Softwarové chlazení a řešení problémů s ním
5.12.2003, Eagle , článek
Pojem softwarové chlazení na platformě AMD zná asi každý, kdo se zajímal o snížení teploty procesoru. Zároveň je však téměř synonymem k tomuto pojmu i slovo "problém". V tomto článku si vysvětlíme princip softwarového chlazení, ukážeme postup, jak ho zapnout a nakonfigurovat procesor, a uvedeme, jaké jsou se softwarovým chlazením spojené problémy i s možnými variantami řešení. Teplota se v případě nevytížení tímto způsobem sníží až o 10 stupňů!
Kapitoly článku:
Problémy softwarového chlazení
Softwarové chlazení pomocí přepínání se do režimu Halt a Stop Grant má i své mouchy. Přesněji řečeno jednu mouchu - latence (rychlost odezvy). Procesor je v době Halt a Stop Grant neschopen vykonávat instrukce, tj. ani odpovídat na požadavky zařízení. Některá zařízení jsou velmi citlivá na rychlost odezvy procesoru při požadavcích na data - typicky mezi takovéto zařízení patří zvukové karty a CD-R / CD-RW mechaniky.
Problém má zhruba následující charakter:¨
V běžném stavu bez chlazení: Zvuková karta přehrává zvuk, zjišťuje, že její vnitřní buffer se vyprazdňuje, proto pošle požadavek na data. Procesor odpoví a pošle zvukové kartě data.
Ve stavu se softwarovým chlazením: Zvuková karta přehrává zvuk, zjišťuje, že její vnitřní buffer se vyprazdňuje, proto pošle požadavek na data. North bridge obdrží požadavek, zapne sběrnici FSB, čímž dá příkaz k probuzení procesoru do operačního režimu. Procesor odpoví na požadavek a pošle zvukové kartě data.
Rozdíl je vcelku patrný - při chlazení se musí zapnout FSB a procesor se musí probudit. To mu trvá velmi dlouho. Jestliže probuzení nebude dostatečně rychlé a zvuková karta tak nedostane potřebná data v požadovaném čase, nebude vědět, co přehrát, čili přehraje známý "prskavý" zvuk (který uživatele donutí softwarové chlazení vypnout). V případě vypalovaček je problém podobný, pouze s tím rozdílem, že se přestane vypalovat a musí se použít technologie jako BURN-proof.
Problém je o to horší, pokud je spojení zvuková karta - north bridge pomalé. Možné kombinace se dají popsat zhruba takto:
Obdobné problémy jsou s IDE (na které je připojena vypalovačka), pouze s tím rozdílem, že IDE je vždy připojené přímo na south bridge. Pokud jsou north a south bridge čipsetu spojené přes PCI, mohou vzniknout problémy, pokud jsou spojené přes speciální sběrnici, problémy nejspíše nebudou.
Tak například majitelé čipsetů nForce 2 používající integrované audio SoundStorm si proto mohou softwarové chlazení zapnout a nemusí se obávat problémů. To samé platí, pokud máte zvukovou kartu ve formě AC97 kodeku a čipsety používají na propojení speciální sběrnici.
Řešení
Nejspolehlivějším řešením je pochopitelně vypnout softwarové chlazení. Toto řešení ale neřeší problém, jak mít procesor studený a zároveň nízké latence.
Z nejspolehlivějších klasických řešení je nastavení dělitelů na Halt = 8, Stop Grant = 8 a rychlost přepínání na Ultra Fast. Takto se procesor bude přepínat velmi rychle a problémy s prskáním zvukovek většinou zmizí. Nové základní desky obvykle nastavují tyto hodnoty na 8, 8 a Normal, starší desky pak na 64, 64, Normal (notebooky používají běžně 128, 128, Normal nebo dokonce 512, 512, Normal). Snížením dělitelů se sice o maličko zvýší teplota procesoru, i tak ale bude proti stavu bez softwarového chlazení podstatně nižší. Nastavení proveďte programem CPUMSR.
Vhodné nastavení dělitelů je závislé i na nominální frekvenci procesoru. V průběhu testů jsem zjistil, že při frekvenci 1000 MHz vedou dělitelé 512, 512 k zatuhnutí zvukové karty - ta přestala reagovat a pomohl až restart počítače. Přitom při vyšších frekvencích (kolem 1500 MHz a více) s těmito děliteli problémy nejsou. Zřejmě procesor nesnáší příliš nízké frekvence pod 2 MHz ve stavu Stop Grant.
Jiná řešení jsou komplikovanější a vyžadují jistou zdatnost ve WPCREDITu. Spočívají v nastavení PCI latency timeru - ten určuje, kolik hodinových cyklů smí zařízení sběrnice PCI tuto sběrnici okupovat, dokud jí nepředá jinému zařízení. Teoreticky by mohlo v konfiguraci s více PCI zařízeními pomoct nastavení této hodnoty na malý počet cyklů. Pokud zvuková karta není na PCI nebo je na ní sama, pak samozřejmě toto řešení nebude mít vliv.
Možným řešením je i nastavení priority pro přenosy po speciálních sběrnicích spojující north bridge a south bridge. Například VIA KT600 umožňuje v Bus 0, Device 0, Function 0 nastavit prioritu přenosu po V-link sběrnici podle cílového zařízení (registr 4E), prioritu přenosů směrem od north bridge (registr 46), nastavení omezení počtu cyklů pro přenosy od south brige (registr 45) a od north bridge (registr 4D), odpojování sběrnice V-link v případě Halt a Stop Grant (registr 47). Všechny tyto nastavení ale vyžadují určité znalosti. Pro lidi, kteří se ve WPCREDITu nedoporučuji se v těchto příliš "vrtat" a raději softwarové chlazení vypnout.
Softwarové chlazení pomocí přepínání se do režimu Halt a Stop Grant má i své mouchy. Přesněji řečeno jednu mouchu - latence (rychlost odezvy). Procesor je v době Halt a Stop Grant neschopen vykonávat instrukce, tj. ani odpovídat na požadavky zařízení. Některá zařízení jsou velmi citlivá na rychlost odezvy procesoru při požadavcích na data - typicky mezi takovéto zařízení patří zvukové karty a CD-R / CD-RW mechaniky.
Problém má zhruba následující charakter:¨
V běžném stavu bez chlazení: Zvuková karta přehrává zvuk, zjišťuje, že její vnitřní buffer se vyprazdňuje, proto pošle požadavek na data. Procesor odpoví a pošle zvukové kartě data.
Ve stavu se softwarovým chlazením: Zvuková karta přehrává zvuk, zjišťuje, že její vnitřní buffer se vyprazdňuje, proto pošle požadavek na data. North bridge obdrží požadavek, zapne sběrnici FSB, čímž dá příkaz k probuzení procesoru do operačního režimu. Procesor odpoví na požadavek a pošle zvukové kartě data.
Rozdíl je vcelku patrný - při chlazení se musí zapnout FSB a procesor se musí probudit. To mu trvá velmi dlouho. Jestliže probuzení nebude dostatečně rychlé a zvuková karta tak nedostane potřebná data v požadovaném čase, nebude vědět, co přehrát, čili přehraje známý "prskavý" zvuk (který uživatele donutí softwarové chlazení vypnout). V případě vypalovaček je problém podobný, pouze s tím rozdílem, že se přestane vypalovat a musí se použít technologie jako BURN-proof.
Problém je o to horší, pokud je spojení zvuková karta - north bridge pomalé. Možné kombinace se dají popsat zhruba takto:
- north bridge a south bridge spojené přes PCI, zvuková karta mezi nimi na PCI - Velký problém, obzvlášť pokud na PCI je ještě něco jiného. South bridge zde funguje jako klientské zařízení PCI, silně tuto sběrnici zatěžuje.
- north bridge a south bridge spojené přes speciální sběrnici (V-link, Hub link...) a zvuková karta na PCI - Pokud je zvuková karta na PCI sama, velmi málo problémů, pokud je na PCI ještě něco (obzvláště síťové a grafické karty nebo řadiče disků), pak možné problémy.
- north bridge a south bridge spojené přes speciální sběrnici (V-link, Hub link...) a zvuková karta připojená přímo na south bridge - Ideální stav, prakticky žádné problémy.
Obdobné problémy jsou s IDE (na které je připojena vypalovačka), pouze s tím rozdílem, že IDE je vždy připojené přímo na south bridge. Pokud jsou north a south bridge čipsetu spojené přes PCI, mohou vzniknout problémy, pokud jsou spojené přes speciální sběrnici, problémy nejspíše nebudou.
Tak například majitelé čipsetů nForce 2 používající integrované audio SoundStorm si proto mohou softwarové chlazení zapnout a nemusí se obávat problémů. To samé platí, pokud máte zvukovou kartu ve formě AC97 kodeku a čipsety používají na propojení speciální sběrnici.
Řešení
Nejspolehlivějším řešením je pochopitelně vypnout softwarové chlazení. Toto řešení ale neřeší problém, jak mít procesor studený a zároveň nízké latence.
Z nejspolehlivějších klasických řešení je nastavení dělitelů na Halt = 8, Stop Grant = 8 a rychlost přepínání na Ultra Fast. Takto se procesor bude přepínat velmi rychle a problémy s prskáním zvukovek většinou zmizí. Nové základní desky obvykle nastavují tyto hodnoty na 8, 8 a Normal, starší desky pak na 64, 64, Normal (notebooky používají běžně 128, 128, Normal nebo dokonce 512, 512, Normal). Snížením dělitelů se sice o maličko zvýší teplota procesoru, i tak ale bude proti stavu bez softwarového chlazení podstatně nižší. Nastavení proveďte programem CPUMSR.
Vhodné nastavení dělitelů je závislé i na nominální frekvenci procesoru. V průběhu testů jsem zjistil, že při frekvenci 1000 MHz vedou dělitelé 512, 512 k zatuhnutí zvukové karty - ta přestala reagovat a pomohl až restart počítače. Přitom při vyšších frekvencích (kolem 1500 MHz a více) s těmito děliteli problémy nejsou. Zřejmě procesor nesnáší příliš nízké frekvence pod 2 MHz ve stavu Stop Grant.
Jiná řešení jsou komplikovanější a vyžadují jistou zdatnost ve WPCREDITu. Spočívají v nastavení PCI latency timeru - ten určuje, kolik hodinových cyklů smí zařízení sběrnice PCI tuto sběrnici okupovat, dokud jí nepředá jinému zařízení. Teoreticky by mohlo v konfiguraci s více PCI zařízeními pomoct nastavení této hodnoty na malý počet cyklů. Pokud zvuková karta není na PCI nebo je na ní sama, pak samozřejmě toto řešení nebude mít vliv.
Možným řešením je i nastavení priority pro přenosy po speciálních sběrnicích spojující north bridge a south bridge. Například VIA KT600 umožňuje v Bus 0, Device 0, Function 0 nastavit prioritu přenosu po V-link sběrnici podle cílového zařízení (registr 4E), prioritu přenosů směrem od north bridge (registr 46), nastavení omezení počtu cyklů pro přenosy od south brige (registr 45) a od north bridge (registr 4D), odpojování sběrnice V-link v případě Halt a Stop Grant (registr 47). Všechny tyto nastavení ale vyžadují určité znalosti. Pro lidi, kteří se ve WPCREDITu nedoporučuji se v těchto příliš "vrtat" a raději softwarové chlazení vypnout.
