Ретроклокинг: «Силиконовая Лотерея»15.10.2019 10:06

Оглавление

Вступление

Лаборатория продолжает цикл статей о ретроклокинге. В этот раз вас ждет интересный рассказ или даже эксперимент, посвященный тематике отбора (или «биннинга») наиболее удачливых экземпляров CPU из достаточно приличного количества — 30 штук.

реклама

Пикантности в историю добавят два факта. Первое — все процессоры абсолютно новые, с серийными номерами, следующими один за одним; второе — это процессоры, которым больше двадцати лет.

О подробностях отбора, методике и количестве удачных экземпляров вы узнаете из данной статьи.

Начало истории

Практически два года назад я уже касался данной темы, где пытался найти лучшей экземпляр из семи накопившихся у меня процессоров Intel Pentium MMX. Тогда это были четыре модели процессоров с различными частотами и в добавок, все они были из разных партий, которые выпускались с разбежкой в пару лет. Вышла эта статья тогда под названием:

Теперь, по счастливой случайности, обладая тремя десятками новеньких процессоров, в таких же новеньких лотках прямиком с фабрики Intel, мне моя старая затея уже кажется детской шалостью, так-как в данном случае все достаточно серьезно и такое количество процессоров позволит сделать гораздо более глубокие выводы.

Хорошо, было бы представить, что ко мне попали тридцать экземпляров Intel Core i9–9900K, суммарная стоимость, которых равняется внушительным $15 000 (если брать рекомендованную стоимость одного процессора, равную $500). Вообще тема тестирования нескольких процессоров не нова, хотя в последний раз в рамках «Лаборатории» тестировались шесть экземпляров AMD Ryzen 5 1600, а максимальное количество современных процессоров, принимавших участие в отборе не превышало десяти штук.

Мне бы хотелось, чтобы тематика сравнения процессоров в таком количественном выражении вернулась на сайт, хотя тут одним желанием автора не отделаешься, нужны еще и спонсоры, поэтому я надеюсь, эти строки хотя бы поселят такую идею в нужных умах и она в итоге воплотиться в реальность.

Возвращаюсь к своим тридцати процессорам, я пока так и не назвал, что это за модели и как они ко мне попали. Я все же начну с того, как ко мне в конце 2019 года попали тридцать новых Intel Pentium MMX. Как то в вечерней беседе с GRIFF, он сообщил мне, что принялся покорять очередную вершину на Socket 7 с помощью процессоров производства Intel. Сколько экземпляров у него накопилось — не имеет значения, но добраться до первого места на HWBOT пока у него на тот момент не получалось. А я как раз на предыдущей неделе видел на всемирной барахолке Ebay одно очень интересное предложение. Суть которого заключалось в продаже новых! процессоров Intel Pentium MMX с тактовой частотою 200 МГц и (внимание!) с 

датой производства последняя неделя 2004 года!

Я напомню, что такие процессоры поступили в продажу в 1997 году, но так как Intel для различных процессоров имеет достаточно большие сроки производства определенных моделей, то данная серия процессоров была выпущена на свет спустя практически 8 лет! Я думаю, Вы понимаете, что технический процесс и литография производства процессоров за эти годы были отточены до максимума и это должно наиболее благоприятным образом сказаться на разгонном потенциале тестируемых процессоров.

Такое предложение я лично видел впервые, а учитывая, что из моей кучи процессоры были 1997 и 1998 годов выпуска, я очень хотел попробовать, что же представляют собой выпущенные на конвейере Pentium MMX по соседству рядом с Pentium 4 570 (LGA775, 3800 МГц). AMD в это время на поток ставила одноядерные «Атлоны» в исполнении Socket 939. Соседство и впрямь очень интересное.

реклама

В тот день GRIFF приобрел пару процессоров, стоимость $25 каждый, включая стоимость доставки в Италию, а у меня только оставалось жгучее желание и наличие у продавца всего одного — последнего, такого же процессора в наличии. Я решил списаться с продавцом, благо русский язык для него родной и в результате долгой беседы я выяснил, что тема «ретроклокинга» ему не чужда и у него есть в запасе еще тридцать нераспакованных и ни разу не использованных процессоров в лотках, прямо с фабрики Intel, своеобразный «Old Stock». И он согласился на время совершенно безвозмездно выслать мне для изучения их разгонного потенциала и для того, чтобы данная статья увидела свет. Я естественно не мог упустить такой возможности и с радостью поделюсь с Вами всеми результатами такого «естественного отбора».

Стоимость таких лотков в 1997 году была даже большем, чем, если бы они были заполнены новыми Intel Core i9–9900K, так как на момент анонса двухсот мегагерцовый Pentium ММХ оценивался в $550. За 233 МГц модель просили уже $594, а мы жалуемся что сейчас процессоры стоят дорого (шутка или зеленый смайлик). Итого $16 500. Не каждый день держишь в руках такое количество процессоров =)

реклама

Intel Pentium MMX 200 МГц, SL27J

Остановлюсь на рассматриваемом процессоре поподробнее. Intel Pentium MMX официально был представлен публике 8 января 1997 года. Рабочие частоты Pentium MMX стартовали с отметки 166 МГц и заканчивались 233 МГц. Количество транзисторов процессора равнялось 4,5 Млн. штук, а TDP равнялся 17 Вт, поэтому вопрос с охлаждением не стоял так остро как у современных экземпляров. Мне досталась партия процессоров со SPEC кодом SL27J, который относится к последнему B1 степпингу. Все процессоры имеют тактовую частоту 200 МГц и ни разу не использовались с даты производства — 50-й недели 2004 года. А это означает, что их ресурс не был израсходован ни на один процент и запас прочности у них, как у новеньких i9 9900K.

Я напомню, что обозначает маркировка Intel Pentium MMX на примере обычной модели с частотой 200 МГц:

реклама

BP80503200 — модель и частота. В данной строке указывается код модели CPU и его рабочая частота в МГц. Так для модели Pentium (P5) на Socket 4 соответствует код 80501. Для Pentium (P54C) на Socket 5 — 80502. Процессоры Pentium MMX имеют модельный код 80503. Последние три цифры в строке указывают на рабочую частоту равную 200 МГц.

SL23W это SPEC код, в моем случае он SL27J. Данный код обозначает спецификацию CPU. Как правило, при производстве CPU в процессор вносятся некоторые доработки или исправляются найденные ошибки, после каждого такого изменения новой спецификации CPU присваивается новый SPEC код. В рамках одного степпинга может быть несколько SPEC кодов. На сайте производителя процессора всегда можно узнать дополнительную информацию о процессоре, введя в поле поиска SPEC код конкретного CPU.

L7421602–0827 — FPO/Batch код. В данном коде зашифрована дата производства CPU и другая информация. Первая цифра после буквы «L» отвечает за год, в данном случае это 1997. Следующие две цифры »21» это неделя производства.

2.8V — обозначение рабочего напряжения CPU.

реклама

Чтобы визуально увидеть, чем же отличаются две одинаковых модели процессора с частотой 200 МГц, я сравнил пару CPU со SPEC кодами, отличающимися на одну позицию SL26J и SL27J и с разными датами производства.

Слева можно увидеть модель процессора, выпущенную на 50-й неделе 2004 года. У нее шрифт маркировки более «тонкий». Это означает либо использование нового механизма маркировки, либо в Intel решили сэкономить, не делая маркировку более «жирной» в несколько проходов разером. Справа 200 МГц модель, выпущенная на 18-й неделе 1997 года. В остальном все идентично. Посмотрим на процессоры сверху:

реклама

Сверху процессоры выглядят одинаково, отличительных видимых отличий я не нашел, разве что текстолит более свежей модели немного светлее.

«Силиконовая Лотерея»

реклама

В последнее время в разделе новостей часто фигурирует коммерческий зарубежный сервис — «Silicon Lottery», который занимается в промышленном масштабе отбором наиболее удачно-разгоняемых процессоров с последующей продажей их «ленивым» оверклокерам, либо тем энтузиастам, которые готовы заплатить за уже отобранный и удачный экземпляр.

Зачастую стоимость наиболее отборных образцов в два раза превышает номинальную стоимость обычного, неотобранного процессора. И даже несмотря на этот факт, все процессоры рано или поздно продаются счастливым покупателям.

реклама

Ведь по заверению самого ресурса, только 6% от общей массы процессоров являются самыми удачными и способны работать на частотах, недостижимых для остальной массы CPU.

В одном из обсуждений к новости, посвященной «Силиконовой Лотереи», я увидел ряд сообщений, суть которых сводилась к тому, что такой отбор это дело пяти минут и ничего сверх естественного в самом процесс нет, главное, чтобы было большое количество самих процессоров. Хотя объем этого наличия не уточнялся. Я не разделял тогда эту точку зрения, не разделяю её и сейчас, особенно после каждовечерних занятий с тридцатью процессорами. Для тестирования такого количества процессоров нужна методика, которая бы позволила быстро и эффективно определить, на что способны те, или иные экземпляры CPU.

Методика отбора

В самом начале пути я думал, что за неделю управлюсь, но весь процесс растянулся плавно на месяц. Селекционным отбором я занимался по вечерам и уже в конце всего процесса мне пришлось даже перетестировать первые пять экземпляров, ввиду того что в процессе разгона открылись новые состояния работы CPU.

Особенность разгона Intel Pentium MMX заключается в том, что нет возможности плавно изменять системную шину с шагом в 1 МГц, поэтому все значения разгона будут кратны выставленным перемычкам множителя CPU и системной шины. Еще не стоит забывать о внешнем кэше, располагающимся на самой материнской плате, ведь зачастую разгон может упираться именно в неспособность кэша работать при высоких частотах FSB. К тому же, у различных материнских плат на Socket7 стоит различный кэш со своими скоростными характеристиками. Поэтому для чистоты эксперимента внешний кэш я отключил.

Далее был вопрос рабочим напряжением. Все восемь вариантов, умноженных на количество процессоров с различными значениями множителя и системной шины я использовать не хотел, на это потребовалось бы время, несоизмеримое с итоговым результатом. В конце концов я остановился на дефолтном напряжении процессора — 2.8 В и повышенным — до 3.2 В. Максимальное значение напряжения подаваемое на процессор составляет 3.5 В, но оно небезопасно для воздушного охлаждения при длительном использовании. Осталось составить таблицу значений итоговой частоты, в зависимости от выбранного множителя и частоты системной шины. В итоге я получил такой вариант:

Сверху по диагонали расположены частоты FSB, по вертикали — множитель процессора, на пересечении — итоговая тактовая частота CPU. Серым цветом я выделил наиболее подходящие и желаемые тактовые частоты, которые соответствуют максимально-возможной производительности. Жирная линия после 120 МГц обозначает границу разгона внешней кэш памяти, расположенной на материнской плате. Из статистики разгона, могу отметить следующее, что у лучших экземпляров материнских плат, внешний кэш способен работать на частоте 120 МГц, у оставшегося минимума на 125 МГц.

Тут нужно еще отметить, что далеко не каждая материнская плата имеет возможность разгона процессора по FSB до таких частот. Рекордсмен в плане разгона это материнская плата Gigabyte GA-5AX или Gigabyte GA-5AA (ATX/AT), основанная на чипсете ALi ALADDiN V и способная разгонять любые процессоры в исполнении Socket 7 до 140 МГц по FSB включительно.

А теперь коротко о времени, затраченном на «естественный отбор» и критерии стабильности.

Беря всего два значения напряжения 2.8 и 3.2 вольта мне необходимо опробовать 5–6 значений итоговых тактовых частот на каждом напряжении. В качестве стабильности выступает тест Super Pi (задача 1М) с приоритетом реального времени, который хорошо нагружает связку материнской платы, процессора и оперативной памяти, и хорошо чувствителен к нестабильности. Выполнение задачи с подсчетом числа Пи с миллионом знаков после запятой занимает в среднем 8.5 минут. Добавить время на выставление нужных перемычек и на другие операции итого 10 минут или суммарно 20 минут на процессор, если все проходит гладко. Если возникают нюансы, а они возникают, то время увеличивается до 35 минут. Умножаем его на 30 процессоров, получаем 17.5 часов потраченного времени. Если добавить еще пару значений напряжений, то получится уже 35 часов или 17 вечеров по два часа в обнимку с материнской платой. При этом я не считаю, что это будет 100% тестирование стабильности каждого CPU. И чем совершеннее процессор, тем больше времени потребуется на 

определении его разгонного потенциала, это я уже о современных CPU.

Так что механизм отбора в таком виде отнимает достаточно свободного времени. Я не знаю, как обстоят дела у «Silicon Lottery», возможно у них не один десяток тестовых стендов и явно не один десяток или сотня отбираемых процессоров, поэтому финансовая надбавка за такой труд у них вполне закономерная. Но кто хочет немного сэкономить, я подскажу еще одно место, где можно приобрести процессоры с уже определенным разгонным потенциалом — это «барахолка» HWBOT.org, где можно купить или продать железо с нужным Вам потенциалом, ведь часто у оверклокеров остаются «серебряные» экземпляры CPU, которые можно продать, в надеже приобрести потенциально возможный «золотой» экземпляр.

Тестовый стенд

В качестве тестового стенда я естественно использовал абсолютно новую, как и процессоры, материнскую плату Gigabyte GA-5AA, которая способна функционировать на частоте 140 МГц, с отключённым внешним кэшем.

Полную стабильность кэш сохраняет на частоте 115 МГц и непродолжительное время на 120 МГц. В качестве кулера использовался некогда популярный алюминиевый охладитесь с медным пятаком в основании производства Titan. Для сохранности сокета материнской платы кулер устанавливался на материнскую плату без использования фиксирующей скобы, в итоге он прижимал себя сам своим собственным весом. Температура окружающей среды во время тестирования составляла 19.5С. В качестве термоинтерфейса использовалась КПТ-8. В итоге состав тестового стенда выглядел следующим образом:

Процессоры:

• 30 х Intel Pentium MMX 200 МГц [SL27J] 50 неделя 2004 г.;

Система охлаждения:

• Titan TTC-D5TB/G/CU35/R1;

Материнские платы:

• Gigabyte GA-5AA rev. 3.2 Socket 7 Чипсет «Ali Aladdin 5»;

Оперативная память:

• Hyndai SDRAM 256 Мб PC-133, CL=2;

Видеокарта:

• PCI Matrox Millennium II, 4Мб VRAM;

Блок питания:

• Zalman ZM1000-EBT.

Естественный отбор проводился в Windows XP Sp3 с помощью следующего ПО:

• Super Pi mod. 1.5XS (задача 1M).

Изучение разгонного потенциала 30-ти Pentium MMX 200 МГц

Весь накопленный материал я собрал в таблицу, думаю так будет более понятно оценить кто на что способен, вместо тридцати абзацев с описаниями каждого CPU. Но перед множеством цифр, необходимо описать, что они означают, так как поведение процессоров в одних и тех же условиях могут быть различными. Степень удачности процессора зависит от множества факторов, но, наверное, главный — это качество литографии и место расположении кристалла на кремниевой пластине.

Шанс получить более удачно разгоняющийся процессор можно из ядер расположенных в центре пластины, чем ближе к краю пластины, тем этот шанс неуклонно угасает. Вопрос лишь в том, как узнать из какого места конкретный кристалл в конкретном процессоре? У Intel, скорее всего, есть соответствующая информация, но простым пользователям она не доступна, поэтому весь процесс превращается в Силиконовую Лотерею.

А каковы шансы выиграть в такой азартной игре? Если кому-то на ум пришли цифры, 1, 10, 15, 20% и далее, то вы явно не азартный игрок: D и лучше сразу перейти на сайт Silicon Lottery.com, потому что, правильный ответ в данном случае не конкретный процент, а сам процесс)) Тот, кто хотя бы делал отбор из трех экземпляров процессоров, уже ощутил на себе этот вид азарта.

Если говорить более предметно, то Pentium MMX, производившиеся по литографическим нормам 350 нм вначале размещались на 6-ти дюймовых пластинах. На одной такой пластине размещалось порядка 120–130 будущих процессоров. Чуть позднее шести дюймовые пластины сменились 8-ми дюймовыми, на которых уже размещалось гораздо большее количество кристаллов, вплоть до 260 штук. Стоимость одной такой пластины, в пересчете на стоимость процессоров в париях от 1000 штук была в районе $143 000. Это очень солидная сумма, а казалось бы всего одна пластина. Как происходит процесс «печати» процессоров можно узнать в официальном видеоролике Intel.

Ну, а теперь переходим к результатам отбора.

Для понимания всей картины я прокомментирую пояснения к цифрам:

• POST OK, try boot — означает способность процессора, пройти процедуру POST и начать загрузку операционной системы, но она заканчивается перезагрузкой и процесс циклично повторяется;
• POST OK, hang — означает способность процессора начать проходить процедуру POST, но зависнуть не дойдя до загрузки ОС. Удачность данного экземпляра хуже, чем у предыдущего пункта;
• POST OK, try OS load — означает способность процессора, пройти процедуру POST и начать загрузку операционной системы дойдя до середины процесса. Это состояние можно назвать более удачным из всех состояний CPU.

Попробуем проанализировать полученные результаты. Но перед этим процитирую выдержку из своей предыдущей статьи «Ретроклокинг: изучаем разгонный потенциал семи процессоров Pentium MMX»:

«Перебрав все CPU, я выяснил что экземпляр № 5 при напряжении 3.0 В уверенно чувствует себя на частоте 280 МГц (FSB 112 МГц х 2.5) при воздушном охлаждении. Дальнейшее увеличение напряжения к полной стабильности CPU не приводило…»

Комментарии излишни, все сегодняшние процессоры покорили эту частоту на стандартном напряжении, а 28 экземпляров были даже в силах работать на 300 МГц. А теперь рассмотрим детально, в процентном соотношении, количество процессоров прошедших процедуру POST с напряжением 2.8 В (штатное).

Три процента или всего один процессор (L4500332–0593), оказался самым «слабым звеном», еле осилив 300 МГц. Показатель — 16.7% разделили сразу две категории по 5 CPU в каждой, 315 МГц и 345 МГц соответственно. Одну пятерку я отнесу к наименее удачным экземплярам другую, наоборот к перспективным. Подавляющее большинство или 17 CPU — 56.7% достигли 330 МГц. И всего два процессора или 6.7% оказались самыми удачными, отобразив на экране POST Screen частоту 350 МГц, это экземпляры L4500332–0583 и L4500332–0586.

А теперь посмотрим, все ли процессоры способны пройти стресс-тест в виде прогона бенчмарка Super Pi 1M с приоритетом реального времени.

Если в прошлый раз процессоры разделились на пять категорий, то в прохождении стресс-теста все свелось к трем. Два процессора (L4500332–0035 и L4500332–0593) не смогли успешно пройти тест на частоте 300 МГц (120 МГц х2.5) что составляет 6.7% Подавляющее большинство процессоров — 21 экземпляр или 70% успешно прошли тест на 300 МГц. Это говорит о том, что процесс выхода более удачных экземпляров CPU явно претерпел изменения к лучшему и новые процессоры лучше чем те, которые выпускались в 1997–98 годах. Собрать Ретро-систему на 300 МГц Intel Pentium MMX можно практически на подавляющем большинстве таких процессоров и это только номинальное напряжение. Далее посмотрим как обстоят дела с повышенным до 3.2 В напряжением.

Ситуация с делением на категории в точности повторяется с аналогичной картиной на 2.8 В. Все те же пять категорий. 4 процессора явные аутсайдеры, так как смогли загрузиться на частоте 330 МГц, они составляют 13.3%. Один экземпляр смог покорить уже 345 МГц это — 3.3%. Напомню, на 2.8 В именно пять процессоров ранее показали аналогичный — ниже среднего результат, видимо один из них был чуть лучше остальных. 350 МГц покорили почти половина процессоров (14 шт.) это составляет — 46.7%

Семерым удачным экземплярам уже покорилась цифра 360 МГц, их доля из общей массы — 23.3% И замыкает таблицу лидеров великолепная четверка с результатом 367.5 МГц (105×3,5) это 13.3% Мне доводилось иметь дело с азотом и системой фазового перехода и далеко не каждый экземпляр при таком экстремальном охлаждении был способен пройти процедуру POST на такой тактовой частоте. Здесь же я использовал обычный кулер, который даже не прижимался креплением к материнской плате. Великолепный результат! Вот так отображает данный результат BIOS материнской платы:

Ну что же, осталось выяснить итоговую цифру и выяснить на какой тактовой частоте могут работать лучшие из лучших Intel Pentium 200 MMX.

Начнем с аутсайдеров. Шести процессорам увеличение напряжения не принесло какой бы то ни было пользы, они так и застряли на отметке 300 МГц с долей 20%. 60% или 18-ти экземплярам увеличение напряжения пошло на пользу и они финишировали с итоговой частотой в 315 МГц. И оставшиеся 20% или шесть экземпляров способны загрузить операционную систему и на 330 МГц пройти стресс-тест. Это отличный результат, я такие цифры вижу впервые, применительно к такой организации охлаждения. И в завершении все четыре диаграммы вместе.

(нажмите для увеличения)

В завершении я сделал еще одну общую таблицу, надеюсь, она будет полезна для обдумывания такого объема информации.

Заключение

Очередной эксперимент завершен. Прежде всего, мне хотелось бы выразить благодарность всем тем, кто помог мне с экспонатами.

В данном конкретном случае мне достался самый быстрый процессор из всей партии, который смог пройти стресс-тест на частоте 345 МГц (115×3) и показать POST Screen на 375 МГц при напряжении 3.4 В при все том же воздушном охлаждении.

Дальнейшие планы на него у меня имеются, но это будет уже отдельная история. Что касается результатов тестирования, то можно сделать вывод — среди большой массы процессоров всегда есть наименее удачные экземпляры — это около 10–15%, далее следует «золотая середина» 60–70% которая и является основной массой всех произведённых процессоров, а далее следует уже остаток, среди которого попадаются «серебряные и золотые» экземпляры, разгонный потенциал которых порою удивляет.

Что же остается делать конечному покупателю? Разгон — это всегда лотерея! Тут как повезет, можно приобрести середнячок, а можно нарваться и на очень посредственный экземпляр, но все таки хорошо, когда есть люди на форумах, которые занимаются такой селекцией и специальные сервисы, благодаря которым мы и узнаем о лучших достижениях на оверклокерской арене. Несомненно, такая селекция требует как временных так и финансовых затрат и конечную стоимость здесь диктует сам участник этого отбора. Производитель также иногда прибегает к такому виду дополнительного заработка, вспомнить тот же Intel Core i9–9990XE, но это скорее исключение из правил.

Всем читателям overclockers.ru я хочу пожелать найти свой «золотой» экземпляр актуального и современного процессора и без разницы, какого производителя AMD или Intel =)

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru