Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Описания, советы, ремонт, эксплуатация старых IBM PC-совместимых ПК
wbcbz7
Advanced Member
Сообщения: 398
Зарегистрирован: 17.02.2014,12:24
Откуда: omsk || nsk

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение wbcbz7 » 17.01.2020,20:06

Листал я как-то метельным зимним днем ленту iXBT, как вспомнил про их старую статью про разгон системной шины Socket 7-плат заменой кварцевого генератора. Окинув взглядом стопку пентиумных материнок, решился на эксперимент :)
Особо описывать теорию не буду, она в целом раскрыта в статье выше, но на паре моментов остановлюсь. Как известно, поздние интеловские Socket 7 чипсеты - 430HX/TX и чуть в меньшей степени VX, прекрасно работают на нестандартных (для интеловских процов, ага) частотах системной шины 75 и 83 МГц. Возникает резонный вопрос - а каков же у них предел, и можно ли предположить, что Intel в угоду Pentium II искусственно "задушила" i430TX?
Если вспомнить про ограничение на максимальный объем кэшируемой чипсетом памяти в 64 МБ, то тут вопросов не остается ни у кого, но если посмотреть на поддержку частот FSB, то первые 100 МГц-чипсеты появились лишь в 1998 году, и это были ALi Aladdin 5 и VIA Apollo MVP3 со стороны Super Socket 7 и i440BX со стороны Slot 1. Более ранние чипсеты умели официально либо 66 МГц (i440FX/LX и опять-таки все пентиумные интеловские чипсеты), либо 75/83 (VPX/VP3). Соответственно, на обычных, не Super7-платах тактовые генераторы (клокеры) не позволяют установить частоты выше 83 МГц, про исключения вроде Zida TX100 на VPX и без кэша вспоминать не будем :)
При этом вспомним, что клокер формирует все частоты (системной шины, шины PCI/AGP, 12/24 МГц для Super IO, 14,318 МГц для шины ISA и системного таймера, 48 МГц для USB) путем умножения опорной частоты на коэффициент, связывающий значения этих частот. Нетрудно догадаться, что можно увеличить эти частоты, заменив кварц на 14,318 МГц на резонатор с большей частотой. В итоге все частоты изменятся пропорционально разнице частот кварцев. Разумеется, если при обычной установке перемычками растет лишь частота FSB и часто - PCI, а остальные клоки не меняются, то после замены кварца все генерируемые частоты "уплывут", и их потребуется скорректировать.

Итак, берем ASUS TXP4 на i430TX и ищем даташит на клокер, коим является ICS 9169CJ-272.
Снимок.PNG
Видно, что клокер формирует частоты FSB в диапазоне от 50 до 83 МГц, PCI в виде FSB/2 и асинхронной 32 МГц, а также 14.318, 24 и 48 МГц для периферии.

В качестве процессора для начала возьмем AMD K6-2 266AFR, который оказался с ядром CXT, еще и вполне уверенно работая на 333 МГц (выше пока не тестировал). В качестве памяти - четырехчиповая SDRAM PC133 планка на 128 МБ, ожидаемо уполовинившаяся до 64 метров, далее - S3 Trio3D/2X в качестве видеокарты, SD-IDE переходник и IDE-винт на 40 гигов, оба на 80-жильных шлейфах. Кэш на плате - 512 КБ на UT6164C64JC с временем доступа 6 нс + тег на 12 нс.

Поскольку, как я уже говорил, с ростом частоты кварца вырастут все синтезируемые клокером частоты, то некоторые из них нужно будет скорректировать. Поскольку я не собираюсь ставить подобный разгон на постоянку, то достаточно скорректировать частоту 14.318 МГц, а остальные оставить как есть - USB нам не понадобится вообще, равно как и флопики (контроллер дисковода использует частоту 24 МГц).
Порывшись в запасах, нашлись кварцы на 16, 17.7844, 18 и 24 МГц, а также генератор на 14.318 МГц (на фото не попал):
Изображение

Теперь берем табличку из даташита и в Excel считаем новые частоты для каждого из кварцев:
Изображение
Зеленым цветом отмечены потенциально стабильные частоты в диапазоне 90-95 МГц, оранжевым - интересующий нас диапазон около 100 МГц, красным - частоты выше 105 МГц, которые не факт что вообще смогут завестись на нашей системе :).

Теперь выпаиваем родной кварц на 14.318 МГц, ставим на его место цанговую панельку. Ставим в нее родной кварц, запускаем - все работает стабильно.
Поскольку у меня уже есть генератор на 14.318, то нам не потребуется паять генератор из имеющегося кварца на 74LS00/04/ЛН1, достаточно просто запитать генератор (хватило 3,5 вольт с материнки, благо Асус уже поднял напряжение линии 3,3В за нас) и подключить выход генератора заместо выхода с клокера, для чего нужно выпаять резистор 22 Ом между дорожкой на плате и ногой клокера и припаять к посадочному месту на плате выход генератора:
Изображение

Снова тестовый запуск с родным кварцем в панельке - все работает без сбоев.

Поставим множитель на 3.0 и запустим процессор на 200 МГц - FSB 66 МГц:
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │   757.36 MB/s│   744.15 MB/s│   744.67 MB/s│   748.73 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   315.47 MB/s│   141.41 MB/s│   141.41 MB/s│   199.43 MB/s│ 
│ Memory        │   191.02 MB/s│    78.14 MB/s│    78.14 MB/s│   115.77 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1056.11 MB/s│  1095.14 MB/s│   609.59 MB/s│   920.28 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   341.78 MB/s│   141.43 MB/s│   141.43 MB/s│   208.21 MB/s│ 
│ Memory        │   200.44 MB/s│    78.15 MB/s│    78.14 MB/s│   118.91 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
а также на 83 МГц шины:
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │   944.33 MB/s│   927.73 MB/s│   928.53 MB/s│   933.53 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   393.35 MB/s│   176.35 MB/s│   176.35 MB/s│   248.69 MB/s│ 
│ Memory        │   238.79 MB/s│    97.60 MB/s│    97.60 MB/s│   144.66 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1316.84 MB/s│  1365.34 MB/s│   760.06 MB/s│  1147.41 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   426.16 MB/s│   176.38 MB/s│   176.38 MB/s│   259.64 MB/s│ 
│ Memory        │   250.52 MB/s│    97.60 MB/s│    97.60 MB/s│   148.57 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Теперь поменяем кварц на 16 МГц и выставим перемычки на 83 МГц. Тактовая частота выросла до 280 МГц, частота шины - до 93 МГц:
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1055.29 MB/s│  1036.72 MB/s│  1037.39 MB/s│  1043.13 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   439.52 MB/s│   197.05 MB/s│   197.05 MB/s│   277.87 MB/s│ 
│ Memory        │   267.23 MB/s│   109.15 MB/s│   109.15 MB/s│   161.84 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1471.43 MB/s│  1525.67 MB/s│   849.20 MB/s│  1282.10 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   476.19 MB/s│   197.08 MB/s│   197.08 MB/s│   290.12 MB/s│ 
│ Memory        │   280.32 MB/s│   109.15 MB/s│   109.15 MB/s│   166.21 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Стабильность работы пока не пострадала - Quake не вешается, Doom бегает как и раньше, скорость ожидаемо выросла, Windows решил пока не трогать :)

Попробуем завестись на кварце 17,78 МГц. Частота шины выросла до 103,5 МГц, проц достиг отметки в 309 МГц тактовой. Уже на старте возникли проблемы- S_FONT начал сыпать ошибками записи в shadow-память, Quake вешался прямо на старте, Doom вылетал через пару секунд после начала timedemo, хотя сама игра не падала. Тем не менее, снять скриншоты SST удалось:
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1169.86 MB/s│  1149.55 MB/s│  1150.24 MB/s│  1156.55 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   487.29 MB/s│   218.46 MB/s│   218.46 MB/s│   308.07 MB/s│ 
│ Memory        │   296.54 MB/s│   121.09 MB/s│   121.09 MB/s│   179.57 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1631.45 MB/s│  1691.52 MB/s│   941.56 MB/s│  1421.51 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   527.93 MB/s│   218.50 MB/s│   218.50 MB/s│   321.64 MB/s│ 
│ Memory        │   311.10 MB/s│   121.09 MB/s│   121.09 MB/s│   184.43 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Отключение L2-кэша привело к еще более свирепым глюкам - начал вылетать PCPlayer, машина спонтанно висла прямо в досе, выплевывая тонны мусора на экран - видимо, контроллер памяти не способен стабильно работать на столь высокой частоте, в то время как кэш еще сохраняет стабильность.
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1156.20 MB/s│  1102.94 MB/s│  1103.57 MB/s│  1120.90 MB/s│ 
│ Memory        │   346.59 MB/s│   101.91 MB/s│   101.91 MB/s│   183.47 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1613.35 MB/s│  1647.41 MB/s│   927.28 MB/s│  1396.01 MB/s│ 
│ Memory        │   366.41 MB/s│   101.91 MB/s│   101.91 MB/s│   190.08 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Смыла ставить кварц на 18 Мгц нет - частоты отличаются буквально на пару-тройку мегагерц в большую сторону. Казалось бы, на этом можно остановиться, но в запасе остался еще один кварц на 24 МГц. Перспектива работы мультика на почти вдвое большей частоте меня не прикалывала (ладно дисководы, но контроллер клавиатуры тоже тактировался от 24 МГц, пусть и через делители - их можно выбрать в BIOS), но решил все же рискнуть. Ставим перемычки по таблице на 60 МГц и пробуем запуститься на 100,57 МГц FSB, не забыв включить кэш:
Изображение

Код: Выделить всё

                Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │     Read     │     Write    │     Move     │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1140.54 MB/s│  1120.44 MB/s│  1121.36 MB/s│  1127.45 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   475.08 MB/s│   212.99 MB/s│   212.99 MB/s│   300.35 MB/s│ 
│ Memory        │   288.83 MB/s│   118.04 MB/s│   118.04 MB/s│   174.97 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

                MMX(tm) Cache/Memory Benchmark
                ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐
                │   MMX Read   │   MMX Write  │   MMX Move   │    Average   │
┌───────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤
│ Cache Level 1 │  1590.64 MB/s│  1649.39 MB/s│   917.97 MB/s│  1386.00 MB/s│ 
│ Cache Level 2 │   514.72 MB/s│   213.02 MB/s│   213.02 MB/s│   313.58 MB/s│ 
│ Memory        │   303.43 MB/s│   118.04 MB/s│   118.04 MB/s│   179.84 MB/s│ 
└───────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Казалось бы - вот она, победа - удалось прогнать все бенчмарки, да не тут-то было - разгон оказался скриншотным :) ибо Quake предательски упал в page fault после 15-минутного прогона.

Напоследок - пара сравнительных графиков производительности:
Изображение
Изображение

В следующей части - Pentium MMX, тесты в Windows, а заодно - заводим EDO-память на 100 МГц :)
Последний раз редактировалось wbcbz7 17.01.2020,22:20, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Rio444
Почётный пользователь
Сообщения: 15475
Зарегистрирован: 14.09.2014,19:11
Откуда: Ростов-на-Дону

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Rio444 » 17.01.2020,20:24

Круто!
Наверное можно было бы остановиться на частоте 93,9.
Чипсет не греется? Может обдув сделать?
Если поднять тайминги памяти на шине ~100 МГц, стабильнее становится?
Email для связи Изображение

wbcbz7
Advanced Member
Сообщения: 398
Зарегистрирован: 17.02.2014,12:24
Откуда: omsk || nsk

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение wbcbz7 » 17.01.2020,20:28

Rio444 писал(а):
17.01.2020,20:24
Круто!
Наверное можно было бы остановиться на частоте 93,9.
Чипсет не греется? Может обдув сделать?
Если поднять тайминги памяти на шине ~100 МГц, стабильнее становится?
чипсет греется несильно (радиатор чуть теплый), ставил вентилятор на обдув - разницы не увидел. Тайминги изначально стояли на максимум 3-3-5-7, завтра попробую еще с другими планками

Mx_Serg
Advanced Member
Сообщения: 1806
Зарегистрирован: 04.06.2018,22:47

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Mx_Serg » 17.01.2020,22:28

Интересно. 93, наверное, максимум, что можно оставить на постоянку. Остальное - чисто из спортивного интереса, т.к. разгон уже выходит за рамки комфортного, да и если бы вышел гипотетический TX100 не факт, что в нем бы что-то для целей совместимости не притормозили. Жаль, что USB тоже растет - для современого использования ретро-железа он все-таки нужен.

Аватара пользователя
Takedasun
Advanced Member
Сообщения: 2142
Зарегистрирован: 16.10.2013,18:07
Откуда: Керчь

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Takedasun » 18.01.2020,23:25

Действительно круто! :thumbup:

А можно еще для наглядности добавить результаты замеров производительности Aladdin5/MVP3 чипсетов?
Куплю видеокарту ATi Radeon DDR (7200)

Аватара пользователя
phants
Newbie
Сообщения: 63
Зарегистрирован: 21.03.2018,20:08

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение phants » 19.01.2020,09:30

Вот такие блоги на оверах писать надо, там бы оценили. Круто. :cool:

Аватара пользователя
ATauenis
Advanced Member
Сообщения: 4237
Зарегистрирован: 30.04.2015,21:30
Откуда: Москва
Контактная информация:

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение ATauenis » 19.01.2020,11:35

Mx_Serg писал(а):
17.01.2020,22:28
Жаль, что USB тоже растет - для современого использования ретро-железа он все-таки нужен.
Проще взять PCI USB 2.0, а там зачастую свой кварц стоит.

А вот интересно, прокатит ли этот способ с i440LX? Проходили слухи, что он в отдельных условиях быстрее BX на той же 66 шине.

TWG
Advanced Member
Сообщения: 802
Зарегистрирован: 03.02.2018,14:43
Откуда: иркутск

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение TWG » 19.01.2020,12:01

Сравнить бы на процессорах с одинаковой частотой. Помню был тест сравнения пентиума 4Нортвуд на чипсете Интел865 оба на 2800мгц, первый на шине 533мгц,второй на 800мгц- там разница была всего 3% Тут наверное побольше разница будет..

Аватара пользователя
Rio444
Почётный пользователь
Сообщения: 15475
Зарегистрирован: 14.09.2014,19:11
Откуда: Ростов-на-Дону

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Rio444 » 19.01.2020,12:07

TWG писал(а):
19.01.2020,12:01
Помню был тест сравнения пентиума 4Нортвуд на чипсете Интел865
У чипсета i865 на частоте шины 533 хитрым образом автоматически включается PAT (как у чипсета i875), а на частоте 800 так же автоматически отключается*.
Благодаря этому скорость памяти почти не меняется (эти самые 3% или около того).
Если сравнивать, то на i875 с постоянно включенным PAT.

*Ну вот зачем они это сделали? :eek:
Email для связи Изображение

Аватара пользователя
Takedasun
Advanced Member
Сообщения: 2142
Зарегистрирован: 16.10.2013,18:07
Откуда: Керчь

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Takedasun » 19.01.2020,13:19

Rio444 писал(а):
19.01.2020,12:07
*Ну вот зачем они это сделали? :eek:
Для продаж топового i875, капитализм :mad:
Куплю видеокарту ATi Radeon DDR (7200)

Аватара пользователя
Takedasun
Advanced Member
Сообщения: 2142
Зарегистрирован: 16.10.2013,18:07
Откуда: Керчь

Вклад в сообщество

Разгон системной шины заменой кварца, или i430TX+100Мгц=?

Сообщение Takedasun » 19.01.2020,13:26

ATauenis писал(а):
19.01.2020,11:35
Проходили слухи, что он в отдельных условиях быстрее BX на той же 66 шине.
Вот, недавно решил проверить эти слухи viewtopic.php?f=12&t=33807, не подтвердились.
Куплю видеокарту ATi Radeon DDR (7200)

Ответить