Přetaktovatelnost Athlonů 64 má souvislost s hodnotou TCaseMax !

UPDATE:

Po dalším zkoumání se mi podařilo zjistit, že hodnota TCaseMax neznačí pouze maximální přípustnou teplotu na povrchu čipu, ale také spotřebu! AMD totiž podle všeho zjišťuje u každého kusu individuálně, jaký je jeho maximální tepelný výkon (hodnota TDP - Thermal Design Power).

Jednotlivé kusy se od sebe po vyrobení liší. Čím menší transistory jsou použity (tedy čím novější technologie), tím jsou tyto rozdíly větší. Některé procesory proto mohou mít velmi odlišné charakteristiky než jiné, přestože používají stejné prodejní jméno, frekvenci i napětí. Některé kusy proto mohou jít výborně přetaktovat, zatímco jiné naopak velmi špatně. Stejná situace může nastat i u spotřeby - některé kusy mohou hřát poměrně znatelně, zatímco jiné budou velmi chladné. "Vtip" je v tom, že přetaktování a spotřeba jsou k sobě inverzní funkce. Už delší dobu se projevuje, že čipy, které hřejí víc, jdou také lépe přetaktovat (a naopak).

Připomeňme v této souvislosti například známý Athlon XP 1700+, který se vyráběl s napětím 1.6V (DUT3C) a 1.5V (DLT3C). Přestože první jmenovaný měl vyšší napětí, a tedy teoreticky vyšší odběr proudu a vyšší spotřebu, hřál méně. Zároveň šel hůř přetaktovat. Zatímco DLT3C vcelku běžně fungovalo na 2200 až 2400 MHz s rozumným napětím (např. 1.75V), DUT3C dosahovalo se stejným napětím pouze cca. 2000 až 2200 MHz. I po přetaktování ale mnohem méně hřálo. Obdobná situace se projevila i u některých Mobile Athlonu XP-M 2600+, které také po zvýšení napětí neuvěřitelným způsobem topily, ale i ony šly přetaktovat na 2400 až 2500 MHz. Tato variabilita může být způsobena tím, že některé čipy mají o něco málo menší transistory, což způsobuje větší úniky proudu (leakage current), a tedy i vyšší spotřebu, ale zároveň to také umožňuje rychlejší přepínání transistorů, tj. vyšší frekvenci. Podle všeho nastavení výrobní linky v průběhu tvorby transistorů umožňuje ovlivňovat charakteristiky čipu, a právě proto kusy vyrobené se stejným nastavením (tj. obvykle ve stejné sérii) mají velmi podobné vlastnosti - mají podobnou spotřebu i podobné možnosti přetaktování.

Vraťme se nyní k Athlonu 64 revizí E. Jak se věci mají u něj? AMD uvádí, že například Athlon 64 3000+ má maximální hodnotu TDP na úrovni 67W. Faktem ale je, že takovou hodnotu TDP mají pouze některé kusy. Drtivá většina z nich je na tom mnohem lépe - to ostatně může potvrdit skoro každý majitel, že jeho čip je velmi studený a v zátěži nemá teplotu ani 50 stupňů. Údaj 67W je totiž značně nadnesený a to z toho důvodu, aby umožňoval dosahovat vysoké výtěžnosti výroby. Věc se má totiž tak, že veškeré čipy, které se spotřebou nevejdou do hodnoty TDP, se musí zahodit (... do koše). Pak tedy průměr všech čipů může být klidně 35W a ona hodnota 67W je určena pro extrémy, aby je AMD nemuselo vyhodit.

Jakou to má souvislost s hodnotou TCaseMax? AMD po vyrobení zjistí, jaká je reálná spotřeba čipu a tuto informaci si nenechá pro sebe, ale naopak jí zapíše do čipu formou hodnoty TCaseMax. Závislost je pak zřejmá - čím nižší spotřeba, tím nižší TCaseMax. Jinými slovy podle toho, jakou hodnotu TCaseMax má váš čip, se určuje, jakou má reálnou hodnotu TDP. Třeba již zmíněný Athlon 64 3000+ má při hodnotě TCaseMax 55 stupňů TDP pouze 38.2 Wattu. Na to, aby bylo dosaženo tabulkové hodnoty 67W, by čip musel mít TCaseMax 65 stupňů. A jelikož jsme si v předchozí kapitole řekli, že u 3000+ převažují kusy s TCM 57 stupňů, pak je tedy zřejmé, že většina těchto procesorů má spotřebu pouze cca. 45W.

Aby to ale nebylo tak jednoduché, existuje cca. deset tabulek, dle kterých se hodnota nastavuje, pro každou skupinu čipů jinak. Je totiž úplně jasné, že například dvoujádrový Athlon 64 X2 s maximálním TDP 110W musí mít jiný význam jednotlivých hodnot TCaseMax než například klasický Athlon 64 s maximem TDP 67W.

TCaseMax	Profil 67W / 65°C	Profil 85.3W / 71°C	Profil 110W / 65°C
49°C	20.6 W	20.6 W	35.0 W
51°C	26.5 W	26.5 W	45.0 W
53°C	32.4 W	32.4 W	55.0 W
55°C	38.2 W	38.2 W	65.0 W
57°C	44.1 W	44.1 W	75.0 W
59°C	50.0 W	50.0 W	85.0 W
61°C	55.9 W	55.9 W	95.0 W
63°C	61.8 W	61.8 W	105.0 W
65°C	67.0 W	67.6 W	110.0 W
67°C		73.5 W
69°C		79.4 W
71°C		85.3 W

Výše uvedené profily jsou pro nejčastěji prodávané Athlony 64. Všimněte si, že pokud dostanete čip s TCaseMax 49 stupňů, bude mít spotřebu pouze kolem 20W !!! A pokud to bude dvoujádrový procesor, pouze kolem 35W (tj. 17W na jádro!). Ještě lépe jsou na tom nízkospotřebové Opterony 2xx a 8xx. V případě modelu 244 EE (30W maximum TDP třída) reprezentuje hodnota TCM 49 stupňů spotřebu pouhých 7.4W - pro 1800 MHz nominální frekvence to není vůbec špatný výsledek, co říkáte? Jistě, takových kusů bude naprosté minimum, ale mohou se objevit. Obdobně pak dvoujádrový Opteron 270 HE (55W maximum TDP třída) s frekvencí 2000 MHz může mít spotřebu až na úrovni 13.7W, tedy necelých 7W na jádro - jeho napětí je také pouze mezi 1.15 až 1.20V.

Protože orientace ve všech těchto tabulkách by byla pro normální použití příliš složitá, upravil Arthur Liberman na základě mých zjištění svůj program na detekci TCaseMax tak, aby nyní ukazoval i aktuální hodnotu TDP. Novou verzi naleznete na stejné adrese jako dříve.