Como fazer overclock em processadores AMD Athlon e Phenom

O site Tom´s Hardware publicou um artigo com um guia para overclock em processadores AMD Phenom e Athlon. Vamos fazer uma tradução livre e resumida do artigo, com o intuito de obtermos um guia básico de overclock.

O vídeo abaixo é de um vídeo tutorial de overclock do AMD Phenom II X6 1090T, onde é mostrado como fazer o overclock nesse processador tanto pela BIOS quanto pelo AMD OverDrive.



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Veja também um vídeo onde é feito um overclock de 35% em um AMD Phenom II X6 1090T em menos de 10s. http://www.noticiastecnologicas.com.br/2010/08/como-atingir-um-overclock-de-43ghz-em.html mostrando a facilidade com a qual esse processador da AMD sobe de frequencia.
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Overclock – o que é?

Overclock é um termo usado para o funcionamento de componente em uma velocidade mais elevada do que a sua especificação, em uma tentativa de aumentar a performance e o desempenho. Vários componentes dos computadores podem ser acelerados, incluindo incluindo o processador, memórias e placas gráficas.

O nível de overclock pode ser desde pequeno, com o intuito de obter pequenos ganhos de um componente barato ou até valores extremos de overclock, obtidos com sistemas avançados de refrigeração e componentes de alta performance.

Este artigo se concentra basicamente sobre o modo de fazer oveclock nos processadores atuais da AMD, de forma a maximizar sua performance.

Atenção: OVERCLOCK é um procedimento de risco, que, em alguns casos, pode levar à destruição e comprometimento – total ou parcial – de um sistema. As empresas fabricantes de hardware estipulam expressamente em seus termos de garantia que a prática de overclock é condição suficiente para suspensão da garantia.

Portanto, tenha em mente que o risco de fazer o overclock é exclusivamente seu.

Escolhendo os componentes adequados

O sucesso do seu overclock depende em grande medida dos componentes do seu sistema. Para começar, você precisa escolher um processador com comprovado potencial para ser executado em velocidades mais altas do que as estabelecidas pelo fabricante. A AMD oferece atualmente algumas CPU´s conhecidas como “Black Edition” (BE), que são destinados para entusiastas, e que proporcionam o benefício dos multiplicadores desbloqueados, permitindo, assim, uma prática de overclock mais simples e também atingir níveis mais elevados.

É claro que um processador sozinho – por melhor que ele seja – não é o suficiente para se obter um bom overclock. O processador precisa estar acompanhado de componentes também projetados para esse tipo de prática.

Sendo assim, é preciso escolher uma placa mãe (motherboard) com uma BIOS amigável ao overclock. A AMD indica as mothernoard´s equipadas com o chipset AMD 790GX + SB750, que dispõem de amplos controles na BIOS, além de oferecerem compatibilidade com o AMD Overdrive e de disporem do “Advanced Clock Calibration (ACC)”.

OBS: Todas as motherboard´s com o chipset da série 7XX da AMD oferecem compatibilidade com o AOD – AMD Overdrive. Entretanto, somente as motherboard´s com o South Bridge 750 (SB750) oferecem o ACC – Advanced Clock Calibratin – que é uma funcionalidade importante para ampliar os níveis de overclock dos Phenom II e Athlon X2 7750 e 7850, por exemplo. Já os Phenom II e demais derivados dessa arquitetura, como os Athlon de 45nm, por serem processadores desenhados especialmente para overclock, não precisam do SB750 para obter um bom overclock.

Os testes deste artigo serão conduzidos com uma ASUS M3A78-T (AMD 790GX + SB750).

Memórias

As memórias também são componentes importantes, e a recomendação é a de usar memórias de alta performance, capazes de ultrapassar os 1.066Mhz, com conjunto com uma motherboard AM2+ e processadores AMD da série K10 – Phenom e Athlon 7750 e 7850.

Aquecimento, consumo de energia e fontes de alimentação

O aumento das freqüências e das tensões quando se faz o overclock tem como efeito imediato o aumento do consumo de energia, de forma queem detrimento da acrescentado consumo de energia, de forma que é aconselhável você dispor de uma alimentação adequada e que mantenha os níveis de tensão em estáveis mesmo com o aumento do consumo.

Evidentemente que fontes de alimentação “genéricas” já trabalham em seu limite máximo de potência e provavelmente dificultarão qualquer tipo de overclock.

Aquecimento – cooler

O aumento da freqüência e da tensão também gera aumento do calor produzido pelo equipamento, portanto um bom sistema de arrefecimento da CPU terá um efeito direto sobre o overclock.

É claro que o objetivo deste artigo não é o de bater recordes de overclock, então será usado um cooler de US$ 20 a 25 nos testes.

Enfim, este artigo é apenas um guia de como fazer, destinado às pessoas com pouca experiência em overclock embarcar nessa aventura e se divertir um pouco ao premiar seus Phenom II, Phenom e Athlon X2 com performances adicionais desbloqueando o desempenho escondido que está dentro de seus sistemas.

Terminologia

Vários termos utilizados para descrever a mesma coisa pode confundir ou até mesmo intimidar um usuário de computador a entender os fundamentos do overclocking. Então, antes de passarmos para o “como fazer” deste artigo, vamos relacionar alguns dos vários termos associadas ao overclock.

Velocidades, freqüências, Clock

Core Speed (velocidade da CPU, CPU Frequency, CPU Clock Frequency, CPU Clock Speed): A freqüência com que a CPU executa instruções (ex: 3000 MHz ou 3,0 GHz). Este é a principal freqüência esperamos levantar fora de todos os outros componentes diferentes.

HyperTransport Link Speed: A freqüência da ligação entre a CPU e o Northbridge (ex.: 1.000 MHz, 1.800 MHz ou 2.000 MHz). Em geral é igual a (mas não deve exceder) a velocidade do Northbridge

Velocidade (ou freqüência) do Northbridge: A freqüência da Northbridge (por exemplo: 1.800 MHz ou 2.000 MHz). Para os processadores AM2 +, aumentando a velocidade Northbridge irá impulsionar controlador de memória e a velocidade do cache L3. A velocidade do northbrige não deve ser inferior à do HyperTransport, mas pode ser muito superior.

Frequencia da Memória (velocidade e memória DRAM Frequência): A velocidade, medida em megahertz (MHz), na qual o bus de memória opera. Isto pode ser representado pela própria freqüência como, por exemplo, 200 MHz, 333 MHz, 400 MHz e 533 MHz ou por meio da frequencia efetiva, tais como DDR2-400, DDR2-667, DDR2-800, ou DDR2-1066.

Clock de Referência: Por padrão, é fixado em 200 MHz. Como você vai ver logo adiante, para os processadores AM2+ as outras freqüências de operação do sistema são baseadas nesta frequencia padrão, e são calculadas por meio dos multiplicadores e dos divisores.

Calculando as freqüências:

Antes de avançar para a nossa descrição de como essas freqüências são calculadas, temos de ressaltar que a maior parte deste manual abrange o que está ocorrendo em processadores AM2 +, como o Phenom-II, Phenom I , ou processadores baseados na arquitetura K10, como os Athlon da série 7xxx série.

Mas nós também queremos que este manual se aplique às versões anteriores, como os Athlon baseados no socket AM2 (K8), como os Athlon X2 das séries 4xxx, 5xxx e 6xxx. Existem algumas diferenças entre princípios de overclock dos K8 que serão destacados mais adiantes.

Fórmulas básicas de cálculo das freqüências para os AM2+:

Core Speed = Clock de Referência * CPU Clock Multiplier

Velocidade Northbridge = Clock de Referência * Multiplicador do Northbridge

Velocidade do HyperTransport Link = Clock de referência * Multiplicarod do HyperTransport

Frequencia da Memória = clock de referência * Multiplicador da Memória

Se queremos um overclock no nosso processador (aumentar sua velocidade), podemos aumentar o clock de referência ou o multiplicador da CPU. Como um exemplo, o Phenom X4 940 II trabalha com clock de referência de 200 MHz e tem um multiplicador de CPU de 15x. Sendo assim, a velocidade dos núcleos é de 3.000 MHz (200 * 15 = 3,000).

Poderíamos fazer um overclock neste núcleo chegando em 3.300 MHz de duas formas: ou aumentando seu multiplicador para 16,5 (200 * 16,5 = 3.300), ou aumentando o clock de referência para 220 (220 * 15 = 3300).

Mas lembre-se que as outras frequências acima baseiam-se também no clock de referência, portanto, ao aumentá-la a 220 MHz, também irá aumentar (overclock) a velocidade do Northbridge, do HyperTransport, assim como a frequencia da memória.

Em contraste, basta aumentar o multiplicador do CPU multiplicador seria, por sua vez, só aumentar a velocidade do núcleo da CPU AM2 +. Nas páginas seguintes, vamos ter uma primeira visão sobre o multiplicador de CPU usando o utilitário AMD Overdrive e, em seguida, iremos aos ajustes da BIOS para opções mais avançadas de overclock através da elevação do clock de referência.

Dependendo do fabricante da motherboard, as opções de velocidade da BIOS para velocidade da CPU e do Northbridge não irá usar um multiplicador simples, mas sim um FID (Frequency ID) e um DID (ID Divisor). Neste caso, a fórmula seria:

Velocidade da CPU = Clock de Referência * FID (multiplicador) / DID (Divisor)

Velocidade do Northbridge = Clock de Referência * NB FID (multiplicador) / NB DID (Divisor)

Ao manter DID em 1, você está de volta para o mesmo multiplicador simples das primeiras equações, e verá também multiplicadores 8.5, 9, 9.5, 10, etc para a CPU. Mas, através da fixação de um maior DID, como 2 ou 4, é possível conseguir incrementos de multiplicadores muito menores, o que facilita o ajuste fino do overclock.

Para complicar a matéria, os valores podem ser listados como uma frequência, tais como 1800 MHz, ou como um multiplicador, como 9, e você, pode, então, precisar de uma chave hexadecimal

Para ajuda sobre isso, consulte o manual da motherboard ou faça uma pesquisa para encontrar os valores hex para keying de sua CPU e do Northbridge FID.

Existem outras exceções que nem sempre lidam com multiplicadores. Por exemplo, a frequência de memória é muitas vezes fixado na BIOS diretamente pela escolha DDR2-400, DDR2-533, DDR2-800, ou DDR2-1066 em vez de seleccionar um multiplicador de memória ou divisor.

Além disso, as opções de velocidades do Northbridge ou do HT (HyperTransport) podem ser a frequência real e não um multiplicador. Mas não se preocupe muito com tais exceções, e volte aqui neste tópico se achar necessário.

Hardware utilizado no teste

Ferramentas usuais

AMD OverDrive: Utilitário de Overclock da AMD

CPU-Z: Informações do sistema

Prime95: Teste de Estabilidade

Memtest86: CD botável com testador de memória

Monitores de Hardware Hardware Monitor, Core Temp, Asus Probe II, e outras funcionalidades de motheboards.

Testes de Performance: W Prime, Super Pi, Cinebench, 3DMark 2006 CPU test, 3DMark Vantage CPU test

Ajustes de BIOS recomendados:

Desabilitar o Cool ‘n’ Quiet

Desabilitar o C1E

Disabilitar o Spread Spectrum

Desabilitar o Smart CPU Fan Control

Setagem manutal dos Memory Timings

Windows Power Option: High Performance

Introdução ao AOD - AMD OverDrive

O AMD Overdrive é uma poderosa ferramente da overclock, monitorização e de testes, concebido para motherboard´s com chipset AMD 700-série. Muitos overclockers não gostam de pensar no uso de software dentro do ambiente de sistema operacional, e, em vez disso, preferem alterar estes valores dentro da BIOS.

Tenho evitado usar os utilitários que os fabricantes de motherboard´s oferecem, mas depois de ter usado por algum tempo a versão mais recente da AMD Overdrive com estes sistemas, tornou-se claro o quão valiosa é essa ferramenta.

Vamos começar através dos menus em AMD Overdrive, apontando algumas das capacidades úteis, e também desbloquear os recursos avançados. Após a abertura Overdrive, você é alertado primeiro com uma mensagem de aviso que indica que você usa o utilitário por sua conta e risco:

Depois de concordar com a advertência, clicando no botão de OK, você é direcionado para o Sistema Básico de Informações sobre CPU e memória:

Clicando em "Diagram" você obterá uma janela como a mostrada abaixo:

A opção de "Monitoring Status" é muito valiosa no momento do overclock, pois permite a você acompanhar a frequencia dos núcleos da CPU, suas temperaturas, multiplicadores, voltagens e o nível de atividade do sistema.

Clicando na aba "Performance Control" e será mostrado o modo de controle "Novice" que tem um controle deslizante para aumentar a performance, e que basicamente foca no aumento da frequencia do PCI Express (PCIs): 

 Para destravar os controles avançados de clock e voltagens, você deverá alterar o modo de controle para "Advanced Mode":

Quando o "Advanced Mode" é selecionado, o controle de performance é substituído por uma tela que dá acesso aos multiplicadores e aos controles de voltagem. 

No menu "Memory" há informações sobre a memórias e também permite o ajuste das temporizações de memórias.

Existe também um sistema de benchmark interno:

E sistemas de teste de estabilidade, para saber se seu overclock está funcionando adequadamente.

O último menu é para um ajuste rápido de Auto-Clock. Isso parece que leva um longo tempo, e ainda nos leva longe da diversão, então nós não iremos experimentá-lo e consideramos suficiente mostrarmos este comemtário.

Com uma motherboard baseada no chipset 790GX e um processador da linha Black Edition como os que foram usado no teste, é extremamente simples conseguir um overclock usando o AMD Overdrive. Se o seu processador não é um Black Edition e o multiplicador não pode ser elevado, você terá que seguir os passos nas páginas que seguem esta discussão.

É uma boa idéia rodar algum teste de performance nas velocidades stock, para que se tenha um nível de performance estabelecido para comparação (use algumas das metricas sugeridas anteriormente para começar) . Testes de performance podem ajudar a mensurar os ganhos e as perdas de performance conseguidos no overclock.

Agora vamos dar uma olhada nas configurações padrão do Phenom II X4 940. O clock de referência (bus speed) flutua entre 200.5Mhz e 200.6Mhz o que resulta em uma velocidade de clock de CPU entre 3.007 e 3.008Mhz:

Na expectativa de grandes ganhos com o Deneb, o multiplicador doi akterado de 15.5 para 16, obtendo 3.200Mhz. Com o clock de referência em 200Mhz, para cada incremento no multiplicador eram adicionados 200Mhz na velocidade, enquanto que incrementos de 0,5 aumentavam 100 MHz. O overclock foi estressado com o teste de estabilidade do AOD e também com o Prime95’s small FFT teste:


Depois de passados 15 minutos de Prime 95 sem erros, aumentou-se novamente o multiplicador. No exemplo usado, um multiplicador de 16.5 resultou em 3.300Mhz. Nesse nível de frequencia o Phenom II passou no teste sem problemas. O multiplicador foi aumentado para 17x (3.400Mhz) e novamente testes de estabilidade sem erros.

 Em 3.5Ghz (17.5*200), foi obtida estabilidade em um teste de 1 hora com o AOD, mas 8 minutos do Prime95 resultou em uma "tela azul" e o sistema rebootou. Dessa forma, o máximo overclock conseguido com 1.35 V CPU VID foi algo entre 3.4 e 3.5Ghz. Se você não se sente confortável em subir as voltagens, então pode parar por aqui. Ou, tentar proceder ao ajuste fino subindo o clock de referêcia de 1 Mhz por v^}es, que com o multiplicador de 17 resultará em aumentos de 17Mhz a cada incremento do clock de referência.

Se você começar a subir as voltagens, faça pequenos incrementos 0.025-0.05 V a cada vez e monitores as temperaturas. As temperaturas dos núcleos no testes ficaram baixas, e então aumentou-se o CPU VID para 1.375 V e foi obtido estabilidade no Prime95 a 3.5 GHz. 

Então o multiplicador subiu para 18 resultando em 3.6Ghz requetendo 1.4V.  Para se conseguir 3.7 GHz foram necessários 1.4875 V, que é a máxima voltagem permitida pelo AOD por default. Nem todos tem refrigeração suficiente para esse nível de voltagem, mas é possível aumentar o limit defalt do AOD editando o arquivo .xml de preferencias, permitindo subir o limite até 1.55V. 

Conseguiu-se 1.500 V CPU VID para estabilidade no AOD a 3.8 GHz and um multiplicador 18. As leituras de temperatura durante os testes do Prime 95 em carga máxima ficaram ao redor de 55ºC, e então determinou-se que tais temperaturas poderiam ser abaixadas com melhor refrigeração.

Voltou-se para 3.7Ghz e o Prime95 rodou por 1 hora indicando que o processador ficou estável nessas configurações. O Máximo easy overclock conseguido foi 3,765 MHz (203*18.5).

É importante ter em mente que existem variações de overclock e de voltagens de chip para chip. E também é crucial fazer incrementos de frequencia e voltagens em incrementos pequenos, fazer testes de estabilidade, e ficar monitorando as temperaturas se você quiser ir longe. Com esses processadores, mais voltagens não é sempre a resposta, e eles podem perder estabilidade com voltagens elevadas. Algumas vezes é necessário para um bom overclock apenas uma melhor refrigeração. Para os melhores resultados é recomendado que a CPU em FULL LOAD não ultrapasse os 50ºC.

Se não for possível subir o clock da CPU a níveis muito elevados, então ainda há trabalho a fazer para maximizar a performance do sistema. Subindo a velocidade do northbridge, por exemplo, pode incorrer em um grande impacto na performance de algumas aplicações com o aumento da performance do controlador de memória e do cache L3. O multiplicador do northbridge não pode ser alterado com o AOD, apenas através da BIOS.

Overclock no Athlon X2 série 7XXX e Phenom I (Agena) - Habilitando o ACC

Depois dos testes com o Phenom II X4 940, vamos dar uma olhada em outras CPU´s.

As outras duas CPU AM2+ segirão as mesmas regras do Phenom II, exceto pelo fato de que há, neste caso, um passo extra: habilitar o Advanced Clock Calibration (ACC). ACC estará apenas disponível para motherboard´s com o AMD's SB750 southbridge, como as motherboard´s baseadas no ChipSet 790GX. O ACC pode ser habilitado na BIOS ou por meio do AMD OverDrive, mas, neste último caso, requer um reboot para que passe a produzir efeitos.

Com os Phenom II de 45 nm, a melhor opção é dexiar o ACC DESABILITADO, pois a AMD informou que os benefícios do ACC já estão incorporados internamente nos Phenom II. Entretanto, com os processadores de 65nm K10, como os Phenom I (Agena) e os Athlon, setando o ACC para Auto, +2%, or +4% pode ajudar bastante para se obter a máxima velocidade desses chips.
 

As telas acima mostram o Phenom X4 9950 rodando a 2.6 GHz com o multiplicador 13x e CPU VID (Vcore) de 1.25 V. A frequencia da memória foi configurada em DDR2-1066.  O multiplicador foi aumentado para 15x com as voltagens stock.

Subindo o VCORE para 1.45 V, e colocando o ACC em ENABLE - Auto (+2%, and +4%), o Prime95 rodou por 12 a 15 minutos.

Posteriormente, com o ACC Auto,  e um multiplicador de 16.5 e VCore de 1.425V, subiu-se o clock de referência para 208 MHz, resultado no máximo valor de overclock estável.

Overclock no Athlon X2 7850 - K10 - Kuma

Athlon 7750 - máximo overclock sem aumento de VCORE

O Athlon X2 7750 Be tem uma velocidade stock de 2,700 MHz e um VCore de 1.325 V. Sem incrementos de voltagens foi possível aumentaro multiplicador para 16,5 e obter estáveis 3200Mhz.

O sistema ficou estável a 3,300 MHz com um pequeno aumento no VCore para 1.35 V.

Com o ACC ainda desabilitado, VCore foi elevado até 1.45 V em incrementos de .025 V, mas o sistema não apresentou estabilidade para um multiplicador de 17x multiplier.

Setando ACC para todos os núcleos (all cores +2%), foi possivel obter estabilidade (o Prime95 rodou 1 hora) com o VCore a 1.425 V.

Esse processador não trabalhou bem com voltagens acima de 1.425 V, então o máximo overclock atingido foi 3,417 MHz.

Observe que os benefícios que se obtém habilitando o ACC variam muito de chip para chip.

Fazendo OverClock nos processadores Athlon K8 (Séries 4XXX, 5XXX e 6XXX)

http://www.tomshardware.com/reviews/phenom-overclock-athlon,2161-8.html