Odemykání Thoroughbredu - skutečně není třeba?

Nové 0.13um Athlony XP - Thoroughbredy - jsou odemčené, můžete u nich měnit násobič zcela libovolně. Obecně zažitá pravda? Ale to není pravda! V tomto článku rozeberu, jaký zásadní problém u Thoroughbredu je, co jsou násobící sady a samozřejmě nebude chybět řešení problému...

 

Trocha historie

Je to již neuvěřitelných dva a půl roku, kdy firma AMD uvedla první procesory pro tehdy vznikající platformu Socket A. Tehdy netradiční vzhled procesorů vzbudil zájem mnoha lidí, kteří tak brzy zjistili, co že to vlastně je vedle čipu za podivné spoje a že přetaktovat tehdejší procesory Duron Spitfire a Athlon Thunderbird není tak těžké. Pro ty z vás, kteří tehdy chyběli, uvedu malý základ.

Procesor Duron (a vůbec všechny procesory AMD pro platformu Socket A) jsou vyráběny tak, že jakmile je vyrobený čip zapouzdřen a otestován na stabilitu, jsou laserem propáleny krátké vodiče na povrchu pouzdra (můstky), podle toho, jak dopadly testy. Tímto způsobem je určen násobič (a tím i frekvence čipu) a samozřejmě i další parametry jako napětí.

Na obrázku výše jsou označené příslušné můstky. Zajímavé jsou čtyři skupiny - L3, L4, L6 a L7. Poslední jmenovaný určuje napětí, L6ka se stará o výstupní hodnotu násobiče pro základní desku a L3 a L4 určují násobič pro samotný procesor.

Procesory pro Socket A mají k dispozici násobiče 5x až 12.5x v 0.5x krocích. Jedná se tedy celkem o 16 násobičů. Protože se násobič určuje digitálně, vychází logicky, že pro 16 hodnot je potřeba mít čtyřikrát volbu ano / ne. A právě o tyto kombinace se starají můstky L3 a L4.

Jak je vidět na obrázku výše, na procesoru jsou dvě sady můstků - L3 a L4. Protože jsou potřeba čtyři hodnoty, poskytuje každá sada jako výstup právě dvě hodnoty. Aby to ale nebylo tak jednoduché, disponuje každá sada čtyřmi můstky. Ty můžou být buďto spojené nebo přerušené. Jak je to možné, jak to vlastně funguje? Každá sada má dvě dvojice můstků, kde každá dvojice poskytuje jednu výstupní hodnotu.

K této dvojici můstků je k jednomu můstku připojen drát s napětím poskytujícím logickou jedničku a druhý drát je uzemněn, čili poskytuje logickou nulu. Podle toho, který můstek je přerušen, se určuje, zda výstup celé dvojice bude logická jednička nebo nula (všimněte si, že z dvojice je přerušen pouze jeden můstek).

Ptáte se, co v tomto schématu dělá sada můstků L1? Vtip je v tom, že celá tato násobící legrace tvořená můstky L3 a L4 je pomocí v dokumentaci nepopsaných pinů propojena na základní desku. Díky tomuto spojení je základní deska schopná buďto uzemněním nebo naopak přivedením napětí vcelku bez problémů ovlivnit výstupní hodnoty na sadě můstků L3 a L4. Sada L1 v tomto případě nedělá nic jiného než že každý její můstek spojuje dvojici můstků z L3 nebo L4 s jedním pinem.

 

Thoroughbred - je to zase jinak

O tom, že Thoroughbred je procesor vyráběný 0.13um technologií a je podstatně menší než jeho předchůdci Thunderbird a Palomino, netřeba hovořit. Rozdíl ve velikosti, napětí i příkonu není ovšem jedinou změnou. Jiné je i pouzdro.

záměrně používám obrázky přímo od AMD, jsou totiž nejostřejší a hodně detailní

Můstků je víc než u Duronu (a zhruba stejně jako u Palomina), ale hlavně jsou jinak uspořádané. A jako obvykle nás zajímá především pravý horní roh:

Tady se vše změnilo. Můstků je tu víc a jsou jinak organizované. Na první pohled jsou všechny rozpojené... podívejte se ale dobře, většina je jich spojených! Nové pouzdro opět trochu změnilo způsob, jak jsou můstky propojené. U Duronu byly na keramickém pouzdře pěkně viditelné i spoje mezi můstky, u Palomina kvůli organickému pouzdru byly až nehorázné díry a u Thoroughbredu jsou spoje patrně vedené ne po povrchu pouzdra, ale těsně pod ním. Fotka výše dokáže ještě dobře zviditelnit přerušené můstky, v praxi je ale poznat přerušený můstek trochu problém, protože když jednotlivé spoje nejsou moc dobře vidět, musíte se podívat proti světlu, abyste vůbec nějakou tu díru odhalili.

 

Dvě sady násobičů

Thoroughbredy jsou kupodivu již z výroby odemčené, můstky L1 jsou téměř na jistotu spojené. Teď asi přemýšlíte, proč že píšu tento článek, když  jsou Tbredy odemčené... oni totiž jsou a nejsou zároveň.

Vtip je totiž v tom, že procesor používá přemapované násobiče (ohledně pojmu přemapovaný násobič odkážu například na tento článek). Konkrétně jde o to, že Thoroughbredy disponují dvěma sadami násobičů - klasickou dle původní specifikace a vyšší (přemapovanou). Následuje tabulka:

Toto je tabulka přemapovaných násobičů pro procesor Thoroughbred s CPUID 681 (stepping 1 - revize B). U starší revize A0 údajně chybí násobiče 23x a 24x, navíc je tu násobič 22.5x. Na přemapované násobiče pro 11x a 12x již můj současný procesor Athlon XP 2700+ nereagoval, buďto tyto násobiče nejsou definovány nebo jsou tak vysoké, že je procesor nezvládnul (maximum tohoto čipu je POST při 2400 MHz).

A nyní další tabulka...

Je vcelku evidentní, že většina Thoroughbredů má násobič z horní (přemapované) sady. Jedinou výjimkou jsou čipy s frekvencí 1.66 GHz nebo nižší a Athlon XP 2600+ s  reálnou frekvencí FSB 166 MHz (333 MHz v DDR režimu).

Dalším důležitým faktem je, že pod 2400+ je drtivá většina čipů založena na starém jádře A0, které jde přetaktovat i s velkým úsilím tak maximálně na 2 GHz, přičemž spíš je hranice kolem 1900 MHz. Této frekvenci odpovídající výkon dnes už nikoho příliš neohromí.

Béčkové Tbredy jsou v tomto ohledu mnohem zajímavější, vždyť na 2 GHz začínají. Dle mých současných zkušeností jde 2700+ přetaktovat stabilně s napětím 1.725V na frekvenci 2300 MHz, cenově dostupnější 2400+ pak jdou alespoň na 2150 MHz.

 

Jak na odemykání?

Problém s přetaktováním Thoroughbredů je vcelku zřejmý - revize A0 příliš taktovat nejde a pokud přesto chcete, není s ní žádný problém. S frekvencí FSB 166 MHz se i se standardní sadou násobičů určitě dostanete na maximum frekvence čipu (12.5x 166 = 2083 MHz - to už čip asi nezvládne).

Na přetaktování jsou mnohem zajímavější revize B. Bohužel ale mají dvě zásadní nevýhody:

• jsou dost drahé, cena nejlevnějšího 2400+ je v současnosti přes 7000 Kč s DPH
• kromě 2600+ s 333 MHz FSB všechny používají přemapované násobiče, čili horní sadu

Proč vlastně pořád mluvím o přemapovaných násobičích? Celý problém přetaktování Athlonů XP totiž spočívá v tom, že hlavním problémem tohoto procesoru je pomalý přísun dat z paměti. S vyšší frekvencí FSB a pamětí lze často dosáhnout mnohem lepších výsledků než při pouhém zvýšení násobiče.

Moderní desky (především ty s čipsety nForce 2) umí bez problémů přehazovat násobiče, jak jen se uživateli zlíbí. Takže když jsem například chtěl 2800+, jednoduše jsem zvýšil násobič z 13x na 13.5x, přičemž procesor to zvládnul bez nejmenších problémů. Problém ovšem nastává, pokud chcete nižší násobiče. Po posouzení možností svého procesoru jsem určil jako cílovou frekvenci 2200 nebo 2300 MHz jako 11x nebo 11.5x 200 MHz. No jo, ale 11x a 11.5x jsou násobiče ze standardní sady... oups, to deska neumí! (deska = Asus A7N8X s nForce2).

Jednoduše řečeno ani Tbred není co se přetaktování týče bezproblémový procesor.

V případě Tbredu je klíčová sada můstků L3. Podle 1000 Ohm odporů můžeme usuzovat, že můstky L12 a L5 slouží k nastavení násobiče, zatímco L3 by s nimi mohlo být nějak propojené. Schéma zapojení můstků u Tbredu jsem ale bohužel zatím nikde neviděl, takže se mohu mýlit.

Uvažujeme-li sadu L3 jako propojenou na L12 a L5, co tam tedy dělá pět můstků? Ano, tušíte správně, ten přebytečný můstek (ten nejvíc napravo) přehazuje mezi standardní a přemapovanou sadou násobičů. Pokud je tento můstek spojený, sada je standardní (5x až 12.5x), když je rozpojený, je sada přemapovaná.

Otázkou samozřejmě zůstává, co udělá přerušení ostatních můstků L3. Moje podezření, že by rozpojený můstek L3 znemožnil používat některé násobiče, se ukázalo jako chybné. Ačkoliv můj procesor má jeden z můstků přerušený, násobiče mohu měnit na jakýkoliv chci. Spojení všech můstků L3 tak patrně není nutné, i když kdo ví....

 

Spojování tužkou - tak to nepůjde!

Protože díry po pálení laserem mezi můstky nejsou nijak velké, myslel jsem si, že propojit můstky nebude žádný problém. Ale... jeden myslel a vymyslel trakař. Bohužel tužkou můstky spojit prakticky nelze! Zkoušel jsem tři typy tužek a po procesoru čmáral aspoň třicetkrát, bohužel spojit je se mi podařilo pouze dvakrát, přičemž jednou toto spojení vydrželo jediný restart počítače, podruhé asi půl dne.

Zatímco u starých Duronů platilo, že čím víc čmáráte, tím větší šance na odemčení, tady to neplatí. Dobře si pamatuji, jak u Duronu jsem na první pokus spojil tři ze čtyř můstků L1 a trvalo to asi dvě minuty. U Thoroughbredu (alespoň u hnědé verze) je to velký problém. Můstky jsou jednak menší než u Duronu, ale hlavně mezi nimi nejsou povrchové spoje, čili dráha vedená po tuze je delší a odpor větší - multimetrem jsem naměřil zhruba 1000 až 2000 Ohmů. A to je s přihlédnutím k 1000 Ohm odporům na procesoru příliš.

Všemožným experimentováním jsem nakonec dospěl k závěru, že jedna malinká čára je lepší než pořádné množství tuhy. Také patrně není od věci můstky ještě před malováním trochu očistit od špíny.

Alternativou k spojování tužkou je spojování elektricky vodivým lakem. To by mohlo fungovat, problém je ale v tom, že jakmile pátý můstek L3 spojíte, získáte sice standardní sadu násobičů, ale zároveň přijdete o sadu přemapovanou. Kdybyste se pak chtěli z nějakého důvodu vrátit zpět na přemapovaný násobič, budete muset lak přerušit. A například takovou základní desku si těžko vyzkoušíte, zda zvládá vysoké frekvence FSB, pokud procesor předtím neodemknete.

 

Metoda spojování pinů

Spojování tužkou tedy příliš nefunguje. No není proč brečet, získat nižší násobiče lze i jinak, konkrétně se jedná o metodu spojení dvou pinů.

Nejprve si procesor orientujte do této pozice - šipka směřuje doleva dolů, obě "ušmiknuté" strany jsou vlevo. Nyní v pravém horním rohu...

... jeden pin chybí (je zde mezera). Stačí spojit nejbližší pin přímo nad mezerou s nejbližším pinem vpravo nahoře nad mezerou (v obrázku je příslušný kontakt vyznačen červeně). Tímto se procesor přepne na standardní sadu násobičů 5x až 12.5x.

Jestli vás zajímá, o co vlastně jde, pak malá připomínka z dob Duronu:

Byly to právě piny BP_FID, na které byla propojená soustava L1. Tyto piny byly v dokumentaci vedeny jako reserved, v praxi ale přes ně šlo můstky L3 a L4 na procesoru snadno ovlivnit (viz. úvod článku). Protože Thoroughbred potřebuje pinů pět, je vcelku jasné, že onen pátý pin nebude asi nic jiného než BP_FID[4]. Ne všechny desky bohužel umí ovlivňovat napětí i na tomto pinu.

V zásadě existují dva způsoby, jak propojení zmíněných dvou pinů provést.

Metoda drátování na procesoru

První, a řekl bych o něco horší, je metoda drátování pinů přímo na procesoru. Budete potřebovat velice malinký drátek a ten pak obmotat kolem těchto dvou pinů, nejlépe do tvaru osmičky. Malý drátek můžete získat z některých kablíků, které jsou tvořeny svazky téměř mikroskopických vodičů.

Problémem této metody je, že se jedná o téměř hodinářskou práci. Nelze použít silnější drát, protože pak by procesor nešel vložit do socketu, ale nelze zase použít drát příliš malý, protože spoj musí fungovat. I když už najdete ten vhodný drátek, piny jsou tak malinké, že je problém se vůbec trefit. Už jenom ohnout drát tak, aby se obmotal kolem pinu, je v praxi téměř nerealizovatelné. Mně se tento postup bohužel nezdařil.

I přes možný úspěch této metody myslete na to, že drát na pinech lehce zvedne jednu stranu procesoru, přičemž pak mohou nastat problémy při nasazování chladiče nebo může být jeho kontakt s čipem nedostačující (jestliže je celý procesor na jedné straně zvedlý, pak i čip je mírně zvedlý).

Metoda drátování na desce

Protože s tužkou jsem se patlal x hodin a výsledek ubohý, spojování pinů byla práce tak pro mikroba, dospěl jsem k závěru, že nejlepším a nejelegantnějším řešením bude drátování přímo na desce.

Operace vychází z faktu, že díry socketu pro piny procesoru jsou v plošném spoji desky vyvedeny až na zadní stranu, přičemž cestou nejsou nikde zaizolovány. Protože jsou piny takto snadno dostupné, můžete jednoduchým spojením dvou vývodů přímo na zadní straně základní desky dosáhnout stejného efektu jako při drátování přímo na procesoru. Výhody jsou ale zcela zřejmé - místo je mnohem lépe dostupné, můžete použít větší drát, drát nebrání vložení procesoru do socketu a konečně nijak se tím nezasahuje do samotného procesoru.

Co k provedení této metody budete potřebovat? Krátký kousek středně silného drátku a izolepu nebo jinou věc, kterou drátek přilepíte. Postup je jednoduchý - na lepící stranu izolepy dejte drátek a izolepu pak přiložte k pinům tak, aby drátek propojil zmíněné dva piny. V praxi jsou u této metody pouze dva problémy:

• Izolepa na desce příliš nelepí, protože deska je pokryta vrstvou látky chránící jí před nechtěnými elektrickými kontakty.
• Vývody pinů nejsou sice vysoké, ale přeci jenom není to rovná plocha. Při snaze přiložit drátek k pinům se může snadno stát, že okolní vývody pinů zvednou izolepu tak vysoko, že drát nedolehne. Proto je dobré použít o něco silnější drát, u něj je větší šance, že dolehne. Dalším řešením je u okolních vývodů pinů izolepu jednoduše víc zatlačit. Tím se v ní vytvoří díry a ona snadněji dosedne.

Tímto způsobem jsem byl schopen procesor přepnout na nižší sadu během pěti minut! Pak jsem sice další hodinu strávil přilepováním drátku tak, aby doléhal, nakonec se mi to ale po vyzkoušení jiného druhu izolepy podařilo na první pokus. S větším drátkem by to ale bylo jistě snadnější.

 

Závěr

Přetaktování Thoroughbredu je jednoduchá věc, ale musíte mít tu správnou desku, která umí měnit napětí i na zmíněném pinu (BP_FID[4] ?). Pokud takovou desku nemáte, budete muset zasáhnout. Tužka tentokrát opravdu nezabírá a pokud ano, během půl dne spoj vyprchá. Jediným spolehlivým řešením je buďto můstky spojit lakem (tím se ale zbavíte možnosti vrátit násobiče do přemapované sady) nebo spojovat drátováním pinů jednou z výše zmíněných metod.

Tak hodně štěstí...