Abit TH7-II + Northwood

Einleitung:

Wann welche CPU kaufen? Das ist eine Frage, die sich dem eingefleischten Overclocker immer wieder wie von selbst stellt. Schon lange ist es üblich, nicht einfach in ein Geschäft zu laufen, um irgendeinen x-beliebigen Prozessor zu erstehen. Zu sehr hängt die erreichbare maximale Taktfrequenz von Produktionsort und -zeit ab. So sind Infos über bestimmte CPU-Steppings und Batch-Nummern quasi zur Notwendigkeit geworden, was erfolgreiches o/c-shopping angeht.
Von Zeit zu Zeit entpuppen sich manche CPUs als wahre Schnäppchen, oder gar Overclocking-Wunder, wie schon die Vergangenheit gezeigt hat:
Die erste klassische o/c-CPU war wohl der Celeron 300A, welcher wohl in den meisten Mainboards auf 450 oder mehr MHz getaktet zum Einsatz kam. Weitere Beispiele sind auch bestimmte Serien der alten AMD K7, bei denen unter einer mit 550MHz beschrifteten Abdeckung ein für weit höhere Taktraten spezifizierter Core seine Arbeit verrichtete, vom Werk aus niedrig getaktete Exemplare der Coppermine-Familie von Intel, und natürlich auch die legendären AXIA und AJHYA Thunderbirds.
Derzeit sind es wieder Intel-CPUs, die von sich durch exzellente Übertaktbarkeit reden machen:
Die Pentium 4 Familie, im 0.13µ Prozess gefertigt und mit 512kB 2nd-Level Cache ausgestattet - Codename Northwood, bietet exzellente Overclocking-performance, zu relativ günstigem Preis.

Auf den nächsten Seiten stellen wir die beliebte P4 Overclocking-Combo Abit TH7-II plus Northwood 1.6GHz nächer vor und zeigen, wo noch mit Tweaks nachgeholfen werden kann, um extremere Resultate zu erzielen.


[pagebreak]Hardwarevoraussetzungen[/pagebreak]

Über das Board:

Rückblickend hat Abit mit dem TH7-II(+Raid) wohl das Referenzboard für P4-Overclocking geschaffen.
Kein Extrem-Overclocker hat es seit der Markteinführung im 3.Quartal 2001 für nötig befunden, ein anderes Brett für Rekord-Versuche in Betracht zu ziehen - und das nicht ohne Grund.
Das BIOS offeriert FSB-Settings bis zu 255MHz in 1MHz Schritten, die VCore ist im Setup umstellbar und PCI/AGP-Speed können - egal welcher FSB verwendet wird - fix auf 33 respektive 66MHz gestellt werden. Damit sind Instabilitäten, die durch überbelastete PCI-Komponenten verursacht werden, so gut wie ausgeschlossen. Ein weiteres äußerst wichtiges Feature stellt die Möglichkeit dar, die Speicher mit nur 3/4 des CPU-FSB zu betreiben.
Die am Mainboard untergebrachte Port80-Anzeige gibt über Post-Codes Auskunft über den Boot-Status, im Falle eines Hängers ist so recht leicht festzustellen, bei welcher Aktion der Bootvorgang unterbrochen wurde und welche Hardware daran schuld sein könnte.



Über die CPU:

Die ersten Northwoods wurden von Intel in der Malaysianischen Fab produziert. Die o/c-Ergebnisse der dort hergestellten CPUs sind zwar auch nicht zu verachten, werden aber von den frischeren, in Costa Rica gefertigten Prozessoren noch deutlich in den Schatten gestellt.
Unterschieden können die Herstellerorte durch den Aufdruck auf dem Schachtelaufkleber, der neben der generellen Beschreibung der CPU auch die FPO oder Batch-Nummer enthält.
Beginnt diese mit der Ziffer "3", so hält man einen Costa Ricaner in Händen, im Falle eines "L" ist es ein Malaysianisches Produkt.



Speicher:

Wie jedes Board mit Intel 850-Chipset benötigt das TH7-II Rambus-Speicher. Und zwar nicht wie zu SDRAM-Zeiten üblich in beliebiger Anzahl und Zusammenstellung, sondern paarweise idente RIMMs, da diese im Dualchannel-Betrieb parallel angesteuert werden.
Wie bei Rambus-Systemen üblich, müssen die freien Bänke mit Blind-RIMMs bestückt werden, die beim Mainboard mitgeliefert werden.
Da Rambus-Speicher nicht gerade der verbreitetste in der Overclocking-Welt ist, sind auch Resultate bezüglich o/c-Verträglichkeit eher rar. Weit verbreitet sind RIMMs von Samsung Semiconductors, die erzielten Speeds variieren aber zu stark, um eine einheitliche Aussage treffen zu können.
In Testsystem wurden 2x 256MB singlesided Samsung MR16R1628AF0-CK8 RIMMs verwendet.

[pagebreak]Get some tweaks[/pagebreak]Get some tweaks

Selten laufen Computer ohne jegliche Tweaks auf extremen Einstellungen stabil - Hier werden die Möglichkeiten vorgestellt, die das TH7-II bietet.

!! Disclaimer !!

Die Durchführung der im weiteren Verlauf vorgestellten Modifikationen erfolgt auf eigene Gefahr, und sollte nur von technisch versierten Anwendern realisiert werden. Jegliche Hardwaremodifikation hat den Verlust des Garantieanspruchs zur Folge! Weder der Autor des Artikels, noch o.v.e.r.clockers.at können für etwaige, direkt oder indirekt durch die Modifikationen entstandenen Hardwarefehler verantwortlich gemacht werden.


Vcore:

Der erste Schritt in Richtung Tweaking sollte immer übers BIOS gehen. Hier wird man als TH7-II User schnell an die ersten Grenzen stoßen: Per default kann beim Einsatz eines Northwoods nämlich die Vcore nur minimal erhöht werden. Für einen Overclocker ein Debakel, das sich jedoch schnell überwinden lässt.
Die TH7-II werden von Abit entweder mit BIOS-Revision -37 oder -38 geliefert. Während bei ersterem ein Update für Northwood-Einsatz zwingend erforderlich ist, empfiehlt sich ein Update von 38 mehr aus kosmetischen und Performance gründen. Von Abit selbst ist ein Beta-BIOS im Umlauf (Version -77), das vor allem einen großen Vorteil gegenüber den offiziellen hat: man kann ohne Tricks die Vcore auf bis zu 1.85V erhöhen. (Links zum -77er BIOS sowie weitere Custom-BIOS'es sind in der Resources-Sammlung am Ende des Artikels zu finden)
Da das TH7-II allerdings die Angewohnheit hat, nur um bis zu 0.2v weniger als eingestellt der CPU wirklich zukommen zu lassen, kann bei hohem overclocking auch hier schon mehr Spannung nötig sein.

Um dem TH7-II das volle Repertoire an Vcore-Settings bis zu 2.2V zu entlocken, ist nun handwerkliches Geschick gefrag:. VID-Pin modding ist wohl die am weitesten verbreitete Methode, um einer CPU mehr Vcore zu gönnen.
Technischer Hintergrund: Die Core-Spannung, die das Mainboard dem Prozessor zuteilt, wird von 5 CPU Pins bestimmt. Diese "Voltage Identification Definition" - kurz VID-Pins können entweder auf einen VSS-führenden Pin verbunden werden, oder nicht. Durch diese logischen 0/1 Settings an den 5 Pins kann der CPU-Hersteller die gewünschte Vcore von 1.1 bis 1.85V festlegen.
Beim Modifizieren der VID-Pins macht man sich genau das zunutze. Indem man VID-Pins in einem anderen Schema auf VSS connected, bringt man das Mainboard - bzw. dessen Voltage-Regulator Chip - dazu, der CPU mit einer anderen Standard-Spannung zu versorgen.
Im Falle unseres Hardwaresetups mit TH7 und Northwood der per default mit 1.5V betrieben wird, lohnt es sich, die Vcore gleich auf 1.85V zu stellen, damit im BIOS alle Settings bis zu 2.2V zugänglich werden.

Welche Pins müssen hierfür verbunden werden - und wie?
Da VID4 schon von Haus aus intern mit VSS durchverbunden ist, sollte man am einfachsten VID3, 2 und 1 mit diesem verbinden. Die 4 Pins liegen in einer Reihe - gut zugänglich am Rand der CPU.

Beliebt ist das Verbinden der Pins mittels eines dünnen, in 4 Laschen geschlungenen Drahtes. Im Bild zu sehen sind auch die 2 Werkzeuge, mit denen sich das Drahtgebilde sehr einfach wickeln lässt. Die Druckbleimine eignet sich hervorragend, um den Draht darumzuschlingen, die entstandenen Laschen werden mit der Zange fixiert.

Sind die 4 Schlaufen fertig, kann das Konstrukt leicht um die Pins gelegt werden. Es empfiehlt sich, die überstehenden Enden erst nach einer leichten Fixierung entfernen.

Eine alternative Methode zum Verbinden der Pins mittels Leitlack kann auf
VR-Zone.com nachgelesen werden.


Vrimm

"Was der CPU gut tut, kann auch dem Speicher nicht schaden" ... nach diesem Motto führt der nächste Schritt auf der Overclocking-Stiege oft über die Stufe der Vio oder - bei Rambus-Sytemen - über die Vrimm, welche bei 2.5V liegt.
Leider fehlt dem Board die Möglichkeit, diese Spannung per BIOS oder Jumper zu modifizieren, so bleibt mehr RIMM-Spannung nur mutigen Overclockern vorbehalten, die nicht den Umgang mit dem Lötkolben scheuen.
Verantwortlich für die 2.5V Versorgungsspannung der Rimms, sowie der 1.5V und 1.8V für AGP und North/Southbridge, ist der HIP6521 "PWM and Triple Linear Power Controller" Chip von Intersil - er befindet sich beim TH7-II in der rechten oberen Ecke des Mainboards - hinter den RIMM-Sockeln.

Um die vom HIP6521 generierte Vrimm zu ändern, muss an dessen Pin 3 (FB, inverting input -> PWM converter error amplifier) der Widerstand geändert werden. Um das ganze variabel zu gestalten, sollte ein 10k Potentiometer verwendet werden. Mit diesem lässt sich die Vrimm sehr präzise modifizieren.
Die Modifikation am Board selbst beschränkt sich auf Anlöten 2er Drähte, die zum Poti führen. Einerseits am Pin 3 des HIP6521, andererseits zu einem Masse-Connector am Mainboard.

!!Vorsicht bei der Inbetriebnahme!!
Je kleiner der Widerstand beim Poti eingestellt ist, desto mehr Spannung wird zu den RIMMs ausgegeben! Mit 7-8k am Poti sollte ein problemloses booten mit leicht erhöhter Vrimm möglich sein.
Auch wenn manche RIMMs kurzzeitig 3.6V (~0.75k am Poti) und mehr aushalten ohne abzubrennen, sollte man doch möglichst nicht bis zu diesen Regionen vordringen ...


DRCGs

Die wohl radikalste Modifikation, um noch die letzen Performance-Reste aus dem Board zu kitzeln, liegt im Ersetzen der am TH7-II verwendeten "Direct Rambus Clock Generator" - kurz DRCG-Chips von ICS mit der Bezeichnung 9212-03.
Diese sind vom Hersteller nur bis 400MHz spezifiziert und können daher bei hohen Memory-Speeds zum einschränkenden Element werden. Sowohl ICS als auch andere Hersteller wie Texas Instruments haben jedoch neuere Chips im Programm, die auch auf 533MHz ihren Dienst versehen sollen. Samples können Berichten zufolge relativ problem- und kostenlos angefordert werden.
Der Einfluß der DRCGs auf das Overclocking-Verhalten ist nicht unumstritten. Während es für manche TH7-II Besitzer tatsächlich so aussieht, als wäre ein Austausch die letzte Lösung für mehr Memory-performance, ist es anderen schon gelungen, über 600MHz mit den 9212-03 Chips zu erreichen.
Ich rate allerdings jedem ab, den Umbau im hauseigenen Keller mit dem normalen Lötkolben auszuprobieren. Den Austausch sollten Profis mit entsprechendem Equipment vornehmen!

Wer mehr Info über den Austausch der DRCGs wünscht, besucht Hothardware.


[pagebreak]Der Mühe Lohn[/pagebreak]Der Mühe Lohn

Soviel soviel zu den Tweaks - jetzt wird's zeit für die Results.

System Info:
Abit TH7-II
P4 Northwood 1.6GHz, boxed, FPO# 3149A787
2x 256MB singlesided Samsung MR16R1628AF0-CK8 RIMMs
Standard Intel-Boxed Cooler, Standard 2700rpm Fan
Vcore @ 1.90v Setting (1.78v idle, 1.71-1.74 bei 100% load)
Vrimm @ 2.62v
FSB @ 166MHz
RAM @ 498MHz



TH7-II Resources:

FAQ-Section, BIOS-Updates
BIOS-Sammlung, Utilities
Abit-Section im oc.com Forum