Рассмотрим некоторые теоретические предпосылки, которые подвигают обычного пользователя ни с того, ни с сего добавить несколько мегагерц своему вновь приобретенному другу — компьютеру.

Потратив N-ную сумму денег в компьютерной фирме и, проходя по дороге домой мимо рекламы на огромном big board, где четко и ясно написано, что ты круглый идиот и запросто мог бы заплатить в полтора раза меньше, а то и просто получить все в кредит, приходишь к этому трудному решению. Разгон, разгон и только разгон. Это сразу поднимет тебя в своих же глазах, и ты, окрыленный этой идеей, стремишься к реализации.

На дворе XXI век, компьютеры настолько сложны и имеют столь непонятную архитектуру, что любое вмешательство в хорошо отлаженную и настроенную систему стремит вероятность появления сбоя к единице, то есть к полной или частичной потери информации, времени на ее восстановление, а в худшем случае и на ремонт компьютера. Но ведь все компьютерные издания, именитые сайты в Интернет только о том и трубят, что разгон это правильно, что в этом нет ничего страшного, что это увеличивает производительность, что разогнанная однопроцессорная система лучше, чем двухпроцессорная. Может быть, производитель действительно заложил такие возможности в компьютер. Например, с рекламной целью. От чего же я должен себя обделять? Добавлю пару мегагерц, протестирую, а там посмотрим.

На фоне таких убедительных доводов тихий стон о том, что есть спецификация, которая придумана не для того, чтобы ее нарушать, что тепловые режимы будут нарушены, что компьютер сгорит, и вы потом все равно ко мне придете, звучит очень и очень неубедительно. Тем не менее, давайте рассмотрим разгон компьютера как некий уже свершившийся факт, как стиль жизни, как модное направление в музыке. Давайте рассмотрим, что происходит при разгоне компьютера, что на что влияет, какого рода неприятности возможно ожидать и почему и, самое главное, как сделать этот процесс предсказуемым.

Введем некоторые базовые понятия и постулаты.

Постулат Первый. Компьютер должен быть на гарантии, но не опломбирован. В противном случае каждый раз в случае неудачного разгона вам предстоит путешествие в фирму, продавшую компьютер, где вы со всем присущим вам актерским мастерством будете доказывать, что компьютер вечером работал, а утром не включился.

Постулат Второй. Имеет смысл предать разгону только самое современное и дорогостоящее решение. Идея разогнать Pentium75 до состояния Pentium90 не актуальна!

Постулат Третий. Не все компоненты компьютера подвержены гонению. Обычно поддаются разгону:

То, что не поддается разгону и часто от него страдает:

Разгон возможен за счет следующих факторов: увеличения частоты, увеличения коэффициента умножения.

Почему-то никто никогда не задумывается, что нужно для того, чтобы заняться разгоном. Ну, понятно что, компьютер конечно, а что же еще скажет подавляющее большинство. И оно, конечно, будет право. Без компьютера к разгону приступать бессмысленно.

Но, тем не менее, могу сказать точно, что кое-что вам таки может пригодиться. Первое, нужно точно знать, где на материнской плате находится переключатель Clear CMOS. Он нужен практически всегда, когда вы, пытаясь оптимизировать работу компьютера, установили значение параметров в CMOS Setup слишком уж неудачно. Его место расположение всегда возможно посмотреть в документации на плату или на WEB сайте производителя в Интернет. Постарайтесь, чтобы доступ к этому переключатель был свободен от кабельного хозяйства, и чтобы выполняя очистку CMOS вы случайно не сковырнули чего-нибудь полезного на плате. Обычно он расположен недалеко от места установки батарейки, так как именно она и питает CMOS память, в которой хранится большинство настроек компьютера. Может, конечно, оказаться, что на вашей плате такого переключателя не оказалось. Что же вам не повезло, производитель платы сэкономил и на этом. Не беда: посмотрите, как снимается батарейка. В случае ошибочной установки параметров снимите ее и закоротите на несколько секунд контакты + и -.

Операцию Clear CMOS обязательно нужно делать при полностью обесточенном компьютере, так как в ATX блоке питания всегда формируется, так называемое StandBy напряжение и если вы не выключите компьютер из розетки и не подождете секунд 10, то все ваши манипуляции в области батарейки или переключателя будут безрезультатны.

Второе, что нужно иметь для разгона — это мощный блок питания от хорошего производителя и хорошая система охлаждения. Объясняется это просто, хотя для многих и не всегда очевидно. Все компоненты компьютера рассчитываются на определенную потребляемую мощность и на определенное выделяемое тепло. Когда мы прибавляем в скорости за счет повышения частоты, то мы увеличиваем и потребляемую мощность и соответственно больше греемся. Тут как бы все понятно — ставим хороший мощный вентилятор — нагрев прекращается. Но вот в чем беда. Когда разгон происходит на 5-10 процентов, то в общем дальше и говорить не о чем. Частота повысилась, компьютер немного нагрелся, частота вращения вентилятора немного повысилась и компенсировала этот нагрев. Конечно, потребляемая мощность линейно выросла.

Но вот в чем беда. Начиная с какого-то момента, потребляемая мощность разгоняемой системы начнет расти не линейно, а по экспоненте. VRM на материнской плате, а следом за ним и маломощный блок питания компьютера тоже не готовы выдавать стабилизированное напряжение и в результате этого появляется большая вероятность сбоя в работе таких элементов компьютера, как память, дисковая система.

Кроме того, вентилятор не сможет бесконечно наращивать обороты, а, следовательно, не сможет полностью отбирать выделяемое тепло. Не говоря о том, что практически не существует компьютеров, где бы кроме охлаждения центрального процессора и редко видео карты принудительно охлаждали бы еще и те несколько микросхем и транзисторов, которые формируют различные питающие напряжения на материнской плате. Считается, что разработчик сам позаботился об охлаждении всех узлов платы.

Здесь возможно было бы закончить. И действительно, если в вас не кипит азарт, и вы просто немного подняли производительность компьютера, то указанных предосторожностей вполне достаточно. Но если у вас достаточно времени на эксперименты или вы пишете статью про разгон процессоров, — этого не достаточно.

Человек пытливый всегда хочет докопаться, что же на самом деле мешает его компьютеру работать чуточку быстрее, чем у всех остальных. Может быть память или видео карта или IDE, а может быть дело в питании или охлаждении?

Компьютер для начинающего гонщика, это фактически черный ящик с переключателем Clear CMOS на материнской плате. Современные BIOS даже не пикают в отсутствии памяти или видео карты. Что ж, не нужно отчаиваться. На помощь пришли те же разработчики железа. Причем пришли уже давно, а именно так давно, как существуют IBM совместимые компьютеры. Именно тогда на материнских платах был выделен IO порт для вывода диагностических кодов, сигнализирующих о процессе прохождения процедур POST системного BIOS. Получить эту информацию позволяет, так называемая POST карта — несложное и зачастую недорогое устройство, устанавливаемое в один из свободных ISA, а на современных платах PCI слот и имеющее как минимум семи сегментный индикатор, посредством которого возможно достаточно точно определить какой из компонентов компьютера не выдержал испытание скоростью. Список POST кодов постоянно обновляется с появлением новых версий BIOS и его последние реализации и описания обычно возможно посмотреть только на специализированных сайтах в Интернет.

Сердцем компьютера, как известно, является процессор. Как бы он ни назывался Intel, AMD, Cyrix или еще как-нибудь, это правнук дедушки Интел 8086. Сразу после включения питания он настраивает свои регистры и начинает выполнять стартовую микропрограмму, которая носит всем известную аббревиатуру BIOS. Настраивая свои регистры, процессор устанавливает наиболее мягкие режимы работы, к примеру, устанавливается режим RealMode, запрещается работа с кэш второго уровня L2. Это позволяет процессору стартовать в большом диапазоне рабочих частот, значительно отличающемуся от стандартной частоты, которая обычно заранее известна при покупке. Естественно, что эксплуатировать процессор в минимальном режиме никто и никогда не собирается, поэтому, начиная с первых команд, в BIOS идет тонкая настройка кэш, сегментных регистров процессора, что уже несколько снижает его скоростные качества. Зачастую тонкая настройка процессора происходит еще до вывода первого POST кода. В случае, если вы наблюдаете такую ситуацию, знайте, вы хотите выжать из процессора все соки, даже те которые он дать не в состоянии. Умерьте свое рвение, и мы сможем пойти дальше в процессе изучения основ разгона.

Рассмотрим вкратце, что представляет из себя процессор и почему до настройки его скоростные качества выше.

Минуя длительные объяснения про слои проводников, полупроводников и диэлектриков, про микроны и тип материала подложки возможно сказать, что фактически процессор представляет собой ASIC (Application Specified Integrated Circuit), — матрицу, наполненную логическими элементами, связанными определенными зависимостями. В идеале вся эта конструкция должна работать синхронно с чип сетом, тогда все переданные команды и данные будут адекватно обработаны, и в определенное время произойдет заранее известное событие. Практически так и было до тех пор, пока производители процессоров с целью ускорить этот предсказуемый поток команд и данных не стали добавлять в процессор такие функции как кэш, много потоковую конвейерную обработку и прочие вкусности. Безусловно, с точки зрения программиста, сидящего за клавиатурой практически ничего не изменилось. Только привычный Windows 3.11 вдруг сменился современным Windows 2000.

Но с точки зрения разгона произошло следующее. Часть процессора, которая имеет достаточно синхронную структуру, с повышением частоты работает весьма устойчиво, что и возможно наблюдать по POST карте в момент начального старта до инициализации расширенных ресурсов процессора. В момент же инициализации или спустя несколько тактов после нее, когда к работе подключаются дополнительные блоки процессора, процесс выполнения команд останавливается, о чем тоже свидетельствуют данные на POST карте. И действительно, после инициализации кэш и подсистемы расширенной адресации синхронность работы процессора уменьшается и с повышением частоты всегда возможен случай, когда данные или команды поступят либо не вовремя, либо не по назначению. В результате происходит сбой и остановка выполнения команд из BIOS.

Естественно, дальнейшее повышение частоты приведет к полному нестарту процессора.

Таким образом, возможно определить физическую граничную частоту работы процессора, ну и естественно компьютера в целом.

Известен также способ разгона процессора за счет принудительного изменения коэффициента умножения внутренней частоты процессора. Но обычно этот способ всегда связан с модернизацией либо процессора, либо материнской платы и в случае успеха сильно влияет на гарантийные обязательства, предоставляемые фирмой-продавцом компьютера, а в случае поражения влияет только на запас денег в вашем кошельке.

Кроме того, зачастую фиксированный коэффициент умножения обусловлен не недоверием производителя процессора к вам как к специалисту, а невозможностью разместить дополнительную логику внутри FPGA матрицы из соображений свободного места и цены. Соответственно к таким процессорам подобный подход не применим.