Tìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xung

Tìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xung Việc ép xung (overclock) để tăng sức mạnh hệ thống diễn ra trước khi xuất hiện PC, được thực hiện trên nhiều thiết bị nhỏ và đơn giản hơn, nhưng huyền thoại về vi xử lý 8088 8 MHz được ép lên 12 MHz đã khởi đầu trào lưu này. Sau đó, ép xung được chia làm hai nhánh: số đông ép xung để có khả năng hoạt động tốt nhất trên túi tiền hạn chế; số ít ép xung để có được sức mạnh “siêu đẳng” bằng bất kỳ giá nào. Người ta có thể ép xung cho CPU, RAM và card đồ họa. Ảnh: Tom's Hardware. Khái niệm về ép xung Ép xung là hoạt động làm tăng tốc độ của bất kỳ thành phần nào lên cao hơn mức chỉ định của nhà sản xuất. Từ “đồng hồ” bắt nguồn từ việc người ta dùng máy tạo dao động (oscillator) để thiết lập một nhịp mà từ đó tạo nên những tần số cao hơn. Các thiết bị đơn giản nhất hoạt động với tần số của máy tạo dao động này để vi xử lý 8 MHz cần một đồng hồ 8 MHz. Việc ép xung các vi xử lý “đời đầu” này khá đơn giản, chỉ là thay mặt đồng hồ từ 8 thành 12 MHz. Khi máy tính ngày càng phức tạp hơn, một mặt đồng hồ không thể hỗ trợ nhiều mức tốc độ mà các loại bus dữ liệu khác nhau yêu cầu. Dù bo mạch chủ có thể chứa vài máy tạo dao động cho các thiết bị, một mạch điện tích hợp thêm lại phải hỗ trợ các mức tốc độ khác nhau cho nhiều giao tiếp. Vì vậy, người ta nghĩ ra thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ (clock generator) theo nhiều bội số và phân số của máy tạo dao động. Thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ này càng ngày càng tinh vi hơn, đến mức các bo mạch và một vài thành phần gắn thêm giờ đều hỗ trợ các tần số tinh chỉnh trong vài thao tác. Sự xuất hiện của thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ có thể tinh chỉnh đã cho phép kỹ thuật ép xung được thực hiện mà không cần thay các thành phần như mặt đồng hồ. Những tiến bộ xa hơn trong sản xuất BIOS và phần mềm firmware giờ cũng giúp tốc độ của thiết bị được cải thiện mà không phải thay đổi cài đặt chân cắm (jumper). Lợi ích và rủi ro Ép xung cho phép hệ thống cấp thấp có thể đạt đến mức độ hoạt động mạnh mẽ hơn. Ví dụ, chip Pentium IV 3,0 GHz có thể đạt 3,4 GHz. Tuy nhiên, nguy cơ lớn nhẩt của việc này là gây hư hại phần cứng, mất dữ liệu. Vì vậy, người ta phải cho hệ thống qua các quy trình kiểm nghiệm để tránh rủi ro. Các yếu tố sau đây ảnh hưởng lớn tới “sự sống” của máy. Tốc độ: Các mạch điện tích hợp có tuổi thọ nhất định vì mỗi hoạt động sẽ làm thoái hoá chúng ở một mức nhỏ. Việc tăng gấp đôi số vòng hoạt động trong mỗi giây sẽ làm tuổi thọ này giảm đi một nửa. Nhiệt lượng: Các mạch điện thoái hoá nhanh hơn khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ cũng là kẻ thù của sự ổn định trong hệ thống nên người ta sẽ phải tìm nhiều cách để giữ máy luôn mát mẻ. CPU được thiết kế để hoạt động từ - 25 đến 80 độ C nhưng thông thường phải luôn giữ chúng dưới 50 độ và càng mát càng tốt. Hiệu điện thế tăng cho phép các tín hiệu truyền đi mạnh hơn nhưng cũng khiến mạch điện thoái hoá nhanh và gây hỏng hóc. Việc tăng hiệu điện thế cũng song hành với tăng nhiệt độ, dù không làm hỏng chip ngay nhưng sẽ dần dần làm giảm tuổi thọ của nó. Những thành phần có thể ép xung Người ta có thể tối ưu hóa hoạt động chủ yếu cho vi xử lý, bộ nhớ và chip đồ họa. Những thành phần khác như bus PCI và PCI Express, cổng serial hay USB cũng có thể áp dụng phương pháp này nhưng kết quả không rõ ràng. Ép xung CPU Lõi của các vi xử lý hiện nay hoạt động ở nhiều bội số của tốc độ đồng hồ. Ví dụ Pentium III 500 MHz chạy được gấp 5 lần front side bus 100 MHz (5 x 100 MHz = 500 MHz). Chỉnh bội số này hoặc tần số lên cũng mang lại tốc độ cao hơn. Ví dụ: 600 MHz có thể đạt được bằng cách nâng bội số bằng 6 hoặc tăng tốc độ bus lên 120 MHz để 5 x 120 MHz = 600 MHz. Khó khăn duy nhất với cách phân tích này là những vi xử lý loại đó lại có bội số cố định nên việc nâng 5x lên 6x không phải lựa chọn của người ép xung. Tuy nhiên, người ta có thể nâng bội số với một số mẫu chip khác sau khi "bẻ khóa". Ví dụ, vi xử lý Slot A Athlon đã được tăng tốc theo cách này trước khi sản phẩm thương mại xuất hiện trên thị trường. Tần số CPU vẫn bắt nguồn từ bội số của tốc độ đồng hồ chứ không phải tốc độ dữ liệu. Front side bus 1066 của Intel hoạt động trên tốc độ đồng hồ là 266 MHz, HyperTransport Interconnect 2000 MHz của AMD dùng đồng hồ tốc độ 200 MHz. Điều này có nghĩa là một chip Athlon 64 X2 4600+ của AMD dùng bội số 12x để đạt được mức 2,4 GHz, trong khi Core 2 Duo E6600+ của Intel đạt 2,4 GHz bằng cách dùng bội số 9x. Ép xung bộ nhớ Hầu hết các bộ nhớ có thể tối ưu hóa ở mức độ nào đó nhưng khá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng của chip, thiết kế bo mạch và lắp ráp module. Ép xung bộ nhớ đã trở nên phổ biến đến mức các nhà sản xuất RAM đã công bố những sản phẩm nhanh nhất khi áp dụng cách này. Lợi thế của ép xung bộ nhớ là vượt xa khả năng hoạt động cơ bản của chúng để có tốc độ nhanh tương đương CPU. Ví dụ, Pentium III được ép xung tới 150 MHz sẽ phối hợp tốt với bộ nhớ cũng đạt tốc độ này. Một số tay ép xung còn thiếu kinh nghiệm thường đẩy RAM quá giới hạn ổn định của nó và khi thất bại lại cho rằng đó là do thành phần sai. Sự "hiểu nhầm" này bắt nguồn từ menu BIOS hiển thị tốc độ bộ nhớ như tốc độ dữ liệu liên quan đến CPU không được ép xung. Do trình điều khiển bộ nhớ chạy RAM với tốc độ như CPU nên bất cứ sự thay đổi nào về tốc độ CPU cũng gây ra ảnh hưởng nhất định đối với tốc độ bộ nhớ. Ví dụ một chip FSB1066 Core 2 Duo đi kèm bộ nhớ DDR2-533 đều hoạt động ở tốc độ đồng hồ 266 MHz. Chọn cài đặt bộ nhớ 533 MHz và ép xung CPU lên 333 MHz sẽ khiến bộ nhớ chạy ở mức 667 MHz, mặc dù BIOS vẫn báo là 533 MHz. Một số nhà sản xuất phải cho thêm hai thông báo tốc độ gốc và tốc độ thực sự. Còn những ai không có thông báo này thì cần làm phép tính thủ công. Ép xung bộ nhớ cũng có những rủi ro như mất dữ liệu khi chương trình bị lỗi, hỏng hóc do quá nóng... Ép xung card đồ họa Tần số của card đồ họa độc lập với cài đặt của bo mạch chủ mà phụ thuộc vào đồng hồ và mạch điện điều khiển riêng. Các cài đặt này được lưu ở firmware của card, cho phép các chương trình ép xung card đồ họa đặc biệt chỉnh được tốc độ vi xử lý và RAM đồ họa ngay trong Windows. Thiết bị này cũng đối mặt với nhiều rủi ro về nhiệt độ, gây ra tình trạng hỏng hình ảnh khi ép xung thất bại. Những điều cần biết trước khi bắt tay vào ép xung Những điều viết ở đây đều rất cơ bản với mong muốn giúp các bạn mới tập OC hiểu một số vấn đề cơ bản. Với những người kỳ cựu hơn thì tôi mong muốn nhận được sự góp ý chân tình để bổ xung cho bài viết. Thanks for your attention. Overclock Guide Lý do để không OC ---- 1) Bảo vệ phần cứng - trên hầu hết CPUs và Mobo đều có cảnh báo về nguy cơ hỏng thiết bị khi OC. 2) Làm CPU hoạt động trong tình trạng cưỡng bức (Việc này ảnh hưởng tới toàn hệ thống nếu bạn tăng FSB-không riêng CPU mà các tuyến PCI, AGP, IDE đều được tăng tốc) các chipset Nvidia, Intel có khả năng khoá bus PCI/AGP nên bạn không cần lo lắng về điều này 3) Nóng thiết bị - Nhiều nhiệt toả ra từ CPU (và RAM nếu bạn tăng FSB) 4) Tính nhạy cảm - Sự cảm nhận nhiệt độ của hệ thống của bạn sẽ có ảnh hưởng lớn tới hiệu năng. Nếu bạn OC trong mùa đông thì khi hè tới bạn sẽ phải giảm tốc độ hệ thống vì hệ thống khổng thể chạy ổn định dưới sự thay đổi lớn của nhiệt độ môi trường. 5) Tính hiệu quả - Việc tăng tối CPU bằng OC không tăng hiệu năng xử lý dữ liệu (ở đây muốn nói tới lượng dự liệu được xử lý trong số chu kỳ lệnh như nhau) mà chỉ tăng được số lệnh của CPU trong một giây. Ví dụ, một CPU AMD TBird 1.0 OC lên 1.4 sẽ không tốt như một CPU AMD XP 1.4, rất đơn giản vì dòng XP có rất nhiều cải tiến tối ưu mà TBird không có, như bộ lệnh SSE đầy đủ là một ví dụ (SSE-Streaming SIMD extensions, SIMD-Single Instruction Multiple Data). 6) Những rắc rối? - Nhiều người được hướng dẫn tận tình để OC hệ thống của mình. Mặt khác những, tự mày mò OC lại là học tập và rất thú vị. Có lẽ các rắc rối xuất hiện từ đây. Lý do để Overclock ---- 1) Tốc độ - CPU của bạn sẽ xử lý được nhiều phép tình hơn trong một giây đồng hồ (và tăng tốc RAM nếu tăng FSB) 2) Tiết kiệm tiền - Bạn muốn mua CPU p4C 3.2ghz trong khi bạn có thể mua 2.4 ghz với một nửa số tiền và OC để có cùng tốc độ với 3.2ghz và hơn thế nữa. Lý do vô cùng quan trọng với chúng ta. 3) Giải quyết những khó khăn - một Overclocker phải biết rõ về tất cả những gì đang xảy ra trong hệ thống của mình, vì nếu không biết thì hệ thống đấy không bao giờ hoạt động nên hồn cả. Việc luyện tập OC đi tới thành công sẽ dạy cho chúng ta vô vàn kiến thức hữu ích về hệ thống máy tính, cái điều mà có lẽ chẳng có trường Đại Học nào dạy cả (Câu này chắc các bác OCer thích lém đây - được ca gợi nhé). Tất cả mọi thứ từ nhiệt độ CPU, tới cập nhật BIOS, tới các trình điều khiển của Operating System, tới việc thiết lập các Jumper của Mobo, các kiến thức về chipset. Các kiến thức này đúng là vô giá. Một số điều cần biết BIẾT NHỮNG GÌ MÌNH CÓ - Nếu bạn đang tìm cách OC hệ thống của mình và POST một bài lên Amtech “Các bác giúp tôi OC cài nào” thì bạn sẽ nhận được các câu hỏi. - Bạn có Mother Board gì thế (Mobo) ? - CPU loại nào (www.intel.com, www.amd.com)? - RAM? - Hệ điều hành (OS)? - Bộ tản nhiệt đã hầm hố chưa (HSF)? - Video card (Vid)? - Và các thiết khác của bạn nữa. -Đặc biệt lưu ý đến bộ nguồn ( PSU) khi bạn có ý định tăng Vcore . NHững bộ nguồn củ chuối kèm case sẽ bị sụt điện đường 12 V , 3v . Bạn nên lưu ý điện áp 2 đường này cho cẩn thận. Nếu đường 12 V sụt xuống còn 11V thì tính mạng của chiếc máy bạn chỉ còn được tính bằng ngày .Bạn sẽ phải trả một giá rất đắt nếu không xem xét bộ nguồn. Đừng ngạc nhiên nếu các bộ nguồn xịn có giá 30 USD hay hơn nữa là trên 100 USD.... đây là bộ nguồn dành cho các tay chơi oc mạnh tay....còn bình thường thì một bộ nguồn anpha là đủ rồi..... HIỂU VỀ NHỮNG VIỆC BẠN ĐANG LÀM – Giờ đây khái niệm Overclocking đã trở nên rất bình thường. Có nhiều cách để OC CPU và các thành phần khác của hệ thống. Trong khi OC chúng ta phải thay đổi một số thông số sau đây (để biết cụ thể chắc bạn phải tự OC thử xem sao . Và một câu thường gặp – Use this document at your own risk) Front Side Bus (FSB) – Thông số này nói lên tốc độ trao đổi liên lạc điều khiển của chipset tên Mobo với CPU, và nó là một trong hai nhân có chính tác động lên tốc độ của CPU, được tính bằng MHz. Hệ số nhân CPU (CPU Clock Multiplier) - Hệ số này được tăng theo 0.5 đơn vị (VD: 10.0, 10.5, 11.0,...) Hệ số này chỉ ảnh hưởng tới CPU, và chính là hệ số còn lại ảnh hưởng tới tốc độ CPU khi kết hợp với FSB.Các CPU Intel từ P2 đã clock HSN hết nên bạn chỉ có thể kéo bú mà thôi Điện áp nhân CPU (CPU Core Voltage - Vcore) – Đây là lượng điện áp của MoBo cung cấp tới CPU. Việc TĂNG điện áp sẽ đẳm bảo cho việc CPU truyền dữ liệu trơn tru và ngăn cản sự gián đoạn khi truyền dữ liệu khi CPU được OC. Đồng thời khi tăng Vcore cũng làm tằn nhiệt độ của CPU - điều này cũng thật dễ hiểu vì P=UI, công suất tăng thì nhiệt lượng toả ra cũng tăng. Hãy vào trang chủ của AMD và Intel để tra cứu điệp áp cho CPU của bạn vì các loại CPU khác nhau cũng sẽ có mức điện áp yêu cầu khác nhau - hoặc Điện áp RAM (RAM Voltage - Vio) - Đây là lượng điện áp của MoBo cung cấp tới các đơn vị RAM. Tương tự như Vcore, nó đảm bảo cho hoạt động ổn đinh của RAM ở tốc độ cao hơn khi OC. Tuy nhiên bạn cũng không cần tăng nó khi tăng FSB trong khi giảm Clock Mulitplier. Một lần nữa xin hãy nhớ kiếm thêm tài liệu để hiểu thật kỹ về hệ thống của bạn và biết chính xác những gì có thể xảy ra khi OC. KHÔNG VỘI VÀNG – Một việc cần thiết nhất khi OC là không vội vàng. Vội vàng sẽ đi tới thất bại – mà thất bại là chuốc vào người sự bực mình . DON'T RUSH - The best thing you can do when overclocking is to not rush. Rushing will most likely lead to failure, which leads to aggravation. Và rất có khả năng bạn làm tiêu CPU, Mobo , RAM... nếu bạn vội vàng. NÓNG NÓNG QUÁ PÀ KON ƠI – Các OCER sẽ phải biết cách giải nhiệt tốt cho CPU và biết cách đo đạc thông số nhiệt độ từ các bộ cảm biết nhiệt độ, hầu hết đã gắn sẵn vào các Mobo. Sử dụng BIOS hoặc các tiện ích khác cho để giám sát Mobo trong Windows đều cung cấp cho bạn giá trị nhiệt độ thực của CPU. Hãy tìm hiểu để biết cụ thể giới hạn nhiệt độ an toàn CPU của bạn . Nếu bạn OC thì phải đem bảo nhiệt độ phải thấp hơn thê nhiều. Nhiệt độ CPU khi Full load (100% Usage) tối đa cũng chỉ nên là 60 độ C. Để test “full load” bạn nên dùng chức năng burn in của Sisoft sandard at Nếu bạn <60 dộ C thì là hệ thống tản nhiệt của bạn đã tạm ổn. KIỂM TRA TẤT CẢ THẬT KỸ LƯỠNG - Lời khuyên cuối cùng là hãy kiểm tra lại tất cả PC trước khi OC. Từ bộ tản nhiệt phải chắc chắn đã được lắp đúng và sách sẽ, quạt phải quay tít, các thiết bị được cắm chặt vào khe cắm và tất cả các thứ . Bài viết này chỉ cung câp cho bạn những kiến thức sơ đẳng nhất trong OC, nhưng chắc nó cũng giúp bạn giải đáp được một số thắc mắc gặp phải khi OC. Việc tăng CPU Clock Multiplier chỉ ảnh hưởng tới CPU. Hầu hết các OCer làm là tăng FSB mà không tác động tới hệ số nhân CPU. Việc các OCer chuyên nghiệp làm là giảm hệ số nhân trước rồi tăng tối đa FSB (việc này không đẩy MAX được CPU Clock Speed nhưng sẽ tối ưu hơn cho toàn hệ thống do FSB có ảnh hưởng tới toàn bộ hệ thống của bạn).