Overclocking FAQ

a cura di
Simone Tugnoli


  1. Introduzione
    1. Cosa si intente per overclocking
    2. I pericoli dell' overclocking
    3. Precauzioni
  2. Tecniche
    1. Overclocking del Bus ISA
    2. Overclocking dei processori 80486
    3. Overclocking dei processori Pentium®
    4. Overclocking dei processori Cyrix® 6x86
    5. Le nuove schede a 75Mhz
    6. I Processori Pentium MMX
    7. Esperienze con i 68,75,83Mhz


Introduzione

Cosa si intente per overclocking

Con questo termine ci si riferisce a quella operazione che forza un componente elettronico a lavorare a frequenze maggiori da quelle nominali (ma comunque ampiamente tollerabili). Qualsiasi componente può essere spinto al limite, ma generalmente questa tortura in un PC è riservata principalmente alla CPU.

I pericoli dell' overclocking

Sottoponendo un componente elettronico a tale stress, anche se comunque tollerabile, si possono avere delle controindicazioni. Per prima cosa la temperatura del componente aumenta. Ciò è dovuto al fatto che, se una CPU a 66Mhz in un tempo T1 esegue un numero N1 di operazioni, ad una frequenza maggiore, diciamo 80Mhz, nel medesimo tempo T1 eseguirà un numero N2 di operazioni maggiore di N1, quindi produrrà più calore, che deve essere in un qualche modo smaltito, pena pericolosi surriscaldamenti.

Inoltre, spingendo i componenti elettronici oltre i limiti imposti dalla fisica, si possono infliggere gravi danni irreparabili ai transistor. Questo, ovviamente, in teoria !

Precauzioni

A parte il buon senso che può evitare di sottoporre a cremazioni le CPU oggetto di overclocking (come in tutte le cose, l'importante è non esagerare.... Vedere tabella che segue) ci sono però dei piccoli accorgimenti che possono rendere l'overclocking un'operazione quasi completamente sicura.
La maggioranza delle CPU dei PC monta un dissipatore metallico. L'ideale sarebbe andare in un negozio di elettronica ed acquistare un dissipatore (delle dimensioni adeguate!) dall'elevato coefficiente di dissipazione , ma generalmente quelli per CPU vanno già abbastanza bene.

Assolutamente non deve mancare la ventolina.
Inoltre io consiglio vivissimamente di acquistare del grasso di silicone, una pasta biancastra, e applicarne una patina tra la CPU ed il dissipatore. Infatti la pasta fa passare il calore molto meglio dello strato d’aria che inevitabilmente si crea. Questo vale anche per processori Pentium dal package plastico : appena un po' di pasta sulla parte metallica non guasta mai, anche se la CPU non funzionerà in overclock

Parlando dei processori Pentium®, io consiglio di utilizzare un dissipatore di quelli che "agganciano" al Socket con una mollettina metallica. Sono i migliori.


Tecniche

Il Bus ISA

Molti BIOS permettono di impostare la frequenza del BUS ISA e delle periferiche ad esso collegate. La frequenza standard di 8 Mhz può essere aumentata agendo sui parametri del BIOS. In questo modo tutte le periferiche ISA dovrebbero lavorare più velocemente, ma non aspettatevi miracoli ...anche perchè adesso come adesso le periferiche ISA più critiche sono praticamente inesistenti (vedi controller e schede video).

I processori 80486

Queste CPU possono essere overclockate, ma non sempre l’operazione riesce (subito si capisce : il PC o si blocca o si resetta). Fate molta attenzione ai 486 funzionanti a 5Volt (come i DX2) ed utilizzate sempre un dissipatore con ventola sopra la CPU. Un Dx2 a 66 può essere portato a 80Mhz impostando il clock della scheda madre a 40Mhz, mentre un Dx4 a 100 potrebbe essere portato a 120 con il medesimo cambio di clock. Ciò è’ dovuto al fatto che i 486DX2 hanno un moltiplicatore interno di frequenza, mentre i DX4 (che per la cronaca si chiamano solo DX4® e non 80486 DX4 ...) possono essere settati o per la duplicazione del clock, oppure per la triplicazione. Quindi,

Non provate a far funzionare i DX4 a 150 Mhz ! Al massimo si possono spingere a 120Mhz.

Ho ricevuto anche richieste di overclock di 486 senza moltiplicatore e/o triplicatore di clock, come ad esempio i 80486Dx e 80486Sx.

Ovviamente il mio invito è sempre quello di applicare un dissipatore con ventola, anche se si porta un 486 da 33 a 40Mhz. In questa affermazione ho un po’ anticipato il tema dell’overclocking. Infatti io consiglio di overclockare i 486 solamente al "passo" successivo, vale a dire :

Queste operazione si effettuano cambiando i ponticelli dell scheda madre, ma non tutte le motherboard hanno questa possibilità. Manuale di istruzione alla mano, è da verificare volta per volta.

Importante ! Non dimenticate di impostare correttamenti gli stati di attesa di memoria e/o cache per la nuova frequenza. Non è solo la CPU che può far fallire un overclocking ....

I processori Pentium®

Un discorso più complesso meritano queste CPU. Esse non dispongono di un moltiplicatore di frequenza : è la scheda madre che permette la regolazione del clock della medesima e del fattore di moltiplicazione. Infatti un P120 è ottenuto impostando la scheda madre a 60Mhz ed il fattore di moltiplicazione a 2X ( 60 X 2 = 120 Mhz ).
Un P133 è ottenuto sempre con fattore 2X ma con motherboard funzionante a 66Mhz (e Bus PCI a 33Mhz, ma questo si adegua automaticamente in base alla frequenza della scheda madre).

Nota bene : Sono già arrivati in Italia i Pentium che non possono essere overclockati, per meglio dire, supportano SOLO il fattore di moltiplicazione per il quale sono stati "marchiati". Generalmente sono dei Pentium a 133Mhz, che anche se vengono spinti a 166Mhz, funzionano e mostrano da BIOS, sempre i 133Mhz.

processore

frequenza

fattore di X

frequenza esterna

BUS PCI

P90

90

1.5

60

30

P100

100

1.5

66

33

P120

120

2.0

60

30

P133

133

2.0

66

33

P150

150

2.5

60

30

P166

166

2.5

66

33

P180

180

3.0

60

30

P200

200

3.0

66

33

Considerando le nuove possibile frequenze di clock delle nuove mainboard, è possibile ottenere anche :

150 Mhz da 75x2 166 Mhz da 83x2 187.5Mhz da 75x2.5 208 Mhz da 83x2.5 (che sto usando in questo momento...)

...e così via.

Fate moltissima attenzione e fate bene i calcoli : prima di cambiare i ponticelli sulla scheda madre, ricontrollate tutto. Potete correre il rischio di spingere un P90 a 180Mhz !

Dopo queste precisazioni, andiamo ad esaminare i possibili overclocking, sempre che il vostro Pentium supporti ogni fattore di moltiplicazione (e c’è solo un modo per accorgersene : provare) :

CPU Frequenza nominale Overclocking sicuro Overclocking spinto
P75 75 90 100 (120)
P90 90 100 120
P100 100 120 133
P120 120 133 (150/166)
P133 133 150/166 180 (200)
P150 150 166 187.5 (200 o più)

P166

166

180 / 187.5

200 o più

P200

200

200 o più

Comunque è molto difficile stabilire se l'overclocking sia sicuro o meno. Personalmente ho visto Pentium a 133 andare a 180Mhz senza fare una piega, mentre dei P100 rifiutarsi di lavorare a 120Mhz.

Un rivenditore di computer molto famoso in tutta Italia (ehm ... di questo non posso fare il nome...) ha venduto un paio di anni fa ad un mio amico un P90 che in realtà era un P75 overclockato. La CPU in 2 anni non ha mai dato nessun problema, egli se n’è accorto solo perche’ overclockandola a 100 Mhz si scaldava moltissimo ...... E ancora la stessa Intel, in momenti in cui il mercato richiedeva P90, vendeva P75 come Pentium a 90Mhz...

(Consultare sezione 2.5 per le piastre a 75 e 83Mhz !)

Se il computer funziona bene, dopo un’ora di lavoro, si può provare a toccare la parte metallica del dissipatore della CPU. Se è "caldino" allora tutto è OK, se è caldo è normale, se invece non si riesce a tener appogiato il dito per piu’ di 5/6 secondi, allora :

  1. provare ad applicare della pasta al silicone come descritto
  2. la ventola è nuova ?
  3. l’alimentazione è VRE o STD ? Provare quella STD..
  4. ridurre purtroppo il clock ...

Molto consigliati sono gli overclocking 90 --> 100 ; 120 --> 133 e 150 --> 166 per poter sfruttare tutta la potenza di una scheda madre a 66 Mhz e bus PCI a 33Mhz.

Per chi invece avesse la possibilità di testare la temperature della CPU (e lo consiglio caldamente, scusate il gioco di parole :-) tenga presente che :

I processori 6x86

Queste CPU (prodotte da Cyrix® & IBM®) hanno una architettura interna molto più vicina al Pentium PRO® che al Pentium® stesso.

Un 6x86 funzionante a 120Mhz eguaglia le prestazione di un P150 (ecco il nome P150+) ma purtroppo è molto deludente per la sezione FPU (una partita a Quake e ce se ne rende conto...).

Queste CPU hanno una lavorazione piu grezza dei rivali Pentium® di Intel®, quindi hanno transistori dalle notevoli dimensioni (relativamente alle CPU : stiamo sempre parlano di micron, quindi millesimi di millimetro!) che li porta a produrre una notevole quantità di calore, anche se dalla rev del chip 2.7 in poi questo problema sembra parzialmente risolto, come pure quelli che si riscontravano usando NT 4.0.

Comunque, a tutti i possessori di 6x86 consiglio l’utilizzo di un dissipatore apposito per Cyrix.

Quando provai un P150+ (a 120Mhz) dopo pochi minuti la CPU si scaldò moltissimo, tanto che spensi il PC e controllai se avevo ben impostato i ponticelli. Quindi io sconsiglio l'overcloking con queste CPU, ma se uno ama il rischio.... beh io non posso impedire niente!

Le nuove schede a 75Mhz

Da un po’ di tempo a questa parte si stanno diffondendo sempre più schede madri capaci di funzionare a 75Mhz, contro i 66 dei Pentium a 100, 133, 166 e 200Mhz.

Generalmente montano chipset Triton 430VX, ma non è raro trovare anche 430HX. Modello di punta : l’Asus P55T2P4 (disponibile anche in ATX), che oltre a supportare i Pentium MMX (addirittura permette di abbassare la tensione anche a 2.5Volt), dalla rev. 3.0 in poi, monta un chipset 430HX funzionante a 75Mhz e certe volte anche a 68 e 83Mhz. Se volete avere ulteriori informazioni riguardo la ponticellatura contattatemi via e-mail.

Più che per prestazioni, ma su questo punto torneremo in seguito, si è portato il bus a 75Mhz per supportare il Cyrix 6x86 P200+.

Infatti tale CPU deve funzionare internamente a 150Mhz, e fino ad ora questa frequenza poteva essere ottenuta solamente da 60x2.5 ( = 150Mhz). Purtroppo i 6x86 non possono funzionare con fattore di moltiplicazione non intero (2.5) ma solo con 2x o 3x. Da qui l’idea di inalzare il bus esterno a 75Mhz, ottenendo cosi’ 150Mhz da 75x2.

Ed il BUS PCI ? Nonostante sulla carta il PCI potrebbe funzionare sino a notevoli frequenze di clock, attualmente il massimo è di 33Mhz. Ma aumentato da 66 a 75Mhz anche il PCI ne risente e si porta cosi a 37.5Mhz INTEL non ha mai commentato questi "aggiornamenti" anche perche’ sulla carta i chipset 430VX e 430HX non superano i 66Mhz. Il discorso, probabilmente, cambierà per il 430TX.

Se siete in possesso di una di questo piastre (basta consultarne il manuale) allora tenete presente che :

Avendo come base 75Mhz si possono "creare" frequenza di clock molto strane. Infatti si può avere:

Queste "nuove" frequenze si aggiungono quindi a quelle già note. Se la piastra dispone anche del settaggio a 83Mhz allora si ottengono nuove frequenze :

Un P166 potrebbe quindi essere spinto a 187.5, oppure un P200 portato a 207.5Mhz. Inoltre, se si considera che alcune CPU possono supportare solo il fattore di moltiplicazione per il quale sono state vendute ( 2x i P133) allora i più furbi si sono già resi conto che, sfruttando l’innalzamento del BUS, si mantiene costante il fattore di moltiplicazione ma la frequenza della CPU aumenta.... Quindi, per "fregare" INTEL, un P133 (66x2) può essere portato a 150 (75x2).

Ma in fin dei conti, a chi giova tutto cio ? In maniera più che ovvia tutto questo fa aumentare la frequenza della CPU, aumentato in modo inequivocabile le prestazioni (anche solo di un 5%, ma di sicuro non calano) e questo è dovuto anche al fatto che si innalza la frequenza della cache di II livello, ma purtroppo c’e’ un aspetto importantissimo da tenere in considerazione : la RAM.

Ormai stanno scomparendo le memorie a 70ns e si stanno diffondendo sempre più le 60ns e le EDO (che sono comunissime fast page con un buffer latch in uscita). La RAM è una delle parti più lente del sistema (ovviamente escludendo HD, CD-rom..) e che in una percentuale inversamente proporzionale alla quantita’ di cache montata "frena" ogni operazione.

Certo, avere una piastra a 75Mhz potrebbe sì migliorare l’accesso alla memoria, ma l’aumento di velocità del BUS con il quale la RAM è messa in comunicazione col sistema non implica anche l’aumento della velocità della RAM stessa.

Quindi molti BIOS ancora si trovano impacciati a dover gestire i wait state su schede a 75Mhz con RAM molto lente, con inevitabili crash. Anche perche’ solo EDO a 50ns o BEDO potrebbero sfruttare al meglio 83Mhz....

Il mio consiglio ? Provare non costa nulla, ma attenzione : i risultati ci sono, ma l’affidabilità a volte non è garantita. (vedere 2.7)

I Processori Pentium MMX

Finalmente! Dopo tanti annunci sono arrivati. Parlo delle CPU che Intel chiama P55C, ovvero Pentium con estensioni multimediali. Queste CPU esternamente sono quasi identiche ai Pentium che tutti conosciamo, piu’ precisamente gli ultimi modelli con package plastico e non ceramico. Ma che cosa hanno di diverso questi processori ? Vediamone le caratteristiche piu’ importanti.

Esperienze con i 68,75,83Mhz

Questa parte delle FAQ e’, piu’ che un avvertimento, una riflessione su come ottenere prestazioni maggiori, dove fare attenzione e perche’.

Tralasciano i 68Mhz, in quanto difficilmente 2Mhz in possono creare problemi e solo un tipo di scheda madre in commercio a volte lo supporta, occupiamoci ora dei 75Mhz.

Prima di iniziare ricordo che il passaggio da 66 a 75Mhz comporta a :

Considerando che questo è un documento sull’overclocking e che probabilmente chi sta leggendo è interessato all’overclocking, allora direi che ci siamo !

A volte certe periferiche PCI non gradiscono l’innalzamento della frequenza del BUS. Certi controller SCSI o certe SVGA ne sono l’esempio. Sebbene generalmente le piastre a questa velocità modificano la latenza del PCI e le temporizzazzioni interne si possono verificare ugualmente crash.

Personalmente so che a volte il controller Adaptect 2940 puo’ non reggere questa frequenza, ma c’è un modo che a volte risolve il problema dei crash. Infatti nel menu del BIOS del controller stesso è possibile modificare la massima velocità del protocollo SCSI da utilizzare per ciascun ID SCSI. Abbassando questa impostazione non si peggiorano le prestazioni, al più il sottosistema disco rimane invariato, ma a volte si rende il sistema stabile.

Stesso discorso vale anche per chi utilizza dischi rigidi EIDE. Alcuni modelli, tra cui gli ultimi IBM, danno moltissimi problemi. Vale anche qui il discorso fatto per le controller SCSI : basta abbassare da BIOS il settaggio da PIO 4 a PIO 3/2 e a volte il sistema può ritornare stabile.

Un discorso più complesso merita la RAM. Se ancora siete in possesso di fast paged a 70ns il mio consiglio è quello di cambiarla assolutamente in (EDO è forse meglio) a 60ns, specie se siete interessati a frequenza maggiori uguali di 75Mhz.

Certo anche della fp a 70ns può funzionare a 75Mhz, ma sarebbero neccessari molti cicli di attesa.

Concludendo, il mio consiglio è quello di, dopo aver settato la piastra a 75Mhz o più, portare immediatamente da bios i settaggi quasi al massimo, verificare la stabilità del sistema e di conseguenza abbassare o provare ad innalzare i tempi di accesso.

NB : a numeri maggiori (es 444 ) corrispondono stati di attesa maggiori.

Un altro aspetto da tenere in considerazione è la tensione di voltaggio della CPU. Infatti certi Pentium funzionano perfettamente in STD (3.3 volt) ma quando si overclockano preferiscono il VRE (3.45volt). Se il sistema dopo un overclock a qualche problema, specie con CPU Pentium a 150/166Mhz dal package ceramico, allora "giocate la carta" VRE : può rivelarsi vincente. Un appunto per chi usa il mitico Linux : se il GCC vi dà dei Signal 11 in compilazione, provare a settare l’alimentazione in VRE. Attenzione, come sempre, alla temperatura.

Dopo tutte queste precisazioni anche i meno curiosi si saranno già posti la domanda : "Ma se per ottenere un sistema Pentium 166 dato da 83x2 devo prestare attenzione a tutte queste cose, in fondo chi me lo fa fare ?"

Assolutamente nessuno obbliga nessuno a smanettare continuamente, ma consideriamo questo.

I nuovi Pentium MMX con codice non MMX sono più veloci non tanto per le ottimizzazioni interne, ma perchè hanno una cache L1 di dimensioni doppie rispetto quella dei Pentium tradizionali.

Quindi un aumento di frequenza di tutti i componenti presenti sulla scheda madre, compresa la cache L2, porta ad un significativo aumento di prestazioni.

Un Pentium a 166Mhz ottenuti da 83x2 il piu’ delle volte è nettamente superiore ad un sistema P200 "tradizionale".

Generalmente non parlo di benchmark, ma ho fatto moltissimi test CPUMark32 e vi posso assicurare che la frequenza di lavoro della scheda madre e della cache L2 influisce notevolmente sulle prestazioni globali del sistema. Ma attenzione a non esagerare!


ATTENZIONE

IL SOTTOSCRITTO SIMONE TUGNOLI NON E' ASSOLUTAMENTE RESPONSABILE DEGLI EVENTUALI DANNI CHE LA TECNICA DA LUI DESCRITTA PUO' PROVOCARE. QUINDI SI ASSOLVE DA OGNI RESPONSABILITA'


L'autore di questo articolo è:

Simone Tugnoli

E-Mail: simonet@mbox.vol.it, simone@bellquel.bo.cnr.it
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© 1996,1997 Simone Tugnoli, Amedeo Lanza di Casalanza - fare riferimento alle note introduttive della FAQ per la proprietà intellettuale e la licenza di copia e distribuzione