Разгон Pentium D 805: двуядерный 4,1-ГГц процессор за $130 – THG.RU

Процессор нижнего уровня на максимальных частотах?

Есть в жизни ситуации, которые способны вызвать удивление у любого, пусть даже у самого упёртого скептика. Данный материал можно назвать настоящей сенсацией за последние годы. Новость такова: Intel выпустила двуядерный Pentium D нижнего ценового уровня. Но после небольших модификаций этот процессор способен обойти даже топовые модели.

Сюда входят даже Athlon FX-60 и Pentium Extreme Edition 965. Да, мы уже чувствуем всю горечь разочарования тех пользователей, кто вложился в топовые компьютерные системы. Но давайте познакомимся с нашим сегодняшним героем: процессором Pentium D 805 на частоте 2,66 ГГц с двумя ядрами и 64-битной поддержкой. И этот процессор стоит очень дёшево: купить его можно где-то за $130. Когда мы получили первые результаты производительности, то удивлению не было предела: процессор легко работает на частоте 4,1 ГГц, причём с обычным воздушным охлаждением.

Если вспомнить историю, то удачные примеры разгона “дёшево и сердито” встречались и раньше. Возьмём тот же Intel Celeron 300A, который при штатной частоте 300 МГц легко работал на 450 МГц. При этом в некоторых задачах он начинал обходить намного более дорогой Pentium II 400.

Куда уж дешевле? Intel Pentium D 805 за $130.

Pentium D 805 на первый взгляд кажется рядовым недорогим процессором, но после разгона до 4,1 ГГц ситуация резко меняется. У оверклокеров, ещё недавно восхищавшихся AMD Opteron 144, появился новый лидер разгона: Pentium D 805. При этом разгонять процессор Intel не только легче, но и эффективнее. Связано это с двуядерной архитектурой, ведь у Opteron присутствует только одно ядро.

Открытая коробка Pentium D 805 сразу после покупки.

А так Pentium D 805 выглядит в “Диспетчере устройств”.

Pentium D 805 в деталях

Pentium D 805 использует два ядра первого поколения Pentium D, а именно: Smithfield. Предшествующие модели в линейке 8xx работали на тактовых частотах от 2,8 ГГц (D 820) до 3,2 ГГц (D 840). Оба ядра в линейке оснащены 1 Мбайт кэша L2, в то время как у процессоров линейки 9xx кэш увеличен до 2 Мбайт на ядро. За последний год Intel не выпустила новых моделей в линейке 8xx, поскольку компания переключилась с 90-нм техпроцесса на 65-нм. А новый техпроцесс используется только для производства линейки 9xx. Однако в мае старое ядро Smithfield получило новую реинкарнацию в Pentium D 805.

Pentium D 805 стоит всего $130, но использует два ядра.

Вид снизу Pentium D 805 для Socket 775.

Если сравнивать D 805 с другими процессорами, то частота 2,66 ГГц выглядит не слишком привлекательно. Да и 133-МГц (533 QDR) шина кажется просто смешной по сравнению с 200 и 266 МГц у других процессоров.

Без каких-либо модификаций скорость обмена между Pentium D 805 и северным мостом чипсета более чем в два раза медленнее, чем 266 МГц у топовых процессоров.

Секрет множителя

Множитель показывает отношение частоты процессора к частоте FSB. Для Pentium D 805 он составляет 20x. По сравнению с другими процессорами, использующими шину 200 или 266 МГц, множитель очень высокий. Намного чаще встречаются множители 12x и 14x. Но высокий множитель приводит к тому, что Pentium D 805 является хорошим кандидатом для разгона. Можно просто увеличить частоту FSB до 200 МГц, после чего тактовая частота процессора вырастет до 4,0 ГГц (200 МГц x 20).

В следующей таблице можно посмотреть множители всех настольных процессоров Intel ещё со времён Socket 5 (1993 год).

По умолчанию топовый процессор Intel Extreme Edition 965 использует множитель 14x.

Множитель процессора Extreme Edition 965 можно выставить в BIOS на любом уровне от 12x до 60x, но за разблокированный множитель придётся заплатить. Этот процессор стоит около $1000, которые может потратить далеко не каждый пользователь. Именно поэтому разгон менее скоростных процессоров сегодня так популярен.

Множитель 20x жёстко прошит в процессоре. Его нельзя изменить ни в BIOS, ни с помощью перемычек материнской платы.

Множитель Pentium D 805 фиксирован, поэтому есть только один способ разгона процессора: повышение тактовой частоты FSB.

FSB 133 МГц: идеальный вариант для разгона

Наш проект разгона Pentium D 805 начался со штатной тактовой частоты FSB 133 МГц (533 QDR).

Тактовую частоту FSB можно легко изменить в BIOS. Здесь показан пример на материнской плате Asus.

С помощью утилиты производителя материнской платы можно даже менять частоту FSB прямо под Windows. На иллюстрации показана утилита EasyTune 5 от Gigabyte.

В следующей таблице приведены возможные частоты FSB и соответствующие частоты процессора при множителе 20x.

На первый взгляд разгон столь дешёвого процессора до 4,1 ГГц кажется невероятным. Но в любом случае, числа не врут. А если более внимательно присмотреться к предшествующим моделям, то и причины столь сильного разгона понять будет можно.

Берём планку 4 ГГц

Если внимательнее присмотреться к ядру 805, то мы обнаружим степпинг B0. Первые процессоры в линейке 8xx производились со старым степпингом A0.

Первые процессоры Intel в линейке 8xx производились со степпингом A0.

Pentium D 805 построен на более новом степпинге B0.

По функциям энергосбережения или наборам инструкций существенных различий между степпингами нет, но степпинг B0 определёно говорит о том, что Pentium D 805 принадлежит ко второму поколению процессоров Pentium D 8xx. Обновлённые степпинги обычно отличаются дальнейшими оптимизациями раскладки элементов на кристалле, улучшениями техпроцесса, доработками дизайна и правками различных ошибок. В любом случае, степпинг B0 работает лучше старой версии A0. Поскольку первые версии процессоров 8xx отличались максимальной тактовой частотой 3,2 ГГц, можно было смело предположить, что степпинг B0 может разогнать их, по крайней мере, до 3,2 ГГц. Именно это мы и полагали, начиная тесты разгона Pentium D 805.

Лучше всего определять степпинг по номеру Spec.

Процессор во время производства проходит через множество этапов. Поэтому на него наносится двумерный идентификационный код.

Чтобы различать процессоры между собой, каждая модель несёт специальный номер. Он называется Spec, а примеры номеров приведены в таблице выше. Эти номера наносятся как на сам процессор, так и на коробку снаружи.

Последние пять символов кода продукта, который находится в правой части коробки с процессором, как раз и относятся к номеру Spec.

Вы легко можете купить процессор Pentium D 805 со степпингом B0 и номером Spec SL8ZH, идентичный тому, что мы использовали в нашей статье. И, конечно, нет 100% гарантии, что вам удастся получить такие же тактовые частоты, как и в нашем случае.

Дабы предупредить продажу контрафактных или модифицированных процессоров, Intel создала специальную упаковку, на которой спецификации процессора отчётливо заметны через прозрачное пластиковое окошечко. Благодаря нему покупатель может легко сличить номер на процессоре с номером на коробке, даже ещё не совершив покупки.

Прозрачное пластиковое окно позволяет легко сличить номера на процессоре и на коробке.

В следующей таблице представлены процессоры Pentium для Socket 775 с кодовыми названиями ядер и модельными номерами.

Три причины появления Pentium D 805

Теперь возникает логичный вопрос: почему Intel решила выпустить на рынок подобный процессор? У нас есть три возможных объяснения. Первое: 65-нм технология производства работает лучше, чем предполагала Intel, что позволяет выдать более широкий ассортимент продуктов. Чтобы опустошить склады 90-нм процессоров и избежать финансовых убытков, продукты на основе старых технологий должны быть привлекательны для покупателей. Можно сбросить тактовые частоты и цены, чтобы быстро продать 90-нм процессоры.

Вторая возможная причина: процессор был выпущен сознательно, дабы отобрать у AMD рынок разогнанных процессоров. AMD уже достаточно долгое время предлагает Opteron 144 с низкой тактовой частотой, который занимает примерно такую же ценовую позицию и обеспечивает хороший потенциал разгона.

Наконец, третье предположение: Pentium D 805 – это обычный OEM-процессор, который весьма удачно получил превосходные технические характеристики, обеспечившие прекрасный потенциал разгона.

В конце концов, не так уж и важно, какая из высказанных причин верна. Потребитель выигрывает в любом случае!

Идеальные условия для разгона

Настало время выделить четыре ключевых элемента, которые позволяют процессору показать хороший потенциал разгона.

• Низкая штатная частота шины FSB, что позволяет разгонять процессор методом её увеличения.
• Высокий множитель, который позволяет процессору достигать высоких тактовых частот.
• Улучшенная версия кристалла (степпинг).
• Низкая цена по сравнению с топовыми процессорами, которая оправдывает усилия для осуществления разгона.

Какая память подходит лучше всего?

Pentium D 805 в штатном режиме работает с FSB 133 МГц (533 QDR). Поэтому из-за дизайна чипсета мы получаем максимальную частоту DDR2-533. Но разгон шины процессора также приводит и к увеличению частоты памяти. Её можно рассчитать, взяв частоту FSB и множитель шины памяти. Обычно на платформах Intel множитель меняется от 2,0 до 4,0. Поскольку наш разгон начался с очень низкой частоты FSB, с контроллером памяти могут наблюдаться определённые трудности. А именно: для частот FSB от 133 МГц до 148 МГц единственными вариантами множителя являются 3,0 и 4,0 – меньшие значения смысла не имеют.

Мы предполагаем, что выставлен множитель 4,0, который поднимает частоту памяти DDR2-533 для FSB 133 МГц до значения DDR2-667, когда частота FSB увеличивается до 166 МГц. Если же вы увеличите частоту FSB до 200 МГц, то таким образом повысите и скорость памяти до DDR2-800. Если вы будете продолжать увеличивать частоту FSB, то и частоты памяти тоже станут повышаться.

Некоторые производители материнских плат не позволяют использовать высокоскоростную память DDR2-1066. Причина кроется в компонентах, которые они установили на плату. Чтобы память смогла работать на высоких частотах, компоненты должны быть очень качественными, повышая, в свою очередь, стоимость материнской платы. Да и дизайн материнской платы тоже играет свою роль: линии данных, которые будут работать на частоте 500 МГц, могут располагаться близко друг к другу, на расстоянии 10 см. Плохой дизайн приводит к накоплению ёмкости и появлению резонансных помех, что негативно сказывается на стабильности и может привести к краху системы.

При частотах FSB ниже 149 МГц множители памяти ниже 3,0 не доступны, так как с точки зрения производительности они смысла не имеют. Например, при частоте FSB 133 МГц множитель 2,0 приводит к скорости DDR2-266.

Множители памяти, доступные в BIOS, меняются от одного производителя к другому. Множитель 4,0 тоже бывает не всегда, поэтому ошибочный выбор материнской платы может привести к падению производительности. В большинстве случаев производители указывают на поддержку множителя 4,0 как “Native DDR2-800.”

Правильный чипсет

Выбрать правильный чипсет для нашего проекта оказалось очень просто: все чипсеты, которые поддерживают двуядерные процессоры, поддерживают и частоту FSB не меньше 200 МГц. Конечно, Pentium D 805 они тоже поддерживают. Мы успешно осуществили наш проект разгона на пяти материнских платах от Asus и Gigabyte, список которых приведён ниже.

• Asus P5WD2-E Premium (Intel 975x)
• Asus P5WD2-WS Premium (Intel 975x)
• Asus P5WD2 Premium (Intel 955X)
• Gigabyte G1975X Turbo (Intel 975X)
• Gigabyte 8I955X Royal (Intel 955X)

Если же вы хотите быть точно уверенным, что ваш процессор заработает с материнской платой и CPU удастся разогнать, внимательно изучите список совместимости от производителя платы. Мы решили обратиться к трём крупнейшим производителям розничных материнских плат: Asus, Gigabyte и MSI. И вот что мы обнаружили.

У Asus проблем нет никаких: материнские платы уже давно поддерживают этот процессор.

Пять последних моделей от Gigabyte тоже без проблем справятся с D 805.

У MSI ситуация не совсем вразумительная. У многих материнских плат этот процессор был добавлен совсем недавно. У некоторых он вообще не поддерживается.

Проблемы с материнскими платами MSI возникают из-за решения этого производителя сохранить цены на минимальном уровне. Тесты компонентов и совместимости проходили при частоте памяти только 200 МГц. Так что использование этих материнских плат на более высоких скоростях может привести к потере стабильности.

Охлаждение на 4,1 ГГц: когда энергопотребление превышает 150 Вт

У разгона CPU есть и обратная сторона медали: тепло, выделяющееся из-за очень высокого энергопотребления. Поскольку наш процессор Pentium D 805 был создан по 90-нм технологии и использует двуядерный дизайн, энергопотребление при частотах выше 4 ГГц оказывается уже экстремальным.

Обозначение 05A указывает на класс энергопотребления.

В соответствии с “Platform Compatibility Guide” этот процессор потребляет до 95 Вт на стандартной тактовой частоте. Обозначение 05A указывает на спецификацию PRB0. Конечно, это означает, что и кулер в комплекте поставки тоже рассчитан на такое, относительно скромное, тепловыделение.

“Коробочная” версия кулера.

Выдержка из спецификаций Pentium D 805.

На стандартной тактовой частоте 2,66 ГГц Intel указывает максимальное энергопотребление/тепловыделение 95 Вт. Если призвать на помощь математику, то на 4 ГГц мы получаем теоретический уровень тепловыделения 142 Вт.

График линейного роста температуры в зависимости от энергопотребления.

По тем же спецификациям процессор может питаться от напряжения в диапазоне 1,2-1,4 В. Уровень напряжения может меняться от одного процессора к другому: он записывается в ПЗУ чипа и не указывается на упаковке или в номере Spec.

На коробке с процессором точной информации нет: указано только максимальное напряжение 1,4 В.

Чем ниже стандартное напряжение процессора, тем ниже будет энергопотребление и тем меньше будут требования к системе охлаждения.

Миновав несколько препятствий, всё же можно узнать точное значение напряжения, потребляемого процессором.

Меньшее напряжение питания процессора обычно указывает на более качественный кристалл. Транзисторам для переключения требуется меньшее напряжение, что повышает шансы получить высокие тактовые частоты.

У купленного нами процессора номинальное напряжение составляет 1,3375 В.

Если вы хотите получить те же результаты разгона, что и мы (или даже ещё более высокую частоту), уровень напряжения вашего Pentium D 805 должен быть такой же или ещё ниже.

Рост энергопотребления более 200 Вт

Мы провели измерения на разных тактовых частотах. Для тестовой системы мы использовали следующие компоненты:

• Intel Pentium D 805;
• блок питания Tagan i-Xeye 480 Вт;
• Asus P5WD2-E Premium;
• OCZ DDR2-800 (2x 512 Мбайт);
• 2x Western Digital WD160;
• GeForce 7800 GTX;
• Gigabyte DVD-ROM 16x.

Энергопотребление Pentium D 805 в режиме бездействия.

После разгона Pentium D 805 энергопотребление системы в режиме бездействия поднимается на 88 Вт. Это увеличение связано с подъёмом напряжения, необходимого для стабильной работы.

Энергопотребление Pentium D 805 при полной нагрузке.

При полной нагрузке (100%) на оба процессорных ядра разница в энергопотреблении между стандартной тактовой частотой и разогнанным до 4,1 ГГц процессором становится просто огромной. Прирост производительности обходится в дополнительные 216 Вт.

Энергопотребление разных систем в режиме бездействия.

Если посмотреть на энергопотребление в режиме бездействия, то наша разогнанная система выглядит не так уж и печально. Например, по сравнению с Pentium D 950 на 3,4 ГГц система после разгона до 4,1 ГГц потребляет всего на 50 Вт больше.

Энергопотребление разных систем при полной нагрузке.

При максимальной нагрузке разница между Pentium D 950 и 4,1-ГГц Pentium D 805 увеличивается до 109 Вт. Учитывая разницу между ними в 700 МГц, рост кажется весьма разумным.

Мы решили понять, какой блок питания нужен нашей системе, и для этого полностью нагрузили процессор вместе с видеокартой. В результате мы получили энергопотребление системы 512 Вт (от розетки). Весьма немало, но следует ещё и учитывать КПД блока питания. Большинство блоков питания выдают КПД между 75 и 80 процентами, то есть наша система потребляла около 380 Вт питания. Так что если ваш блок питания способен выдавать 500 Вт, вы можете заниматься разгоном без проблем.

Чтобы не перегружать стабилизатор напряжения на материнской плате, лучше брать модель с 8-фазным стабилизатором. По этой причине мы рекомендуем материнскую плату Asus P5WD2-WS Premium для рабочих станций.

Благодаря 8-фазному стабилизатору напряжения плата Asus P5WD2-WS способна справиться с высоким энергопотреблением процессора.

Энергосбережение: SpeedStep (C1E) отсутствует

Отключив функцию энергосбережения C1E у Pentium D 805, Intel похоронила любую надежду получить процессор, близкий к Intel Pentium Extreme Edition 965 с 266-МГц FSB. Так что в BIOS нельзя включить Enhanced Halt State, а множитель – понизить до 14x. Жаль, поскольку конфигурация 14 x 266 = 3,73 ГГц выглядела бы привлекательно.

В BIOS можно включить только бит NX и Thermal Monitor 2.

Хотя режим C1E распознаётся, включить его нельзя.

Чтобы убедиться в достоверности результатов, мы устанавливали процессор в разные материнские платы от Asus и Gigabyte. Но ни на одной плате с самой свежей версией BIOS мы не смогли включить C1E.

Решение Intel выключить функцию C1E может иметь под собой две причины.

• Все предыдущие настольные процессоры с функцией C1E не могли снижать тактовую частоту ниже 2,8 ГГц. В случае Pentium D 805 штатная тактовая частота 2,66 ГГц уже находится ниже этого порога. Функция C1E снизила бы частоту до 1,86 ГГц, что не типично для настольных процессоров Intel.
• Intel прекрасно представляет себе хороший потенциал чипа по разгону, после которого он способен выдать примерно такую же производительность, как и скоростной Extreme Edition, стоящий более $1000. Благодаря C1E мы смогли бы получить такую же тактовую частоту, как и у Intel Pentium EE 965 (14 x 266). Впрочем, Pentium D 805 оснащён в два раза меньшим кэшем L2 и не поддерживает технологию Hyper-Threading.

Поскольку функция C1E отсутствует, процессор не поддерживает и SpeedStep. Дело в том, что две этих функции зависят друг от друга.

Разгон без риска, включая защиту от перегрева

Процессор Pentium D поддерживает вторую версию Intel Thermal Monitor, защитного механизма, который позволяет системе продолжать работать без ущерба процессору. Технология Thermal Monitoring появилась в процессорах Pentium 4 (Willamette) ещё в 2000 году. Если температура процессора превышает определённый порог, то тактовый генератор автоматически включает троттлинг. При этом энергопотребление (и тепловыделение) существенно снижается, но и производительность тоже заметно падает.

Обновлённая версия Thermal Monitoring 2 оказалась умнее: тактовый генератор уже не пропускает такты, зато снижает тактовую частоту процессора. Система включает сигнал PROCHOT, при котором процессор работает безупречно, хотя и на сниженной тактовой частоте. Поскольку активация PROCHOT в качестве защитного механизма Thermal Monitoring 2 происходит в самом процессоре, не требуется ни обновлений BIOS, ни каких-либо изменений настроек. Упомянутая выше технология Enhanced Halt Mode C1E переводит эту защиту ещё на одну ступеньку выше, захватывая и режим бездействия операционной системы.

Диаграмма работы Thermal Monitoring 1 и 2.

Поскольку технология Thermal Monitoring 2 обеспечивает, своего рода, защиту от перегрева, благодаря ей разгонять систему стало намного легче. Кроме того, если процессор перегреется, технология TM2 отреагирует намного лучше, чем в случае системы, защищённой Thermal Monitor 1. Вторая версия технологии Thermal Monitor является, своего рода, бонусом для оверклокеров.

Готов для 64-битного будущего

Если взглянуть на набор функций Pentium D 805, то можно сразу же понять: перед нами не старый процессор.

Если сравнить Pentium D 805 с самыми современными моделями процессоров, он оказывается ничуть не хуже. Действительно, у него есть поддержка как EM64T (64-битные инструкции), так и бита Execute Disable (NX). Pentium D 805 основан на двуядерной архитектуре, поэтому с Hyper-Threading можно расстаться без особых страданий. Единственное, чего не хватает, – технологии виртуализации Intel Virtualization Technology (VT). Собственно, практика отключения тех или иных функций в процессорах Intel нам известна.

Дневник разгона THG

Начинаем с 2,66 ГГц

По умолчанию Pentium D 805 работает с тактовой частотой 2,66 ГГц. Конечно, подобная частота отнюдь не впечатляет.

Pentium D 805 в стандартной конфигурации: 2,66 ГГц и FSB 133 МГц.

Что касается частоты памяти, то выбор при FSB 133 МГц небольшой. Мы выбрали DDR2-533.

В BIOS доступны два варианта частоты памяти.

Чтобы максимально улучшить производительность, мы настроили минимальные задержки памяти.

В нашей системе использовались задержки CL4,0-4-4-4-8.

3,33 ГГц: стабильная система при стандартном уровне напряжения

Сначала мы решили поднять частоту FSB со 133 до 166 МГц. К нашему удивлению процессор заработал на частоте 3,33 ГГц и стандартном напряжении 1,3375 В без каких-либо проблем, даже когда оба ядра были полностью нагружены.