Tìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xung quanh

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 quanhTìm hiểu cơ bản về kỹ thuật ép xungViệc ép xung (overclock) để tăng sức mạnh hệ thốngdiễn ra trước khi xuất hiện PC, được thực hiện trênnhiều thiết bị nhỏ và đơn giản hơn, nhưng huyềnthoại về vi xử lý 8088 8 MHz được ép lên 12 MHz đãkhởi đầu trào lưu này.Sau đó, ép xung được chia làm hai nhánh: số đông épxung để có khả năng hoạt động tốt nhất trên túi tiềnhạn chế; số ít ép xung để có được sức mạnh “siêuđẳng” bằng bất kỳ giá nào.Người ta có thể ép xung cho CPU, RAM và card đồhọa.Khái niệm về ép xungÉp xung là hoạt động làm tăng tốc độ của bất kỳthành phần nào lên cao hơn mức chỉ định của nhà sảnxuất. Từ “đồng hồ” bắt nguồn từ việc người ta dùngmáy tạo dao động (oscillator) để thiết lập một nhịpmà từ đó tạo nên những tần số cao hơn. Các thiết bịđơn giản nhất hoạt động với tần số của máy tạo daođộng này để vi xử lý 8 MHz cần một đồng hồ 8 MHz.Việc ép xung các vi xử lý “đời đầu” này khá đơngiản, chỉ là thay mặt đồng hồ từ 8 thành 12 MHz.Khi máy tính ngày càng phức tạp hơn, một mặt đồnghồ không thể hỗ trợ nhiều mức tốc độ mà các loại busdữ liệu khác nhau yêu cầu. Dù bo mạch chủ có thểchứa vài máy tạo dao động cho các thiết bị, một mạchđiện tích hợp thêm lại phải hỗ trợ các mức tốc độkhác nhau cho nhiều giao tiếp. Vì vậy, người ta nghĩra 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 ngàycàng tinh vi hơn, đến mức các bo mạch và một vàithành phần gắn thêm giờ đều hỗ trợ các tần số tinhchỉnh trong vài thao tác.Sự xuất hiện của thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ cóthể tinh chỉnh đã cho phép kỹ thuật ép xung đượcthực hiện mà không cần thay các thành phần như mặtđồng hồ. Những tiến bộ xa hơn trong sản xuất BIOSvà phần mềm firmware giờ cũng giúp tốc độ của thiếtbị được cải thiện mà không phải thay đổi cài đặt châncắm (jumper).Lợi ích và rủi roÉp xung cho phép hệ thống cấp thấp có thể đạt đếnmức độ hoạt động mạnh mẽ hơn. Ví dụ, chip PentiumIV 3,0 GHz có thể đạt 3,4 GHz. Tuy nhiên, nguy cơlớn nhẩt của việc này là gây hư hại phần cứng, mấtdữ liệu. Vì vậy, người ta phải cho hệ thống qua cácquy trình kiểm nghiệm để tránh rủi ro. Các yếu tố sauđây ảnh hưởng lớn tới “sự sống” của máy.Tốc độ: Các mạch điện tích hợp có tuổi thọ nhất địnhvì mỗi hoạt động sẽ làm thoái hoá chúng ở một mứcnhỏ. Việc tăng gấp đôi số vòng hoạt động trong mỗigiây sẽ làm tuổi thọ này giảm đi một nửa.Nhiệt lượng: Các mạch điện thoái hoá nhanh hơn khinhiệt độ tăng. Nhiệt độ cũng là kẻ thù của sự ổn địnhtrong hệ thống nên người ta sẽ phải tìm nhiều cách đểgiữ máy luôn mát mẻ. CPU được thiết kế để hoạtđộng từ -25 đến 80 độ C nhưng thông thường phảiluôn giữ chúng dưới 50 độ và càng mát càng tốt.Hiệu điện thế tăng cho phép các tín hiệu truyền đimạnh hơn nhưng cũng khiến mạch điện thoái hoánhanh và gây hỏng hóc. Việc tăng hiệu điện thế cũngsong hành với tăng nhiệt độ, dù không làm hỏng chipngay nhưng sẽ dần dần làm giảm tuổi thọ của nó.Những thành phần có thể ép xungNgườ i ta có thể tối ưu hóa hoạt động chủ yếu chovi xử lý, bộ nhớ và chip đồ họa. Những thành phầnkhác như bus PCI và PCI Express, cổng serial hayUSB cũng có thể áp dụng phương pháp này nhưngkết quả không rõ ràng.Ép xung CPULõi của các vi xử lý hiện nay hoạt động ở nhiều bộisố của tốc độ đồng hồ. Ví dụ Pentium III 500 MHzchạy được gấp 5 lần front side bus 100 MHz (5 x 100MHz = 500 MHz). Chỉnh bội số này hoặc tần số lêncũng mang lại tốc độ cao hơn. Ví dụ: 600 MHz có thểđạt được bằng cách nâng bội số bằng 6 hoặc tăng tốcđộ bus lên 120 MHz để 5 x 120 MHz = 600 MHz.Khó khăn duy nhất với cách phân tích này là nhữngvi xử lý loại đó lại có bội số cố định nên việc nâng 5xlên 6x không phải lựa chọn của người ép xung. Tuynhiên, người ta có thể nâng bội số với một số mẫuchip khác sau khi bẻ khóa. Ví dụ, vi xử lý Slot AAthlon đã được tăng tốc theo cách này trước khi sảnphẩm thương mại xuất hiện trên thị trường.Tần số CPU vẫn bắt nguồn từ bội số của tốc độ đồnghồ chứ không phải tốc độ dữ liệu. Front side bus1066 của Intel hoạt động trên tốc độ đồng hồ là 266MHz, HyperTransport Interconnect 2000 MHz củaAMD dùng đồng hồ tốc độ 200 MHz. Điều này cónghĩa là một chip Athlon 64 X2 4600+ của AMDdùng bội số 12x để đạt được mức 2,4 GHz, trong khiCore 2 Duo E6600+ của Intel đạt 2,4 GHz bằng cáchdùng bội số 9x.Ép xung bộ nhớHầu hết các bộ nhớ có thể tối ưu hóa ở mức độ nàođó nhưng khá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chấtlượng của chip, thiết kế bo mạch và lắp ráp module.Ép xung bộ nhớ đã trở nên phổ biến đến mức các nhàsản xuất RAM đã công bố những sản phẩm nhanhnhất khi áp dụng cách này.Lợi thế của ép xung bộ nhớ là vượt xa khả năng hoạtđộng cơ bản của chúng để có tốc độ nhanh tươngđương CPU. Ví dụ, Pentium III được ép xung tới 150MHz sẽ phối hợp tốt với bộ nhớ cũng đạt tốc độ này.Một số tay ép xung còn th ...