Overclocking einer AMD Athlon CPU

Overclocking
einer
AMD Athlon CPU
Belegarbeit
im Studiengang Informatik
an der
Hochschule Zittau/Görlitz (FH) –
University of Applied Sciences
vorgelegt von
Gerd Gühne
Raimund Hübel
Frank Rohne
II03/01
Görlitz, 26.05.2005
Inhaltsverzeichnis
1.
Aufgabenstellung.................................................................................................3
2.
Begriffserklärungen .............................................................................................4
3.
Das Testsystem vorher .......................................................................................7
4.
Vorbereitung und Durchführung ..........................................................................9
Vorbereitung .......................................................................................................9
Die Durchführung …..........................................................................................11
5.
Fazit – Sinn des Overclocking ...........................................................................14
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1. Aufgabenstellung
Unsere Aufgabe ist es, dass Testsystem mit einem fest vorgelegtem Budget so weit wie m öglich zu
übertakten (Maximalprinzip), mit dem Ziel am Ende einen schnelleren PC als vorher zu haben und
somit Geld zu sparen. Um das zu erreichen benötigt man erst einmal ein entsprechend geeignetes
System, denn nicht jeder PC lässt sich gleich gut übertakten!
Das Übertaktungspotential hängt stark von den verwendeten Komponenten ab, insbesondere von
RAM, CPU, Chipsatz des Mainboards und der verwendeten K ühlung.
Unser Testsystem:
CPU:
Athlon XP mit Barton Kern, 2500+ (1833 MHz), 333 MHz FSB
RAM:
2 * 512 MB 333 MHz DDR-SD-RAM, 1 x Nanya, 1 x no-name
RAM- Eigenschaften:
2,5-3-3-7-11-12-1-2 (CL-RCD-RP-RAS-RC-RFC-CR-RRD)
Mainboard:
Asus A7N8X, nvidea nforce 2 Chipsatz, Award BIOS
Kühlung:
Luft, 2 x 80 mm Gehäuselüfter, 1 x 80 mm CPU Lüfter, RAM ungekühlt,
Chipsatz nur passiv gekühlt (Aluminium- Kühlkörper ohne Lüfter)
Alle anderen Daten sind irrelevant, da wir nur die CPU und den RAM übertakten wollen.
Unser erstes ausgewähltes Testsystem eignete sich leider nicht zum übertakten, da das Mainboard
(mit KT Chipsatz) die entsprechenden Einstellungen versagte. So lief der Athlon 1400 MHz nur mit
1100 MHz, da der Chipsatz des Mainboards nur 100 MHz FSB unterst ützte. Der Athlon 1400 braucht
aber 133 MHz FSB und als Ausgleich den Multiplikator erh öhen half auch nicht. Der Prozessor
versagte ab 1300 MHz (100 * 13) den Dienst.
An diesem Beispiel ist zu sehen, wie wichtig der gewählte Chipsatz eines Mainboards ist. Außerdem
sind nur bei nforce, nforce2 und nforce3 Chipsätzen der FSB unabhängig vom PCI- und AGB- Bus –
Takt. Bei KT- Chipsätzen hat man nur die Möglichkeit den Multiplikator zu erhöhen.
Ein schwerwiegendes Problem bei Overclocking ist das W ärmeproblem. Durch das Erhöhen des
Prozessor- und/oder FSB-Taktes entsteht zusätzliche Wärme die irgendwo abgeleitet werden muss.
Und dies ist das größte Problem beim Betrieb von heutigen Prozessoren: Wohin mit der W ärme?
Erst mit einer guten Kühlung ist es möglich die Komponenten gut zu übertakten und sie an den
Grenzen bzw. über die Grenzen ihrer Betriebspezifikation zu betreiben so zus ätzliche
(Rechen-) Leistung zu erreichen.
Übertakten ist keine Wissenschaft. Zwar benötigt man eine Menge Wissen über die einzelnen
Hardware- Komponenten, aber wie weit sich der PC übertakten lässt, kann man nur durch Probieren
ermitteln. Da das Übertakten die Hardware dauerhaft beschädigen kann, ist große Vorsicht geboten!
Zwar wird von AMD und einigen Mainboardherstellern mit nforce Chipsatz das Übertakten unterstützt,
jedoch verfällt beim übertakten jede Garantie, da die Hardware außerhalb Ihrer Spezifikationen läuft.
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2. Begriffserklärungen
Bus:
Bezeichnung für ein System von bidirektionalen parallelen Leitungen die zur Daten übertragung von
Steuersignalen, Daten und (physikalischen) Adressen dienen.
Cache:
„Ein Cache ist ein schneller – meist in SRAM implementierter – Zwischenspeicher innerhalb der CPU
oder in CPU Nähe, der Befehle und/oder Operanden bereit halten soll, auf die in einem bestimmten
Zeitraum häufig zugegriffen werden muss.“ (siehe B1, Seite 135).
Cachespeicher Beschleunigen den Umgang auf den langsameren Arbeitsspeicher (in DRAM
implementiert) erheblich, in dem die Arbeitsspeicherdaten, die von der CPU gerade gebraucht werden
im Cache zwischengespeichert werden. Ein Geschwindigkeitsvorteil ergibt sich aber erst wenn auf die
im Cache befindlichen Daten häufig zugegriffen und somit ein Zugriff auf den Arbeitsspeicher
gemieden wird.
CPU / Prozessor:
ist die Abkürzung für "Central Processing Unit", also Zentraleinheit - englisch f ür Prozessor Herzstück eines jeden Computers, Montage erfolgt auf dem Motherboard.
Die CPU besteht aus mindestens einer Steuer- und mindestens einer Recheneinheit. Heutzutage ist in
ihr der L1 und L2 Cache integriert.
Bei Mehrprozessorsystemen können bis zu 32 CPUs verbaut werden.
FSB:
Bezeichnung für den Systembus, auch als FSB (Front-Side-Bus) abgek ürzt. Zuständig für die
Kommunikation zwischen den Hardwarekomponenten (PCI- & AGP-Bus, CPU, RAM).
Der FSB wird auch als, von der CPU aus gesehen, externer Takt bezeichnet.
Hypertransport- Bussystem:
HyperTransport (HT) ist ein bidirektionales seriell/paralleles Breitband-Bussystem f ür Computer. Die
Technologie wird inzwischen von einer Reihe von Herstellern unterst ützt, zu den bekanntesten
gehören nVidia, AMD und Apple, die damit jeweils ihre eigenen Propriet ären Bussysteme ersetzen.
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Multiplikator:
Der Multiplikator legt mit dem FSB die Taktfrequenz des Prozessors fest. Der Multiplikator ist
notwendig weil der Prozessor intern mit einer viel höheren Taktung arbeitet als mit ihm
angeschlossenen externen Bustakt des FSB. Der Multiplikator n sorgt f ür eine ver-n-fachung des
externen Taktes und bildet so den internen Prozessortakt. Als Beispiel: ein Prozessor der an ein FSB
mit 200 MHz angeschlossen ist und ein Multiplikator von 10,5 besitzt / eingestellt hat arbeitet mit
einem Prozessorinternen Takt von 2100 MHz = 2,1 GHz.
Bsp-Rechnung: 200 MHz FSB * 10,5 Multiplikator = 2.100 MHz
Overclocking
Bezeichnet das übertakten bestimmter Komponenten eines Computers (RAM und CPU) um dadurch
eine größere Geschwindigkeit zu erreichen und ggf. Geld einzusparen.
RAM (Arbeitsspeicher / Hauptspeicher):
RAM ist die Abkürzung für "Random Access Memory", Direktzugriffsspeicher eine anderen
Bezeichnung für den Arbeitsspeicher
Bei den so genannten RAM-Bausteinen handelt es sich in der Regel um fl üchtige Speicher, die
ständig Spannung benötigen um die abgespeicherten Informationen zu erhalten. Die RAM-Bausteine
eines PC finden sich auf dem Mainboard. Sie sind in extra daf ür vorgesehenen Steckplätzen
untergebracht. Die RAM-Speicherzellen dienen dazu Daten f ür die Verarbeitung durch die CPU des
Computers aufzunehmen, auf Systemebene wird der RAM-Speicher als Arbeitsspeicher bezeichnet.
Da der RAM wahlfreien Zugriff gewährt, kann die CPU von jeder beliebigen Position oder Adresse
innerhalb des RAM-Speichers Daten abrufen.
Chipsatz:
Dient der Steuerung des Busverkehrs und koordiniert somit den Buszugriff bzw. steuert den
Datenverkehr der einzelnen Rechnerkomponenten wie CPU, evtl. Caches, DRAM und
Peripheriebussen (wie z.B. den PCI-Bus).
Einige bekannte Chipsätze sind die nForce (mittlerweile in Version 4), KT, VIA und SiS.
DIE:
Der DIE ist oben in der Mitte des Prozessors und stellt den eigentlichen Prozessor dar. Auf dem DIE
steht auch die Seriennummer des Prozessors.
Jumper:
Kleiner Stecker der 2 Kontakte mit einander verbinden soll. Jumper befinden sich auf dem Mainboard,
hinten an der Festplatte (stellt Master / Slave ein) und an allen anderen (CD-/DVD-) Laufwerken.
CAS Latency (CL):
Gibt an wie viel Zeit zwischen Lesekomando [Lesen] und der Datenausgabe aus dem
Speicherbaustein vergeht. Das CL steht für den Taktzyklus. (Bei unserem Testsystem 2,5)
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RAS to CAS Delay (tRCD):
Das ist die Zeit, die das auf RAS (Spalten-Adresse) folgende Signal CAS (Zeilen-Adresse) angelegt
sein muss, bevor der Wert als gültig erklärt ist.
RAS Precharge (tRP):
Die "RAS-Precharge-Time (t_RP)", bei der die Datenleitungen auf einen h öheren Spannungspegel
aufgeladen werden.
RAS Active Time (tRAS):
Befindet sich nämlich die nächste Zelle nicht in derselben Zeile, so muss die Zeile nat ürlich wieder
neu eingelesen werden. Hier spricht man dann von einem "Page Miss". Bevor nun eine neue Zeile
ausgelesen werden kann, muss die aktuelle Zeile zurückgeschrieben und sozusagen deaktiviert
werden. Diesen Prozess nennt man "RAS Active Time (t_RAS)"
MIPS:
Rechenleistung (Mips – Million Instructions per seconds)
MFLOPS:
Abkürzung für Million FLOating Point Operations Per Second. Bezeichnet die Geschwindigkeit einer
Dhrystone ALU:
Rechenwerk in dem arithmetische und logische Verkn üpfungen durchgefürht werden. (ALU =
Arithmetisch Logische Einheit) à wird in Mips gemessen
Whetstone FPU:
Gleitkommaeinheit, welche die Berechnung von Fließkommazahlen übernimmt. Sie arbeitet parallel
zur Integereinheit (ALU).
Temperatur: CPU / CPU-Diode:
Die CPU oder auch Sockel- Temperatur wird unter dem CPU Sockel gemessen (im Mainboard
integriert). Die Temperatur der CPU-Diode wird direkt in der CPU gemessen. Dieses Feature haben
nur AMD Prozessoren integriert, die allerdings auch wesendlich hei ßer werden, als die von Intel.
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3. Das Testsystem vorher
Da wir FSB und Multiplikator erhöhen, reicht es nicht einfach nur die höhere Taktfrequenz zu ermitteln.
Durch die Erhöhung des FSB wird auch eine größere Bandbreite bei der Übertragung von Daten
zwischen der CPU und dem RAM bzw. Bussystem erzielt.
EVEREST ist ein Systemtool, welches sehr detaillierte Angaben über unseren PC anzeigt. Uns
interessieren besonders folgende Angaben:
Motherboard:
CPU:
42 °C
35 °C
CPU- Diode:
59 °C
CPU Core:
1,68 V
Core Spannung:
1,65 V
CPU Typ:
AMD Athlon XP-A, 1833 MHz (5.5 x 333) 2500+
CPU Stepping:
A2
FSB Takt:
333 MHz
Bandbreite:
2.666 MB/s
RAM Takt:
166 MHz
Bandbreite:
5.333 MB/s
Die Temperaturangaben sind unter Volllast und einer Raumtemperatur von ca. 20 °C ermittelt wurden.
Der Benchmark mit Hot CPU Tester Pro 4.2.2 ergab:
Benchmark results:
5.749 Score
Mark to MHz ratio:
3.13
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So testen wir…
Zusätzlich benötigen wir noch die neusten Treiber und einige Benchmark- Tools. Wir verwenden zum
Benchmarken der Hardware folgende Tools:
·
·
·
·
·
Hot CPU Tester Pro (Lite Edition) 4.2.2
EVEREST Home Edition 2.00.333
Dr. Hardware 2005, Version 6.0.1
Sandra von Sisoft, Lite Version 2005 SR1
SETI, das über BOINC 4.25 gesteuert wird (nur für den Belastungstest)
Alle Tests werden mehrmals wiederholt und die Ergebnisse werden gemittelt. Da oft gro ße
Differenzen zwischen den einzelnen Messungen liegen k önnen, ist dies nötig.
Hot CPU:
Hot CPU führt einen sehr genauen CPU Test durch. Es werden z.B. das Berechnen von komplexen
Matrizen, Gleit- und Fließkommaopperationen, sowie 32-Bit und 64-Bit Operationen durchgef ührt und
noch einiges mehr.
EVEREST:
Dieses Systemtool misst zum einen die Lese- und Schreibgeschwindigkeit des RAMs und zum
anderen die Speicherverzögerung.
Dr. Hardware:
Beim CPU-/Speicher- Test führt Dr. Hardware mehre Speicherschreibzugriffe im RAM durch und f ührt
einige Berechnungen mit Integern, Vektoren und Zeigern durch.
Sandra:
Im CPU Benchmark führt Sandra mehrere Aritmetrik- und Fließkommanweisungen durch. Beim
Speichertest werden die Übertragungsgeschwindigkeiten von ALU und FPU gemessen, wobei
erweiterte Prozessorbefehle wie MMX/SSE zum Einsatz kommen (bei Pentium CPUs noch
SSE2/SSE3).
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4. Vorbereitung und Durchführung
Vorbereitung ...
Folgende Komponenten sind nach unseren Erfahrungen zu empfehlen:
Prozessoren:
Am Besten eignen sich die AMD Duron und Athlon CPUs (32 Bit) zum übertakten. Einige Modelle
haben schon per Werkseinstellung einen frei einstellbaren Multiplikator oder sind durch diverse
Anleitungen aus dem Internet einfach zu übertakten. Frei einstellbarer Multiplikator bedeutet das sich
der Prozessormultiplikator per BIOS oder spezielle Software einstellen l ässt. Wenn der Multiplikator
von Haus aus nicht freigeschaltet ist muss man sich diesen freischalten. Dies geschieht bei den AMD
Prozessoren üblicherweise durch das überbrücken / verdrahten von PINs der CPU. Dieses Vorgehen
hat jedoch zum Nachteil das beim kleinsten Fehler die CPU einen irreparablen Schanden nehmen
kann. Von der Garantie brauche ich ja nicht zu sprechen, da es wohl einleuchtend ist dass allein der
Vorgang des Übertaktens jegliche Garantieansprüche verschwinden lässt.
Wie das Übertaktungspotenzial der AMD 64-Bit CPUs ist, wird sich in den n ächsten Jahren zeigen.
Intel Celeron und Pentium CPUs sind leider zum übertakten schlecht geeignet. Der Multiplikator ist
fest eingestellt und kann nur in seltenen Fällen manipuliert werden. Die Erhöhung des FSB ist hier die
einzige Möglichkeit.
Da jedoch AMD CPUs in der Regel günstiger als die von Intel sind, lohnt sich hier eine Übertaktung
mehr. Außerdem bringt Intel all zu oft einen neuen CPU-Sockel heraus, was AMD CPUs attraktiver
macht.
Mainboards:
Mainboards von Herstellern wie Asus, Gigabyte, Epox und QDI sind (vorraus gesetzt man kauft eine
teuere Deluxe- Version) gut ausgestattet und sehr leistungsf ähig. Die Übertaktungsmöglichkeiten sind
allerdings nur mit einem nForce Chipsatz (inzwischen in der Version 3 erh ältlich) optimal und somit
scheiden einige Hersteller aus. Denn nur bei einem nForce Chipsatz l ässt sich der FSB anheben,
ohne dass der PCI/AGP- Bustakt verändert wird. Bei Chipsätzen wie z.B. KT geht dies nicht. Dort
würde schon das geringste Erhöhen des FSB ein instabiles System hervorbringen.
RAM:
Gerade bei der Erhöhung des FSB spielt der richtige RAM eine große Rolle. Hersteller wie G.E.I.L.
und Corsair haben sich in der Overclocking- Szene einen Namen gemacht. Diese RAM-Module
arbeiten mit einer hohen Spannung (ohne Schaden zu nehmen) und sind auch meist mit einer
passiven Kühlung erhältlich und somit ideal für das Übertakten ausgestattet. Beim Kauf sind beim
RAM auch mit auf Sachen wie z.B. CL, CAS usw. zu achten.
Leider zahlt man für solche guten RAM-Module auch einen entsprechend hohen Preis.
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Kühlung (wir verwenden Luft):
Empfohlen werden meist Kühlkörper von Zahlmann, Lüfter von Papst und beides von Thermaltake.
Natürlich sind auch andere Hersteller nicht schlecht. Letzt endlich muss man sich vorher in
einschlägigen Foren informieren, welche Kühler die beste Kühlung bringen und dabei noch leise (und
nicht zu teuer) sind.
Über weitere Kühlmethoden kann man sich u.a. bei http://www.tractum.de/ inspirieren lassen. J
Gehäuse und Netzteile:
Vor allem das Gehäuse und das Netzteil sind für eine Optimale Kühlung Ausschlag gebend,
vorrausgesetzt man verwendet Kühlung per Luft.
Die Leistung des Netzteils sollte großzügig gewählt werden, um möglichst keinen Engpass beim
anschließen von Lüftern und Geräten zu haben (oder später beim Aufrüsten). Als Netzteile haben sich
die von Enermax und BeQuiet bewährt. Diese Netzteile sind sehr leise und besitzen auch eine
Temperaturgeregelte Lüftersteuerung. Dafür sind sie aber teuer, was sich aber durchaus lohnt.
Als Gehäuse eignen sich – nicht nur für Übertakter – Tower von Cheftek, Thermaltake und Aerocool.
Auf Grund eines durchdachten Gehäusedesings sind alle Komponenten leicht einbaubar und
Halterungen für Lüfter sind auch vorhanden. Das Gehäuse von Aerocool bringt sogar zwei 120 mm
Lüfter vorn und hinten, sowie einen 80 mm Lüfter an der Seite (über der CPU) mit. Somit ist ein
optimaler Durchzug durch das Gehäuse gewährleistet. Laut eigenen Tests ist die Innentemperatur im
Vergleich zu anderen Gehäusen um bis zu 5 °C kühler!
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Die Durchführung …
Da sich das Übertaktungspotenzial nicht mit einer Formel bestimmen l ässt, ist die maximale
Übertaktung nur durch simples Probieren zu ermitteln. Jedoch ben ötigt man entsprechendes
Fachwissen, um vorher die richtigen Komponenten zu verwenden und ein wenig technisches
Geschick, um diese Komponenten im Computer zu verbauen. Praktische Erfahrung von fr üheren
Overclocking sind auch nützlich, da man einschätzen muss, wie weit man seine Hardware belasten
kann. Im schlimmsten Fall kann es zur Zerstörung des Prozessors, RAM und des Mainboards
kommen, was ein sehr teuerer Spaß wird!
Um eine höchst möglichste Übertaktung zu erreichen erhöhen wir den Multiplikator und den FSB. Vor
allem die Erhöhung des FSB bringt einen enormen Geschwindigkeits- Zuwachses bei Spielen und
anderen speicherhungrigen Anwendungen, die dadurch schneller gro ße Datenmengen zwischen
Festplatte und RAM transferieren können.
Bevor wir beginnen wird erst einmal nach einem BIOS-Update gesucht und dieses aufgespielt. Das
schützt uns vor Fehlern, die im neueren BIOS beseitig sind. Das macht vor allem Sinn, wenn man wie bei unserem Test-PC - einige Bugs im altem BIOS entdeckt hat.
Danach wird noch der CPU- Kühlkörper vom Staub befreit und einige Zeit ein Benchmark durchgef ührt
(es wird die Geschwindigkeit des RAMs, FSB und der CPU untersucht). Danach werden die
Ergebnisse notiert, sowie die CPU Temperatur (bei uns 45 °C) unter Volllast bei Zimmertemperatur
gemessen.
Es ist wichtig die CPU Temperatur nur unter Volllast zu messen, da wir ja die maximale
Wärmeentwicklung ermitteln müssen. Falls die CPU Temperatur über 60 °C steigt, sollte man einen
anderen CPU-Kühler nehmen oder gleich alternativen, wie z.B. eine Wasserk ühlung kaufen. Desto
geringer die CPU Temperatur, umso größer kann man übertakten. Jedoch hat jede CPU eine gewisse
Betriebstemperatur die nicht unter- und überschritten werden sollte. Wenn man gern bastelt und Geld
keine Rolle spielt, kann man auch exotische Kühlungen wie z.B. Kompressorkühlung verwenden.
Des Weiteren sollte man beim Übertakten immer seine CPU Temperatur im Auge behalten. Steigt
diese über 70 °C (CPU-Diode) sollte man seinen PC ausschalten und diesen Abk ühlen lassen. Unser
Test- PC verfügt über ein Mainboard mit integriertem Überhitzungsschutz. Dieser tritt allerdings erst
bei einer Temperatur von 75/80 °C in kraft.
Da der nForce2 Chipsatz viele Übertaktungseinstellungen anbietet, testen wir zuerst, ob die CPU
einen frei einstellbaren Multiplikator hat. Dazu gehen wir ins BIOS und erh öhen den Multiplikator test
weise um 0,5 und starten den Computer neu. Glücklicher weise wurde der neue Multiplikator
übernommen und es wird jetzt eine CPU Geschwindigkeit von 1.909 MHz (166 * 11,5) angezeigt.
Wenn der neue Multiplikator nicht akzeptiert werden würde, dann stände uns einiges an Arbeit bevor.
Wir hätten nach einer Anleitung für diesen Prozessortyp, aus dem Internet, einige PINs überbrücken
müssen, dass sehr viel Feingefühl erfordert.
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Jedoch wurde dies schon bei der Auswahl des Prozessors beachtet. Der Athlon XP 2500+ mit Barton
Kern ist für seine Übertaktungsfreundlichkeit bekannt.
Alle weiteren Einstellungen sind durch probieren ermittelt wurden. Um meinen Prozessor nicht zu
zerstören, informierten wir uns vorher auf der AMD- Homepage unter anderem nach den
Standardeinstellungen, maximale Wärmeentwicklung und Spannunge. Diese Informationen kann man
aus der Prozessorbeschreibung ablesen, die oben auf dem DIE der CPU drauf steht.
Mit dem Ausdruck dieser Ergebnisse gehen wir wieder ins BIOS des Computers und probieren weiter.
Um nicht wahllos irgendwelche Werte zu erhöhen, sollte man erst schrittweise den Multiplikator
erhöhen und später dann den FSB. Wahlweise auch umgedreht. Sobald der Bildschirm nach der
Erhöhung des FSB / Multiplikator schwarz bleibt und der Computer keinen Ton mehr von sich gibt,
muss man die VCore Spannung der CPU ein klein wenig erh öhen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass
eine höhere Spannung mehr Hitzeentwicklung verursacht und zur Zerst örung des Prozessors führen
kann! Um wieder ins BIOS zu gelangen schalten wir den PC aus und warten 10 Sekunden. Danach
schalten wir den Computer wieder ein und das BIOS fordert uns auf, den Prozessortakt richtig
einzustellen. Wer ein Mainboard ohne diesen Overclocking- Schutz besitzt, der muss über einen
Jumper (betätigung des Jumpers JBAT) oder durch kurzes rausnehmen der BIOS- Batterie seine
BIOS-Einstellungen löschen.
Nachdem wir wieder im BIOS sind erhöhen wir weiter den Multiplikator in 0,5 Schritten und nach
jedem schwarzen Bildschirm auch den Vcore. Zwischen jedem erh öhen des Multiplikators wird MS
Windows gestartet und ein kurzer Benchmark laufen gelassen. Das zeigt uns, ob die CPU mit dem
neuen Prozessortakt relativ stabil läuft (ob das System wirklich stabil läuft zeigt sich erst, wenn man
den Benchmark mindestens 24 h laufen lässt.).
Nachdem wir die Grenze der CPU erreicht haben (eine Erh öhung des Multiplikators und des Vcore
bringt nur noch schwarzen Bildschirm), lassen wir eine l ängere Zeit einen Benchmark laufen und
messen danach die CPU Temperatur. Hierbei stellt sich dann raus, ob die CPU stabil l äuft oder ob es
öfters zu Abstürzen / Festfahren kommt (bzw. Windows XP bringt einen blauen Bildschirm).
Erst jetzt können wir beginnen den FSB zu erhöhen. Beim Erhöhen des FSB ist zu beachten, dass
man ggf. den Multiplikator etwas verringern muss, da die CPU nicht mehr verkraftet. Der FSB selbst
wird in 1 MHz- Schritten erhöht und danach immer ein kurzer Benchmark gestartet.
Sobald wieder Abstürze auftreten oder der Computer sich festfährt, müssen wir den FSB Takt
verringern. Alternativ kann man auch ein wenig die Spannung erh öhen (Standardmäßig 2,6 Volt),
jedoch kann das den RAM dauerhaft beschädigen! Diese Option ist also mit Vorsicht zu genießen und
sollte nur bei Qualitativ hochwertigem Marken- RAM angewendet werden. RAM- Module von G.E.I.L.
sind z.B. richtige Overclocking- RAMs, da diese sehr viel Spannung vertragen.
Wenn wir unsere Tests beendet haben und der Meinung sind, dass nicht mehr Leistung rauszuholen
ist, wird eine Reihe Belastungstests durchgeführt. Das können verschiedene Benchmarks sein, die
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einige Stunden laufen sollten. Wenn während dieser Zeit keine Fehler auftreten, können wir davon
ausgehen, dass das System relativ stabil läuft und wir können uns die neuen Benchmark Ergebnisse
und die CPU-Temperatur (unter Volllast bei Zimmertemperatur) notieren.
Leider lassen sich nach diesen Dauertest nicht genau sagen, ob der PC stabil l äuft und ob nicht schon
der RAM oder die CPU schaden genommen hat. Dies merkt man meist erst sp äter, wenn man den PC
längere Zeit im „Alltagsbetrieb“ nutzt.
Während unseres Versuches, den Multiplikator von 12,0 auf 12,5 zu erh öhen mussten wir auch den
VCore auf 1,800 erhöhen. Dies hatte eine drastische Erhöhung der CPU Temperatur zu folge. Um
unseren Versuch und die CPU an dieser Stelle nicht zu gef ährden, stellten wir einen ca. 40 cm (im
Durchmesser) Standventilator vor das offene Gehäuse und öffneten alle Fenster und Türen, um einen
größeren Durchzug zu bekommen. Darauf hin kühlte auch alles um ca. 7 °C ab. Jedoch reichte das
gerade so, um am Ende noch ein wenig den FSB anzuheben.
Zusätzlich für den Belastungstest verwendeten wir noch SETI. Dieses Programm ist kein
Benchmarkprogramm, eignet sich aber auf Grund seiner 100% CPU Auslastung f ür solche Tests.
Außerdem kann man anhand der Dauer der Berechnung einer Arbeitseinheit (WU) Vergleiche mit der
CPU bei Standardwerten und der Übertakteten CPU aufstellen.
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5. Fazit – Sinn des Overclocking
Zuerst wollen wir uns eine Zusammenfassung der erreichten Benchmark- Werte ansehen und
Vergleiche anstellen:
Der Computer
vorher
Der Computer
nachher
Steigerung
CPU Takt
1.833 MHz
2.215 MHz
17,25 %
FSB / RAM Takt
166 / 333 MHz
177 / 354 MHz
6,31 %
RAM Bandbreite (theoretisches Max.)
5.333 MB/s
5.632 MB/s
5,61 %
FSB Bandbreite (theoretisches Max.)
2.666 MB/s
2.816 MB/s
5,63 %
Temperatur – CPU
35 °C *
29 °C **
- 6 °C
Temperatur – CPU-Diode
59 °C *
70 °C (!!!) **
+ 11 °C
Temperatur – RAM
Kein Sensor
Kein Sensor
-
Temperatur – Mainboard
42 °C *
41 °C **
- 1 °C
Benchmark – Hot CPU
5.749 Punkte
6.699 Punkte
16,53 %
Benchmark – EVEREST – lesen
2.548 MB/s
2.619 MB/s
2,79 %
Benchmark – EVEREST – schreiben
987 MB/s
1.057 MB/s
7,09 %
Benchmark – EVEREST – Verzögerung
104,0 ns
96,4 ns
- 7,31 %
Benchmark – Dr. Hardware – CPU
1.936 Punkte
2.336 Punkte
20,66 %
Benchmark – Dr. Hardware – FPU
1.144 Punkte
1.376 Punkte
20,28 %
Benchmark - Sandra – Dhrystone ALU
7.573 MIPS
9.127 MIPS
20,52 %
Benchmark - Sandra – Whetstone FPU
2.865 MFLOPS
3.463 MFLOPS
20,87 %
Benchmark - Sandra – RAM Integer
EMMX/SSE
2.555 MB/s
2.681 MB/s
4,93 %
2.398 MB/s
2.550 MB/s
6,34 %
Benchmark – Sandra – RAM Float
EMMX/SSE
Anmerkungen: * Gemessene Temperatur bei einer Raumtemperatur von ca. 20°C und ohne Ventilator.
** Gemessene Temperatur mit Einsatz des Ventilators bei einer Raumtemperatur <20 °C.
Zusätzlich zur Tabelle ist anzumerken, dass die Temperaturen der CPU und des Mainboards durch
bessere Kühlung westendlich gesenkt werden können. Jedoch sind bei diesen Temperaturen nur eine
Wasserkühlung zu empfehlen, da alle Lüfter und der Ventilator am Maximum arbeiten. Außerdem ist
bei dem Lärm und der Kälte kein normales Arbeiten möglich.
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Die CPU- Diode kurz vor den 70 °C:
Der PC ist jetzt vom Athlon XP 2500+ auf einen Athlon XP 3200+ übertaktet wurden. Um das zu
erreichen mussten folgende Einstellungen übernommen werden:
Multiplikator:
12,5 (Standard: 11,0)
RAM / FSB:
177 MHz (Standard: 166 MHz)
RAM:
1,7 Volt (0,1 Volt mehr als normal.)
CPU- Core:
1,800 Volt (0,15 Volt mehr als von AMD empfohlen!!!)
Insgesamt ist also der PC um ca. 11,58 % schneller geworden und das ohne viel an Stabilität
einzubüßen (Ein Dauertest mit 70 °C war uns dann doch zu viel. Daher bleibt die Annahme dass es
ca. jede Stunde zu einem Absturz kommen könnte, was sich aber durch eine Wasserkühlung
vermeiden lässt.). Das einzig negative sind die hohen Temperaturen des Mainboards und der CPU,
die nur durch den zusätzlichen Einsatz eines 40 cm Standventilators gekühlt werden können!
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AMD empfiehlt eine Athlon CPU mit nicht mehr als 90 °C zu betreiben. Jedoch sind auch schon 70 °C
unzumutbar, da dadurch Abstürze vorprogrammiert sind und die Lebensdauer des Prozessors
verringert wird.
Der CPU- Typ wird von EVEREST nicht richtig erkannt, Windows XP erkennt auch nur einen 2800+:
Laut AMD entsprechen aber 2.215 MHz einen Athlon XP 3200+:
Athlon XP 2500+, Barton- Kern, 333 MHz FSB
1.833 MHz
Athlon XP 2800+, Barton- Kern, 333 MHz FSB
2.083 MHz
Athlon XP 3000+, Barton- Kern, 400 MHz FSB
2.167 MHz
Athlon XP 3200+, Barton- Kern, 400 MHz FSB
2.200 MHz
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Somit ist der letzte Zweifel ausgeschlossen. Wir haben einen Athlon XP 3200+! Jedoch ist zu
beachten, dass der originale Athlon XP 3200+ Standardm äßig mit einem FSB von 200 MHz arbeitet,
unserer nur mit 177 MHz (übertaktet um 11 MHz). Somit haben wir zwar die gleiche CPU Taktung,
aber weniger FSB. Das macht sich besonders bei Multimediaanwendungen bemerkbar, da wir mit
unserem übertakten Modell weniger Datendurchsatz erreichen. Auch überraschend für uns war das
der Arbeitsspeicher Marke Noname so mit dem Übertakten zurechtkam. Trotz Erhöhung des FSBTaktes und der Spannung des RAMs lief er immer stabil. Was wider unseren Erwartungen war.
Bei Chip (eine Computerzeitschrift) wurde ein Athlon XP 2500+ sogar auf 3400+ übertaktet. Für diese
hohen Taktraten reicht bei uns jedoch die Kühlung bei weitem nicht mehr aus.
Als letztes wollen wir noch Preisvergleiche vornehmen:
Preise damals
Athlon XP 2500+, Barton Kern, CPU on Box
219,00 € *
Preise heute ***
Athlon XP 3200+, Barton Kern, CPU in Box
ca. 460 € *
122,00 €
2 x 512 MB DDR RAM, 166/333 MHz, No-Name Speicher
65,00 € * + 62,00 € **
80,00 €
Gesamtpreis (CPU + RAM) ohne Übertakten
346,00 €
145,00 €
Gesamtpreis (CPU + RAM) mit Übertakten
587,00 €
202,00 €
Ersparnis
261,00 €
57,00 €
65,00 €
Anmerkungen: * Mai 2003, ** Januar 2004, *** Mai 2005
Der Preisvergleich ist allerdings eher subjektiv, da Werte wie z.B. Arbeitsstunden nicht mit aufgef ührt
sind.
Der Test- PC läuft inzwischen wieder mit seinen Standardeinstellungen (also als 2500+). Also
Konsequenz des großes Übertaktungspotenzials bestellte ich einen besseren und leiseren CPUKühlkörper und Lüfter (der bis 3400+ ausgelegt ist) und werde später – je nach
Temperaturentwicklung – den 2500+ wieder auf 3000+ oder 3200+ übertakten. Eine Wasserkühlung
kommt für mich wegen des Preises (ca. 100 €) derzeit nicht in frage.
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Literaturverzeichnis
Bücher
[B1] Prof. Dr.Christian Martin: „Einführung in die Rechnerarchitektur“,
Fachbuchverlag Leipzig
[B2] Messmer: „PC Hardwarebuch “, Addison Wesley
[B3] Prof. Dr.-Ing. Roland Woitowitz und Prof. Dr.-Ing. Klaus Urbanski:
“Digitaltechnik”, 4. Auflage, Springer Verlag
Internet
[I1] http://www.de.tomshardware.com/
[I2] http://www.kaltmacher.de/
[I3] http://www.amd.com/
[I4] http://www.pc-erfahrung.de/
[I5] http://www.chip.de/
[I6] http://www.tractum.de/
[I7] http://www.elektronik-kompendium.de/
Orginaldokument (Internet)
[O] http://www.marfir.rhcs.de/overclocking_study.doc
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