Добрый день всем.                             Книги почтой!

Всем привет. Сегодня среда а значит время для статьи.

Внимание ! Рассылка приняла участие в Фестивале Золотых Рассылок, и Вы можете помочь ей стать одной из лучших в этом конкурсе. Если Вам нравится рассылка - поставьте ей оценку от 1 до 5 из верхней части выпуска, и чем больше - тем лучше. :) Оценивается каждый выпуск рассылки ! Победителем станет та рассылка, которая наберет максимальное число баллов на протяжении всего этапа голосования.

Рассылка переместилась с 67 на 66.E

«Маму» паяльником? А почему бы и нет!

...как сделать вольтмод материнской платы

В апрельском номере «Железа» мы рассмотрели азы вольтмодов в целом и на конкретном практическом пример в лице Radeon X800 GTO. Однако оверклокеры прибегают к помощи паяльника не только для разгона видеокарт. Сегодня мы познакомим тебя с теоретической подоплекой пользы вольтмода, а именно, почему повышение напряжение благоприятно сказывается на частотном потенциале. В качестве примера мы модифицировали системы питания двух «бестселлеров» от Asus – материнских плат A7N8X и A8N SLI. Да-да, несмотря на широкий перечень настроек BIOS’а по изменению питающих напряжений, которыми обладают оверклокерские материнки, иногда приходится брать в руки паяльник. Но обо всем по порядку.

Почему полезен вольтмод?

Цель вольтмода как такового очевидна – достичь более высоких частот (а значит, и производительности) путем повышения питающих напряжений. Вроде все просто. Но почему повышение питающего напряжения позволяет увеличить тактовую частоту? И раз уж позволяет, то почему бы не повысить напряжения не на типичные 10-30%, а в два раза? Или даже в три? Наверняка интуиция подсказывает здравомыслящим оверклокерам, что толку от этого не будет – это раз, да и опасно проделывать подобное – это два. И это правильно! Но давай разберемся более конкретно.

Максимальную стабильную частоту микросхемы, будь-то процессор, память или что-нибудь еще, ограничивают следующие факторы: паразитная емкость полупроводниковых переходов внутри элементов, индуктивность и емкость проводников, взаимное влияние сигналов в проводниках. Разумеется, чем ниже уровень негативных факторов, тем большей частоты мы достигнем. Так что же нужно для этого сделать? Самый простой вариант – увеличить токи сигналов, в результате чего паразитная емкость переходов возымеет несущественное сравнительное значение. Можно увеличить амплитуду полезного сигнала, дабы он легче распознавался на фоне неизбежно появляющихся шумов и помех. Само собой, желательно уменьшить и уровень этих самых помех. Ну и напоследок, к рангу наиболее эффективных мер следует отнести увеличение скорости переключения элементов.

На словах все просто, а главное, идеально! В жизни, разумеется, все иначе. Для увеличения токов сигналов и амплитуд как раз и применяется вольтмод. Но увеличить питающее напряжение запредельно нельзя. Логические элементы обладают вольтажным порогом прочности, выше которого наступит пробой. Кроме того, паразитные утечки токов полностью исключить невозможно. Повышая ток сигнала, мы одновременно увеличиваем утечки, возрастает и нагрев. Чем выше температура, тем больше удельное значение паразитных утечек, в результате чего, по принципу снежного кома, растет нагрев. Появляются ошибки и сбои, происходит зависание. В итоге, максимальная частота будет достигнута при оптимальном питающем напряжении – токи сигналов достаточно велики, утечки при этом еще незначительны, температура в норме, амплитуда уверенно высока, до вольтажного порога прочности еще есть запас.

Здесь напрашивается вопрос: «Разве производители компектующих еще в лаборатории при выпуске инженерных сэмплов не подобрали оптимальное напряжение?» Это верно лишь отчасти. Во-первых, производители всегда оставляют запас, во-вторых, порой напряжение намеренно занижается относительно «условно оптимального». Действительно, чем ниже напряжение, тем меньше устройство потребляет энергии, а значит и меньше греется. Оверклокерам, с их Zalman’ами, фреонками, водянками и чиллерами, лишнее тепловыделение – не помеха. А вот неиспользованный частотный потенциал спать не дает… Вот тут-то и начинается паяльное дело.

Обойдемся без паяльника?

Неужели без пайки ничего нельзя сделать? На самом деле можно. Как уже отмечалось выше, паразитные шумы и помехи препятствуют росту частоты. С внутренними эффектами такого рода ничего не сделаешь. Но здесь свою лепту вносят и внешние факторы, а именно, питание. При использовании дешевых и некачественных блоков питания питающие токи и напряжения «загрязнены» импульсными помехами, скачками и провалами. Даже начинающий оверклокер заботится о наличии хорошего БП в своей системе. Но целью здесь, как правило, в первую очередь выступает погоня за достаточной (а в итоге обычно избыточной) мощностью. О «чистоте» напряжений и токов горе-рекордсмены вспоминают в последнюю очередь.

Последнее, что мы затронули лишь вскользь – это увеличение скорости переключения элементов. Производители применяют различные совершенствующие техпроцесс технологии. Но оверклокерский, так сказать, «хинт» им недоступен. Речь идет о криогенном охлаждении. Чаще всего это фреонка.

Физику в школе учил? Помнишь такое понятие, как сверхпроводимость? Эффект сверхпроводимости характерен чуть ли не полным исчезновением всех паразитных свойств в проводнике для некоторых металлов и сплавов. Да вот беда, чтобы достичь этого, нужна температура, близкая к абсолютному нолю (минус 273 градуса Цельсия). Даже для опытного оверклокера-экстремала это всего лишь мечта…

Кремниево-германиевые вещества, из которых делают процессоры и не только, к классу сверхпроводников не относятся, но и на них сверхнизкие температуры оказывают положительное влияние. Чем ниже температура, тем сильнее эффект снижения паразитных внутренних свойств проводников. На пути «к звездам» создаются чиллеры, фреонки, стаканы для жидкого азота и т.п. На сегодняшний день фактически все мировые рекорды достигнуты при охлаждении жидким азотом (минус 196 градусов) или каскадными фреонками (минус 80 и ниже).

Ну что, от теории к делу? В прошлый раз речь шла о видеокартах, сегодня – о материнских платах.

Вольтмод материнских плат – что общего?

Для материнских плат характерны следующие вольтмоды:

- Vcpu – повышение напряжения питания процессора;

- Vdimm – то же для оперативной памяти;

- Vdd – и для северного моста (чипсета) платы.

Первый из них в основном применяется экстремальными оверклокерами и бенчерами, использующими для охлаждения процессора фреонки, чиллеры, сухой лед или жидкий азот. Второй (Vmem) – несколько популярнее, и может быть интересен всем владельцам оперативной памяти на чипах Winbond (BH-5, BH-6, CH-5, CH-6, UTTT) или Samsung (TCCD). Как известно, такая память раскрывает свой потенциал при питающем напряжении 3.3-3.8 В. Очень редкие материнские платы позволяют установить такое напряжение штатными средствами. Третий (Vdd) нужен для достижения запредельных значений так называемой «шины» (FSB или HTT) и актуален для процессоров с низким множителем.

Крайне редко выполняется вольтмод Vtt (повышение напряжения питания цепей терминации). На некоторых платах (например, Asus P4P800/P4C800) он позволяет немного увеличить предел разгона памяти. Поскольку он чрезвычайно мало популярен и приносит пользу лишь для небольшого числа плат, рассматривать его мы не будем.

warning!

Внимание! Любые последствия практического применения материалов данной статьи включая, но не ограничиваясь выходом комплектующих из строя, являются последствиями лишь твоих действий. Автор статьи и редакция журнала «Железо» не несут никакой ответственности за любые последствия применения описанных ниже действий на практике – ты действуешь на собственный страх и риск!

Перед включением платы с вольтмодом убедись в том, что подпаянный резистор переменного сопротивления выставлен в состояние максимального сопротивления!

Вольтмод Asus A8N-SLI

Первой на операционный стол отправилась Asus A8N-SLI. Сразу отметим, что все приведенные ниже вольтмодификации подойдут и для A8N-E.

Перво-наперво мы заменили малоэффективный и чрезвычайно шумный чипсетный кулер. На фотографии ты видишь радиатор с эффективным ребрением и высокооборотистый вентилятор, оказавшийся, правда, не намного тише, но не в пример производительнее штатного.

Начнем с основного – Vcpu. Зона вольтмода находится возле четырехштырькового разъема питания. Система конвертера питания процессора построена на базе многофазного PWM-контроллера SC2643. Его особенность – наличие VID-переключателей, позволяющих регулировать выходное напряжение с шагом 0.025 В путем логического замыкания/размыкания переключателей. При изменении питающего напряжения пользователем через BIOS, а также при смене процессора на имеющий другой «вольтаж», некоторые VID-переключатели размыкаются, другие замыкаются. Полученная «VID-формула» и задает необходимое напряжение. Но регулировать можно не только ступенчато с помощью упомянутых переключателей.

Схема включения SC2643 выполнена так, как ты видишь на фотографиях, для успешной вольтмодификации выше 1.65 В (из BIOS’а можно получить максимум 1.55 В – для процессоров, выполненных по 0.09 мкм техпроцессу и 1.65 В – для 0.13 мкм). Нам необходимо достичь максимального значения напряжения питания процессора.

Обратите внимание на верхний провод – его оголенный конец замыкает все четыре контактных площадки и подключен к «земле» (мы подсоединились к соответствующему контакту питания вентилятора, но можно подпаяться и к черному проводу блока питания). Это нужно для того, чтобы привести ViD-переключатели в положение максимального выходного напряжения – 1.85 В. Нижний провод подпаян к правому контакту (при таком ориентировании платы, как на фото) резистора PR23 и далее идет к резистору переменного сопротивления номиналом 10 кОм (в данном случае крайний контакт). Второй контакт (средний) снова припаиваем к земле.

Обращаем твое внимание на то, что нет разницы, какой контакт (средний или крайний, но не оба крайних) подключен к «земле», а какой к резистору R23. Важно другое: перед включением убедитесь, что резистор переменного сопротивления находится в состоянии максимального сопротивления. Включаем ПК, заходим в BIOS и, плавно вращая ручку переменного резистора, выставляем нужные напряжения, ориентируясь по показаниям датчиков в разделе мониторинга BIOS’a.

Наш тестовый процессор Sempron 3000+ S939 при напряжении 1.55 В способен стабильно работать при частотной формуле 295х9 = 2655 МГц. При увеличении питающего напряжения до 1.65 В удалось достичь заветных 2700 МГц при HTT = 300 МГц. Однако, на наш взгляд, всего лишь 5 МГц в данном случае недостаточно для того, чтобы назвать вольтмод целесообразным. Возможно, у тебя прирост будет выше.

Вольтмод Vdd и Vdimm

Далее мы увеличили напряжение Vdd. Зона вольтмода чипсета находится возле него самого. Красным отмечена точка замера Vdd (второй щуп мультиметра – на «землю»). Нас больше всего интересует микросхема RT9214, отображенная в левом нижнем углу соответствующей фотографии.

К подпаянным проводам (3-й и 6-й контакты микросхемы) подключен резистор переменного сопротивления номиналом 1 кОм (состояние максимального сопротивления). Предварительно задай в BIOS’е напряжение питания чипсета 1.6 В – после пайки ты сразу получишь на 0.1 В больше, то есть 1.7 В. Плавным вращением выставляем нужное напряжение.

Без модификаций при Vdd = 1.6 В наша тестовая плата смогла работать при HTT = 340 МГц (множитель процессора и частота памяти были сильно занижены для чистоты эксперимента). Увы, поднятие напряжения положительного результата не принесло.

И, наконец, Vdimm. Если у тебя есть память на чипах Winbond или Samsung TCCD, именно этот вольтмод будет тебе наиболее полезен. Он более прост в сравнении с предыдущими и называется еще «rail-mod». Суть его проста: нужно подать на память 3.3 В непосредственно с блока питания, минуя схему питания на самой плате. Для этого следует достаточно толстым проводом соединить любой контакт 3.3 В с АТХ-разъема и плюсовой вывод конденсатора стабилизации питания памяти.

На фотографии изображена обратная сторона платы. После такого мода выставленное в настройках BIOS’а значение напряжения питания памяти не будет иметь смысла. Будет всегда 3.3 В. Если этого мало, придется модернизировать блок питания, но это уже тема другой статьи.

Вольтмод Asus A7N8X-E Delux

Сегодня такую плату в магазинах уже не встретишь, зато в ПК годичной или большей давности – легко. Вольтмоды нам помогут выжать больше из «старушки».

Как и в случае с предыдущей платой, начнем с Vcpu, то есть с процессора. Зона вольтмода находится чуть выше сокета.

Питанием процесса управляет двухфазный программируемый 5-битный контроллер L6917B. Как и в случае с предыдущей платой, эта микросхема (равно как и практически любая, применяемая для VRM-процессора) характеризуется наличием VID-переключателей. Разница в том, что в данном случае снимать ограничения на максимальное напряжение путем изменения VID-формулы не нужно.

Для поднятия напряжения нам снова понадобится резистор переменного сопротивления (номинал 20 кОм), который подпаиваем к 9-й ноге (feed back) и «земле» (GND).

Поскольку мы использовали так называемый открытый стенд (без корпуса), то решили припаяться к заземленной окантовке отверстий для крепежных болтов платы. Если твоя плата после вольтмодификации будет устанавливаться в корпус, то подпаивайся к черному проводу молекса или любой другой «земле». Аналогично предыдущей плате, нужное напряжение можно установить, руководствуясь показаниями датчиков в мониторинговом разделе BIOS’a.

Наш тестовый процессор Sempron 2200+ (166x9 = 1494 МГц) без поднятия напряжения разогнался по шине до 215 МГц, в результате чего итоговая тактовая частота ставила 1935 МГц. Поскольку такие процессоры легко разгоняются до частот порядка 2200 МГц, стало совершенно очевидно, что «узким» местом с учетом заблокированного множителя является шина FSB. Для ее увеличения следует повысить напряжение питания северного моста. До тех пор вольтмод процессора совершенно бесполезен, да и с учетом крайне низкого множителя нашего процессора вряд ли от Vcpu мы получим хоть какую-то выгоду.

Вольтмод чипсета и памяти

Вольтмод чипсета (Vdd) довольно сложен в виду крайне маленьких габаритов стабилизатора и его чрезмерно высокой чувствительности.

warning!

Внимание! Выполнять повышение напряжения Vdd следует предельно аккуратно и осторожно. Помни, исправная, но «не до конца» разогнанная плата во много крат ценнее испорченной неаккуратным вольтмодом.

Зона вольтмода Vdd показана на соответствующей фотографии.

За питание северного моста отвечает low-noise PWM step-down regulator CM3708. Для вольтмода нам понадобится переменный резистор номиналом 1 МОм (один мегаОм), который подпаиваем одним концом (например, средним) к 11-й ноге микросхемы. Второй (любой крайний) – к «земле».

В разрыв провода, ведущего к среднему контакту, впаян обычный резистор постоянного сопротивления, также 1 МОм, что в сумме дало необходимые 2 МОм. При максимальном суммарном сопротивлении 2 МОм ты сразу получишь увеличение Vdd до 1.75 В. Вращением ручки переменного резистора можно получить еще выше – до 1.9 В. Не забудь позаботиться о соответствующем охлаждении!

После вольтмода Vdd до 1.8 В и установки вентилятора на обдув радиатора чипсета удалось достичь 225 МГц по шине. Дальнейшее увеличение напряжения ничего полезного не принесло. В результате наш Sempron 2200+ заработал при частотной формуле 225х9 = 2025 МГц без повышения напряжения на процессоре. Вот чем сложен разгон младшего CPU с крайне низким множителем: несмотря на выполненный Vdd-mod, в данном случае все уперлось в FSB раньше, чем понадобилось поднимать напряжение питания процессора, причем даже не вольтмодом, а всего лишь штатными средствами BIOS’а.

И, напоследок, Vmem. За питание памяти отвечает одноканальный синхронный PWM-контроллер Intersil 6520. Интересующие нас элементы находятся в углу платы.

Обрати внимание на отмеченный красным кружочком транзистор. Замер напряжения Vmem следует выполнять, коснувшись черным щупом мультиметра «земли» и среднего (откушенного) контакта указанного транзистора.

В данном случае понадобится резистор переменного сопротивления номиналом 3.3 кОм. Паяем его одним контактом к 6-ой ноге ISL6520. Вторым – снова на «землю» (например, на 3-ю ногу). Плавным вращением выставляем нужное напряжение.

Несколько слов от меня. 

Как видишь, вольтмод – удел не только видеокарт, но и материнских плат. Однако вольтмодификация последних значительно менее популярна. Причина проста: наличие достаточного количества оверклокерских настроек в BIOS’е. Разумеется, не всегда этих настроек достаточно, но прежде чем покупать материнскую плату, постарайся заранее изучить ее обзоры и определиться, достаточно ли тебе имеющихся штатных возможностей. Гораздо проще управлять настройками BIOS’a, чем паять. Да и безопаснее. Не забывай, что вольтмод – это потеря гарантии и риск «спалить» плату. Удачного разгона!