Hardware Upgrade Forum - PRINCIPI DI OVERCLOCK DEL CHIPSET 975X

Vista la diffusione dei chipset 975x, credo sia interessante questo thread aperto da bigtoe su bleedinedge, utile per capire quali siano i principi di funzionamento del chipset e come sfruttarli per cloccare le nostre cpu.

questo il testo originale

Quote:

Originariamente inviato da Tony

The definitive guide to Intel chipset/memory over clocking.

After many years of over clocking Intel based platforms and studying Intel chipset white papers I think its time to pass on some of the knowledge I have acquired.

Ever since Intel launched the 865 chipset over clocking the chipset has been a major factor in enhancing Intel motherboard performance. We all know that Intel force the CPC on their chipsets to 2T , a way to claw back some of the performance is to clock the chipset higher, which in theory reduces its internal latency and improves memory performance,

So how do we over clock the chipset?

Asus pretty much were the pioneers of this, they found the chipset register which enabled “Performance Acceleration technology” or “PAT” on the 875 chipset and went looking thru the white papers for the 865 chipset to see if any settings/registers had the same effect. What they found was that the 865 chipset forced to the 533 strap (133fsb for us mortals) set the same register as the 875 chipset with PAT enabled. They also found at lower strap values Intel forced a latency change on the chipset that improved memory performance with the memory being at a lower clock speed. Many will have seen this register as it was adjustable with the “875 tweaker” application that many used on the 875 and 865 boards.

Moving on we need to see how forcing a lower strap on the chipset actually over clocks it.

Think of the NB chipset as a CPU, it has an internal clock speed and a multiplier. If we use the 800 strap as a base and for the sake of this article say the NB has a clock speed of 400MHZ. The applied FSB to the actual CPU is 200fsb and the applied FSB to the NB is 100FSB with a multiplier of 4.

If we change the strap now to 533 the chipset FSB moves proportionally to the CPU FSB. So 200CPU FSB now moves to 133FSB and 100NB FSB moves to 67FSB. This drops the internal clock on the NB to 268MHZ with the 4 multi, so to compensate the chipset would alter its multiplier to 6 which again would put the internal clock at 400MHZ.
Now Asus forced a 533 strap on the 865 chipset at 200fsb CPU which would force the NB to run at 100MHZ FSB , if the NB applied a 6 multi at this speed its internal clock would be 600MHZ which is way above what it normally runs at. Many users did see that the NB with Turbo mode at 200fsb on the 865PE Asus motherboards get real hot…now you know why ;-)

The only down side of this was that you lost some memory ratio’s, what was a down clock at 800 strap mode suddenly could become 1:1 and upclock ratio’s may not have worked. You have to remember that memory ratios are set by the chipset strap. 1:1 in 533 strap is not 1:1 in 800 strap etc.

So moving onto the 975 chipset, what are the effects?

We all know Conroe sets 1066strap; this means it forces the board to boot at 267fsb. Now many boards are hitting a limit at 370fsb and stopping dead, we all know the CPU and ram can clock higher so what is causing the boards to become unstable…the answer is the chipset.

At 267fsb the chipset is at its normal working frequency, as you push the CPU FSB higher you are pushing the NB frequency higher, eventually just like a CPU it hits its limit. Now you have to remember that Intel seems to alter the internal latency on its chipsets dependant on strap also, this is why we see end user comparisons at the same clock speeds but different strap values showing different performance, lower strap equals improved performance at the same CPU and ram frequency.

Now we need to look at memory ratios.

In 800 strap we have the following ram ratios.

400,533,667,800 or as some quote them 1:1, 3:4, 3:5, 1:2

In 1066 strap we see the following.

400, 533, 667, 800 but the actual ratios have altered, 400 mode is now a down clock so the following applies.

400=4:3, 533=1:1, 667=4:5, 800=4:6

Moving to 1333 strap we see another change.

400= 5:3, 533=5:4, 667=1:1, 800=5:6

On some boards you may also see options for 889, 1066 etc, they apply these extra ram speeds thru chipset strap manipulation, there is no 3:4 or 4:5 available in 1333 strap mode but you can force this option if you change the NB strap to the lower value that applied them. I have also seen tweaks that apply the higher FSB to the NB but force the NB to use the lower multiplier so allowing the extra ram options to work well as the chipset is not massively over clocked. It all depends on how the board was designed and how good the bios is.

Now we have the question regarding why 1:1 in 1066 strap have better memory performance that 1:1 in 1333 strap? The answer is in the chipset its self. Lower strap means lower internal latency to compensate for the lower overall memory clock speed, so a higher strap will have a higher less efficient latency and so lose performance. There will be a way of setting the higher strap value but forcing the lower latency on the chipset. This would work well with the chipset near its base clock speed and show awesome performance gains, BUT….would greatly limit the over clock capabilities the chipset has.

To finish I will try and show you what the ultimate 975 board should have available thru bios.

To be able to clock Conroe well over 370 FSB we need to be able to force the 1333 strap on the CPU, this would set the clockgen back to a default option(333FSB base frequency) and allow it to again scale quite high. What we also need though is the ability to set the NB strap to any option we want also, independently to what the CPU strap is, this would allow us the option to over clock the NB its self. Finally the option to adjust the NB latency, like we had in “875 tweaker”

With all these tweaks you would be able to force all manner or ram ratios and latency tweaks and fine tune the system for ultimate benching…the only issue is it would push up the cost of the boards.

Next I will explain how this all effects memory overclocking etc.

Moving on its time I explained how we get the other ram ratio's you sometimes see on Abit, Asus and Gigabyte boards.

Using a conroe with a base FSB of 267 and base strap of 1067 we sometimes see the following options for ram speed in bios.

888, 1067, 709(712), 800, 667, 533, 400

As you will have seen from my previous post the main options per strap for the memory controller are 400, 533, 667 and 800 in all strap settings, although they all use different dividers to get the speeds; so how do we get the rest?....answer...manipulate the chipset strap!

If you look at the 800 strap, which you usually see if using an 800fsb CPU, you see it applies the following ratio's to attain the memory speeds at 200fsb:

1:1 for 400DDR
3:4 for 533DDR
3:5 for 667DDR
1:2 for 800DDR

Now, what happens if we apply a base FSB of 267 to these ratio's?
We get the following:

1:1 for 533
3:4 for 712
3:5 for 888
1:2 for 1067

1:1 would not normally***(see note below) be used as its easier to implement 1:1 from the 1067 strap "as per stock C2D strap" as its keeping the same strap for CPU, clockgen and NB which is the most compatible.

So moving on we ask the question how does this effect overclocking on the memory?

As I said before if you want to gain performance from an Intel chipset you overclock it...to do this you lower the strap..IE go from 1067 to 800 NB strap. As you see to attain these added ratio's the motherboards are infact altering the strap on the NB to overclock it and allow the added memory bus speeds....this can be good and bad. In short if you are using 888 1067 712 modes you need to remember to keep the CPU fsb low...as near to default as you can as the higher you push the least chance the NB has of running stable as its already overclocked.

To test ram you need to remain on one of the known 1067 strap ratios..IE 800 and 667 . ***Some manufacturers have implememted 800 strap to do 533 and 400 on the memory as this overclocks the NB and makes their boards look fast in reviews, the issue with this is it does not allow the CPU fsb to ramp high as the NB craps out way before the CPU does. This explains why some boards clock ok in 667 and 800 mode but not 533 and sometimes 400.

To finish

If you want to make sure your ram is ok test ONLY with 667 or 800 mode, this will limit the FSB the CPU may do but it will prove if the memory can do the speeds you are looking to push it to without the NB limiting you.

If you find you can not overclock at all well in 533(1:1) mode on your motherboard please try 667 or 800 and see how the CPU and ram overclocks, this will prove if the board is setting a lower strap for 1:1 mode to enhance its performance. Another way to help the NB in an overclocked state is to losen the memory timings, even though they are lose it may still end up being faster as the NB is running at a much faster speed on the lower strap ratio.

You may feel the ram will not do its rated speeds, this will probably NOT be the case...the issue will be the NB is overclocked and will not run the ram at the speeds you want it to.

So the saga continues...how to make a board ubber fast at stock speeds so reviews look awesome

Now you all seem to have a reasonable idea of how straps work i will show you how the motherboard manufacturers manipulate them in bios to make the boards work faster than the competition in reviews.

Using a conroe, which has 1066 strap and 267fsb we all know that 1:1 is 533 on the memory. Now if you want your board to work around 5% faster all you do is lower the strap but keep the ram ratio at 1:1.So you force the strap on the clockgenerator to 1066 but you trick the NB to run on the 800 strap in 400 mode.
On a 965 board this would allow 400fsb+ in theory on the CPU but there is no way the NB would run on the high 800strap internal multi and high bus speed without luck in you gettting awsome silicon and a ton of voltage.
At 267fsb on the CPU though the NB stands a good chance of working just fine, its moderately overclocked but not to stressed....and you gain 5% or so performance from the memory which transaltes into more FPS in game benches.

This is why when I ask you to test ram you need to do it with the 667 or 800 memory ratio, i already know 712,888 and 1067 are 800 strap, what i don't know is what 533 is latched too, as it could easy be off the 800 strap to improve performance at low clocks 1:1.

Ringrazio l'autore del thread, Tony, che è il famoso bigtoe di OCZ, noto per la competenza nel campo delle memorie e per avere tirato fuori alcuni bios che hanno aiutato molti utenti nel mondo ad ottenere prestazioni e stabilità dai loro pc anche in overclock, per avermi concesso l'utilizzo del contenuto del topic.

Io direi che bigtoe ci ha lasciato davvero della robetta importante, specie per chi si prepara al salto AMD -> Conroe e nn ha mai cloccato su Intel questa roba è un MUST.

io e rera abbiamo tradotto il tutto in italiano, ecco qua:

La guida definitiva all'overclock di chipset e memorie su Intel.

Dopo diversi anni di overclock di piattaforme intel e di studio dei chipset intel è arrivata l'ora di condividere un po' dell'esperienza che ho accumulato.

Fin da quando Intel ha lanciato l'i865, l'overclock del chipset è stato uno dei fattori determinanti per aumentare le performance delle Motherboard Intel. tutti sappiamo che Intel forza il CPC sui propri chipset a 2T, un modo per riagguantare un po' di prestazioni è cloccare il chipset, cosa che in teoria dovrebbe ridurre le latenze interne e aumentare le performance della memoria.

Quindi, come si overclocca il chipset?

Asus è stata assolutamente un pioniere in questo, trovando il registro del chipset per abilitare il PAT (Performance Acceleration Technology) sull'i875 e scartabellando tra le specifiche tecniche dell'i865 alla ricerca del settaggio che avesse gli stessi effetti. Quello che scoprirono è che l'i865 forzando lo strap 533 (fsb 133) applica lo stesso registro dell'i875, abilitando il PAT. Scoprirono anche che che a valori bassi di strap Intel forza cambi di latenze sul chipset che aumentano le performance della memoria, con la memoria funzionante a frequenzze più basse. Molti avranno vistoche è possibile questo registro col l'utility "875 tweaker", molto diffusa tra i possessori di schede madri con i875 o i865.

Proseguiamo, abbiamo bisogno di capire come forzando uno strap più basso sul chipset si riesca realmente a overcloccarlo.

Pensate a Northbridge come a una CPU: ha una velocità di clock e un moltiplicatore. Se usiamo lo strap 800 come base possiamo dire che il NorthBridge ha un clock di 400Mhz. L'Fsb applicato alla CPU sarà 200 e quello applicato al northbridge sarà 100, con un moltiplicatore di 4.

Se cambiamo lo strap a 533, l'FSB del chipset cambierà proporzionalmente a quello della CPU. Quindi FSB 200 della CPU diventerà 133 e l'FSB100 del NB diventerà 67. Questo abbasserà il clock del NB a 268Mhz con un moltiplicatore di 4; quindi, per compensare, il chipset adotterà un moltiplicatore 6 tornando a un clock di 400 Mhz,
Asus ha forzato lo strap a 533 sull'i865 con CPU a 200Mhz di FSB, forzando a sua volta il chipset a 100MHz che, con un moltiplicatore di 6 ritorna un valore di 600Mhz, che è di gran lunga superiore al normale valore di funzionamento. Molti utenti hanno potuto osservare che il NB delle schede madri Asus, con il Turbo Mode abilitato, a 200Mhz scaldava parecchio. Ora sapete perchè ;)

L'unica pecca di questa procedura era che si perdeva qualcosa nei divisori della memoria: quello che era un downclock con uno strap 800, poteva diventare 1:1 e un divisore maggiorativo avrebbe potuto non funzionare. Bisogna infatti ricordare che i divisori della memoria sono settati dallo strap del chipset. 1:1 con strap 533 non corrisponde a 1:1 con strap 800.. etc.

Quindi, parlando di 975, quali sono le dirette conseguenze?

Tutti sappiamo che Conroe setta lo strap a 1066; questo significa che la mobo viene forzata a bootare con un fsb di 267. Molte mobo salendo, si bloccano attorno ai 370 FSB senza più smuoversi, pur sapendo che sia la CPU che la ram potrebbero salire oltre. Per quale motivo la mobo diventa instabile? La risposta è il chipset.

A 267 FSB il chipset lavora alla sua normale frequenza di funzionamento. Alzando l'FSB della CPU, di conseguenza si alza la frequenza del NB che potrebbe - proprio come un processore - arrivare al suo 'limite'. Bisogna tenere presente che Intel parrebbe modificare le latenze interne del chipset in conseguenza anche dello strap: questo spiega perchè possiamo vedere bench fatti alla stessa frequenza ma con strap diversi riportare risultati differenti tra loro. A parità di clock di memoria e CPU, utilizzando strap più bassi si ottengono maggiori prestazioni.

Diamo una occhiata ai divisori della memoria.

Con lo strap a 800 abbiamo questi divisori:

400,533,667,800 indicati anche come 1:1, 3:4, 3:5, 1:2

Con lo strap 1066 avremo questi divisori:

400,533,667,800 ma il divisore 400 ora è un downclock quindi otterremo:

400=5:3, 533=5:4, 667=1:1, 800=5:6

Su alcune mobo potreste trovare anche i divisori 899, 1066 etc:
si riescono ad ottenere questi divisori extra attraverso modifiche allo strap del chipset. Non esiste un 3:4 o un 4:5 con uno strap a 1333 ma è possibile forzare questi divisori cambiando lo strap del NB e portandolo a un valore minore che applichi i divisori in questione. Ho anche visto dei tweaks che applicano un più alto FSB al chipset ma al tempo stesso lo forzano ad usare un moltiplicatore più basso. Così facendo si ha la possibilità di far funzionare egregiamente le opzioni extra per la ram, dato che il chipset non viene overcloccato pesantemente. Dipende tutto da come è stata disegnata la mainboard e da quando il bios rulla.

Prendiamo in considerazione questa problematica: perchè l'1:1 a 1066 ha migliori prestazioni delle memorie rispetto all'1:1 a 1333? La risposta è nel chipset stesso. Uno strap più basso significa latenze interne più basse per poter compensare un generale abbassamento della velocità di clock della memoria. Di conseguenza uno strap più alto avrà latenze più alte e meno efficienti, perdendo in performance. Ci sarebbe un modo per settare uno strap alto pur mantenendo latenze basse sul chipset. Questa cosa funzionerebbe egregiamente con un chipset cloccato all'incirca alla sua velocità default e porterebbe a grossi incrementi di performance, MA limiterebbe pesantemente l'overclock del chipset stesso.

Per finire cercherò di mostrarvi cosa la mainboard 975 'definitiva' dovrebbe mettere a disposizione nel bios.

Per essere in grado di cloccare Conroe oltre i 370 di FSB, dobbiamo essere in grado di forzare lo strap a 1333. Questo porta il generatore di clock indietro fino al valore defualt (333FSB frequenza di base) e consente di scalare bene verso l'alto. Quello di cui abbiamo bisogno è anche la possibilità di settare lo strap del NB indipendentemente da quello della CPU. Questo ci permetterebbe di overcloccare lo stesso chipset. Per concludere non guasterebbe la possibilità di variare le latenze interne del NB, proprio come nell'i875 tweaker.

Con tutti questi tweaks sareste in grado di modificare a piacimento tutti i parametri: latenze interne, divisori della ram etc settando il sistema per del benching 'serio'.

Di seguito spiegherò come tutto ciò influenzi l'overclock della memoria e così via.

Andando avanti, è ora di spiegare come otteniamo gli altri divisori delle ram che a volte si possono vedere sulle schede madri Abit, Asus e Gigabyte.

Utilizzando un conroe con un FSB base di 267 MHz e uno strap base di 1067 MHz a volte vediamo le seguenti opzioni per la velocità della ram nel bios:

888, 1067, 709 (712), 800, 667, 533, 400

Come avrete visto dai miei post precedenti le opzioni principali relative a ciascun strap per il controller della ram sono 400, 533, 667 e 800 per tutti le regolazioni di strap, nonostante essi usino differenti divisori per ottenere le velocità; allora, come otteniamo il resto? la risposta è: manipolando lo strap del chipset!

Se si guarda allo strap 800, che si vede di solito utilizzando cpu da 800 MHz di bus, vedete che applica i seguenti divisori per ottenere le velocità di memoria a 200 MHz di fsb:

1:1 per 400DDR
3:4 per 533DDR
3:5 per 667DDR
1:2 per 800DDR

Ora, cosa succede applicando un FSB base di 267 MHz con questi divisori?
Si ottiene questo:

1:1 per 533
3:4 per 712
3:5 per 888
1:2 per 1067

1:1 normalmente**** (vedi nota sotto) non viene usato perchè è più facile implementare 1:1 partendo dallo strap 1067 di base per le cpu core 2 duo visto che mantiene lo stesso strap per CPU, generatore di clock e NB per avere una massima compatibilità.

Quindi, andando avanti, ci domandiamo come questo abbia effetti sull'overclock della memoria.

Come detto prima se si vogliono guadagnare prestazioni da un chipset intel, si deve overcloccare... per farlo si deve abbassare lo strap, il che significa passare dallo strap 1067 a quello 800. Come si vede, per ottenere questi divisori aggiuntivi le schede madri alterano lo strap sul NB per overcloccarlo e permettere le velocità di memoria aggiuntive.
Tutto ciò può essere utile o dannoso. In breve, se si usano le modalità 888, 1067 e 712 è necessario mantenere il fsb della cpu basso, il più vicino possibile a quello default visto che più alto si spinge, minore è la possibilità che il NB funzioni in maniera stabile visto che è già overcloccato.

Per testare la ram è necessario mantenere uno dei divisori noti relativi allo strap 1067, cioè 800 e 667.
**** Alcuni produttori hanno fatto in modo che lo strap 800 ottenga velocità di 533 e 400 sulla memoria perchè questo overclocca il NB e fa sembrare le loro schede più veloci nelle recensioni. Il problema è che questo non permette al fsb della cpu di salire molto visto che il NB si ferma molto prima di quanto faccia la cpu.
Questo spiega perchè alcune schede si overcloccano bene nelle modalità 667 e 800, ma non con 533 e a volte 400.

Per finire

Se volete essere sicuri che la vostra ram sia buona testate solo con 667 o 800, questo limiterà il FSB che la cpu potrebbe ottenere, ma vi farà verificare se la memoria può ottenere le velocità alle quali la volete spingere senza che il NB vi limiti.

Se vedete che non potete overcloccare in maniera soddisfacente nella modalità 533 (1:1) sulla vostra scheda madre, provate gli strap 667 o 800 e vedete come la cpu e la ram si overcloccano, questo vi farà verificare se la scheda imposta uno strap inferiore per aumentare le proprie prestazioni. Un altro modo per aiutare il NB se overcloccato è allentare i timing della memoria, anche se sono meno tirati potrebbe anche darsi siano più veloci visto che il NB lavora a una velocità molto maggiore con il divisore dello strap inferiore.

Potreste pensare che la ram non arrivi alle velocità di specifica, questo probabilmente non è il caso.... il problema sarà che il NB è overcloccato e non farà arrivare le ram alla velocità alla quale volete che arrivi.

Così la saga continua.... come rendere una scheda madre super veloce alle velocità di base in modo che le recensioni sembrino stupefacenti

Ora dovreste avere una certa idea di come gli strap lavorino, vi mostrerò quindi come i produttori li manipolano nel bios per rendere le schede più veloci rispetto alle concorrenti nelle recensioni.

Utilizzando un conroe, che ha uno strap 1066 e un FSB di 267, sappiamo che quell'1:1 è 533 sulla memoria. Ora, se volete che la vostra scheda lavori circa il 5% più veloce tutto ciò che dovete fare è abbassare lo strap mantenendo il divisore della ram a 1:1. Allora, si forza lo strap sul generatore di clock a 1066 e si porta il NB a funzionare con uno strap 800 nella modalità 400.
Su una scheda 965 questo permette in teoria un fsb di 400+ sulla cpu, ma non cè possibilità che il NB giri sul più alto strap 800 con moltiplicatore interno e alte frequenze di bus senza essere fortunati nel trovare un chip stupefacente e dare altissimi voltaggi.
Tuttavia, a una velocità di bus di 267 MHz il NB ha buone possibilità di lavorare molto bene, è moderatamente overcloccato ma non stressato al limite..... e si guadagna il 5% di prestazioni dalla memoria, che si traduce in una quantità maggiore di fps nei bench sui videogiochi.

Ecco il motivo per il quale quando chiedo di testare la ram è necessario farlo con i divisori di memoria 667 o 800, io già so che gli strap 712, 888 e 1067 sono in realtà quelli 1067 e 800 , ciò che non so a cosa il 533 sia collegato, perchè potrebbe facilmente derivare dallo strap 800 per migliorare le prestazioni alle velocità di clock basse con rapporto 1:1.

Perdonate qualche errorino di battitura..

ecit: rimossi gli insulti, ora che è sticky :asd: