Poznámka: pokud vás technické záležitosti odemykání násobiče procesorů Athlon nezajímají (doufám však, že jsou podané velmi přehledně), avšak chcete se dozvědět jak "konvertovat" vašeho Athlona XP 2400+ a vyššího na frekvenci sběrnice 333MHz (u kterého se propustnost paměti se v testu SiSoft Sandra pohybuje okolo 2600 bodů), můžete přímo přejít na poslední kapitolu článku.

Základy aneb "vo co go"

Když před třemi léty připravovala firma AMD koncepci svých nových procesorů určených pro tehdy novou patici Socket A (dnes jsou reprezentanty této řady procesory Duron a AthlonXP), byla postavena před klasický problém výrobců procesorů: Jak určovat procesorům jejich rychlost (přesněji jak nastavit a zafixovat násobitel FSB) v situaci, kdy je vhodné, aby finální testy probíhaly až na plně zapouzdřených čipech přičemž změna elektrického zapojení uvnitř pouzdra prakticky nepřipadá v úvahu.

Napevno nastavený násobitel = vízová povinnost pro procesor

Nejdříve, v dobách "původního" Pentia, se problém násobiče neřešil vůbec - násobitel se nastavoval "ručně" na základní desce (většinou svorkami / jumpery), a to podle údajů vytištěných na procesoru, přesně podle manuálu základní desky.

Vnější nastavení násobiče (anglicky multiplier) bylo předáno procesoru, který jim vynásobil rychlost externí sběrnice (FSB - Front Side Bus) a získal tak svůj pracovní takt. Byl-li nastaven násobič 4 a takt FSB byl 66.6MHz, pracoval procesor na frekvenci 266MHz atd.

To samozřejmě nahrávalo overckockerům, kteří se mohli pokoušet daný procesor popostrčit výše, ale především také specializovaným gangům (remarkers), které mnohým procesorům (po zjištění že snese více než kde je zařazen) měnily jen... označení a pochopitelně i cenu. Profesionální změnou potisku tak bylo možné vydělávat milióny. Poznámka: U pozdějších procesorů už Intel nalezl způsob, jak nevratně měnit násobitel tak, že tento způsob přetaktovávání i remarkingu téměř vymizel.

U AMD však přišli na zcela unikátní nápad: Procesory se těsně po zapouzdření jeví jako "obojetné" - není u nich nastaven ani násobitel, ani jiné parametry (tedy například to, jsou-li vhodné pro víceprocesorové systémy), a teprve po testech funkčnosti a také podle toho, jaké procesory jsou aktuálně potřeba (marketingové hledisko) se "cejchují" na konkrétní rychlost.

Laserem na procesor

Slovo cejchují je na místě, neboť celá operace probíhá laserem. Na povrch procesoru jsou totiž vyvedené krátké vodivé dráhy - můstky - které ve finále, po jejich odpovídajícím přerušení, určují nejen násobič (on x frekvence sběrnice = frekvence procesoru) ale i další parametry procesoru. Laser pak podle potřeby "napálí" i odpovídající označení a sérii jádra přímo na plochu čipu.

Na obrázku je AMD Duronu (jádro Morgan) - jsou zde vidět skupiny můstků L1 - Lx.
Pouzdro je keramické, přerušení můstků je nepatrné (cca 0.1mm).

Můstky na procesoru jednak určují logické úrovně (0/1) jednotlivých vedení FID a BP-FID (např. kombinací přerušených můstků v soustavě L3 a L4) určujících výsledný přednastavený násobič (např. 10x, 12x...), jiné můstky zase tyto úrovně přivádějí na základní desku (za tento úkol je typicky "zodpovědná" soustava můstků L1).

Původní násobitel - kombinace čtyř bitů

Porovnáváním různých procesorů se zjistilo, že násobitel je určen čtyřmi bity (můstky a jejich kombinace vytvářejí čtyři logické přepínače o stavu 1 / 0) - k dispozici je tedy 16 kombinací. Firma AMD tehdy začala na hodnotě 5x (první procesory skutečně "startovaly" od 500MHz) a pokračovala po kroku 0.5 až k hodnotě 12.5x.

Novější procesory AthlonXP (jádro Palomino) mají jiné rozmístění můstků
- "odemykací" funkce můstků L1 však zůstala.

L1 - cesta k manipulaci násobičem

U původní řady procesorů je možné, pokud máte tzv. overclockerskou desku, přes vedení L1 ovlivňovat (vlastně "přebít" - anglicky force) nastavení násobitele určené výrobcem - například v setupu BIOSu, položka CPU Multiplier nebo CPU Ratio.

U většiny procesorů jsou však můstky L1 rozpojené (a to již zmíněným propálením laserem) - jejich opětovným spojením je pak možné takovýto procesor jakoby "otevřít" (předpokládáme, že násobič budeme měnit pomocí základní desky). Pokud jsou můstky L1 propojené (typické pro testovací procesory a procesory typu MP), mluvíme o takovém procesoru jako o otevřeném.

Poznámka: je možné (s pravděpodobností cca 3-5%), že i váš procesor patří mezi tzv. otevřené typy. To zjistíte tak, že zjistíte stav můstků L1, nebo tak, že násobič zkusíte prostě změnit.

Alternativní násobiče - další trik s uzlem

Díky narůstajícím frekvencím procesorů se firma AMD rozhodla, že některé, z dnešního hlediska zastaralé násobiče tzv. přemapuje. Původní, již nepoužívaný násobič v tomto procesu dostal přidělený i nový, alternativní význam. Například původnímu, na dnešní dobu nízkému násobiči "5x" byl takto přidělen alternativní význam "13x" (tedy další krok po 12,5x, kde končila původní řada).

Přemapované násobiče stanoví jakousi logickou alternativní sadu - bez nich by nebylo možné jít nad násobič 12.5x a maximální frekvence by tak ustrnula na 1666MHz.

S násobiči označenými * se v dnešních BIOSech nepočítá. Tučně jsem zvýraznil sadu, která pokrývá prakticky všechny v současnosti vyráběné procesory AthlonXP.

V praxi to vypadá (v BIOSu) tedy např. takto:

Obrázek ukazuje druhou polovinu tabulky násobičů - voleb je celkem 16,
násobiče vyšší než 17x zde nejsou uvedené.

Thoroughbread - vše je zase "trochu jinak"

Jádro procesorů AthlonXP vyráběné moderní 0.13um technologií, stejně jako předchozí jádro Palomino, s původními můstky zase trochu zamíchalo. Násobič nyní určují jiné můstky, základní princip "můstkologie" však zůstal zachován.

Nové procesory s Jádrem Thoroughbread

Čip je u jádra Thoroughbread negravírovaný (bez nápisů), jeho plocha je menší a výrazně obdélníková.

Tzv. "organické" pouzdro (jeho barva je dnes typicky zelená nebo hnědá, dřívější šedofialová pouzdra byla keramická) opět trochu změnilo vzhled a způsob provedení můstků.

U starších Duronů (viz. předchozí obrázky) byla práce s můstky, například propojování soustavy L1, o něco jednodušší. Spoje protilehlých bodů můstku byly na keramickém pouzdře viditelné zřetelněji - vypadaly jako malý obrázek činky, jako dvě zlaté tečky propojené malou ploškou. U dnešních Athlonů jsou však vlastní spoje vedené jakoby pod tenkou "hladinou" vrchní vrstvy PCB pouzdra. Laseru to viditelné nevadí - můstky přeruší i pod povrchem (po této operaci je okolí můstků mikroskopicky "očouzené"), horší to už mají chudáci overclockeři, kterým zeje mezi krajními tečkami doslova mikropropast.

Poznámka: Dříve se můstky s úspěchem propojovaly "dokreslením" chybějící vodivé dráhy... tužkou. U organických pouzder je vhodnější použít speciální elektrovodivý lak s částečkami stříbra - vypálené otvory je třeba navíc často vyplnit sekundovým lepidlem

Athlony XP s jádrem Thoroughbread jsou otevřené! Ano ale...

Možná to bude po předchozích odstavcích tak trochu překvapení, ale Thoroughbredy problémem přerušených můstků L1 netrpí - tyto procesory jsou z tohoto hlediska již "otevřené" (můstky L1 jsou tedy, jak vidíte na obrázku výše, spojené). Není tedy problémem, pokud máte kvalitní základní desku (značkovou, s čipovou sadou KT333, KT400 nebo nForce2), takovýto procesor popostrčit o stupínek či dva nahoru. Máte-li model 2400+ (takt 133x15 = 2000MHz) můžete jej např. nastavit na 2600+ (takt 133x16 = 2133).

Teď asi přemýšlíte, jaký smysl má tento článek... nu, problém, který dnes budeme řešit je tak trochu jinde. Podívejme se na otázku výkonu procesorů z trochu jiného úhlu.

Takt procesoru, rychlost sběrnice a vliv na celkový výkon

I po zevrubné analýze několika paměťově náročných testů zjistíte, že hlavní brzdou vysoce taktovaných procesorů Athlon XP je především relativně pomalá sběrnice (FSB Front Side Bus), která je úzkým hrdlem pro efektivní přísun dat s paměti. S toho plyne logický (i praxi potvrzený závěr), že vyšší frekvencí FSB (v souladu s rychlosti pamětí) lze dosáhnout mnohem lepších výsledků než při pouhém zvednutí násobiče.

Poznámka: U procesorů Thoroughbread od modelu 2600+ výše, řeší firma AMD problém nedostatečné propustnosti zvýšením frekvence FSB ze 133 na 166MHz (přenos dat odpovídá 266 respektive 333MHz) - zároveň odpovídajícím způsobem klesne násobič.

Našim cílem dnes tedy bude především zvyšování frekvence FSB, a to z 133MHz (respektive 166MHz) na 166MHz či dokonce na 200MHz (což nám přinese značné zrychlení komunikace procesoru s okolím). K tomuto účelu budeme potřebovat násobič - na první pohled paradoxně - snížit. To však nebude vždy tak jednoduché...

A nyní další tabulka:

Všimněte si, že většina procesorů nad 1666MHz (model Athlon XP 2000+) používá už násobič z horní (přemapované, alternativní) sady. Jedinou výjimkou je Athlon XP 2600+ s frekvencí FSB 166 MHz, který si ještě "sahá" do původní sady pro násobič 12.5x.

Poznámka: Na přetaktování je dnes nejzajímavější revize "B" jádra Thoroughbread - touto revizí se osazují procesory 2400+ a vyšší. Bohužel, dosud je cena těchto procesorů poměrně vysoká - tak s dostupností to není nijak slavné. 

Pokud nás zajímají frekvence sběrnice procesoru 166MHz a vyšší, musíme najít způsob, jak systému vnutit násobiče z původní "nižší" sady (od 5x až po 12.5x). To však není tak samozřejmé, jak by mohlo na první pohled vypadat.

Vraťme se ještě na okamžik k můstkům Thoroughbredu (níže provedena analýza je, pokud vím, unikátní i ve světovém měřítku):

Jak už jsme řekli, soustava můstků L1 propojující jednotlivá vedení sběrnice určující násobič CPU (říkejme ji, jako za dob prvních Duronů BP-FID, neboť AMD tato vedení oficiálně nedokumentuje) na základní desku jsou nepřerušená - zde tedy není co řešit - všimněte si však toho, že můstků L1 je nově 5.

konst. 3 +1x0.5 +0x1 +1x2 +0x4 +1x8 = 13,5

Provedl jsem analýzu můstků a zjistil jsem, že v případě Tbredu je klíčová sada L3 - pouze tyto můstky totiž určují násobitel. Váhy můstků jsou (zleva doprava) takové: 0.5x, 1x, 2x, 4x a 8x. Lze říci, že počet bitů násobitele ze zvýšil u posledních modelů Athlonů XP na pět - kombinaci je nyní teoreticky 32, přesto se jich využívá pouze 16.

Je to logické až na jednu výjimku (irregularity):

Pro šťuoraly: Aby byla celá věc o něco zamotanější, mají násobitele od 11 až po 12.5x (Tbready 1700+ až 2000+) invertovaný stav posledního můstku (podle přísné logiky by se jednalo o násobitele 3x až 4.5x). To vše díky tomu, že u AMD chtěli, ať stav posledního můstku zároveň jednoznačně indikuje sadu násobičů - standardní, nebo přemapovanou.

konst. 3 +0x0.5 +0x1 +0x2 +0x4 +(inv. 0=1)x8 = 13,5

Poznámka: Nad násobičem 12.5x a pod násobičem 11x vše probíhá podle původního schématu 3+ /0.5 /1 /2 /4 /8 .

Krajní můstek soustavy L3

Veškerá vedení jsou, jak jsem řekl, vyvedena na odpovídající piny základní desky, avšak původní konstrukce desek umí ovládat stav pouze na čtyřech "klasických" pinech BP-FID [0-3]. Proto je nutné, pro plné ovládaní násobičů stav pátého pinu BP-FID [4] ovládat "ručně" - buď na procesoru (spojováním a rozpojováním pravého můstku L3) nebo propojováním tohoto pinu na zem na socketu základní desky.

V praxi to vypadá tak, že stav na pravém můstku L3 (ten nejvíc napravo) přehazuje mezi standardní a přemapovanou sadou násobičů. Pokud je tento můstek spojený, sada je standardní (5x až 12.5x), když je rozpojený, použije se sada přemapovaná.

Nejlepší je mít základní desku, která pin BP-FID [4] ovládá přímo - v opačném případě musíte, jak jsem již předeslal, stav tohoto vedení modifikovat "ruční" modifikaci na

Klasická cesta (spojování můstků tužkou) - tudy cesta nevede

Protože díry po pálení laserem mezi můstky nejsou nijak velké, zdálo by se, že propojit můstky nebude žádný problém - chyba lávky. Situace je stejná jako u předchozích procesorů s organickým pouzdrem. Pokud se vám podaří krajní můstek sběrnice L3 přece jen propojit, bude se nejspíše jednat o velmi křehké a nestabilní řešení.

Mezera mezi body můstku není sice větší než u klasických Duronu avšak problémem je podpovrchové vedení. Dráha vedená "po tuze" je delší a odpor větší.

Vodivý korekční lak

Alternativou k spojování tužkou je spojování speciálním elektricky vodivým lakem sloužícím na opravu přerušených plošných spojů (občas lze koupit v GM electronic). To by mohlo fungovat, zejména proto, že z pravé strany nehrozí kontakt laku z jiným můstkem a můžete si dovolit být více "rozšafní".

Problém je ale v tom, že je toto spojení je poměrně viditelné (reklamace :-(  a dále jakmile můstek spojíte, získáte sice standardní sadu násobičů, ale zároveň přijdete o sadu přemapovanou.

Důležité! Před propojováním můstků na procesoru musíte krajní body ("zlaté" tečky) pečlivě očistit od případných nečistot, mastnoty a ochranného laku. K tomuto účelu se skvěla hodí tvrdší guma, nejlépe na technické rysy. Jemným gumováním body doslova přeleštíte.

Spojování pinů na procesoru

Už jsme o této metodě psali (fungovala i bez dřívější hlubší znalosti vedení BP-FID). Nyní jsme ji vyzkoušeli doslova "na vlastní kůži" / "na vlastní nervy".

Princip je takový: "uzemněním" pinů BP-FID lze vynutit změnu stavu daného přerušením horních můstků. V případě BP-FID [4] to znamená, že procesor bude používat původní sadu násobičů. Tato metoda je elegantní a rychlá avšak vyžaduje doslova hodinářskou zručnost a trpělivost.

Pojďme se nyní podívat na praxi...

"Drátování" - práce pro hodináře

To o jak titěrnou práci se jedná dosvědčí fakt, že jako spojovacího drátku jsem použil jeden dílčí "sub"drátek (průměr cca 0.2mm) z rozpleteného běžně používaného vodiče. Metod jak vytvořit odpovídající spojku je několik - já jsem zkusil nejdříve vytvořit malou smyčku na jiných, lépe přístupných krajních nožkách. Když se mi podařilo konce smyčky ukroutit, zjistil jsem, že takto vzniklý polotovar není vůbec špatný (viz šipka na horním obrázku - drátek kruťte na delší straně, takto se vám vytvoří pomyslné Céčko).

Problémem však bylo vzniklý článek (jako u řetízku) nasadit na odpovídající nožičky. Nebudu to zde podrobně popisovat - jen konstatuji, že mi nejhorších chvílích pomáhal "dlaždičský slovník" (to tehdy, když mi titěrný článek spadl 3x na zem a musel jsem ho dělat znovu). Také bych ocenil hodinářskou pinzetu a lupu.

Pokud článek dlí na svém místě, není problém ho mírně "omotat" kolem nožek (např. do osmičky) tak, aby z pinů nesklouzl.

Poznámka: Je pravdou, že ne každému se tato metoda podaří (tipuji tak 1 z 5). Navíc nemůžete použít příliš silný drát, protože hrozí, že ten bude celý procesor nadzvedávat.

Další alternativy

Když jsem podstoupili celé martyrium napadlo mě, že by bylo možné upravit přímo základní desku. Podívejte se na situaci:

Rozhodujícím pinem je pin označený červenou jedničkou. Z propojení pinů také plyne, že k pinu zemnícímu označenému jako 2 je alternativní pin 3 - mohli bychom nejspíše použít propojení i na tento pin (to jsme však nezkoušeli).

Předpokládám, že se objeví desky, které pin BP-FID [4] budou řídit tak, jak to dělají dosud s piny BP-FID [0-3] - pokud takovou desku nemáte a chcete za každou cenu kutit, můžete rozvinout svou vlastní fantazii - možností zde je nespočet.

Drátování... na desce (vyzkoušeno Eaglem)

Operace vychází z faktu, jednotlivé piny procesoru jsou ze zadní strany desky snadno dostupné - můžete tedy jednoduchým spojením dvou cínových plošek přímo na zadní straně základní desky dosáhnout stejného efektu, jako při "drátování" na procesoru. Výhody jsou zcela zřejmé - místo je mnohem lépe dostupné, můžete použít větší drát, drát nebrání vložení procesoru do socketu a konečně nijak se tím nijak nezasahuje do samotného procesoru.

Co k provedení této metody budete potřebovat? Krátký kousek středně silného drátku a izolepu nebo jinou věc, kterou drátek přilepíte (razantní metoda: připájíte). Postup je jednoduchý - na lepící stranu izolepy dejte drátek a izolepu pak přiložte k pinům tak, aby drátek propojil zmíněné dva piny. V praxi jsou však s touto metodou některé problémy:

• na kontaktech někdy bývá ochranný nevodivý lak,
• propojení drátkem není bez správného přítlaku zcela spolehlivé,
• po jisté době může dojít k tomu, že drátek opustí své místo a způsobí zkrat na jiných pinech.

Joro: možná by bylo možné k fixaci drátku použít průhledný silikonový tmel či ještě lépe, použít přímo vodivý lak.

Doplněno: U spojka - nejlepší řešení?

Jednoho čtenáře napadlo, že piny lze spojit "U můstkem" vloženým do odp. otvorů patice CPU. Ještě jsem to nezkoušel ale mohlo by to fungovat dobře - pokud použijete dostatečně tenký drátek.

Upozornění

PCtuning neručí za jakékoliv škody způsobené vašimi zásahy. Overclocking a úpravy HW jsou jen a pouze na Vaši zodpvědnost.

Výkon

Díky propojení nožíček procesoru drátkem (původní metoda) se mi podařilo provozovat procesor AthlonXP 2400+ v této konfiguraci: 12.5 (upravený násobič) x 176MHz. Výsledná frekvence činila 2200MHz - výkon a propustnost paměťové sběrnice odpovídaly cca modelu 2800+.

Poznámka: s úspěchem jsem vyzkoušel desky MSI KT4 Ultra a ASUS A7N8X.

Bližší porovnání výkonů provedeme v průběhu recenze základní desky MSI KT4 Ultra.

Přeji vám hodně štěstí!

Další články v kategorii

• HWBOT, bašta overclockerů: jak se tam cítit jako doma
• Intel Haswell-E: jak na přetaktování monstra s i7-5960X
• Overclockerská rychlovka s Kingstonem
• OC Noob: amatérské klání v přetaktování i hrátky s dusíkem
• Haswell od Intelu – kompletní návod na přetaktování