L`overclocking
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Magotteaux Mathieu Bouillon Renaud Wanlin Caroline DESCRIPTION DES ORDINATEURS : TRAVAIL DE FIN D’ANNEE L’OVERCLOCKING Monsieur Paul Renson IESN 2004/2005 Plan : - Introduction p.2 - Définition p.2 - A quoi sert l’overclocking ? p.2 - Les risques p.3 - Les bases p.3 - Pour overclocker il faut tout d'abord avoir une notion du processeur… p.4 - …Et une de la fréquence p.4 - Qu’est-ce que le FSB ? p.4 - Qu’est-ce que le coefficient multiplicateur ? p.4 - Qu’est-ce que le Vcore ? p.5 - L’alimentation p.5 - Pourquoi est-ce possible ? p.5 - Comment s’y prendre pour overclocker ? p.6 - Manipulations à suivre p.7 - Quel type de refroidissement choisir ? p.9 - Conclusion p.12 - Bibliographie p. 13 1 Introduction Ce travail va vous parler de l’overclocking, de la manière dont il faut s’y prendre pour réaliser un bon overclocking, des notions fondamentales a connaître, des systèmes de refroidissement a choisir et des risques engendré par ce type de manipulation. N ’ayons pas peur des mots, l’overclocking existe réellement et c’est même devenu un sport ou une mode, voire même un moyen de se monter une machine pas trop chère ou tout simplement rester « dans le vent » face aux nouvelles machines qui arrivent avec les temps qui courent. Définition L’Overclocking c’est le fait de faire fonctionner un élément électronique à une fréquence plus importante que celle prévue par le constructeur. Cette méthode s’applique principalement aux processeurs (CPU) mais il est également possible d’overclocker d’autres composants telles que les cartes graphiques (GPU), la mémoire , l’ IDE ou encore le PCI. Les CPU et les GPU sont beaucoup plus tolérant vis a vis de l'overclocking que les bus. La mémoire pour sa part se situe entre les 2 catégories c'est à dire overclockable mais pas trop. Il existe aussi une autre pratique : l'underclocking qui est l'inverse de l'overclocking c'est à dire que le but est de baiser la fréquence de la puce mais nous n’aborderons pas se sujet. A quoi sert l’overclocking ? L’Overclocking sert tout simplement à augmenter la vitesse du composant, donc les performances de votre machine à moindre coût afin d'en tirer un surplus de performances. Un processeur est normalement prévu pour fonctionner à une fréquence donnée, c'est-à-dire celle à laquelle son fonctionnement est certifié. Il peut cependant être intéressant d'augmenter cette fréquence car c'est elle qui régit sa vitesse de calcul. Les gains de performances dus à un overclocking peuvent être plus que conséquents et permettre de grosses économies : en général un overclocking moyen permet assez souvent de gagner environ 10% en terme de performances. Il est ainsi possible de gagner en puissance de calcul sans pour autant dépenser d'argent. Plus la fréquence d'un processeur est élevée plus son prix d'achat (que ce soit en pièce détachée ou compris dans un configuration complète) est élevé. On nomme généralement "overclocking" ce processus d'augmentation de la fréquence du processeur (mot anglais qu'il est possible de traduire par "surfréquençage"). 2 Les risques Lorsque vous overclockez votre CPU, cela le fait fonctionner à une fréquence plus importante que celle prévue par le constructeur, ce qui fait que la température du processeur augmente. Il n’y a aucun risque de faire griller votre processeur si vous prenez des précautions, notamment ne pas trop augmenter sa tension. Il faut ainsi veiller à ce que les éléments touchés par cette élévation de température soient convenablement ventilés (le processeur est bien évidemment un élément qui subira une grande élévation de température, mais les autres éléments la subiront aussi...). La première chose à faire est donc d'ajouter des radiateurs / ventilateurs supplémentaires pour évacuer le surplus de chaleur. Un processeur est généralement testé pour résister à une température de l'ordre de 80°C, au-delà les dégâts peuvent être irréversibles. C'est pour cela que l'on ne parle jamais d'overclocking sans parler de refroidissement et d'aération . Après avoir configuré votre processeur et votre carte mère, lorsque vous allumez votre machine il y’a 3 possibilités : Votre PC refuse de démarrer - écran noir Votre PC démarre mais se bloque ou affiche des messages d’erreur au bout d’un certain laps de temps Votre PC fonctionne sans problème après plusieurs heures Un autre risque concerne la fréquence des bus AGP et PCI pour les cartes, et le bus IDE pour les disques durs. En effet il faut savoir que la vitesse de ces bus sont proportionnelles a la vitesse du FSB et donc plus on augmentera le FSB, plus le bus AGP, PCI et IDE seront élevés. Par exemple de nos jours la plus part des bus PCI utilisent une vitesse de 33 MHz (en général) et après un overclocking il est normal que sa vitesse augmente un peu. Dès lors si votre carte son par exemple ne supporte pas la nouvelle vitesse du bus PCI, il s’en suivra d’un mauvais fonctionnement voir même une impossibilité de démarrer Windows. Avec un disque dur (IDE) celui-ci peut empecher tout simplement le PC ou Windows de démarrer si le disque ne peut supporter un FSB elevé. Par manque de précaution ou d’augmentation trop brusque, les composants de l’ordinateur risqueraient d’être gravement endommagés voir détruits. Les bases La vitesse de fonctionnement d'un CPU est régit par 2 paramètres principaux : le fsb (fréquences du bus de données) et le coefficient multiplicateur. La vitesse du CPU est égale au produit du fsb et du coefficient multiplicateur. Par exemple, un AMD barton 2500+ fonctionne avec un fsb de 11 et un coeff multi de 166, ce qui fait une fréquence de fonctionnement de 1826 MHz. Pour overclocker le processeur, on peut agir sur l'un ou l'autre ou les deux paramètres à la fois. Malheureusement les fabricants de CPU bloquent de plus en plus souvent le coefficient multiplicateur, pour ces processeurs, la seule alternative est d'augmenter le FSB. Auparavant la fréquence des bus AGP (carte graphique) et PCI (extensions) par exemple, ou encore de la mémoire, étaient directement issus de la fréquence du bus CPU à laquelle on appliquait un ratio. Lorsqu’on augmentait la fréquence du bus CPU, cela pouvait donc entraîner des problèmes. Aujourd’hui, tous les chipsets modernes permettent d’augmenter la vitesse du bus processeur tout en conservant des vitesses de bus AGP et PCI indépendantes. Côté mémoire, sa fréquence est soit obtenue à partir du bus processeur via un ratio qui est modifiable. Fréquence du CPU = FSB * coefficient multiplicateur. 3 Pour overclocker il faut tout d'abord avoir une notion du processeur… Le processeur (noté CPU, pour Central Processing Unit) est un circuit électronique cadencé au rythme d'une horloge interne, soumis à un courant électrique, envoie des impulsions, appelées « top ». La fréquence d'horloge (appelée également cycle, correspondant au nombre d'impulsions par seconde, s'exprime en Hertz (Hz). Ainsi, un ordinateur à 200 MHz possède une horloge envoyant 200 000 000 de battements par seconde. La fréquence d'horloge est généralement un multiple de la fréquence du système (FSB, Front-Side Bus), c'est-à-dire un multiple de la fréquence de la carte mère. …Et une de la fréquence Pour comprendre l'overclocking, il faut effectivement connaître les notions de fréquence et les relations qui existent entre les fréquences de la carte-mère et du microprocesseur. Il faut tout d'abord savoir comment les constructeurs déterminent la fréquence à laquelle le processeur tourne: les processeurs fabriqués par un constructeur sont issus d'une même série de base. Cependant, à la fin de la production les processeurs subissent des tests de fréquence, c'est-à-dire que l'on soumet les processeurs à une fréquence donnée, puis on regarde si le processeur fonctionne de manière stable. Le processeur peut toutefois fonctionner à une fréquence plus élevée sans qu'on le sache, et c'est presque toujours le cas, car les fabricants pour assurer la qualité de leurs processeurs utilisent une grande marge de sécurité, et c'est sur celle-ci que l'on va empiéter lorsque l'on poussera le processeur dans ces derniers retranchements pour gagner des mégahertz, synonymes de puissance! Ainsi, un Pentium 3Ghz aura vraisemblablement peu de différences avec un Pentium 3,2Ghz. Qu’est-ce que le FSB ? Le FSB (Front Side Bus) est le bus reliant le CPU à la RAM, aux chipsets systèmes, etc ... Sa vitesse en Mhz (nombre de milliers de coups d'horloge réalisés en une seconde) défini la rapidité de la communication entre les différents composants et le CPU. On peut faire l'analogie avec une canalisation d'eau. Si l'on considère le CPU comme une pompe et la fréquence du FSB comme le diamètre du tuyau. La pompe aura beau avoir une énorme capacité de pompage, si le tuyau est petit, le débit sera limité. Le CPU aura beau pouvoir traiter beaucoup de calculs rapidement, si on ne lui transmet pas les informations à traiter rapidement, il sera limité. Qu’est-ce que le coefficient multiplicateur ? un coefficient multiplicateur (ou coefficient de multiplication) définit la vitesse relative du processeur par rapport à la carte-mère. Un coefficient de 2 signifiera donc: " le processeur tourne à une fréquence deux fois plus élevée que la carte-mère". 4 Qu’est-ce que le Vcore ? Le Vcore c’est le Voltage au "coeur" du processeur. Une augmentation légère de la tension d'alimentation Vcore du processeur peut permettre de réussir un overclocking ou de stabiliser une machine overclocké. L’alimentation Comme dans tout système, il faut une alimentation. Mais cette dernière doit être capable de fournir la puissance voulue et nécessaire pour la réussite d’un overclocking. En effet, le processeur aura besoin de « vitamines » pour fonctionner plus vite. Il faut donc que l’alimentation électrique puisse suivre ! Actuellement, il vaut mieux compter sur un minimum de 300W (surtout lorsque l’on voit la multiplication des disques durs, des différents lecteurs CD-Rom…, des cartes graphiques plus performantes et donc plus gourmandes…), voire même tabler sur des puissances de 400W et même plus dans certains cas ! De toute façon, si vous achetez une alimentation, c’est en général pour en faire un usage sur plusieurs années, donc ce n’est pas un investissement perdu ! Pourquoi est-ce possible ? Il est évident que si l'on overclocke c'est avant tout parce qu'un certain nombre de conditions le rendent possible. L’overclocking est possible pour 2 raisons. La première c'est que le constructeur (AMD ou INTEL) se laisse des marges de fonctionnement de sécurité ( de +- 10% ) quand il vous vend son processeur, de manière à être absolument sur de la fiabilité et de la qualité de son produit : c'est un problème d'image de marque. Donc vous pouvez rogner sur ces marges. La seconde raison c'est qu'un constructeur comme INTEL ou AMD fabrique une génération de processeur quasiment tous à la fréquence maximale, pour une technologie de gravure donnée (taille élémentaire du transistor CMOS : par exemple 0.18µ)... Donc il va très souvent être amené à vendre ses processeurs à des fréquences inférieures à ce qu'il serait possible : c'est un problème de Marketing. Dans ce dernier cas, il n'y a bien sûr aucune raison de ne pas essayer de faire fonctionner son processeur à la fréquence maximale possible. Pour lutter contre l’overclocking, Intel et AMD ont bloqués les facteurs multiplieurs des processeurs : le but officiel est d’éviter que des processeurs marqués et certifiés pour une certaine fréquence, ne soient remarqués et vendus à une fréquence supérieur pour laquelle ils n’ont pas été certifiés. 5 Comment s’y prendre pour overclocker ? Ralentissez volontairement la mémoire que ce soit en terme de fréquence ou de temps de latence (ceci n'influe que peu sur les performances globales de la machine) : cela vous permettra d'être aussi sur que possible que si l'overclocking ne marche pas, ce n'est pas un problème de vitesse mémoire. Augmentez la fréquence CPU pas à pas, par cran de 50 MHz par exemple. Testez la stabilité sous un programme. Si cela fonctionne quinze minutes sans souci, passez à la fréquence supérieure. Si cela ne fonctionne pas, réessayez en augmentant légèrement la tension d’alimentation du processeur, dans la limite de +10% au total. Retestez. Si ça marche, montez d’un cran, et ainsi de suite. Une fois que vous aurez trouvez la fréquence stable pour votre processeur, il vous restera à remettre votre mémoire à son paramétrage initial. Si cela ne fonctionne plus correctement, il vous faudra vous occuper d’elle en augmentant sa tension d’alimentation, puis en augmentant ses temps de latence (décalage par rapport à la réalité) et en dernier recours en abaissant sa fréquence. Il faut noter que tout overclocking entraîne une consommation accrue du composant overclocké, et donc une chauffe plus importante. Veillez donc à avoir un refroidissement correct de la machine et du processeur. CPU Clock : 150 Mhz CPU ratio : 16 X CPU Frequency = 150 X 16 = 2400 Mhz 6 Manipulations à suivre : Passons maintenant un peu à la pratique. Tout d’abord, un overclocking comporte des risques, mais peut aussi aboutir à un gros gain. Tout dépend au départ du choix de la carte mère, mais aussi du processeur, de son refroidissement et des paramètres qui vont lui être appliqués. En effet, la carte mère a un rôle important, mais le processeur encore plus. Tous ne sont pas égaux face à une possibilité d’overclocking ! Pour passez à l'overclocking proprement dit il faut vous rendre dans le bios, en appuyant sur une touche (généralement suppr.) au démarrage de votre PC. Sur la plupart des cartes mères modernes on peut régler le processeur (fsb et coeff) depuis le bios. Repérez bien dans votre bios les lignes ou vous pouvez modifier le fsb, le Vcore et le coefficient multiplicateur (utilisez le manuel de votre carte mère pour cela). En fonction des possibilités de la carte mère et du CPU, monter légèrement le fsb (de 5 ou 10 MHz) et/ou le coeff. multi (de 11 à 11, 5 par exemple). Sauvez et redémarrez la machine. Si tout fonctionne correctement, vous pouvez continuer à monter pas par pas le fsb et coeff jusqu'à atteindre la limite, c'est-à-dire que l'ordinateur ne démarre pas (écran noir) ou plante dans windows. Si l'ordinateur ne reboot pas, il suffit en général de redémarrer la machine plusieurs fois (3 ou 4), la carte mère remettra tout les paramètres du bios par défaut. Si cela ne fonctionne faite un « clear CMOS » Si vous pouvez modifier le fsb et coeff multi, essayez de mettre le fsb le plus grand possible, en effet l'ordinateur sera plus performant réglé en 200*10 (fsb*coeff) qu'en 12*167, même si la fréquence totale est la même (2000MHz) Si l'ordinateur plante au démarrage de Windows ou en utilisation, augmentez légèrement la tension Vcore. Attention l'augmentation du Vcore entraîne l'augmentation importante de la température. Faites des tests pour vérifier que votre overclocking est stable, en utilisant un jeu 3D ou un bench (3DMark), si l'ordinateur plante (écran bleu), c'est soit : la température qui est trop haute, la mémoire vive (RAM) qui ne supporte pas la fréquence ou le Vcore. Dans ce cas, si la température est raisonnable et que le Vcore n'a pas d'influence il faut influer sur les réglages de la ram. Pour cela modifier les timings de ram dans le bios et/ou désynchroniser la ram et le processeur. Il faut augmenter les timings de ram ce qui fera baisser légèrement les performances. Si votre machine fonctionne après plusieurs heures, considerez que vous avez réussi votre overclocking. A la page suivante vous verrez la différence entre un ordinateur récent (2,8 Ghz) non overclocké et overclocké (5,5 Ghz). Comme il s’agit d’un processeur récent, le multiplieurs du CPU a été bloqué, les modificactions pour l’overclocking ont été modifiée au niveau du FSB et de la vitesse du BUS. 7 Pour obtenir de tels performances cet overclocking a été réalisé avec un système de refroidissement par azote liquide. 8 Quel type de refroidissement choisir ? Voilà un point important, le refroidissement est essentiel à un bel overclocking, en général le ventilateur fourni avec le processeur dans sa version box ne permettra de gros overclockings sauf exceptions. Sinon autant se procurer un système de refroidissement adéquat pour overclocker, ne serait-ce que pour se prémunir d'éventuels risques de surchauffes, toujours nuisibles au matériel en général. Peu nombreux sont les composants du Pc à apprécier les fortes températures et bien souvent la chaleur sera la source de nombreux problèmes. Tout dépend du prix que l’on veut mettre dans son système de refroidissement mais meilleur sera le refroidissement et meilleures seront les chances de parvenir à un bon overclocking ! Voici les principaux systèmes de refroidissements : L’aircooling (le ventirad) assez puissant (Coolermaster, Vantec, Zalman, etc...) mais ça ne peut pas tenir à une très haute fréquence. Recommandés pour tous. (+-40€) 9 Le watercooling :Refroidissement par liquide qui peut atteindre en dessous de 40° C du processeur en pleine charge. Ca peut tenir avec une très haute fréquence. Recommandés pour les amateurs (+-200€) Le peltier : Très simplement, une plaque Peltier se compose d'un certain nombre de paires + et - reliées électriquement en série et serrées entre deux plaques de céramique. Une fois relié à une source d'alimentation CC, le courant fait déplacer la chaleur d'un côté de la plaque à l'autre. Naturellement, ceci crée un côté chaud et un côté froid. (+- 30€ pour le peltier ) reste encore une alim qui suive etc… 10 Le vapochill : Il s’agit d’un compresseur qui refroidi le processeur et la température dans l’évaporateur est aux alentour de –25°C et le processeur doit être aux environ de –15°C. C’est le meilleur système de refroidissement adaptable sur un PC (+- 800 €) L’ Xtrem-Cooling : un refroidissement extrême et très dangereux, exemple, le nitrogène liquide (LN2) qui peut atteindre -196° C ! Ou bien des bobines d’hélium mélangé pour atteindre -270° C ! C'est utile à de très haute fréquence - Recommandé pour les (très) experts (très fortement déconseillé aux débutants et amateurs). Peu chère, très dangereux mais dure peu de temps. 11 Conclusion L’overclocking est aujourd’hui de plus en plus utilisé pour gagner en performance afin de ne pas devoir débourser une large somme d’argent pour les nouveaux processeurs. Même si cela engendre des risques, en s’y prenant comme il le faut et sans exagérations, il est facile de réaliser ce genre d’opérations informatiques. Plus la fréquence d'un processeur est élevée, plus il traitera rapidement les ordres qui lui seront transmis et donc une même tâche prendra d'autant moins de temps que la fréquence du processeur sera élevée. L'overclocking permet donc d'avoir un ordinateur plus puissant (si l'overclocking est bien réalisé) et à moindre coût (voir même gratuitement). 12 Bibliographie Connaissances personnelles http://optimisersonpc.free.fr/FAQoverclock.html#overclock http://www.commentcamarche.net/repar/overclocking.php3 http://www.extremeoverclocking.com/ http://www.choixpc.com/overcloc.htm http://www.hardware.fr/myocdb.com/ http://www.zebulon.fr/bidouilles/overclocking_CPU.php PC Magazine janv 2003 PC Magazine Oct 2002 Zataz Mag http://www.rubixmag.com/ http://www.jackypc.com http://www.pcsilencieux.com/article-32.html http://www.cooling-masters.com/articles-28-0.html http://www.hardware.fr/articles/475/page1.html http://www.xtreme-cooling.ch/ http://www.seem-semrac.fr/seem/6Etudes/etudetpF.htm http://membres.lycos.fr/jafo/ http://membres.lycos.fr/fcpuid/overclocking/bases_overclocking.php3 http://www.3dchips-fr.com/forum/showthread.php?threadid=67241 13
