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DerDallmann

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Thursday, February 10th 2005, 12:34pm

CPU: Bevor ich übertakte/Voraussetzungen/Bios/OC

Eins müssen wir loswerden und das muß jedem klar sein:
Durch Overclocking betreibt man die Komponenten ausserhalb der Spezifikationen. Um deutlicher zu werden, man verliert jeden Anspruch auf Garantie und riskiert, daß Komponenten beschädigt oder gar dauerhaft zerstört werden. Wenn ihr euch hier im Board Anregungen und Hilfe zum Übertakten holt, macht oc-base.com nicht im Nachhinein für Schäden an eurer Hardware verantwortlich !!!




Die Vorraussetzungen
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Als Allererstes sollte man sich im Vorfeld alle erdenklich Informationen zum Thema Overclocking zusammensammeln, sie studieren und auch verstehen. Dann erst gehts an die Hardware:
Zum erfolgreichen übertakten reicht uns natürlich nicht nur ein guter Prozessor, sondern auch die restlichen Komponenten müssen entsprechende Leistungen erbringen/vertragen. Ihr solltet Besitzer eines Mainboards sein, welches im BIOS Einstellungen zu FSB und Multi zulässt und das ''BIOS'' (Basic Input-Output-System) sollte euch natürlich auch kein Fremdwort sein. Achtung! Falsche Einstellungen im BIOS können auch das System verlangsamen und genau das Gegenteil bewirken, von dem was ihr euch erhofft habt. Also lieber zuerst mal diese FAQ lesen und lernen und verstehen was die Einstellungen bedeuten. Mehr Voltage für den Chipsatz, den Prozessor und den Speicher können sehr nützlich sein, wenn man das Maximum aus seinem System rausholen will, dementsprechend muss man aber auch die Temperatur im Auge behalten und die Kühlung je nach Situation an das System und die Komponenten anpassen. Die Kühlung ist beim OC das A und O. Nicht nur die des Prozessors, sondern vorallem auch die richtige Gehäuse Be-, und Entlüftung. Wer dies nicht beherzigt, muss sich im Klaren sein, dass er seinen Komponenten den sicheren Tod bringt, wenn diese durch zu hohe Temperaturen belastet werden. Desweiteren sollte natürlich im Vorfeld auch die richtige Software besorgt werden um die Komponenten auf Stabilität testen zu können.


Die richtige Motherboard-Arbeitsspeicher-Kombo
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Um erfolgreich und langfristig übertakten zu können, braucht man nicht nur die richtige Kühlung und den richtigen Prozessor. Sehr wichtig sind auch MoBo und Ram. Motherboards gibt es von vielen Herstellern und mit verschiedenster Ausstattung. Aber nur die wenigsten eignen sich gut zum Übertakten. Gerade im Zusammenspiel mit dem Ram bieten viele Boards nicht genug Einstellungsmöglichkeiten. (Timings/VDimm) Bei einem Board, das z.B. nicht sehr viel Spannung für den Ram zulässt, bringt einem der beste OC-Ram nichts, da dieser vielleicht sehr viel Spannung für hohen Takt benötigt. Man sollte also darauf achten, daß man eine entsprechende Kombo kauft, wenn man ocen will.


Wichtige Bios-Einstellungen (Beispiel Asus A7N8X)
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  • CPU External Frequency [MHz]
    Wenn die Option auf Manual/User Defined steht, teilt diese Option dem Taktgenerator mit, welche Frequenz zu Systembus und PCI-Bus zu senden ist. Die Busfrequenz [Front Side Bus (FSB)] multipliziert mit dem Multiplikator ergibt den entgültigen Prozessor-Takt.

  • CPU Frequency Multiple Setting
    Wenn man einen von Werk aus freigeschaltenen Prozessor hat, sollte man die Option Manual/User Defined einstellen, dadurch wird das Menü CPU Frequency Multiple aktiv, wo man dann den Multi einstellen kann.

  • CPU Frequency Multiple
    Unter dieser Option kann man den Multiplikator für die CPU auswählen. Default Einstellung variiert je nach Prozessor.

  • System Performance
    Unter dieser Option kann man Einstellungen vornehmen, mit denen die Leistung des Speichers kontrolliert wird. Folgende Einstellmöglichkeiten sind vorhanden: Optimal [dient der Systemstabilität], Aggressive [dient zum Übertakten] und Manual/User Defined [Aktiviert die Menüs für RAM-Einstellungen]

  • CPU Interface
    Unter der Einstellung Optimal wird die automatisch die beste Performance erkannt. Mit Aggressive kann man eine leichte Verbesserung der Performance erreichen, weil übertaktete Parameter verwendet werden.

  • Memory Frequency
    Diese Option ermöglicht es, die Speicherfrequenz einzustellen. Die Standardeinstellung ist By SPD. Bei dieser Einstellung wird das vom Hersteller programmierte SPD-Rom ausgelesen. Bei den nForce2 Board sind etliche Einstellungen möglich: [50%] [60%] [66%] [75%] [80%] [83%] [Sync oder 100%] [120%] [125%] [133%] [150%] [166%] [200%] [1:1] [6:6] usw

  • Resulting Frequency
    Gibt dann den im Memory Frequency eingestellten Prozentwert in MHz an.

  • Memory Timing
    Diese Option ermöglicht es, die Timings einzustellen. Standardeinstellung ist Optimal, welches stabile, aber meist langsame Timings wählen wird. Stellt man auf Aggressive ein, werden Timings für mehr Performance gewählt und wenn man Manual/User Defined wählt, kann man sämtliche Einstellungen von Hand machen.

  • SDRAM Active Precharge Delay
    Unter dieser Option kann man die Anzahl der SDRAM Taktzyklen regeln. Diese Option erscheint nur, wenn man Memory Timing auf User-Defined gestellt hat.

  • SDRAM RAS to CAS Delay
    Hier wird die Zeitspanne zwischen dem RAS [Row Adress Strobe] und CAS [Column Adress Strobe] Signal festgelegt. Man kann hier je nach Leistung vom System 2T [Clocks] oder 3T [Clocks] einstellen. Allerdings muss man Rücksicht auf die Speichermodule nehmen. 2T sollte nur bei SDRAM-/DDR-RAM-Modulen verwendet werden und nur dann wenn es auf dem Aufkleber bzw. im Datenblatt positiv erwähnt ist. Falls man mit 2T Probleme hat, sollte man 2.5T oder gar 3T versuchen.

  • SDRAM RAS Precharge Delay
    Diese Option regelt die untätigen Taktzyklen nach der Ausgabe eines Vorlade-Befehls an das SDRAM/DDR-RAM.

  • SDRAM CAS Latency
    Unter dieser Option wird die Zeit eingestellt, welche zwischen dem Senden der Spalten-Adresse und dem Auslesen der
    angeforderten Daten vergeht. Ein niedrigerer Wert verbessert die Performance und ein höherer die Stabilität. 2T sollte
    allerdings möglichst nur bei hochwertigen Speichermodulen verwendet werden. Man sollte hier ausprobieren um
    die Geschwindigkeit und/oder Stabilität zu verbessern. Falls man das System extrem übertaktet kann man den das Timing auch etwas lockern, um an Stabilität zu gewinnen.

  • CPU VCore Setting
    Wenn diese Option auf Auto eingestellt ist, kann man nicht auf das Menü CPU VCore zugreifen. Wenn die Option CPU VCore Setting auf Manual eingestellt ist, kann man die CPU-Kernspannung im Feld CPU VCore selbst festlegen.

  • CPU VCore
    Unter dieser Option findet man die Kernspannungen welche der CPU zugeführt werden können. Wenn man diese Spannung ändern will, sollte man unbedingt die Angaben im Handbuch zur CPU-Spannung beachten oder sich bei Fachleuten erkundigen, denn bei gewissen Boards, sind Spannung möglichen, welche einen Prozessor sehr schaden können.

  • Graphics Aperture Size
    Hier wird für AGP-Grafikkarten eine im RAM ein Speicheradressfenster reserviert, in welches die Speicherzugriffe geleitet werden. Der Wert reicht von 4 bis 256 MB. In der Standardeinstellung kann er bei 32MB bleiben. Wobei die beste Grösse, mit der besten Performance, die Hälfte ist wie die des Arbeitsspeichers. Bei 3D-Spielen sollte der höchstmögliche Wert eingesetzt werden. Dies kann allerdings zu Problemen bei Office-Anwendungen führen.

  • AGP Frequency
    Wenn diese Option auf Auto eingestellt ist, wird die AGP-Frequenz zur Verbesserung der Systemleistung und der Übertaktungsfähigkeit automatisch erkannt. Die manuelle Auswahl der AGP-Frequenz, bringt nicht wesentlich mehr Performance, jedoch schon, wenn die Karte untertaktet ist, sprich mit weniger als 66MHz läuft.

  • DDR Reference Voltage
    Unter dieser Option wird die Spannung für den Speicher eingestellt. Eine zu hohe VDIMM kann zu Fehlern und Abstürze führen, ebenfalls kann der Speicher beschädigt werden.

  • AGP VDDQ Voltage
    Unter dieser Option kann man die Spannung für die AGP-Karte einstellen. Man sollte im Handbuch der AGP-Karte die Angaben beachten, wobei Auto empfehlenswert ist.

Die Ausdrücke wechseln oft von Hersteller zu Hersteller/ Chipsatz zu Chipsatz. Dies soll nur ein kleiner Überblick sein, um in das Thema Bios einzuleiten!



Langsam starten: Default-Test (Beispiel Abit NF7/Duron 1800)
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Nachdem man sich das entsprechende Wissen zugelegt hat, die Hardware auch mitspielen sollte, entsprechende Kühlung vorhanden ist und (wichtig) man sich der Risiken bewusst ist, kanns losgehen!

Test-Setup:
  • Duron 1800 Applebread
  • Abit NF7-S + SLK900U + 18db 80er Papst
  • 2x 256 MB DDR400 Speedline CL2,5
  • Sapphire 9600 Pro
  • NT bequiet! Blackline 350W
  • Gehäuse CS601

Test-Software:


Als erstes gehts mal ins Bios, mit allem vertraut machen und Einstellungen überprüfen. Dann testet man das System in Default (Original)- Zustand ausgiebig auf Stabilität und Geschwindigkeit. Um zu sehen ob default alles ordentlich läuft, und um nachher sehen zu können, was einem der ganze OC-Aufwand gebracht hat. In diesem Fall benutzen wir die bekannten System-Tools und Benchmark-Programme:
(Um Stabilität zu testen, bringt es nichts die Testprogramme 2 Minuten laufen zu lassen. 15 oder mehr sollten es schon sein.)

Bios:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/biosdefault1.jpg[/IMG]


CPU-Z:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/cpuzcpu.jpg[/IMG]

[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/cpuzmem.jpg[/IMG]

Temperatur default:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/temp1.jpg[/IMG]

Jetzt mal die Temp stressen mit memtest und Prime95 gleichzeitig:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/default stress.jpg[/IMG]

Die Temperatur ging später noch auf ca 40°C hoch, das System lief aber einwandfrei. Abit-Boards sind bekannt dafür, daß sie gern mal die Temperatur zu niedrig auslesen, also addieren wir im Kopf mal 5-10° dazu. Das ergibt eine Temperatur von ca 45°: vollkommen in Ordnung! (Zusätzlich zum Auslesen und im Auge-Behalten der Temperatur sollte man ab und zu mal die Hand an den Kühlkörper der CPU-Kühlers halten. Wenn dieser sehr heiß ist, stimmt was nicht oder die Temp des Prozessors ist viel zu hoch.)
Jetzt ein paar benchmarks um einen Vergleich für später zu haben!

MadOnion 3dMark2001 SE:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/3dmde.jpg[/IMG]

Sisoft Sandra 2005 CPU-Bench:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/sandracpude.jpg[/IMG]

Sisoft Sandra 2005 Memory-Bench:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/sandramemde.jpg[/IMG]



Endlich rann an den Takt!
********************
Alles erledigt und ok? Dann kanns ja losgehen.
Wieder rein ins Bios und erstmal alles so einstellen, daß wir überhaupt die notwendigen Einstellungen zum Übertakten vornehmen können.
''Manual'' und ''User Defined'' sind hier die Zauberwörter.

Bios default:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/biosdefault1.jpg[/IMG]


Bios ''user defined'': (Beispiel)
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/biosuser1.jpg[/IMG]



Wenn alles soweit eingestellt ist, beginnt das große Testen.
Als erstes probieren wir, ob der Multiplikator frei wählbar ist. Einfach mal von 13,5 (13,5 x 133 = 1800 Mhz) auf 13 herunterstellen, wieder neu booten und den Takt im Windows kontrollieren.... Siehe da, der Multi des Applebread ist von Werk aus frei! (Bei neueren Prozessoren wie dem P4 oder dem A64 ist dies nicht so. Da hier der Multi im Normalfall fest ist und man eh nur über den FSB takten kann, tut man dies, indem man sich immer in 5 Mhz-Schritten vorwagt, ggf die Spannung anpasst und auf diesem Weg den maximalen Takt ermittelt)
Um jetzt zu testen wieviel FSB der Duron mitmacht, setzen wir den Multi auf 9 herunter und den FSB zum ersten Test auf 166 herauf. (Bei Prozessoren mit festem Multi entfällt dies natürlich. Dieser große Sprung von 33 Mhz wäre bei anderen CPUs so ohne weiteres auch nicht möglich.) Das ergibt einen Takt von 1500 Mhz bei immernoch default 1,5V vcore. Den Ram takten wir 1:1, also 166 Mhz (DDR333) synkron zum FSB. Die 1,5 Ghz sind zwar deutlich unter Standart-Takt, aber wir wollen ja testen, wieviel FSB drin ist. Die Einstellungen testen wir auf Stabilität mit Prime95...

Prime95 9x166:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/166x9 stress.jpg[/IMG]

Auch dieser Test lief ohne Probleme über 30 Minuten.
Der nächste Schritt wird etwas größer. 10x200. Mal sehen ob die 2,0 Ghz bei FSB200 ohne Erhöhung der Spannungen drin sind?

Prime95 10x200:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/failed10x200.jpg[/IMG]

Scheinbar nicht! Prime95 spuckte schon nach wenigen Sekunden einen Fehler aus und brach den Test ab! Was solls?! Dann muß halt die Spannung hoch. Nochmal den gleichen Test mit 1,65V anstatt 1,5V! (Die Ram-Spannung muß nicht erhöht werden, da dieser immernoch innerhalb seiner Spezifikationen läuft.) Wichtig: Immer die Temps im Auge behalten!

Prime95 10x200 1,65V:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/10x200 stress.jpg[/IMG]

Bei 1,65V fehlerfreier Lauf möglich. Die Temperatur stieg leicht, war mit 45° (+5° Abit-Bonus) aber immernoch im grünen Bereich. Spätestens jetzt merkt man, daß noch Potential da ist. Es folgten noch einige Zwischentests mit Abstürzen, Bios resets, cmos clears und allem was dazugehört, bis wir beim Maximum angelangten. Den finalen Versuch führten wir mit 11x205=2255Mhz durch. Spannung diesmal 1,8V. (Diesen vcore sehen wir für dieses luftgekühlte System als das absolute Maximum an.) Mehr Takt war mit dieser Kühlung absolut nicht drin. Die Ram-Spannung hoben wir auf 2,9V von 2,6V an.

Prime95 11x205 1,8V:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/11x205 stress.jpg[/IMG]

Mit besserer Kühlung wäre sicherlich noch etwas mehr drin gewesen, das Resultat ist für eine 25€-CPU aber trotzdem ganz ansehnlich. Es fällt auf wie stark die Temperatur im Gegensatz zur default-Konfig gestiegen ist. Die Temperatur geht mit ca. 60°C gerade noch klar, trotzdem hätten wir in diesem Fall für den Dauerbetrieb einen stärkeren Lüfter für den SLK empfohlen.
Zum Schluß noch benches bei 2,255 Ghz zum Vergleich zu vorher.

Benchmarks @ 11x205/1,8V (Ram optimiert 2/2/2/6)
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Sisoft Sandra 2005 CPU-Bench:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/sandracpumax.jpg[/IMG]

Sisoft Sandra 2005 Memory-Bench:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/sandramemmax.jpg[/IMG]

MadOnion 3dMark 2001 SE:
[IMG]http://www.bts-systems.de/pictures/DerDallmann/OC FAQ/3dmmax.jpg[/IMG]


Durch den höheren Gesamt-Takt und den deutlich höheren System-Bus sind die Leistungen ganz ordentlich gestiegen. (Der L2-Mod am Duron zum Freischalten des gesperrten Caches hat leider zu Instabilität geführt!) Trotzdem -----> Fazit: Lohnender Aufwand

*Update*
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Die in den Tests verwendete Hardware ist zwar mittlerweile in die Jahre gekommen, grundsätzlich gilt aber bei neueren Komponenten das selbe. Ausser einiger Begriffe hat sich nicht viel geändert.

Weiterhin viel Spaß beim OC! ;)

DD

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