Особенности укрощения Coppermin'а
Александр МЕЛЬНИК
Высокая частота процессора нередко отвечает только
представительским интересам. Но случаются также и такие обстоятельства,
при которых не удается решить компьютерную задачу за приемлемое время без
повышения производительности платформы. Однако приходится не забывать и о
деньгах: многие из нас стараются сэкономить на всем чем можно. И надо
сказать, при правильном подходе иногда удается получить весьма эффективное
решение дилеммы цена/производительность. Именно поэтому при выборе
платформы многие отдают предпочтение Intel'овским Celeron'ам - особенно
хорошо эта тенденция прослеживалась до появления AMD'шных Duron'ов.
Неудивительно, что у многих сегодня в арсенале есть несколько устаревшие
материнки Socket 370 или даже Slot 1, не поддерживающие новых Celeron
Coppermine.
А ведь проапгрейдить свою систему так хочется . Замена
делается без проблем на тех системных платах, в руководствах которых
указано, что они поддерживают установку процессоров с Coppermine-ядром.
Можно считать, что вам совсем повезло, если плата сама распознает тип
устанавливаемого в нее процессора и обеспечит требуемые условия его
функционирования. В реальной жизни не всегда все так гладко и безоблачно,
к сожалению. Приходится разбираться со всем этим. Если вы готовы к этому,
тогда - в путь.
Преимущества
Кроме увеличения платформенной
производительности, которая напрямую зависит от частоты процессора, очень
пригодилось бы нововведение, обеспечиваемое новым Coppermine-ядром
этих процессоров - Streaming SIMD-расширение, содержащее семьдесят
новых инструкций, ускоряющих работу мультимедийных
приложений.
Перспективы, конечно, выглядят заманчиво: высокая
производительность (частота до 766 МГц на шине 66 МГц; недавно на рынке
появилась модель и на 800 МГц, поддерживающая 100 МГц-шину),
технология динамического исполнения, улучшенная IntelR
MMXT-технология, другие воплощенные в кристалле научные, автотестовые
и мониторинговые достижения, SSE-расширения потоковой обработки
данных. Последние включают как единичные инструкции, так и для счета
массивов данных с "плавающей" запятой, что улучшает обработку не
только целочисленных данных, но и векторов трехмерной динамической
графики. Обеспечено кэширование управляющих инструкций, за счет чего
уменьшены простои математического сопроцессора.
Чипсеты и элементы
архитектуры
Новые Celeron'ы (исполнение FC-PGA), как указано
в документации производителя, могут поддерживаться чипсетами
IntelR440BX, EX, ZX и более новыми IntelR810,
810Е, 815. Разнообразные VIA-чипсеты также могут
обеспечивать взаимодействие с этими процессорами. Суть проблемы в том, что
напряжение питания ядра новых Celeron'ов, как, впрочем, и Pentium'ов III
(FC-PGA) может иметь одно из значений диапазона 1.5 : 1.7 В. При этом
системная плата должна "уметь" отличать процессоры "старых" типов от
новых, причем в последних один уровень напряжения питания от другого. Для
решения этой проблемы необходима не только соответствующая поддержка со
стороны главного чипсета системной платы, но и соответствующие схемы
обеспечения питания. Системные платы, поддерживающие взаимодействие с
процессорами на Coppermine-ядре, должны быть оборудованы
аппаратно-программным модулем (Voltage Regulator Modules) в
стандарте VRM 8.4. Техническая суть такой поддержки в том, что
процессор должен как-то дать знать о "своем" уровне напряжения питания
ядра специальному управляющему элементу ШИМ (широтно-импульсному
модулятору) источника питания, установленному на системной плате. Это
значение напряжения выставлено на соответствующих выводах процессора в
виде двоичного кода и может быть опознано микросхемой управления ШИМ: код
ею дешифруется, и на его основе силовым преобразователем вырабатывается
соответствующий уровень напряжения питания ядра процессора. Но в реальной
жизни это зависит от разработчика системной платы - предусматривал ли он
такую возможность, или им решались сиюминутные проблемы, без претензий на
продуманность архитектуры, но с минимизацией затрат на
компоненты.
Напряжение питания ядра и адаптеры
В проблему
совместимости FC-PGA-процессоров с системными платами добавляется
еще один немаловажный фактор: необходимость в адаптере FC-PGA - Slot
1. "Старые" Celeron'ы выпускались в исполнении для Slot 1 в виде
картриджа, параллельно этому производились также процессоры и
PPGA-исполнения для Socket 370. Для этих Celeron'ов напряжение
питания ядра составляло 2.0 В - как видите, оно существенно отличается от
заявленных выше 1.5 : 1.7 В. Предельное значение (максимально допустимое)
напряжения питания ядра Coppermine-процессоров, согласно
спецификации на них (Data Sheet) составляет 1.8 В.
Из этого следует,
что новым Celeron'ам исполнений FC-PGA необходим специальный адаптер
Socket 370 (Coppermine) - Slot 1 для "слотовых" системных плат, причем
"старый" двухвольтовый адаптер не годится, так как он уже не может
обеспечить требуемые условия эксплуатации новых процессоров. На системных
платах, сертифицированных по стандарту VRM 8.4, для обеспечения
необходимого уровня напряжения питания в качестве управляющего элемента
используются специализироварные микросхемы. Такие микросхемы
выпускают несколько фирм: Intersil - HIP6004 разных
модификаций, Fairchild - RC5051, Semtech - SC1152
и SC1182/3 и другие. Одни из них могут обеспечить напряжение в
диапазоне 1.3 : 3.5 В, другие - только 1.8 : 3.5 В. В системной плате
может быть установлена как широкодиапазонная микросхема, так и
узкодиапазаонная. В документации на адаптеры FC-PGA специально
оговаривается предупреждение о том, что указанные там установки пониженных
напряжений (менеее 1.8 В) действительны только при обеспечении их самой
системной платой. Из-за этого придется быть внимательным к вашей
материнке, - иначе рискуете своим процессором. При наличии следов тепловых
прогаров на процессоре его не поменяют по гарантии, сочтя, что ему не были
обеспечены необходимые условия эксплуатации.
BIOS
Ограничение
на возможность использования FC-PGA Celeron'ов накладывают не только
указанные выше факторы, но и некоторые другие. К важнейшему из них
относится BIOS системной платы. Рассмотрим его подробнее, насколько
это возможно. Эта базовая система ввода вывода системной платы состоит из
нескольких блоков. Главный (Original) разрабатывается известными
фирмами, такими как Award, AMI, Phoenix, а доводится
(шлифуется) самими разработчиками системных плат, с учетом особенностей
последних - согласно требованиям спецификаций установленных на плате
компонентов. Таким образом, этот блок может быть модифицирован только
самим разработчиком платы. И дело тут даже не в авторских правах, которые
могут быть нарушены вашим вмешательством, а в возможной потере
работоспособности системной платы. Микропрограммы этого блока в числе
других функций обеспечивают необходимые режимы работы процессора по
питанию.
Другим блоком BIOS'а, представляющим для нас интерес в плане
поддержки новых процессоров, является CPU micro code. Он менее
зависим от платформы и разрабатывается для учета особенностей работы
исполнительного кода самого процессора, т. е. активизируется при включении
питания и старте платформы путем Update процессора. Указанный блок
опознает установленный в плату проц, сравнивает его тип с имеющимся в
собственной таблице и, найдя его, включает в работу соответствующую
микропрограмму обслуживания. После этого конкретный процессор на данной
системной плате, по мнению всех участников разработки, должен работать
исключительно корректно со всем программным обеспечением. Очевидно, что
описанное выше, наряду с другими требованиями, является предметом
сертификации платформы. Но нас интересует обновление BIOS'ного блока CPU
micro code. Для обновления микрокода годится такой блок из BIOS'а новой
системной платы того же производителя. Но саму процедуру обновления блока
"CPU micro code" могут освоить только опытные технари сервисных центров
при наличии программных средств.
Примечание: Блочная структура BIOS'а
четко выражена и прозрачна только для AWARD-BIOS'ов, поэтому автор
упражнялся ("манечка" такая) только с таковыми. Ни автор, ни редакция не
может нести никакой ответственности за возможные последствия ваших
упражнений.
Практика
Обследовано было несколько плат на
чипсетах i440LX, i440EX и i440BX. В их числе ASUS
P2L97-S, P2L-B, MEL и P2B-B, ChainTech
6LTM2, GigaByte 6EA, Soyo 6BB и сильноинтегрированные
GigaByte 6EMMP с Intel'овской MU440EX. Положительный
результат был получен менее чем в половине случаев и лишь частично в
результате доработки автором. Разочаровавшиеся могут бросить чтение этой
статьи, а с теми, кто остался, поделюсь результатами.
Из ASUS'тековских
плат запустить с Coppermin'ом удалось только модели MEL и
P2B-B, несмотря на то, что микросхемы управления напряжением ядра
процессоров у всех были широкодиапазонные. Напряжение питания ядра
процессоров устанавливалось перемычками адаптера на уровне 1.8 В. Из
положительного, что удалось сделать для неподдавшихся "искушению" плат, -
это то, что после "перевшивания" блока CPUMicrocod'ов их BIOS'ы перестали
выдавать сообщение о том, что они не могут проапдейдить бывшие ранее
неопознаными процессоры на частоты 400-533 МГц. Эти процессоры теперь
легально опознавались BIOS'ом и им была обеспечена полная поддержка.
Сдерживающим фактором для "перевшивания" микрокодов процессоров в BIOS
является наличие свободного пространства во флэш-микросхеме. Системные
платы с ограниченными наборами опознаваемых процессоров имеют ничтожный
объем CPUMicrocod'ов (2 Кб), а расширенный набор процессоров требует аж 42
Кб. Поэтому, если удалить небольшой объем микрокода с одномегабитной
флэш-микросхемы, может статься, что вместо него не впишется более емкий
микрокод с расширенным набором опознаваемых процессоров. Теоретически
проблема решается путем замены флэш-микросхемы на однотипную, но большей
емкости, но практически, - стоит соотнести важность вновь приобретаемых
преимуществ с дополнительными расходами и усилиями.
Плата от Soyo
типа 6BB также не поддалась на "уговоры". Как это ни странно,
материнки от GigaByte по всем признакам могли бы работать с
Coppermin'овскими Celeron'ами, но не захотели, хотя попытку можно
засчитать. Старт платформ останавливался на первой же странице сообщения
BIOS'а. Не помогло и "перевшивание" блока микрокодов расширенного набора
процессоров.
Совершенно непредсказуемой оказалась плата от
ChainTech - 6LTM2. По типу микросхемы управления напряжением
питания ядра и минимальному набору процессоров блока микрокодов плата не
должна была работать с Coppermin'ом, однако она легко стартовала,
правильно вычисляла частоту процессора и безупречно выдержала
продолжительное тестирование. При этом использовался адаптер Socket 370 -
Slot 1 от MicroStar типа MS-6905+. Для установки процессоров
исполнения FC-PGA в "слотовые" системные платы годятся адаптеры и других
производителей, таких как A-Open, ASUS, GigaByte,
Abit, Soltek: Напряжение питания ядра на адаптере
устанавливалось как верхнее предельно допустимое (1.8 В), так и "родное"
для используемого процессора - 1.5 В.
"Темная" лошадка от Intel'а -
плата MU440EX - имеет наиболее "закрытый" BIOS из всех исследуемых
- Phoenix, для усовершенствования которого нет (у автора)
программного инструментария. Однако результат проверки оказался едва ли не
самым лучшим. Плата устойчиво работала при использовании того же адаптера
и напряжениях питания ядра как 1.8 В, так и более близких для используемых
процессоров - 1.5 - 1.65 В. К немногочисленным недостаткам ее работы стоит
отнести разве что неправильное определение частоты и типа процессора (BIOS
сообщал, что используется Pentium Pro/500, независимо от реально большего
количества мегагерц). При этом пакет Sandra правильно определил тип
системной платы и процессор, показав соответствующие его частоте уровни
производительности.
Таков мой краткий отчет о попытках с минимальными
затратами (деньги идут только на замену процессора) поднять на более
высокий уровень производительности имеющиеся в нашем с вами распоряжении
системные платы. Как видно, даже квалифицированный подход и внимательное
отношение к предмету модернизации не гарантирует успеха. Конечно, при
более глубоком изучении документации производителей плат (схемной,
программной и технологической) можно добиться больших успехов, но: Кто же
предоставит ее нам и стоят ли достижения таких затрат?
Если же вы
начали экспериментировать, но что-то не получается, то может быть три
варианта продолжения: либо верните платформе исходный процессор, либо
установите Celeron/533(500) PPGA с обычным адаптером, либо
прочитайте внимательнее окончание предыдущего абзаца и насладитесь любимым
пивом.
|
