения Mpact2 появились в конце 1997 года и оснащались 8 Мбайт памяти RDRAM, работавшей на частоте 500 МГц, что позволяло получить пропускную способность памяти на уровне 1125 Мбайт/с.

Сам Mpact2 работал на частоте 125 МГц, поддерживал DirectX 5 и интерфейс AGP 1x. Но быстрая память не помогла ему тягаться с 3Dfx Voodoo и другими представителями 3D-ускорителей того времени. Как следствие, банкротство компании и ее поглощение ATi за $67 миллионов в конце 1998 года.

Но вернемся к оперативной памяти. После старта продаж платформы на чипсете Intel 820 и Rambus последовала смена поколений CPU, и Pentium III уступил место Pentium 4 в конце 2000 года.

Вначале Socket 423 не блистал своей производительностью по отношению к быстрым Pentium III на ядре Tualatin, но разница использования обычной SDRAM и RDRAM чувствовалась невооруженным взглядом. С появлением Pentium 4 в своем истинном исполнении — Socket 478 — изменилось многое. Распространилась DDR SDRAM, которая в двухканальном режиме практически не уступала Rambus.

2001-й год стал закатом эпохи Rambus. Чтобы как-то вернуться к нормальным чипсетам с поддержкой памяти SDRAM и DDR, компания Intel пошла на уступки и была вынуждена на протяжении пяти лет выплачивать Rambus по 5–8 миллионов долларов ежеквартально. Такова была цена за свободу.

Выбор компонентов

В прошлый раз при тестировании платформы на Socket 423 я использовал материнскую плату ASUS P4T на чипсете i850. Но больше, чем Pentium 4 на ядре Willamette в нее не установишь, а хотелось бы проверить Northwood и Prescott.

Но с последним придется вас разочаровать, материнские платы даже на Socket 478 на чипсетах i850/i850Е не поддерживают самые-самые быстрые Pentium 4, вот так Rambus был вычеркнут из истории.

Разница между чипсетами i850 и i580E заключалась в официальной поддержке у последнего FSB 133 (533) МГц, но зачастую материнские платы, основанные на i850 чипсете, прекрасно работали с FSB 133 МГц без каких-либо проблем.

Стоит отметить, что кроме Intel, свои чипсеты, поддерживающие Rambus память, делала Silicon Integrated Systems (или сокращенно SIS). Она выпустила чипсет SiS R658, поддерживающий двухканальную PC1066 RDRAM. Первой и, возможно, единственной платой на этом чипсете вышла Abit SI7.

Сразу в глаза бросаются всего два слота для оперативной памяти и развернутый на 45 градусов Socket 478 для сокращения длины дорожек к памяти, хотя в остальном все на высшем уровне: гигабитный сетевой контроллер, пара разъемов SATA 150 и шикарные возможности разгона. Но, несмотря на все прелести, производительность такого решения серьезно проигрывала чипсету Intel 875P (Canterwood).

Что же досталось мне для тестов? Первой была извлечена из коробки MSI 850 Pro5. Если предыдущие материнские платы смотрятся вполне логичными, то у MSI компоновка слотов оперативной памяти разрывает все шаблоны, впрочем, взгляните сами:

Схемотехника так себе, два слота расположены рядом с сокетом, затем еще один слот значительно удален правее, а четвертый расположен перпендикулярно остальным. И такое расположение слотов для оперативной памяти можно часто наблюдать на материнских платах с памятью Rambus и Socket 478.

Остановлюсь немного на возможностях разгона данной модели. Максимальный результат разгона FSB составил 160 МГц, но стабильностью тут не пахнет. И неплохо, и нехорошо. Максимальный разгон оперативной памяти Rambus составил 508 МГц — неудовлетворительно. В итоге я решил перейти к следующей плате, на которой поставлено большинство рекордов. Встречаем — Abit TH7II!

Вот тут видно, что с компоновкой все правильно. Данная материнская плата, как и любая Abit, содержит хороший набор для серьезного разгона. Ее BIOS по разнообразию и диапазону настроек намного опережает MSI. Плата с легкостью взяла 170 МГц по шине и уперлась в частоту оперативной памяти. Саму RDRAM на этой плате мне удалось разогнать до 617.8 МГц и эта та же самая память, что была опробована на MSI 850 Pro5.

Внизу платы виден синий блок переключателей, одна позиция которого позволяет выставить частоту FSB равную 133 МГц, а ведь это удел материнских плат на основе чипсета Intel 850E (Enhanced), здесь же установлен обычный i850. В процессе разгона я даже не пользовался этим джампером, просто выставил в BIOS 133 МГц и далее разгонял вручную.

Что же еще необходимо знать, разгоняя Pentium 4 на данной платформе?

• Нужны процессоры с большим множителем, а это Pentium 4 на ядре «Northwood» c FSB = 100 МГц, которые не так легко сейчас где-либо найти.
• Для разгона память должна быть обязательно стандарта PC1066, иначе разгон может упереться в нее, не поможет даже единственный понижающий делитель.

Пора переходить к сборке тестового стенда.

Тестовый стенд

Основные компоненты системы:

• Процессоры:
  • Intel Celeron «Northwood» 2.0 ГГц, S-478;
  • Intel Pentium 4 «Northwood» 2.0 ГГц, S-478, FSB 100 МГц;
  • Intel Pentium 4 «Northwood» 2.4С ГГц, S-478, FSB 133 МГц;
• Материнская плата: Abit TH7II, чипсет Intel 850;
• Оперативная память: Samsung RIMM PC1066, 2×256 Мбайт;
• Видеокарта: Leadtek GeForce 3 Ti 500 64 Мбайт (ForceWare 44.03).

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;
• 3DMark 2000 Pro v. 1.1;
• 3DMark 2001 SE Pro b330;
• 3DMark 2003 v. 3.6.1;
• Quake III Arena v. 1.32;
• AIDA64 5.50.3600.

Результаты тестирования

Пора переходить к тестам. В качестве основной воздушной системы охлаждения использовалась «классика» — Thermaltake Big Typhoon.

Разгон производился с помощью утилиты SetFSB и упирался либо в пределы оперативной памяти, либо в FSB материнской платы, хотя процессор вполне мог еще. Так что материнские платы с памятью RDRAM по отношению к следующему поколению с DDR не конкуренты, но сравнивать результаты будем с Socket 423.

Зеленым цветом выделена платформа Socket 423, синим — Socket 478 с памятью Rambus.

Super Pi mod. 1.5XS

В самом первом тесте видно, что Celeron на ядре Northwood с памятью RDRAM обходит Pentium 4 Willamette на аналогичной частоте и даже более быстрый Celeron 2.4 ГГц. Разогнанный до 3 ГГц Celeron показывает производительность на уровне 2.5 ГГц Pentium 4.

PiFast v. 4.1

Результат в PiFast несколько иной: 3 ГГц Celeron с памятью RDRAM располагается между полноценными Pentium 4 с частотами 2.6 и 2.8 ГГц. Вариант 2 ГГц Celeron неплохо чувствует себя среди оппонентов, опережая даже Pentium 4 Northwood с аналогичной частотой, но более медленной памятью DDR.

wPrime v. 1.43

Здесь ситуация похожая, единственное отличие — за счет самой высокой тактовой частоты 3 ГГц Celeron выходит в лидеры.

HWBOT Prime v. 0.8.3

3DMark 2000 Pro v. 1.1

В тесте, где работает не один центральный процессор, а в связке с видеокартой, ситуация меняется. 2 ГГц Celeron не догнал Pentium 4 Willamette с памятью SDRAM, но подобрался к нему достаточно близко. И даже разгон до 3 ГГц не позволил занять главенствующие позиции. Ну, а далее Pentium 4 Northwood лучше Willamette, причем с любым типом оперативной памяти.

С точки зрения оценки бенчмарком производительности ЦП ситуация не меняется, разве что Pentium 4 Northwood с SDRAM предпочтительнее, чем Willamette с Rambus, но это, судя по всему, справедливо для низкого разрешения экрана.

3DMark 2001 SE Pro b330

В более прогрессивном 3DMark ценность Celeron c RDRAM немного возрастает. Производительность 3 ГГц Celeron находится на уровне 2 ГГц Pentium 4 Northwood с памятью Rambus.

3DMark 2003 v. 3.6.1

Данный тест мало зависит от центрального процессора, весь упор идет в производительность видеокарты. Здесь позиция Celeron c RDRAM немного укрепилась по сравнению с предыдущим тестом.

Quake III Arena

Поиграть в «кваку» можно и на Celeron, если рядом стоит память Rambus, но стоит ли это делать по финансовым соображениям — вопрос открытый. Разгон Celeron до 3 ГГц ставит его вровень с полноценным Pentium 4, работающим в номинале. Ближе к концу таблицы видно, что для GeForce 3 двухгигагерцового Pentium 4 хватает, а далее уже нужно менять видеокарту.

Что ж, посмотрим на скорости записи и чтения самого перспективного типа памяти того времени.

AIDA64 5.50.3600

Разница в скоростных характеристиках видна невооруженным взглядом. Показатель 3701 Мбайт/с получен Pentium 4 Northwood 2.4 ГГц + RDRAM в результате работы оперативной памяти в режиме PC1066. Чуть ниже располагается результат 3649 Мбайт/с в режиме PC1042 RDRAM, 3308 Мбайт/с соответствуют режиму PC933.

Тут картина аналогична предыдущей, по-другому и быть не могло.

Заключение

После испытания Pentium 4 с материнской платой в исполнении Socket 478 у меня возникли двоякие чувства — будто чего-то не хватает. С одной стороны, мы получили гибкость по сравнению с Socket 423, с другой — и проблем прибавилось.

Разгон на первый взгляд есть, но он загнан в жесткие рамки: чтобы развернуться, нужно чем-то жертвовать, а Pentium 4 Prescott так и вообще не поставишь. Можно, конечно, установить топовый Northwood с частотою 3.4 ГГц, но что делать с его множителем, как у 1700-го Celeron? А если разогнать шину FSB до 170 МГц, мы получим «жалкие» 2890 МГц, не дотянув даже до номинала. Как по мне, для ретросборок с RDRAM лучше использовать Socket 423, там и голову ломать не нужно, и все проще и понятнее.

Что касается самой памяти Rambus, то с ней гораздо больше нюансов, чем с любой другой. На определенном этапе времени ей не было равных, но срок этот был слишком коротким, чтобы ощутить все преимущества.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru