אינטל מציגה: אוברקלוק בלירה

על טמפרטורה, מתחים, פליטת חום וכמה הסברים מהצד

חלק זה של הכתבה נועד לצרכי \'העשרה\' (כן, כמו בתיכון) ולכן כולל מספר הסברים טכניים ברמה יחסית גבוהה. אמנם ניסינו לפשט ככל הניתן את ההסברים, אך כדי לא להחסיר מידע חשוב נאלצנו להשאיר מספר מושגים מורכבים.
עם זאת, להבדיל מהתיכון (שבו שיעורי \'העשרה\' היו למעשה חובה), אלו מכם שאינם מתעניינים בהסבר יכולים לדלג לעמוד הבא.

רגע לפני שנדון בפליטת החום של המעבד בפועל, אנו סבורים שעלינו להביא לידיעתכם מספר מושגי יסוד שישימו סוף לבלבול בנושא ניטור הטמפרטורה של המעבדים.

עד עידן מעבדי ה-Core, אינטל ביססה את קריאת טמפ\' מעבדיה על דיודה שהורכבה ב-Die. דרך הדיודה עובר מעגל שמגיע בסופו של דבר לחיישן המובנה על הלוח. תוכנות רבות צצו בשוק למטרת שליפת המידע מהחיישן המובנה, אך מסיבות של כיוונון לא נכון (ומסיבות רבות אחרות שלא נפרט בשלב זה), התוצאות במקרים רבים לא היו מדוייקות, וקשה היה להסתמך עליהן.

מאז השקת הארכיטקטורה החדשה (האמור כולל גם את מעבדי הניידים שקדמו לשולחניים), המשתמשים חשבו לתומם שהבעיות הנ"ל נפתרו ע"י יישום חיישן דיגיטלי – DTS (ר"ת Digital Thermal Sensor) בכל ליבה בנפרד. הפרט החשוב, שאותו רוב המשתמשים אינם יודעים, הוא שחיישן זה מספק למעשה ערך דלתא (שלילי) שאותו יש להחסיר מערך אחר, וכאן מתחילה הבעיה.

לפני שנמשיך בהסבר, עלינו להגדיר מספר מושגי יסוד בסיסיים שהינם חיוניים להבנת הנושא:

Tjunction – זהו השם הסטנדרטי בתעשיה לסימון הטמפ\' בנקודת הצומת, שבדרך כלל מתייחסת לטמפרטורת טרנזיסטור בודד (כאשר מדובר ברכיב בעל טרנזיסטור בודד) או לנקודה החמה ביותר בשבב (כאשר זה מורכב מטרנזיסטורים רבים). לרוב כאשר מדברים על ערך זה מתכוונים למעשה ל-TjMax שמהווה את טמפ\' הסף לעבודה תקינה שקבעה אינטל למעבד. טמפ\' הסף הינה הערך הגבוה ביותר בנקודת ה-Tjunction שבו מוכרח המעבד לשמור על יציבות בפליטת החום (TDP) המקסימלית.  בפועל, בנקודה זו אין חיישן ולכן מדובר בטמפ\' תיאורטית הנצרבת על כל מעבד בנפרד (ולכן משתנה ממעבד למעבד), וברוב המקרים לא ניתן לנטר אותה (הסבר נוסף בהמשך).

PROCHOT# – אות המציין שהמעבד הגיע לטמפ\' מסוכנת ומפעיל את מנגנון ה-TCC. פרוצדורה זו מוכרת בלשון העם כ-Throttle – הורדת תדר המעבד (ובמקרים מסוימים גם מתח המעבד) כתוצאה מטמפ\' עבודה גבוהה ומסוכנת. טמפ\' זאת נצרבת גם היא על כל מעבד בנפרד, ולא ניתן לקוראה בשום אמצעי.

THERMTRIP# – אות המציין שהמעבד הגיע לטמפ\' קריטית וכתוצאה מכך על המעבד לכבות את עצמו כליל. רק כאשר יתקבל אות המורה על הפעלת המערכת מחדש, הנעילה תפתח. ערך זה נצרב גם הוא בעת ייצור המעבד, ולכן האמור לעיל תקף גם לגביו.

לאחר שהבהרנו מספר מושגים חשובים, ניגש לנקודה. כפי שנאמר, חיישן ה-DTS מניב ערך שלילי שאותו יש להחסיר מערך אחר כלשהו. תוכנת TAT (ר"ת Thermal Analysis Tool), שהיוותה את הבסיס לשאר תוכנות קריאת הטמפ\' מהליבה (למשל CoreTemp), יועדה למעשה למעבדים הניידים הראשונים שהשתייכו לארכיטקטורה (לכן, בתוכנה מעבדי ה-C2D מזוהים כמעבדי Pentium M). לפי TAT, הנוסחה לחישוב הטמפ\' הינה החסרת ערך ה-DTS מטמפ\' ה-Tjunction. יתר התוכנות השתמשו בהגיון זה גם לחישוב טמפ\' המעבדים השולחניים החדשים.

אך לאחרונה התברר שהגיון זה היה מוטעה. \'הבועה\' התפוצצה למעשה עם יציאת מעבדי ה-Allendale (בגרסת ה-L2), ובפרט דגם ה-E4300. בפעם הראשונה, נוצרה אי תאימות ברורה בין TAT לתוכנות אחרות שהציגו  טמפ\' הנמוכה ב-15 מעלות בדיוק. הסיבה לכך הינה פשוטה, שכן TAT חישבה את טמפ\' ה-Tjunction כ-100, בעוד ששאר התוכנות חישבו אותה כ-85. מעבדי ה-Conroe חושבו תמיד עם Tjunction השווה ל-85.

הדבר יצר בלבול רב בקהילת האוברקלוקרים והמפתחים, ולאחר שהערפל התפזר מעט התבררה התמונה הבאה: במעבדים הניידים יש גישה לערך ה-Tjunction ע"י תוכנה. ערך זה הוא  85 או 100, וניתן להניח שהוא מהווה קירוב לערך האמיתי שיכול להשתנות במספר מעלות ממעבד למעבד. עם זאת, במעבדים השולחניים אין גישה לטמפ\' סף זאת (וגם אם יש היא מציינת ערך שבפועל אינו קיים). חישוב הטמפ\' אינו מסתמך כלל וכלל על ה- Tjunction (ולכן ערך זה בכלל לא רלוונטי מבחינתנו), אלא הוא יחסי לערך ה-PROCHOT#.

הנה דוגמא קטנה שתבהיר את העניין (אין קשר בין הערכים למציאות כמובן):
מעבד ה-E4300 שלנו הינו בעל ערך הפעלת PROCHOT# השווה ל-90 מעלות. קריאת טמפ\' הליבה (נניח לצורך העניין ששתי הליבות מספקות קריאה זהה) שווה ל-40 מעלות (מינוס). החישוב האמיתי של הטמפ\' יהיה – 90-40=50 מעלות. עם זאת, כאשר ניגש לבדוק את הטמפ\' ב-TAT, נגלה כי הערך המתקבל הינו 60 (100-40) מעלות. אם ננסה לבדוק במקביל עם תוכנה אחרת שמשתמשת ב-Tjunction 85, נגלה שהטמפ\' היא בכלל 45 מעלות. ניתן להמשיך כך עם אינספור דוגמאות דומות, אך התמונה ברורה.

מסקנה: החישוב לפי טמפ\' ה-Tjunction הינו שגוי, ואת ערך ה-PROCHOT# אין תוכנה שיכולה לקרוא. מכאן נובע שלא קיימת דרך מהימנה לקבוע את הטמפ\' האמיתית של המעבד, אך ניתן לקבוע את מרחקו מטמפ\' מסוכנת. ברגע שהתוכנה תציג בפנינו טמפ\' ליבה של 85\100 מעלות (בהתאם לערך ה-Tjunction הנקוב בתוכנה), יתחיל תהליך ה-Throttle. לא משנה באיזה תוכנה אתם משתמשים, המלצתנו היא להתייחס ל-15-20 המעלות שמתחת לערך זה כאיזור חיץ שאסור לחצותו.

יש לציין שהגרסה החדשה של תוכנת CoreTemp התאימה עצמה ל-TAT ושינתה את הערך המקסימאלי ל-100 מעלות גם כן. הגורם לכך כפי הנראה מתחלק לשניים: בראש ובראשונה ישנו אינטרס ליצור אחדות מסוימת, ובכך למנוע בלבול מיותר, אך הסיבה העיקרית לשינוי הייתה העובדה שהטמפ\' שהתקבלו בתחילה נראו נמוכות מדי. המסקנה המתבקשת היא שמעבדי ה-Allendale עמידים יותר בטמפ\' גבוהות, ומדיווחים ברחבי הרשת מתגלה שהם גם מעט חמימים יותר (עובדה שבאה בסתירה להקטנת ה-Die). כמו כן, מביקורות רבות (וגם מניסיון האוברקלוק שלנו) גילינו שה-E4300 דורש כמות מתח גבוהה בהשוואה לסדרת ה-E6000 בתדרים דומים.

את חישובי הטמפ\' שלנו ביצענו לפי ערך Tjunction השווה ל-100. אמנם בהשוואה למעבדי ה-Conroe היה מקום לערוך את החישובים לפי Tjunction 85, אך היות ואנו חשים שהמדידה ה\'גבוהה\' קרובה יותר למציאות, החלטנו להסתמך עליה. לכן, זכרו בכל שלב שגם אם הטמפ\' גבוהה מזאת שהתרגלתם אליה, היא עדיין סבירה בהחלט.
להלן התוצאות שקיבלנו בסטוק ובאוברקלוק:

ללא ספק, אלו הן טמפ\' מצוינות בהתחשב בנסיבות, אך עליכם לזכור שבמצב רגיל (בתוך מארז, עם קירור אוויר) הן יהיו גבוהות מכך (וייתכן כי אף בהפרש משמעותי). כמו כן, לא מומלץ לספק מתח כה גבוה למעבד עם קירור אוויר סטנדרטי.