Windows 上のユーティリティで CPU をオーバークロック のつづき
1. AI SUITE によるオーバークロック
Core 2 Duo E8400 をオーバークロックするために、Windows 上で設定を行うことができるツール AI SUITE を用いた。
このとき、何によってオーバークロックすると、どこが変化するのかわからないまま適当に値を変えていた。最初はメモリの耐性も考えずに設定をしたので、すぐにブルースリーンとなった。 (+_+)
2. BIOS における設定
a. オーバークロックする環境
自分が PC で利用しているパーツは以下の通り。
- マザーボード : P5K-E
- CPU : Core 2 Duo E8400
- メモリ : CFD W2U800CQ-2GL5J
相変わらず、オーバークロックに関して、何が正しい知識で、どう設定するのがベストなのかよくわからない。しかし、分からないなりに今回 BIOS でオーバークロックしてみる。
目標値は 3.6 GHz で常用。
b. CPU とメモリの設定
BIOS で CPU とメモリを、以下のように設定した。
Advanced > JumperFree Configuration
- Ai Overclocking : Manual
- CPU Ratio Control : 9.0
- FSB Frequency : 400
- PCIE Frequency : 100
- DRAM Frequency : DDR2-667MHz (DDR2-801MHz と表示される)
- DRAM Timing Control : Manual
- CAS# Latency : 5
- RAS# to CAS# Delay : 5
- RAS# Precharge : 5
- RAS# Activate to Precharge : 15
- CPU Voltage : 1.2375V
- DRAM Voltage : 1.80V
ここで気をつけることは DRM Frequency で、オーバークロックによって規格以上の周波数になってしまうと、即ブルースクリーンになってしまうこと。使っているメモリは DDR2-800 だから、オーバークロックしたときに、メモリの耐性の上限を超えてしまうので、DDR2-667MHz を選択。FSB Frequency を 400 に設定した後は、800MHz 付近を大きく上まらないようにした。
CPU の電圧を 1.2V に設定ときは、動画を再生中に、ブラウザのスクロールをするとビリビリとノイズがした。上記の設定であると、大分ノイズが減る。
c. ファンの設定
CPU に負荷がかかっていないときに、ファンがやかましくならないように設定した。
Power > Hardware Monitor
- CPU Q-Fan Control : Enabled
- CPU Fan Profile : Performance Mode
- Chassis Q-Fan Control : Enabled
- Chassis Fan Ratio : Auto
- Chassis Target Temperature : 38
3. オーバークロックをするために参考にしたサイト
上記の設定をしたとき、いろいろなサイトを参考にした。しかし、細かいところまでは結局分からず。 (@_@;
参考にした記事を列挙しておく。
a. オーバークロックの方法
まずは、オーバークロックをする方法として押さえておくべきことは、
- FSB向上
低ランクのCPU（Celeron等）を高ランクのCPU（Pentium II等）と同じFSBで動作させる事で全体的な性能の底上げを期待する方法。BIOS画面等で簡単に設定できるため、現在のカジュアルなオーバークロックの主流となっている。この場合、使用するマザーボードには、PCIクロックを100MHzに固定できること、メモリクロックだけを落とせることが事実上必須となり、さらには、CPUの電圧を上げられることが望ましい。
- 倍率変更・FSB向上の特徴
同じ（あるいは近い）周波数になる組み合わせであっても、FSBを高くして倍率を小さくする設定の方が高性能に なる。FSBはCPU以外のメモリやチップセットといったシステムを構成する主要パーツにも供給されているからである。
(オーバークロックの手法 より、太字は引用者による)
b. 前提となるパーツの知識
オーバークロックに関して、前提となる PC に関する大枠の知識は、
【特集】魅惑のクロックアップ ～自作PCの限界チューニングにチャレンジ (2) クロックアップのしくみ | パソコン | マイコミジャーナル
一般的なクロック供給の状態
クロック供給において、その元となるのは「PLL(Phase Locked Loop)」と呼ばれる発信器であり、これがシステムが動作するために必要なほとんどのクロック(上図の青ライン) を供給している。…
…クロックを上昇するとパソコンに組み込んでいる周辺機器へのクロックも同時に上昇するため、CPUほどにクロックアップの耐性がない周辺機器は誤動作を起こしやすくなってしまう…
上図にある重要な部品について調べる。
チップセットにはメモリインタフェースやAGPなどの制御回路が搭載されているため、コンピュータの性能に重大な 影響を与える。すなわちマザーボード[2]は 特殊な場合を除き、CPUをターゲットに設計されるのではなく、直接の設計ターゲットはチップセットとなる。CPUの交換が想定されているシステムは必ず しも珍しくないが、チップセットのみの交換を想定しているシステムは存在しない。
PC/AT互換機における2チップ構成のチップセットを搭載したマザーボードにおいて、CPUに接続されている方のチップを言う。設計図（製品ではプリント基板）を地図に 見立てた場合、上方に位置し、データの橋渡しを担う部品であることからこう呼ばれる。
ノースブリッジには、CPUインタフェース、メモリーインタフェース、AGP・PCI Expressなどの制御回路が入っている。その性格上、特定のCPU専用品となる。
サウスブリッジには、PCIバス、IDE、キーボードポート、マウスポート、USBなどの回路が含まれる。最近はサウンドやイーサネットなどを含むものも増えて、高機能化する傾向にある。
c. FSB とベースクロックの関係
ところで FSB / 4 がベースクロックになると説明されているのを見かけるが、これはどういうことか？
図解 CPUのクロック周波数 - [ノートパソコン] All About によると、
クロック周波数とは...
処理のタイミングを取るためのテンポ
単位はヘルツ(Hz)で、1ヘルツなら1秒間に1回の周波数と いう意味。
1971年に登場した世界初のマイコンである Intel 4004は500kHzで動作していたと いう。
FSB (Front Side Bus:フロント・サイド・バス)
CPUとチップセットを接続するバス(伝送 路)
FSBとベースクロックの周波数が異なっているが、これは1クロックで1つの信号を送るところ、クアッドパンプ(Quad Pumped)と いう技術を使い、1クロックで4つの信号を送っているためだ。
クアッドパンプが使われ出したのは、2000 年に登場のPentium 4から。倍率とEnhanced Intel SpeedStep
CPUの動作倍率は、Core 2 Duo T7300の場合なら6倍から10倍(11倍)程度の範囲で倍率 と電圧が変化する。一般的にバッテリ駆動時は倍率を低く、AC駆動時などパフォーマンスを重視する場合は倍率を高くする。この倍率と電圧を 可変させているのがEnhanced Intel SpeedStepだ。
d. CPU の電圧
CPU の電圧の設定で参考にしたのは、
Core 2 Duo E8400 オーバークロックと性能、CPU温度 の説明。
Fudzilla によれば、E8400は容易に 4.4GHzに達するようである。しかし、解説の中で最適なセッティングは動作クロック3.60GHz、コア電圧は1.2250V - 1.2750Vと述べていた。また4GHz辺りまではコア電圧を1.3250V - 1.4000Vにする必要があるようである。
E8400 の電圧に関するスペックを確認しておく。
Intel® Core™2 Duo Processor E8400 (6M Cache, 3.00 GHz, 1333 MHz FSB) with SPEC Code(s) SLAPL, SLB9J
VID Voltage Range 0.8500V-1.3625V
TCASE 72.4°C
VID
ここでまた VID という分からない単語がでてきた。VID は Core Temp で確認できる。
自分の PC では 1.2250v と表示された。
VID の意味は、
CPU とマザーは、連携してCPUへの供給電圧を決定しています。
その関係は、CPUがVID信号で規定の電圧をマザーにしらせ、
マザーはその VID信号の指示に基づいて電圧を生成し、CPUに供給する。
CPUはマザーから供給される電圧を「指示した通りと信じて」受け取る。
と いう仕組みです。(定格動作（ より)
CPU の電圧と消費電力の関係は、
ワット チェッカーで自作マシンの消費電力計測 によると、
CPU の電圧 (CPU VCore) を上げると消費電力が増えるのは有名な話。それを実験で試してみる。CPU の消費電力は周波数に比例し、電圧の 2 乗に比例する。たとえば、電圧が 1.2 倍になれば消費電力は 1.2 の 2 乗で 1.44 倍になる。では、CPU の最大電圧はどのくらいなのだろう？
Max CPU voltage range and overclocking - CPUs - Overclocking には、
For 65nm: ABSOLUTE MAX is 1.5v.VID Voltage Range - How does it affect overclocking? - XtremeSystems Forums
For 45nm: ABSOLUTE MAX is 1.45v.
ABSOLUTE MAX is the point where the CPU starts to get physically damaged. It is the point of no return.
The way I understand VID is that it is similar to SPD on ram. It tell the mobo how much voltage it requires to run at its defined speed. A low VID is considered better as it requires less voltage and theoretically can overclock higher due to there being less voltage required at a given overclock resulting in less heat. That dosn't mean to say 1.5 is 'officially' safe. It simply means some cpus require 1.5v to run correctly, while others do not.
site:intel.com absolute max voltage - Google 検索 により、CPU に関する文書を見つけた。
以下の節に電圧に関することが書かれているがよくわからなかった。 (+_+)
2.6 Voltage and Current Specification
2.6.2 DC Voltage and Current Specification
とにかく、VID と BIOS で設定できる CPU Voltage Control は別物であると理解。
TCASE
オーバークロックしたときに気になるのは CPU の温度。
PCが不安定 2/3 | PCトラブルバスターズ!!! | DOS/V POWER REPORT
CPU の温度は、CPUメーカーが公開しているデータシートやサーマル デザインガイドに記載されているTcase MAXの値が参考になる。TcaseはCPUのヒートスプレッダ中央部分の温度のことで、Tcase MAXはその上限だ。つまり、この温度より低くなるように冷却すればよい。厳密には上にあるようなユーティリティ類が表示するCPU温度＝Tcaseでは ないが、目安にはなる。ASCII.jp：パソコンがうるさいと思ったときの「最高動作温度」｜ぱそぢえ～3分で分かるPCの基本
CPUのデータシートで規定されている最高動作温度は「T-Junction（Tj）」「T-Case（Tc）」「T-Sink（Tsink）」「T-Ambient（Ta）」の4種類がある。具体的には下記の温度を示している。...
Pentium 4以降のデスクトップ向けCPUは欠損などを防ぐため、コアの表面に金属製プレートを装着することが一般的になっている。そのためにT-Caseが用いられることが多い。
e. メモリの設定
OC による負担はメモリーが一番多く被るので，2個以上のメモリーを用いるときは必ず同じクロック数のものに限定し，特に Dual Channel 設定の際は必ずそれが可能なメモリーの2枚挿しを行なおう．また，4枚挿しの メモリー OC は基本的に無理である．
2枚が無難そうだけれど、4 枚使うことにした。
CPU の電圧を固定したので、メモリの電圧も固定することに。
ASUSTeK Computer Inc. -Support- FAQ P5K-E FAQ メモリの電圧についてJEDEC（半導体技術協会）が定義する標準的な電圧値は、 DDR2メモリ、DDR3メモリではそれぞれ 1.8V、1.5Vですが、それ以上の電圧が必要なメモリもあります。これらのメモリでは電圧供給が足りなくなり、このような症状が起こることがありま す。
これらの症状が見られ る場合は、ご使用のメモリの動作電圧を確認し、それに応じてBIOSでメモリ電圧を手動で設定してください。
ところで、メモリの種類については、DDR2 SDRAM - Wikipedia によると、
4ビットのプリフェッチ機能（CPUがデータを必要とする前にメモリから先読みして取り出す機能）をもち、外部クロックに内部クロックの2倍のクロックを用いる。そのため理論上、同一クロックで動作するDDR SDRAMの2倍、SDRAMの4倍のデータ転送速度を得られる。...
動作電源電圧は、DDR SDRAMの2.5V/2.6Vに対し、DDR2 SDRAMは1.8V動作
メモリのアクセスタイムについては、
アクセスタイムとは【access time】 - 意味/解説/説明/定義 ： IT用語辞典
メモリチップのアクセスタイムは、行アドレス(CAS)信号から列アドレス(RAS)信号への切り換え遅延時間(RAS to CAS Delay)に、行アドレスを与えてからデータが読み出せるようになるまでの時間(CASレイテンシ)を加えた時間である。
JEDEC準拠のDDR2デバイスは5-5-5-15であった
PCメンテナンス＆リペア・ガイド：第3回 メモリ増設前の基礎知識（3）
CAS Latency（Column Address Strobe Latency）
「キャス・レイテンシ」と読む。メモリのスペックでは「CL2」や「CL3」などと表記される。SDRAMやDDR SDRAMなどのメモリ内部には、半導体記憶素子が格子状に並んでおり、データの読み書きを行う際には、対象となる記憶素子の位置を、行（Row）と列（Column）という2種類の位置情報（アドレス）で指定する必要がある。列を指定する信号をCAS（Column Address Strobe）信号というが、この信号が発行されてから、実際にデータの読み書きが行われるまでにかかる待ち時間（Latency）のことをCAS Latencyという。
SDRAMについて、RASの後にどれだけ時間を置いてCASに移行するかを設定する項目。間隔が短く(数字が小さく)なればメモリアクセスが高速になる。
この辺になると何がなんだか本格的にわからなくなってきたので、標準的な値でありそうなところで固定した。
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