Athlon XP: всего 4,5 ватта
Сегодня у всех на слуху большое энергопотребление Pentium 4 Prescott, а процессоры AMD как-то совсем выпали из внимания. Да, технология Cool and Quiet позволяет снижать скорость работы 64-битных процессоров, предотвращая чрезмерное нагревание. Однако современные настольные процессоры вряд ли могут похвастаться низким тепловыделением. Конечно, если вам не подойдут низкие частоты.
В то же время, частоты процессора ниже 1 ГГц будет более чем достаточно для путешествия по Интернету, запуска стандартных офисных приложений и выполнения простых аудио/видео работ. Не случайно, что для многих подобных задач мобильные процессоры снижают свою частоту.
В самом деле, существует множество приложений, где производительность не является самым важным фактором. Intel, к примеру, мечтает о “цифровом доме”, который будет собран на компонентах без активного охлаждения. Так зачем мультимедиа-центру для гостиной использовать 100-ваттный процессор с рёвом, как у ракеты?
Для цифровых развлечений будет вполне достаточно частоты 800 МГц, как показывают наши тесты Xbox. Здесь мы подразумеваем задачи типа воспроизведения видео MPEG 2, DivX или XviD. А звуковые файлы MP3 требуют ещё меньше. Однако если вы желаете кодировать видео в реальном времени, то без быстрого процессора не обойтись. Медленные ПК полезны также для создания сетевого файлового сервера или сервера печати, для выполнения функций маршрутизатора или точки доступа.
Хорошими кандидатами для нашего проекта снижения частоты стали процессоры AMD Athlon XP и Sempron – при этом необходимо заставить BIOS “думать”, что перед нами мобильный Athlon XP. Ведь потребуется открывать множители, которые поддерживают только мобильные процессоры.
Применение тихих компьютеров
Свободно распространяемая программа IPCop под Linux поддерживает все важные сетевые функции, включая маршрутизацию. Теперь можно расстаться с DSL-маршрутизаторами, поскольку указанное программное решение обеспечивает больший набор функций, да и удобнее в работе. При этом производительность вас тоже не разочарует.
Индустрия ПК характерна постоянной гонкой за производительностью. Однако, как мы уже упомянули выше, для некоторых приложений она не так и важна. Большинство пользователей сегодня работают с программами, которым нужен, прежде всего, большой объём памяти. Компьютеры среднего уровня (работающие под Windows или Linux) сегодня часто выполняют задачи хранения, а также воспроизведения звуковых или графических файлов.
Файловому серверу вряд ли нужен процессор быстрее нескольких сот мегагерц. То же самое относится и к серверу печати, и к простым сетевым службам, работающим с небольшим количеством клиентов.
Если уж мы заговорили о сетевых службах, то следует упомянуть маршрутизаторы. Как правило, аппаратные отдельные устройства поддерживают серверы DNS и DHCP, но они редко обладают достаточной мощностью для большого числа соединений. Большие пиринговые сети типа Emule и Bittorrent используют большое число соединений, чтобы пользователи могли обмениваться данными максимально быстро.
Кроме того, мы преследовали цель максимально экономичной работы нашего ПК. Система должна позволять управлять тактовыми частотами, следовательно, производительностью и тепловыделением. Всё это мы получили, модифицировав Athlon XP.
Превращаем Athlon XP в мобильный процессор
Подобно настольным версиям, мобильный Athlon XP использует мостики сверху (по большей части открытые) для включения специальных функций.
Хотя упаковка настольного Athlon XP намного больше, чем у мобильного аналога, оба процессора имеют одинаковые мостики сверху. На мобильной версии (см. выше) закрыты мостики многопроцессорной работы и мобильного режима. То же самое придётся выполнить и для настольной версии, чтобы получить те же результаты. Мостики закрываются с помощью подходящего материала-проводника. В нашем случае – проводящего серебряного лака.
Но модифицированный процессор распознают только несколько плат, ведь мобильный Athlon XP никогда не предназначался для систем Socket A. Поэтому некоторые производители материнских плат поленились добавить соответствующую информацию. В нашем тестировании с процессором справились MSI KT880 Delta и Abit KV7.
Так распознаётся настоящий мобильный Athlon XP в стандартном ноутбуке.
Плата MSI KT880 Delta правильно распознала модифицированный Athlon XP как Athlon XP-M.
Панель управления показывает, что CPU-Z уже правильно диагностировала: Athlon XP-M.
Ещё одна утилита, позволяющая рассчитать скорость процессора.
Трансформация: Athlon XP становится Athlon XP-M
Что вам понадобится
Задача заключается в закрывании двух мостиков слева, открытых на заводе, которые отвечают за упомянутые функции. Никаких недостатков из-за того, что процессор будет распознаваться как Athlon XP-M, не возникнет, поэтому вам вряд ли следует беспокоиться за последствия подобного шага. Серебряный проводящий лак имеет свои преимущества: как только он высохнет, мостики будут закрыты навсегда, и при обращении с процессором не потребуется особая осторожность.
Соединение пары контактов для разблокирования множителя, как требуется для ядра Barton, оказалось более сложным, поскольку проволочная петля может соскочить при извлечении процессора. Впрочем, альтернативой этому методу является специальный адаптер сокета от американского производителя Upgradeware.
Чтобы проводящий лак не попал на другие места, следует использовать изолятор. Для этого прекрасно подходит скотч.
Для модификации мы выбрали Athlon XP 2800+.
Соединяем мосты
Нашими “пациентами” стали мосты для режимов MP и мобильного.
Скотч следует накладывать таким образом, чтобы доступными были только необходимые мостики.
Мы решили подстраховаться и нанести больше скотча. В конце концов, весь скотч можно будет удалить как один кусок.
Теперь мы готовы аккуратно наносить лак в небольшом количестве.
На высыхание требуется несколько минут. Если вы желаете подстраховаться, то подождите около получаса или обработайте процессор феном.
Теперь скотч можно аккуратно снимать – на процессоре останутся мостики, соединённые лаком.
Процедуру следует повторить для второго моста. Если вы умеете аккуратно накладывать скотч, то можете, конечно, выполнить всё за один шаг. Но будьте осторожны, чтобы отмеченные области не соприкасались.
Для дальнейшего руководства к действию мы рекомендуем просмотреть второе видео THG, в котором показано, как разблокировать множители Athlon XP Palomino – процесс аналогичен.
Посмотреть все видео THG можно здесь.
Если вы желаете разблокировать множители не постоянно, то рекомендуем обратиться к другому, более сложному методу: Встречайте Barton: Athlon XP 3000+ vs. P4 3.06 GHz
Трюк: меняем множитель “на лету”
AMD поставляет своим OEM-клиентам утилиту PSTCheck (Performance State Check), которая позволяет менять тактовые частоты и напряжение почти всех процессоров Athlon во время работы. Поскольку утилита относительно мощная и опасная, она не поставляется конечным пользователям.
У мобильных процессоров система “на лету” меняет множитель и напряжение ядра. Конечно, это можно сделать и вручную, но только с помощью подходящей утилиты. Тот же метод используется и технологией Cool’n’Quiet (Athlon 64 для Socket 754 и Socket 939). В то же время, у нас возникли определённые проблемы.
У модифицированного Athlon XP-M всё не так: он позволяет без проблем менять множители между x3,0 и x12,0, что на частоте 166 МГц FSB даёт тактовые частоты от 500 МГц до 2,0 ГГц. Однако для снижения тепловыделения необходимо уменьшать напряжение питания – ведь 1,65 В Athlon XP будет на 1 ГГц теряться впустую. Поскольку мощность вычисляется как произведение тока и напряжения (P = U*I), последнее следует снижать.
Так как утилита AMD PSTCheck закрыта от конечных пользователей, нам приходится довольствоваться опциями, предложенными производителями материнской платы в BIOS или надеяться на возможности стабилизатора напряжения. Но материнская плата должна поддерживать псевдо-мобильный процессор.
Программы для ручной регулировки
Поскольку утилита AMD PSTCheck недоступна для конечных пользователей, нам пришлось поискать другое решение. Идеальным выбором стала CrystalCPUID – бесплатная утилита, позволяющая выставлять множитель.
Используя эту утилиту, можно устанавливать минимальный и максимальный множители. При этом нужно указать настройки: к примеру, степень нагрузки на CPU, которая включает следующий нижний/верхний множитель. Если нужна только одна частота, то для минимального и максимального значения используется один и тот же множитель.
Бесплатная утилита CrystalCPUID V3.5 позволяет менять множитель под Windows.
Регистр чипсета для изменения множителя
Чтобы всё работало, BIOS материнской платы должен активировать несколько регистров. Иначе система будет каждый раз “падать”.
| Чипсет | Регистр | Бит/функция |
| nVidia nForce2* | F6, Bit 4 E7, Bit 4 |
Halt Disconnect FID_Change Detect |
| VIA KT133A | 55 | Bit 2=1 |
| VIA KT266, KT266A, KT333 | 95 | Bit 2=1 |
| VIA KT333CF, KT400, KT400A, KT600 | D5 | Bit 2=1 |
| * работает не на всех платах |
||
К сожалению, множитель можно менять только на немногих платах. Одна из самых быстрых моделей Asus A7N8X-E “слетала” при каждой попытке.
Множитель в BIOS: с каким грузиться?
Поскольку конечный пользователь не может также менять напряжение CPU в процессе работы (без перезагрузки), то в BIOS следует выбирать удачную комбинацию множителя и напряжения. Затрудняет этот процесс ещё и то, что большинство материнских плат предлагают множители x5,0 или x6,0 в качестве минимальных, а меньшие значения недоступны.
Системная частота: минимум в 100 МГц
Плата MSI KT880 Delta поддерживает смену множителя во время работы и может запуститься с минимальной частотой 100 МГц, множителем x6,0 и напряжением ядра 1,35 В.
Ещё одной возможностью уменьшения частоты, напряжения и тепловыделения является снижение частоты системной шины. Самые медленные процессоры для Socket A – AMD Duron используют частоту FSB 100 МГц с технологией DDR (FSB200). То есть на практике 100 МГц является минимальным возможным значением.
Если в BIOS доступны только 133 МГц, то можно использовать бесплатную утилиту ClockGen от CPUID. Если она поддерживает тактовый генератор вашей материнской платы, то утилита способна изменять частоту FSB “на лету”. Вместе с CrystalCPUID и подходяще оборудованной материнской платой вы всегда можете выбрать минимальную частоту 300 МГц (100 МГц x 3,0).
CPUID ClockGen поддерживает тактовый генератор MSI KT880 Delta.
Напряжение ядра: чем меньше, тем лучше
Плата MSI KT880 Delta позволяет выставить минимальное напряжение всего 1,375 В.
Мы уже упомянули, что вместе с тактовыми частотами нужно снижать и напряжение питания. В нашем тесте мы смогли стабильно запустить Athlon XP на 300 МГц с напряжением ядра 1,375 В (обычное значение для Athlon XP 2800+ – 1,65 В). В то же время, можно выбирать и меньшие значения напряжения, если они поддерживаются. При таких настройках и 100% нагрузке на CPU (с помощью Prime95) тепловыделение составило около 8,1 Вт. А в режиме ожидания – всего 5,6 Вт.
Рекорд: тепловыделение 4,5 Вт
Мы получили 4,1 ампера на 300-МГц Athlon XP в режиме бездействия (плата KV7 от Abit).
Переход на плату Abit KV7 с чипсетом VIA KT600 позволил установить напряжение всего 1,1 В – немногие материнские платы это позволяют. Результат получился великолепный: всего 4,5 Вт для процессора в режиме бездействия (1,1 В x 4,1 А). С таким тепловыделением сможет справиться даже пассивный радиатор.
Для сравнения: Intel Pentium 4
BIOS Asus P4P800 имеет все средства для повышения или понижения частоты FSB.
Самым медленным Pentium 4 сегодня является 2,8-ГГц модель для Socket 478 на ядре Northwood. Учитывая, что современные процессоры работают на FSB 200 МГЦ с технологией QDR (FSB800), потенциально можно уполовинить тактовую частоту, уменьшив FSB до 100 МГц (FSB400). Меньшие частоты невозможны, поскольку Intel не разрешает изменять множители, – и утилиты или “умные” BIOS здесь бессильны.
Почти все материнские платы предлагают возможность регулировки частоты FSB в BIOS, включая собственные модели Intel. Если BIOS не поддерживает эту функцию, то можно воспользоваться утилитами, обращающимися к тактовому генератору напрямую (скажем, той же ClockGen). В то же время, частота FSB меньше 100 МГц невозможна. Таким образом, минимальная частота P4 2,8 ГГц составляет 1,4 ГГц. Частоту модели на 2,4 ГГц с FSB800 можно уменьшить до 1,2 ГГц (множитель x12).
Поскольку таблица напряжений вшита в Pentium 4, материнская плата автоматически адаптирует себя к этим значениям. То есть многие платы не позволяют выставлять меньшее напряжение питания, что сводит на нет все мечты о снижении тепловыделения.
Что же творится в лагере Intel?
Если вы думаете, что P4 Prescott для Socket 478 даёт пиковое тепловыделение, посмотрите на Socket 775. Новое поколение потребляет ещё больше энергии.
Чтобы нивелировать это сомнительное новшество, скоро выйдет следующий степпинг E0 (степпинг представляет собой один из этапов доработки сложных чипов), который обеспечит ряд новых функций. Одна из них – Thermal Monitoring 2, позволяющая менять тактовую частоту “на лету”, в зависимости от нагрузки на процессор, почти как у мобильных CPU, что позволяет снизить тепловыделение. Вполне понятно, что Intel избегает сравнения с технологией SpeedStep, поэтому новая функция названа “demand-based switching.”
Меньшие частоты на половине FSB
Для систем Intel Socket 478 частота FSB меньше 100 МГц (FSB400) невозможна.
Весь трюк заключается в снижении FSB наполовину: на частоте FSB 100 МГц Pentium 4 2,8 ГГц в режиме бездействия потребляет около 8,4 Вт. К сожалению, при высокой нагрузке тепловыделение существенно возрастает – наши тесты с Prime95 показали 31,2 Вт при 100% нагрузке.
Мы заставили работать наш 3,0-ГГц образец P4 Northwood с множителем x14 на частоте FSB 100 МГц.
При частоте CPU 1400 МГц температура кристалла снизилась до 34,5°C при открытом корпусе с эталонным кулером Intel.
С помощью утилиты ClockGen частоту FSB можно уменьшить до 100 МГц во время работы.
Тестовая система
| Процессоры Intel | |
| FSB 200 МГц (двухканальная DDR400) | Pentium 4 2,80 ГГц (3400 МГц 12-8/512 кбайт) ядро Northwood, Socket 478 |
| Процессоры AMD | |
| FSB 200 МГц (двухканальная DDR400) | Athlon XP 3200+ (2200 МГц 128/512 кбайт) ядро Barton, Socket A |
| Память | |
| Intel Pentium 4 (Socket 478) |
4 x 256 Мбайт – DDR400 (200 МГц) Corsair TwinX CMX256A-3200LL XMS32005 V1.1 |
| AMD Athlon XP (Socket A) |
2 x 512 Мбайт – DDR400 Corsair CMX512-3500C2 XMS3502 V1.1 |
| Материнская плата | |
| Платформа Intel (Socket 478) |
Asus P4P800 Deluxe Чипсет Intel 865 Intel 82547EI Gigabit Ethernet Controller (CSA) |
| Платформа AMD Athlon XP (Socket A) |
MSI KT880 Delta VIA KT880 Integrated Fast Ethernet LPC Abit KV7 VIA KT600 |
| Общее аппаратное обеспечение | |
| Графическая карта AGP |
ASUS V9999 Ultra Deluxe GPU: nVidia GeForce 6800 Ultra, чип 400 МГц Память: 256 Мбайт DDR-SDRAM, 550 МГц |
| Жёсткий диск (система AMD) | Promise FastTrak S150 TX2plus (Bios: 1.00.0.37) 2 x SATA Maxtor 7B250S00 (RAID 0) 250 Гбайт/ кэш 16 Мбайт/ 7200 об/мин |
| Жёсткий диск (система Intel) | Intel FW82801ER ICH6FR 2 x SATA Maxtor 7B250S00 (Raid 0) 250 Гбайт/ кэш 16 Мбайт/ 7200 об/мин |
| DVD/CD-ROM | MSI MS-8216D 16x DVD |
| Программное обеспечение | |
| Чипсет Intel | Chipset Installation Utility 6.0.1.1002 Application Accelerator 4.1.0.6325 |
| nVidia nForce | nVidia V4.24 (05/10/2004) |
| nVidia Graphic AGP | Detonator 61.45 |
| Чипсет VIA | VIA Hyperion 4 in 1 V4.51 |
| DirectX | 9.0b |
| ОС | Windows XP Professional, 5.10.2600 Service Pack 1 |
Кулеры для Athlon XP
Кулер Jet 7 от Coolermaster является одним из самых необычных на рынке.
Поскольку Athlon XP при частотах в несколько сотен мегагерц выделяет совсем немного тепла, можно использовать даже пассивное охлаждение. Единственное, что необходимо, – радиатор солидного размера.
Многие кулеры CPU на рынке позволяют плавно изменять скорость вращения вентилятора. Мы проверили несколько кулеров с минимальной и максимальной скоростями вращения, а также с выключенным вентилятором: Jet 7 от Coolermaster, SLK-800A от Thermalright и Zalman CPNS 700A-CU. Все они позволяют плавно менять скорость вращения, поэтому прекрасно подошли для наших измерений.
Недорогая модель: SLK-800A от Thermalright.
CNPS 7000A-CU от Zalman.
Кулеры для P4
Хотя кулер 3DCooler GH-PCU21 от Gigabyte является последней версией, он и в подмётки не годится Coolermaster Hyper 6.
Кулер Hyper 6, который весит около килограмма, позволяет даже пассивно охлаждать системы Intel.
CNPS 7000A-CU от Zalman может использоваться и на системах P4.
“Коробочный” кулер от Intel включён в комплект поставки Pentium 4 Northwood. Кстати, для процессоров Prescott используется более мощная модель с медным сердечником.
Значения температуры с кулерами AMD
Не все материнские платы позволяют уменьшать напряжение Athlon XP до минимального значения. По этой причине мы проводили измерения со стандартным напряжением ядра 1,65 В и 1,375 В – минимально достижимое значение на многих платах.
Температуры при напряжении ядра 1,375 В.
Температуры при напряжении ядра 1,650 В.
Пока вентилятор кулера вращается (с любой скоростью), все кулеры дают приемлемый результат. При напряжении 1,65 В скорость вентилятора влияет на результат, однако дизайн радиатора здесь важнее. Только при напряжении 1,375 В появляется возможность пассивно охлаждать систему, но для этого придётся использовать модели Coolermaster b Zalman. Впрочем, кулер Thermalright относится к недорогим моделям.
Значения температуры с кулерами Intel P4
Тепловыделение
Чтобы обеспечить высокую нагрузку на процессор мы использовали программу Prime95. Она позволила измерить максимальное тепловыделение на различных частотах.
Athlon XP 3200+ на FSB 100 МГц
Athlon XP 3200+ на FSB 200 МГц
Intel Pentium 4 на 2,8 ГГц
Энергопотребление
Athlon XP 3200+ на FSB 100 МГц
Athlon XP 3200+ на FSB 200 МГц
Intel Pentium 4 2,8 ГГц
Результаты тестов
Заключение
Мы попытались вручную обойти ограничения производителя. По сути, на модификацию ушло всего 30 минут – с минимальными затратами и риском. В результате после модификации процессор был распознан BIOS как Athlon XP-M.
При этом возникает множество возможностей. С помощью CrystalCPUID можно менять множитель во время работы. К тому же, сразу будет понятно, поддерживает ли материнская плата эту возможность. Если нет, то система “упадёт” и вам останется выбирать меньшие множители, частоту FSB или напряжение ядра в BIOS.
В то же время, если всё пройдёт успешно, то множитель можно свободно менять во время работы системы на основе ваших потребностей. К примеру, вы можете выставлять полную скорость в играх и минимальную при выполнении офисных приложений или других нетребовательных задачах. Скорость вращения вентилятора тоже можно изменять, что продемонстрировано выше.
Единственным ограничением является напряжение питания CPU, которое нельзя менять под Windows – AMD хранит соответствующую утилиту “под замком”. Так что придётся искать компромисс между максимальной и минимальной скоростями.
Что же касается Pentium 4, то для его пассивного охлаждения потребуется применить намного больше усилий. Причиной является фиксированный множитель, который многие годы недосягаем для пользователей. Только AMD продолжает вести политику изменения множителя – и модели Athlon 64 для Sockets 754 и 939 это прекрасно показывают. В будущем подобную возможность можно только приветствовать, поскольку она позволяет уменьшить счёт за электричество и расширить сферы использования ПК. И здесь и возникает проблема: какой из производителей чипов разрешит пользователям превращать обычный CPU в мобильный, снижая долю на мобильном рынке?
