Overclocking-Aussichten Pentium III Tualatin
30. Juli 2001 / von
Leonidas
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Neue Overclocking-Probleme bei 180 bis 200 MHz FSB:
1a. Entweder: Man benötigt RAM-Speicher, welche diesen hohen Takt auch mitmachen. Es gibt zwar schon PC166 Module, aber diese schaffen den 166 MHz Takt zumeist auch nur auf langsamen Timings. Erschwerend kommt hinzu, daß sobald man mehr als einen Riegel einsetzt, auch die Overclocking-Aussichten von sehr gutem Speicher sinken - ein einzelnes Modul müsste also schon 210 MHz Takt schaffen, damit zwei Module noch 200 MHz schaffen. Dies entspräche Speicher mit einer Zugriffszeit von etwa 4.5 ns (Rest ist Reserve, wird bei schnellen Timings benötigt), dieser ist aber dato noch nicht in Masse aufgetaucht. Und selbst wenn - derartiger Speicher ist auf jeden Fall sehr teuer.
1b. Oder: Man benutzt ein Board mit einem Chipsatz, welcher einen niedrigeren Speichertakt als den FSB-Takt unterstützt. Dies unterstützen der i815 im B-Stepping sowie von den bisher angekündigten, jedoch noch nicht ausgelieferten anderen Tualatin-Chipsätzen allem Anschein nach auch alle anderen. Wahrscheinlich werden es aber nur 33 MHz weniger RAM-Takt sein, was bei einem FSB von 200 MHz immer noch auf sehr hohe 167 MHz RAM-Takt hinauslaufen würde. Bei 166 MHz FSB sind es mit dieser Methode jedoch nominelle 133 MHz RAM-Takt. Wer also keine 200-MHz-Speicherriegel besorgen kann oder will (weil zu teuer), muß nach einem Board mit der Möglichkeit, den RAM-Takt niedriger als den FSB anzusetzen, Ausschau halten. Dies muß aber nicht nur der Chipsatz unterstützen, auch das BIOS muß diese Möglichkeiten offerieren. Viele Boards haben zwar die Möglichkeit, bei einem FSB bis 133 MHz kleinere RAM-Takte zu nutzen, schalten bei FSBs über 133 MHz aber automatisch auf RAM-Takt = FSB-Takt um. Man benötigt regelrecht ein Board, welches bei 166 MHz FSB einen RAM-Takt von 133 MHz und bei 200 MHz FSB einen RAM-Takt von 167 MHz ermöglicht.
1c. An dieser Stelle sei ein Einschub mit einem Gedanken zu letzterer Variante mit den asynchronen Takten erlaubt. Durch den niedrigeren RAM-Takt verliert man natürlich auch wieder einiges an Leistung - auf der Speicherseite liegen bei 133 MHz RAM-Takt nun nur 1017 MB/sec. Bandbreite an, während die CPU bei 166 MHz FSB eine Bandbreite von 1271 MB/sec. aufnehmen könnte. Hier kann sich erstmals beim Pentium III eine DDR-RAM-Plattform bezahlt machen, würde sie doch bei 133 MHz RAM-Takt glatte 2034 MB/sec. Bandbreite bieten. Der Nachteil bei DDR-RAM ist hingegen natürlich wieder, daß zumindestens RAM-Frequenzen von 167 MHz (wie bei 200 MHz FSB notwendig) momentan noch extreme Glückssache sind. Hintergrund-Informationen zur Bandbreiten verschiedener Prozessoren und Speicher sind im übrigen hier zu finden.
2. Problematisch wird auf jeden Fall der AGP-Takt. Denn dieser ist auch bei den besten Boards stur auf 1/2 des FSB-Taktes eingestellt, sobald letzterer über 133 MHz geht - und größere AGP-Teiler gibt es bisher noch nicht (eigentlich auch nur, um den Overclockern das Leben zu vermiesen). Bei 166 MHz FSB liegt die AGP-Taktfrequenz schon bei 83 MHz, bei 200 MHz geht es hoch bis zu 100 MHz. Sicher ist die ursprünglichen AGP-Frequenz von 66 MHz genauso wie die AGPx4-Spezifikation schon ein paar Jahre alt und alle neueren Karten machen auch mehr mit - aber ob wirklich jede Grafikkarte so viel mehr mitmacht, steht doch zu bezweifeln. Ein älterer Artikel auf Rolotech gibt zwar Anlaß zur Hoffnung, daß 100 MHz AGP-Takt bei modernen Grafikkarten möglich sind, allerdings wurden dort auch immer nur jeweils ein Exemplar derselben Karte getestet. Bei 100 MHz AGP-Takt setzt allerdings schon das "Glück/Pech"-Prinzip ein: Mit der einen Karte geht es, mit einer völlig baugleichen geht es eben nicht. Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit kann man dieses Problem bei den ganz hohen Frequenzen jedoch durch den Verzicht auf den AGPx4-Modus lösen, eine Garantie darauf kann jedoch keiner geben.
3. Das PCI-Subsystem ist zu weit übertaktet und wird kaum funktionieren. Und leider hängt ja nun einmal am PCI-System der gesamte Rest des Systems, wie alle Festplatten und weiteren Steckkarten. Die meisten Chipsätze verfügen dabei nur über einen PCI-Teiler von 1/4 des FrontSideBusses. Das heißt, bei 166 MHz erhält man 41,5 MHz PCI-Takt, bei 200 MHz FSB gigantische 50 MHz PCI-Takt. Dies wird wohl kaum eine Festplatte mitmachen - schon 41,5 MHz PCI-Takt bei 166 MHz FSB gelten als extrem hoch und nicht jede PCI-Karte verträgt soviel. Hier bleiben leider nur zwei Lösungen: Entweder dort aufhören, wo der PCI-Takt dann zu hoch wird (ergo bei ca. 166 MHz FSB) oder aber auf einen Mainboard-Chipsatz zu setzen, welcher einen PCI-Teiler von 1/5 oder höher unterstützt. Leider ist von den momentan angekündigten Tualatin-Chipsätzen bisher nicht bekannt, welcher einen derartig hohen PCI-Teiler unterstützt, Intels i815 im B-Stepping kann es jedenfalls nicht.
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Aus all diesen Problemen und Schwierigkeiten ergibt sich erst einmal, daß es wohl nur in wenigen Fällen gelingen wird, den Prozessor an sein Limit zu treiben, einfach weil sich keine FrontSideBusse von 200 MHz realisieren lassen, solange die anderen Komponenten eines PC-Systems so stark an den FSB geknüft sind. Die Tualatin Prozessoren könnten aber wohl 200 MHz FSB schaffen - es sind die Probleme der daran hängenden SubSysteme, die diese 200 MHz FSB wohl nicht ermöglichen werden. Mehr als 166 MHz FSB sind ergo in Systemen mit einem PCI-Teiler von 1/4 kaum realistisch.
Nachfolgende Tabelle soll nun Auskunft darüber geben, was passiert, wenn man einen Tualatin übertaktet, mit welchen AGP- und PCI-Frequenzen dabei zu rechen ist und welche Voraussetzungen dafür im Zweifelsfall zu erfüllen sind. Beachtet haben wir als Beispiel nur die Taktfrequenz von 1.13 GHz bei Übertaktungen auf 1.41 und 1.7 GHz. Dies soll allerdings auf keinen Fall eine Angabe darüber sein, wie hoch sich die Prozessoren letztlich übertakten lassen - es geht vor allem um die durch die Übertaktung entstehenden hohen RAM-, AGP- und PCI-Takte:
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FSB-Takt (MHz) |
RAM-Takt (MHz) |
AGP-Takt (MHz) |
PCI-Takt (MHz) |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.41 GHz RAM: synchron PCI-Teiler 1/4 |
166 |
166 |
83 |
41,5 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.41 GHz RAM: asynchron (-33 MHz) PCI-Teiler 1/4 |
166 |
133 |
83 |
41,5 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.41 GHz RAM: synchron PCI-Teiler 1/5 |
166 |
166 |
83 |
33 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.41 GHz RAM: asynchron (-33 MHz) PCI-Teiler 1/5 |
166 |
133 |
83 |
33 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.7 GHz RAM: synchron PCI-Teiler 1/4 |
200 |
200 |
100 |
50 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.7 GHz RAM: asynchron (-33 MHz) PCI-Teiler 1/4 |
200 |
167 |
100 |
50 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.7 GHz RAM: synchron PCI-Teiler 1/5 |
200 |
200 |
100 |
40 |
Pentium III Tualatin 1.13 GHz @ 1.7 GHz RAM: asynchron (-33 MHz) PCI-Teiler 1/5 |
200 |
167 |
100 |
40 |
Hier kann jeder sofort selber sehen, daß viele der angegebenen möglichen Kombinationen arg unrealistisch erscheinen. Bei 166 MHz FSB kann zwar mit Glück die "harte" Variante mit hohem RAM- und PCI-Takt durchbekommen, die Regel wird dies jedoch nicht sein. Bei 200 MHz FSB wird es jedoch kaum ohne niedrigeren RAM-Takt und einem PCI-Teiler von 1/5 und einer sehr belastbaren AGP-Grafikkarte vonstatten gehen. Dies wird jedoch nur wenigen vergönnt sein.
Damit läßt sich erst einmal konstatieren, daß nicht die Belastbarkeit der CPU, sondern die Belastbarkeit der Subsystem die Grenze beim Übertakten des Tualatin Prozessors bilden werden. Über einen gewissen FrontSideBus im Bereich von 160 bis 170 MHz wird kaum jemand kommen, egal ob der Prozessor in einer idealen Umgebung (d.h. mit angepasstem Multiplikator wie bei einem Engineering Sample) auch noch wesentlich höher takten könnte. Damit läßt sich schon heute vorhersagen, wie weit sich die Tualatins maximal übertakten lassen werden:
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Übertaktungsaussicht: maximal 166 MHz FSB |
Übertaktungsaussicht mit niedrigerem RAM-Takt und PCI-Teiler 1/5: maximal 200 MHz FSB |
Tualatin 1.13 GHz @ |
1.41 GHz |
1.7 GHz |
Tualatin 1.2 GHz @ |
1.5 GHz |
1.8 GHz |
Tualatin 1.26 GHz @ |
1.58 GHz |
1.9 GHz |
Tualatin 1.4 GHz @ |
1.75 GHz |
2.1 GHz |
Die Tabelle ergibt natürlich nur blank hochgerechnete Zahlen - ob sich Frequenzen oberhalb von 1.8 GHz mit dem Tualatin-Core erreichen lassen, muß die Zukunft zeigen. Unrealistisch ist dies nicht, auch wenn die ersten Exemplare heuer nur 1.7 bis 1.8 GHz schaffen sollten. In der Regel wird die Produktionsausbeute bei Prozessoren allerdings im Laufe der Zeit immer besser, so daß spätere Exemplare (übertaktet) auch die 2-GHz-Grenze anvisieren können.
Anzumerken sein, daß ab Frequenzen von 1.7 GHz es teilweise schwierig sein dürfte, außeinander zu halten, welches Teil denn nun daran schuld ist, daß man nicht weiter übertakten kann. Nahezu jedes SubSystem dürfte bei 1.7 GHz stark übertaktet sein, so daß jedes dieser Systeme die letztliche Blockade für einen weiteren Overclocking-Erfolg darstellen könnte. Es sofort auf den Prozessor zu schieben, ist in diesem Fall nicht korrekt - der Tualatin wird im Normalfall sogar noch mehr können, als was die AGP-, RAM- und PCI-Subsyteme der meisten Rechner hergeben.