Podvoltovanie CPU

ako znížiť spotrebu a teplotu bez znižovania výkonu

Spôsobom ako znížiť tepelné vyžarovanie procesora a teda aj hluk chladiča môže byť kúpiť väčši chladič. Ten ale stojí peniaze, existuje však aj spôsob ako to dosiahnuť zadarmo. Navyše to u notebookov pomôže znížiť spotrebu a teda predĺžiť výdrž na baterku.

  • Základné princípy
  • K10STAT
  • RightMark CPU Clock Utility


  • O čom je reč?
    O podvoltovaní.

    Ako to funguje?
    Jednoducho, procesoru znížime napájacie napätie. A to bez toho aby nám klesol výkon.

    Ako je to možné?
    Každý procesor je jedinečným kusom kremíka, každý ma rozdielne vlastnosti a schopnosti, a to aj keď si vezmeme rovnaký model procesora. Každý procesor má teda inú minimálnu hodnotu napájacieho napätia na ktorej bude spoľahlivo fungovať. Bolo by ale dosť náročné odlišovať takto podarenosť jednotlivých procesorov aby doska vedela aké napätie do nich pustiť a tak sú rovnaké modely, a väčšinou celá rada, procesorov napájané spoločným napätím, ktoré má ale vyššiu hodnotu aká je nevyhnutne potrebná. Vyššie napätie však znamená vyšší prúd a teda vyššiu spotrebu a väčšie tepelné vyžarovanie.

    Ako na to?
    Sú dva spôsoby, prvý je nastavenie v BIOSe. Výhodou je nezávislosť od OS, nevýhodou zas značne obmedzené možnosti (niekedy môžeme znížiť napätie len v najvyššom stave procesora), nedostupnosť u notebookov a v neposlednom rade dosť zdĺhavé ladenie (ak teda nemáme jednu z novších dosiek ktorá nám umožňuje meniť nastavenia BIOSu priamo v OS).
    Druhým spôsobom je software. Výhodami je to čo bolo nevýhodou u nastavovania v BIOSe, medzi nevýhody sa však radí nejednotnosť. Zrejme neexistuje software ktorý by dokázal spolupracovať s akýmkoľvek procesorom.

    Aké sú riziká?
    Žiadne. Jediné čo riskujeme je zníženie stability prehnaním podvoltovania, čo sa ale dá veľmi jednoducho napraviť.

    Aký software teda použiť?
    Záleží samozrejme od procesora, pre staršie procesory AMD K7 a K8 a procesory Intel Pentium II, Pentium III a Core2 (s celočíselným maximálnym násobičom) nám poslúži Rightmark CPU Clock Utility , ak je násobič neceločíselný, tak skúsime Crystal CPUID.
    Pre novšie AMD K10 a AMD Llano použijeme program K10stat.
    No a pre Intel Core i3/i5/i7 skúsime použiť ThrottleStop. Ďalšie informácie nájdete na tejto stránke.

    Základný princíp
    Samotné podvoltovanie spočíva v nájdení minimálneho napätia na ktorom dokáže procesor spoľahlivo fungovať. Procesor potrebujeme niečim zamestnať, najúčinnejšie sú programy určené na čo najväčšie zaťaženie procesora, napríklad Prime95 alebo OCCT. Ja som používal Prime95, keďže OCCT mi v Linpack teste vyhadzovalo chyby aj pri nepodvoltovanom procesore.
    Stabilitu teda otestujeme spustením Prime95 a zvolením niektorého zo stress testov, small alebo large FFTs. Program vie vyťažiť všetky jadrá a ak niečo nie je v poriadku, zastaví jeden z workerov. Ak sa nám teda jeden zastaví kvôli chybe, vieme že procesor je podvoltovaný až príliš a napätie musíme zvýšiť. Ak dokážu všetky workery bez chyby pracovať dlhši čas (minimálne by som volil pol hodinu pri prvotnom testovaní), napätie môžeme znížiť. Takže postup bude asi taký, že znížime napätie (začať môžeme väčším skokom), otestujeme stabilitu. Ak ide procesor stabilne, napätie ďalej znížime, ak nie, napätie zvýšime. Postupným znižovaním sa vždy dostaneme až na hranicu stability, vtedy napätie zdvihneme na najbližšiu vyššiu stabilnú hodnotu napätia a tá bude aj naša záverečná hodnota napätia procesora.
    Ak sa dostaneme na limit, môže nám systém spadnúť (zasekne sa alebo hodí BSOD), nezostane nám nič len reštart. Preto popri podvoltovaní netreba robiť na danom PC žiadnu dôležitú prácu.

    K10Stat
    Prvým programom ktorý mám vyskúšaný a ktorý som dvakrát so skvelými výsledkami použil, je K10Stat. Program je veľmi jednoduchý, tu je jeho hlavné okno:

    tu už s podvoltovaným procesorom.
    Okno ktoré je na obrázku je to, čo budeme používať. Máme možnosť vytvoriť si 5 profilov, pre začiatok si napríklad vyberieme prvý a ideme na vec. Nastavujeme 4 stavy procesora - P0 až P3, ktoré sa nám prepínajú podľa zaťaženia. Na začiatok si zvolíme P0 kliknutím na políčko pri ňom a zároveň si hneď procesor uzamkneme v tomto stave - klikneme na políčka s frekvenciami pod všetkými core (v mojom prípade core0 a core1, políčka 3000 - v prípade iného procesora tam bude samozrejme iná frekvencia). Spustíme záťažový test, v kolónke CPU Voltage zmeníme hodnotu na nižšiu a klikneme na "Použiť". Otestujeme stabilitu (program nezatvárame) a keď sa systém javí stabilne, hodnotu napätia ďalej znižujeme.
    Postupne sa tak pravdepodobne dostaneme hodnotou napätia na hodnotu v nižšom stave, hodnotu v nižšom stave teda posunieme nižšie (klik na guličku v nižšom stave, CPU Voltage na nižšiu hodnotu, kľudne aj vo väčšom skoku - napr. 0,1V. Potom sa samozrejme guličkou prepneme naspäť na náš nastavovaný stav a ďalej znižujeme napätie. Takto pokračujeme až kým sa nedostaneme na najnižšiu stabilnú hodnotu napätia.
    Pre zníženie spotreby som si ja pomenil aj samotné stavy - zmenou kolóniek FID a DID. Taktiež som znížil napájanie čipsetu, čo ďalej zníži zahrievanie a spotrebu. V najnižšom stave takto pracuje procesor v danom PC na frekvencii len 400MHz, pri ktorej by mal mať prakticky zanedbateľnú spotrebu. Aj iné stavy majú zmenené frekvencie.
    Po nastavení napätia pre všetky stavy nám zostáva už len posledná vec - nastaviť program aby sa spúšťal spolu s operačným systémom. Vytvoríme si teda odkaz (zástupcu) pre spúšťanie programu, klikneme na jeho vlastnosti a v kolónke "Cieľ" dopíšeme za cestu k súboru parametre "-loadprofile:1" (to je číslo profilu ktorý sa má načítať) a "-nowindow", vyzerať to teda bude napríklad takto:
    C:\Program Files\K10STAT132\K10STAT.exe -loadprofile:1 -nowindow

    No a čo sa mi s týmto programom podarilo? Jedno PC som popísal v tomto článku, v druhom PC bol procesor AMD Phenom II X4 955 (3,2GHz štvorjadro) s chladičom Scythe Katana 3 (pôvodná teplota v záťaži cca. 59°C), kde mi tento program navyše umožnil aj veľmi pohodlné pretaktovanie. Výsledkom teda bolo 3,2GHz na 1,2V a zníženie teploty o 10°C, alebo 3,6GHz na 1,3V a zníženie teploty o 5°C, alebo 3,8GHz na pôvodnom napätí a s teplotou o nejaký stupeň či dva vyššou.

    RightMark CPU Clock Utility
    Pre staršie procesory je takým viacmenej univerzálnym softvérom aplikácia RightMark CPU Clock Utility (RMClock). Dôležitou vecou na začiatok je, že keď ho chceme používať v 64-bitovom windowse, potrebujeme si stiahnuť tento súbor a nakopírovať ho do priečinka s programom. Princíp je samozrejme v základe rovnaký ako u K10Stat, opäť máme niekoľko stavov, u ktorých meníme napätia. Sú tu ale aj nejaké rozdiely. Pracovať nebudeme len s jednou záložkou, pri ladení budeme používať dve, prvou je Profiles


    Tu máme vypísané všetky naše stavy u ktorých budeme nastavovať napätie. Hore si môžeme zvoliť profily, pre potreby testovania si vyberieme aktuálny (Current) profil na "Maximal Performance". V záložke daného profilu si zas vyberieme aby sa v danom profile používal len stav ktorý ideme nastavovať (pre začiatok to bude napríklad ten najvyšší).

    Spustíme záťažový test a rovnako ako v prípade K10Stat postupne znižujeme napätie (samozrejme vždy s kliknutím na tlačidlo "Apply". Ak sa s hodnotou napätia dostaneme na hodnotu napätia v nižšom stave, hodnoty napätia v nižších stavoch sa automaticky znížia. Opäť hodnotu napätia znižujeme až kým nenatrafíme na hranicu stability. Po nájdení najnižšieho stabilného napätia sa prepneme na druhý stav (zvolením si nižšieho čísla stavu v záložke nášho aktuálne testovaného profilu). No a po dokončení nášho ladenia si zvolíme Startup profile na "Performance on demand" a v nastaveniach tohto profilu zaškrtneme všetky stavy.
    Spúšťanie spolu s OS si nastavíme v záložke Settings - zaškrtneme "Run at Windows startup" a poprípade aj "Start minimized to system tray".
    Program má tiež schopnosť ukazovať nejaké tie informácie v system tray-i, ja tam napríklad mám aktuálnu frekvenciu a graf s vyťažením procesora:







    PC

    Zvuk

    Ďalšie