Ретроклокинг: найшвидший 486-й процесор

17

Зміст

  • вступ
  • amd am5x86-p75
  • материнська плата як інструмент розгону
  • операційна середовище
  • вибір відеокарти
  • тестовий стенд
  • результати тестування
    • pc player benchmark
    • superscape benchmark v.1.0 c
    • topbench v.3.8
    • doom v.1.09
    • quake v.1.06
    • speedsys v.4.70
    • memory bandwidth
    • data cache l1/l2
    • memory throughput
    • hexus pifast або трохи роздумів про цифри
    • sisoftware sandra 2002
  • глибока заморозка
  • висновок

Вступ

Лабораторія продовжує цикл статей про ретроклокінг. Цього року вже виходила стаття, присвячена всій різноманітності 486-х процесорів, де взяли участь різноманітні моделі. Починаючи з екзотичних моделей cyrix і umc і закінчуючи класичними intel 80486 dx2/dx4, що працюють на 100 мгц, і їх аналогами amd c аналогічною частотою, а також amd am5x86 з pentium індексом «p75», що працює на частоті 133 мгц, і intel pentium overdrive 83 мгц.

  • ретроклокінг: доісторичний overclocking

Минулого разу можна було спостерігати протистояння різних процесорів різних виробників, але перемогу тоді здобув розігнаний з 83 до 100 мгц intel pentium overdrive.

Мені весь цей час не давало спокою такий стан справ, і я шукав шляхи вирішення, як зробити систему на socket3 ще швидше і дістатися до самого краю її продуктивності або навіть перевершити його з системою фазового переходу (або в простолюдді «фреонкою»). Екстремальний розгін найшвидшого 486-го процесора, який показав кращі результати на “повітрі”, вас чекає в кінці цієї статті.

Варіантів побудувати найшвидшу» 486-ю ” систему не так вже й багато. По суті їх всього два: перший це розігнаний до 100 мгц intel pentium overdrive 83 мгц з частотою системної шини 40 мгц; другий – amd am5x86-p75 зі стоковою частотою 133 мгц і шансом на хороший розгін.

З першим варіантом минулого разу я зробив все, що зміг. Ні за яких обставин на різних socket3 материнських платах intel pentium overdrive 83 мгц з множником 2.5 більше, ніж на 100 мгц, працювати не міг. Формула такої роботи була 40 х 2.5 = 100 мгц.

Спроби встановити системну шину 50 мгц і надії побачити на екрані монітора заповітні 125 мгц ні до чого не привели, крім світіння індикації «с0» на post-карті. Множник у цього процесора приймає всього два значення: х1 і х2. 5, звідси всі варіанти були випробувані. Тому ця стаття цілком і повністю буде присвячена плану б!

Amd am5x86-p75

Як і у intel, у amd був свій модельний ряд 486-х процесорів. Туди входили як різноманітні моделі am486dx з математичним співпроцесором, так і am486sx без оного (за аналогією з моделями процесорів intel 486dx і 486sx). Це все можна було спостерігати з 1993 року.

Коли intel представила свого флагмана i486dx4 з частотою 100 мгц, amd відповіла 120-ти мегагерцовим a80486dx4. А далі пальма першості» синього ” табору відразу ж перейшла до intel pentium overdrive 83 мгц з дуже сильним блоком обробки чисел з плаваючою комою (fpu). Все ж в основі цього процесора лежало нове і дуже швидке ядро наступного покоління pentium.

Відповіддю на pentium з боку amd в кінці 1995 року стало нове покоління процесорів під назвою am5x86-p75. Кристал процесора вироблявся по 350 нм техпроцесу, замість 500 нм у a80486dx4. Обсяг кеш-пам’яті першого рівня також збільшився вдвічі і дорівнював 16 кбайт. L2 кеша у процесорів тоді не було, він розташовувався на материнській платі.

По продуктивності am5x86-p75 був порівнянний з pentium з частотою 75 мгц, що явно вказувалося в маркуванні процесора у вигляді суфікса «p75», при цьому частота процесора становила 133 мгц. Варіацій таких ” p75 “було вироблено” зеленим ” чіпмейкером предостатньо:

  • am486dx5-133adw, vcore – 3.45 в, максимальна температура корпусу 55°c;
  • am486dx5-133ady, vcore-3.45 в, максимальна температура корпусу 75°c;
  • am486dx5-133adz, vcore – 3.45 в, максимальна температура корпусу 85°c;
  • am486dx5-133v16bgc, vcore – 3.30 в, t= 85°c (підтримка розширеного управління живленням);
  • am486dx5 – 133w16bgc, vcore-3.45 в, t= 85°c (підтримка розширеного управління живленням)/

Вироблялися am486dx5 процесори, крім 168-контактного pga (з ніжками), ще й в 208-контактному sqfp виконанні з планарними висновками, розташованими по всіх чотирьох сторонах корпусу процесора. Але цей варіант в розрахунок я не беру, зате тепер видно, яке розмаїття було доступно користувачам того часу.

am5x86-p75 у форм-факторі sqfp.

Хоча є один цікавий варіант kingston “turbochip”, де am5x86-p75 з маркуванням am486dx5-133v16bhc у виконанні sqfp розпаяний на платі з ніжками (pga 158), але знайти такий зразок зараз дуже нелегко.

У планах у amd був випуск 160 мгц моделі am5x86-p90 (40 мгц x 4), але, на жаль, її скасували. Зате світ побачила модель з частотою 150 мгц – am5x86-p75+ (50 мгц x 3), але вона продавалася в дуже невеликих кількостях і зустріти її в реальному житті дуже і дуже складно.

Всі ці процесори об’єднує ще й те, що вони дозволяють вибрати два значення множника: х3 і х4, що поряд з широким діапазоном системної шини дає більше варіантів комбінацій з розгоном, ніж використання intel pentium overdrive 83 мгц з його невеликим значенням множника – х2.5.

Тепер, коли вся інформація про характеристики таких процесорів стала відома, настав час вибору кращого екземпляра. У мережі можна знайти безліч думок. Одне, дуже поширене полягає в тому, що цп із закінченням на am486dx5-133ad z або з найвищою робочою температурою найкраще розганяються. Спробуйте це розповісти моєму екземпляру am486dx5 – 133ad w , який на 200 мгц в змозі завантажити dos і виконати один тест. Іншими словами: розгін це лотерея.

За весь час у мене перебувало близько півсотні різних am5x86-p75. З різними тепловими характеристиками і роками випуску (від 1996 до 2001), загалом, весь можливий асортимент. І на підставі цих даних я можу зробити свої припущення про вдалість тих чи інших екземплярів.

На самому початку я шукав процесори з пізньою датою випуску, з 1997, 1998 датою виробництва. Але також були 1999, 2000 і навіть 2001. Мій 133adw був випущений на 36-му тижні 1996 року, а ще більш вдалий в плані розгону 133adz взагалі на 6-му тижні 1996-го.

Так що рік виробництва зовсім нічого не вирішує. За моєю статистикою, 85% всіх am5x86-p75 здатні працювати на 160 мгц (40 х 4) при штатній напрузі 3.6 в або в гіршому випадку на 4.0 в. Якщо процесор не здатний на це, це вкрай невдалий екземпляр.

А ось на 180 мгц (60 х 3) може працювати не так багато процесорів, я б сказав, в межах 10%. Тут вже потрібна напруга 3.6 в або в крайньому випадку 4.0 в.підкорити 200 мгц в різних варіаціях 50 х 4 або 66 х 3 можуть лише одиниці.

Ось фото мого процесора, який без будь-якої праці працює скрізь, від dos до windows 2000, при напрузі всього 3.6 в.

реклама

Він в змозі годинами під 100% навантаженням «крутити» важкі бенчмарки і при цьому залишатися абсолютно стабільним. В якості охолодження використовується звичайний алюмінієвий радіатор для платформи socket7, що притискає сам себе своєю невеликою вагою і зовнішній обдув. Посилання на валідацію.

Материнська плата як інструмент розгону

Вибір системної плати для максимального розгону платформи 80486 також справа непроста. Кількість випробуваних екземплярів моделей, звичайно, не така велика, як випробуваних екземплярів процесорів, але в підсумку краще використовуваної мною раніше shuttle hot-433 на чіпсеті umc 8886af/8881f я так і не знайшов.

У неї достатньо слотів розширення 4 х pci і 4 х isa, вісім посадочних місць під мікросхеми l2 кешу, що робить можливим сумарно використовувати цілий 1 мбайт кеш-пам’яті другого рівня. Доповнює це чотири роз’єми для оперативної пам’яті з підтримкою типу пам’яті edo-ram.

Реклама

Але, що найголовніше — те, що ця материнська плата стабільно може тримати fsb при частоті 60 і 66 мгц, що для 486-х систем вже вкрай багато. А також володіє офіційною підтримкою 256 мбайт оперативної пам’яті. Такий обсяг можуть дозволити собі одиниці моделей. Тут потрібно відзначити, що всі 256 мбайт будуть кешовані в режимі роботи кешу write through. У більш швидкому режимі write back кешується тільки 128 мбайт.

На додаток vrm материнської плати підтримує широкий вибір напруг. Користувачеві доступні значення: 3.3, 3.45, 3.6, 4.0 і 5.0 в, що дозволяє дуже гнучко виставляти потрібні значення при розгоні.

Але все ж мені довелося дещо поміняти в материнській платі. Замість колишньої використовуваної версії bios від ami,Датований жовтнем 1994 року, я прошив, можна сказати, суперсучасну прошивку award, випущену в січні 2001 року.

Після такого софтварного апгрейда плата стала працювати ще краще, покращилися розгін і сумісність з дисковою підсистемою. Відразу без проблем заробив мій 20 гбайт hdd, хоча, думаю, на цій bios будуть працювати і більш ємні hdd аж до 128 гбайт, але я зупинився на картах compact flash. Вони і швидше, і десь навіть надійніше.

Реклама

Якщо відкрити керівництво по використанню материнської плати shuttle hot-433, можна побачити цікаву інформацію:

Офіційно підтримується 256 мбайт оперативної пам’яті. Керівництво було написано ще в 1995 році для ami bios. У ті роки 32 мбайт були як зараз 32 гбайт, якщо не більше, але 256 мбайт це щось з розряду фантастики. І таку фантастику я, природно, вирішив встановити.

реклама

Ось так виглядають цілих 256 мбайт оперативної пам’яті стандарту edo-ram в simm модулях з 72 контактами. На кожному модулі розташовуються вісім мікросхем пам’яті, кожна об’ємом 8 мбайт. Дані модулі пам’яті односторонні, нереєстрові і без корекції помилок. Відповідно, в разі використання двох сторонніх модулів пам’яті можна було розраховувати взагалі на сумарний обсяг в 512 мбайт, але це була б вже зовсім інша фантастика.

Ось так виглядає система зберігання даних у вигляді карт compact flash і два набори оперативної пам’яті 256 і 128 мбайт. Модулі об’ємом 32 мбайт – двосторонні, містять 16 мікросхем пам’яті, кожна об’ємом 2 мбайт.

Операційне середовище

У ентузіастів, які в «темі», може виникнути питання «навіщо 256 мбайт в 486 пк?”для dos вистачить з головою і 32 мбайт, але мені хотілося саме на практиці відчути всю міць такого обсягу і упевнитися, що він реальний і ним можна користуватися.

Реклама

На дану систему я встановив відразу ряд операційних систем: windows 98se, windows nt sp6 і windows 2000 sp4.

windows nt sp6, 200 мгц am5x86-p75 і 256 мбайт ram.

Все це компактно розмістилося на двох cf. 8-мигигабайтную карту я попередньо розбив на два розділи. Перший, об’ємом 2 гбайт, відформатував під fat16, щоб встановити windows nt, а другий – в fat32, куди встановив windows 2000.

windows 2000 sp4, 200 мгц am5x86-p75 і 256 мбайт ram.

Найкраще справи з переміщенням вікон і всілякої активністю користувача йшли в windows 98se. У win nt теж все було швидко, а ось в windows 2000 вже відчувалися «гальма», незважаючи на те, що процесор працював на частоті 200 мгц з 66-ти мегагерцовой системною шиною. Якщо встановити pci-дисковий контролер з ssd диском, то це трохи поліпшить ситуацію, так що є ще куди прагнути.

Вибір відеокарти

Може здатися дивним, але питання вибору відеокарти під таку систему дуже актуальне. Якщо ви думаєте, що підійде будь-яка відеокарта, то ви помиляєтеся. Мені, звичайно, хотілося відразу туди поставити шосту geforce c підтримкою шейдерів, але реальність диктує свої правила.

Ось такий набір pci відеокарт був приготований для тестування:

Зліва направо:

  • creative graphics blaster, ct6700, riva tnt, 16 мбайт;
  • stb, 3dfx voodoo 3000, 16 мбайт;
  • diamond stealth iii s540, s3 savage4 pro, 32 мбайт;
  • pny, geforce mx400, 64 мбайт, 64-біт.

Vlb s3 відеокарта наведена чисто для порівняння розмірів;) я міг ще в список включити більш сучасні pci відеокарти на зразок radeon 7500 або старших geforce, але не всі відеокарти навіть з мого списку змогли відобразити картинку в bios.

Перша creative ct6700 з gpu riva tnt відображає картинку в dos, але в будь-який з windows не вдається встановити драйвери. 3dfx voodoo 3000 взагалі не виводить картинку на монітор, демонструючи лише чорний екран. Diamond stealth на s3 savage4 pro успішно працює скрізь, це найкраща модель в плані сумісності з усіх, які у мене є з роз’ємом pci для ос windows. Geforce2 mx400 також не показує будь-яке зображення на моніторі.

Все це було перевірено на bios, датованій 2001 роком; з більш ранніми версіями ситуація ще гірша. Тому в якості тестової відеокарти для windows я зупинився на diamond stealth iii s540.

Благо у мене є її нова боксова версія. Так що вибір кожного компонента це не зовсім просте завдання. Також в якості компаньйонів тестування виступлять материнська плата ecs up8812-aio на чіпсеті umc 8886bf / 8881f і pci відеокарта alliance promotion, at3d, з 1 мбайт відеопам’яті.

Тестовий стенд

Основні компоненти системи.

  • процесор: amd am5x86-p75 133 мгц;
  • материнські плати:
    • shuttle hot-433, чіпсет umc 8886af / 8881f, bios award від 05/01/2001;
    • ecs up8812-aio, чіпсет umc 8886bf / 8881f, bios award від 22/03/1996;
  • оперативна пам’ять: memorybank, 256 мбайт kit (2 x 64 мб), edo non-parity, 60 нс 5 в;
  • відеокарта:
    • pci diamond stealth iii s540, s3 savage4 pro, 32 мбайт;
    • pci alliance promotion, at3d, 1 мбайт;
  • накопичувач: compact flash, 8 гбайт, x133;
  • блок живлення: fsp 500-60gln (3.3 в – 30 a, 5 в – 30 а, 12 в – 2 х 18 а).

Тестування проводилося в windows 2000 sp4 і ms-dos 6.22 з допомогою наступного за:

  • pc player benchmark;
  • superscape benchmark v.1.0 c;
  • topbench v.3.8;
  • speed test v.2.1;
  • doom v.1.09;
  • quake v.1.06;
  • speedsys v.4.70;
  • sisoftware sandra 2002.

Результати тестування

Основна частина тестів була зроблена в dos, решта – в windows 2000 sp4. Щоб зрозуміти, яку надбавку отримає кінцевий користувач від розгону, я вирішив використовувати шість станів цього чудового процесора. В результаті ви отримаєте відповідь, яка буде надбавка до швидкості в залежності від вдалості знайденого вами зразка.

Перерахую всі шість варіантів роботи amd am5x86-p75 133 мгц:

  • 133 мгц – 33 х 4 (номінальний);
  • 150 мгц-50 х 3;
  • 160 мгц-40 х 4;
  • 180 мгц-60 х 3;
  • 198 мгц-66 х 3;
  • 200 мгц-50 х 4.

Pc player benchmark

pc player benchmark

кадри в секунду, fps більше-краще

Даний тест проводиться в дозволі 320 х 200 з 8-бітним кольором. У ньому добре помітно, що перевага віддається не підсумкової частоті процесора, а більшій ширині системної шини, через яку за одиницю часу проходить більший обсяг даних до процесора. Тому 180 мгц amd am5x86-p75 виглядає в даному тесті краще, ніж 200 мгц процесор з fsb=50 мгц і множником, рівним чотирьом.

Superscape benchmark v.1.0 c

superscape benchmark v.1.0 c

кадри в секунду, fps більше – краще

Тут картина повністю аналогічна попередньому тесту.

Topbench v.3.8

topbench v.3.8

бали більше-краще

Як і минулого разу, при системній шині 40 мгц в даному тесті у процесора спостерігається провал продуктивності. Та ж картина спостерігається для процесора, що працює на 150 мгц з частотою fsb 50 мгц.

Doom v.1.09

doom v.1.09

кадри в секунду, fps більше-краще

За замовчуванням тест видає результат у своїй величині під назвою «realticks», а щоб отримати fps, потрібно використовувати наступну формулу «fps = 74690 / realticks». На 40 мгц fsb в doom також краще не грати.

Quake v.1.06

quake v.1.06 (320 х 200)

кадри в секунду, fps більше – краще

В quake нарешті 200 мгц (50 х 4) amd am5x86-p75 обійшов 180 мгц варіант з fsb 60 мгц. А ось варіант з частотою в 150 мгц виявився краще, ніж більш швидкий 160 мгц варіант з меншою частотою fsb. 198 мгц процесор з самою швидкісною частотою системної шини як і раніше переможець всіх тестів.

Speedsys v.4.70

speedsys v.4.70

підсумковий бал більше-краще

Мабуть, найцікавіший бенчмарк, найбільш точно відповідає за розстановку процесорних сил. З нього видно наступне: щоб вийти на результати 100 мгц intel pentium, що належить до п’ятого покоління процесорів, amd am5x86-p75 доводиться працювати на вдвічі більшій частоті і з більшою частотою системної шини. Amd am5x86-p75 відноситься до четвертого покоління процесорів. Ось така технологічна прірва між цими поколіннями.

Memory bandwidth

memory bandwidth

мбайт / с більше-краще

Data cache l1 / l2

data cache l1 / l2

мбайт / с більше-краще

Memory throughput

memory throughput

мбайт / с більше-краще

Hexus pifast або трохи роздумів про цифри

Даний тест обчислюєЧисло пі з точністю 10 мільйонів знаків після коми. Розігнаний до своєї найвищої продуктивності am5x86-p75 робить це за 1 годину 32 хвилини і 16 секунд. 83 мгц pentium overdrive на socket 3 для цього потрібно всього 1 годину 00 хвилин 55 секунд або на півгодини менше. Це ж завдання intel pentium overdrive 133 мгц на socket4 виконує вже за 38 хвилин і 37 секунд. А класичний pentium – 100 на socket 7 з sdram пам’яттю підраховує результат розрахунків числа pi за 20 хвилин і 11 секунд.

Установка операційної системи win nt або win 2000 відбувається близько чотирьох годин, якщо не більше, і це прямо на compact flash card.

Sisoftware sandra 2002

Нижче на скріншотах можна побачити продуктивність розігнаного до 198 мгц amd am5x86-p75 (66 x 3):

Цікаво, що sandra вважає, що частота процесора дорівнює 332 мгц, але рейтинг дорівнює 187. Нижче результат intel pentium overdrive, що працює на 100 мгц.

Результат в 198 мгц amd am5x86-p75 (66 x 3) в cpu multi-media benchmark:

А нижче результат intel pentium overdrive на частоті 100 мгц:

І на завершення результат роботи підсистеми оперативної пам’яті amd + umc в ос windows:

Глибока заморозка

Як ми вже переконалися, мені попався дуже вдалий екземпляр am5x86-p75. І мені, природно, було цікаво, а чи здатний він на більше? я ділився цим результатом з колегами по оверклокерському цеху, і більшість висловила припущення, що наступний рубіж, яким є частота 240 мгц, даний екземпляр повинен подужати.

Для цього достатньо виставити множник х4 для частоти системної шини 60 мгц. Але якщо припустити, що він готовий піти ще далі, то при fsb 66 мгц можна і зовсім розраховувати на 264 мгц.

mr. Freeze з ” batman&robin “(1997).

До слова, shuttle hot – 433 дуже цікава материнська плата і вона може виставити системну шину, рівній фантастичним 83 мгц для цього сокета. Відповідна комбінація джамперів є, але мені невідомо, що буде працювати на такій частоті. Гіпотетична технологічна межа платформи socket3 становить цілих 332 мгц або 83 х4.

Щоб перевірити всі припущення, пора задіяти «фреонку». В якості козирів у мене є запас по напрузі vcore, це можливість встановити 4.0 в і божевільні 5 в для ядра amd x5.

У першому випадку руху по post-карті не було, все по нулях.

Залишалися 5 в, які могли з деякою часткою ймовірності відправити процесор в вальхаллу, але киплячий фреон проморозив до – 30°c весь процесор наскрізь, і я вирішив, що жертва заради експерименту виправдана. Це ж сайт overclockers.ru!

Результати на post-карті ожили, здався с1, потім 04, с3, і, на жаль, на цьому все зупинилося. Не допомогли ні глибока заморозка, ні навіть подача напруги 5 в.

Висновок

В рамках даного експерименту я черговий раз переконуюся, що розгін це лотерея. Можна шукати процесори за датою і місцем виробництва, за степпінгом і іншими критеріями, але вдалий зразок може зустрітися несподівано і всупереч усім цим умовам.

Що стосується продуктивності amd am5x86-p75, то не обов’язково гнатися за красивою цифрою в 200 мгц, хоча саме її досягнення і почуття, що ти це зробив – надають собі впевненості і заряджають зсередини оверським духом, який змушує йти далі. Якщо ваш екземпляр материнської плати здатний видавати стабільні 60 мгц по fsb, і процесор в змозі працювати на ній з множником х3, то цієї продуктивності вистачить на 95% всіх завдань. Решта 5% потрапляють на» золотий ” екземпляр процесора, здатного ще на трохи.

Я намагався знайти свідчення роботи хоча б одного amd am5x86-p75 на частоті 240 мгц, але такої інформації так і не знайшов.

Можливо, це фізична межа транзисторів, і вони просто не можуть працювати на такій частоті, але в запасі, як завжди, є ще один варіант. Відшукати ще більш вдалий зразок процесора або заморозити все рідким азотом до -198°c. Так що не прощаюся 😉

максим романов aka max1024