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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xung Tìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xungViệc ép xung (overclock) để tăng sức mạnh hệ thống diễn ra trước khixuất 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 khởiđầu trào lưu này.Sau đó, ép xung được chia làm hai nhánh: số đông ép xung để có khảnăng hoạt động tốt nhất trên túi tiền hạn chế; số ít ép xung để có được sứcmạnh “siêu đẳng” bằng bất kỳ giá nào. Người ta có thể ép xung cho CPU, RAM và card đồ họa. Ảnh: Toms Hardware.Khái niệm về ép xungÉp xung là hoạt động làm tăng tốc độ của bất kỳ thành phần nào lên caohơn m ức chỉ định của nhà sản xuất. Từ “đồng hồ” bắt nguồn từ việcngười ta dùng máy tạo dao động (oscillator) để thiết lập một nhịp mà từđó tạo nên những tần số cao hơn. Các thiết bị đơn giản nhất hoạt động vớitần số của máy tạo dao động này để vi xử lý 8 MHz cần một đồng hồ 8MHz. Việc ép xung các vi xử lý “đời đầu” này khá đơn giản, chỉ là thaymặt đồng hồ từ 8 thành 12 MHz.Khi máy tính ngày càng phức tạp hơn, một mặt đồng hồ không thể hỗ trợnhiều mức tốc độ mà các loại bus dữ liệu khác nhau yêu cầu. D ù bo mạchchủ có thể chứa vài máy tạo dao động cho các thiết bị, một mạch điện tíchhợp thêm lại phải hỗ trợ các mức tốc độ khác nhau cho nhiều giao tiếp. Vìvậy, 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 hiệuxung đồng hồ này càng ngày càng tinh vi hơn, đến mức các bo mạch vàmột vài thành phần gắn thêm giờ đều hỗ trợ các tần số tinh chỉnh trongvài thao tác.Sự xuất hiện của thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ có thể tinh chỉnh đãcho phép kỹ thuật ép xung được thực hiện mà không cần thay các thànhphần như mặt đồng hồ. Những tiến bộ xa hơn trong sản xuất BIOS vàphần mềm firmware giờ cũng giúp tốc độ của thiết bị được cải thiện màkhông phải thay đổi cài đặt chân cắm (jumper).Lợi ích và rủi roÉp xung cho phép hệ thống cấp thấp có thể đạt đến mức độ hoạt độngmạnh mẽ hơn. Ví d ụ, chip Pentium IV 3,0 GHz có thể đạt 3,4 GHz. Tuynhiên, nguy cơ lớn nhẩt của việc này là gây hư hại phần cứng, mất dữliệu. V ì vậy, người ta phải cho hệ thống qua các quy trình kiểm nghiệmđể 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 sẽlàm thoái hoá chúng ở một mức nhỏ. Việc tăng gấp đôi số vòng hoạtđộng 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. Nhiệtđộ cũng là kẻ thù của sự ổn định trong hệ thống nên người ta sẽ phải tìmnhiều 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 vàcàng mát càng tốt.Hiệu điện thế tăng cho phép các tín hiệu truyền đi mạnh hơn nhưng cũngkhiến mạch điện thoái hoá nhanh và gây hỏng hóc. Việc tăng hiệu điệnthế cũng song hành với tăng nhiệt độ, dù không làm hỏng chip ngaynhưng sẽ dần dần làm giảm tuổi thọ của nó.Những thành phần có thể ép xungNgười ta có thể tối ưu hóa hoạt động chủ yếu cho vi xử lý, bộ nhớ và chipđồ họa. Những thành phần khác như bus PCI và PCI Express, cổng serialhay USB cũng có thể áp dụng phương pháp này nhưng kết quả không rõràng.Ép xung CPULõi của các vi xử lý hiện nay hoạt động ở nhiều bội số của tốc độ đồnghồ. Ví dụ Pentium III 500 MHz chạy được gấp 5 lần front side bus 100MHz (5 x 100 MHz = 500 MHz). Chỉnh bội số này ho ặc tần số lên cũngmang lại tốc độ cao hơn. Ví dụ: 600 MHz có thể đạt được bằng cách nângbội số bằng 6 hoặc tăng tốc độ bus lên 120 MHz để 5 x 120 MHz = 600MHz.Khó khăn duy nhất với cách phân tích này là những vi xử lý loại đó lại cóbội số cố định nên việc nâng 5x lên 6x không phải lựa chọn của người épxung. Tuy nhiên, người ta có thể nâng bội số với một số mẫu chip khácsau khi bẻ khóa. Ví dụ, vi xử lý Slot A Athlon đã được tăng tốc theocách 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 phảitốc độ dữ liệu. Front side bus 1066 của Intel hoạt động trên tốc độ đồnghồ là 266 MHz, HyperTransport Interconnect 2000 MHz của AMD dùngđồng hồ tốc độ 200 MHz. Điều này có nghĩa là một chip Athlon 64 X24600+ của AMD dùng bội số 12x để đạt được mức 2,4 GHz, trong khiCore 2 Duo E6600+ của Intel đ ạt 2,4 GHz bằng cách dùng bội số 9x.Ép xung bộ nhớHầu hết các bộ nhớ có thể tối ưu hóa ở mức độ nào đó nhưng khá phụthuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng của chip, thiết kế bo mạch và lắpráp module. Ép xung bộ nhớ đã trở nên phổ biến đến mức các nhà sảnxuất 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 củachúng để có tốc độ nhanh tương đương CPU. Ví dụ, Pentium III được épxung tới 150 MHz sẽ phối hợp tốt với bộ nhớ cũ ...