K6-2 acima dos 700MHz? Overclock extremo RAIZ no socket 7!

Fala pessoal, tudo bem?

Depois de algum tempo sem artigos sobre overclock extremo, finalmente uma boa notícia aos apreciadores desse conteúdo: Ele voltou e com grande estilo, afinal, a vítima da vez é algo bastante especial e bom o suficiente para completar o SuperPI 1M em 5 minutos, além de ter marcado, positiva ou negativamente, muita gente. Com vocês, o AMD K6-2!

Essa família de processadores, introduzida no mercado em 1998, usa o Super Socket 7, que é basicamente uma versão “plus” do Socket 7 que permitia operação com FSB de 100 MHz sem overclock, além de multiplicadores de frequência maiores, chegando até aos 6X, tendo ainda o benefício da retrocompatibilidade com as CPUs Socket 7, o que inclui os Pentium “clássicos”, Pentium MMX, K6 e Cyrix.

A placa-mãe é uma ASUS P5A rev1.03, a qual também era oferecida em uma versão Baby AT que levava o nome de P5A-B, com óbvias diferenças no layout. Ambos modelos utilizam o chipset ALi Aladdin V, que era considerado o de melhor desempenho para essa plataforma junto ao VIA MVP3.

Existiram diversas revisões dessa placa-mãe, incluindo a rarissima 1.06 com 1 MB de cache L2, porém, a 1.03 conta com apenas 512 Kb. É importante lembrar que para essa plataforma, apenas K6-III, K6-2+ e o rarissimo K6-3+ incluíam o cache L2 no die do processador, com os demais modelos ficando “reféns” do relativamente lento L2 incluso na placa-mãe, que trabalha na mesma frequência do FSB.

É necessário destacar que os dissipadores no chipset (ponte norte e sul) e cache foram adicionados posteriormente pelo ex-dono dessa placa, de padrão, a P5A não acompanha dissipadores.

Outra particularidade dessa época é que o ajuste das tensões e frequências eram feitos por jumpers localizados na placa-mãe, com a BIOS da placa restrita aos timings de memória e alguns outros ajustes relacionados (ou não) com o desempenho. De modo a facilitar a vida do usuário, as tabelas constando o significado de cada posição dos jumpers foram inclusas na serigrafia da placa pelo fabricante, o que é uma mão na roda na hora do overclock ou mesmo de fazer o ajuste no caso de upgrade da CPU.

A P5A permite o ajuste da tensão da CPU de 2V até 3.5V, onde os valores acima dos 3.2V estão reservados para os Pentium MMX, tensão do I/O que vai dos 3.3V aos 4V, porém, com um jumper de OFFSET que permite chegar até próximo dos 5V, FSB que vai dos 60 MHz aos 120MHz, mas lembrando que as frequências do AGP/PCI sobem junto e por fim, multiplicador dos 1.5X aos 6X, se usando de um pequeno “cheat” dos K6-2 que fazem a CPU “interpretar” o ajuste 1.5X e 2X como 5.5X e 6X, respectivamente.

Especificamente sobre o ajuste de FSB, a PLL utilizada nessa placa, que é uma PhaseLink PLL52C66-28, permite várias outras opções de FSB além dessas oficialmente reportadas, no caso, ao consultar o seu datasheet, existe uma tabela verdade com valores que vão até os 150 MHz. A interpretação dessa tabela é relativamente simples, F3, F2, F1 e F0 são equivalentes aos FS3, FS2, FS1 e FS0 sinalizados na placa, onde o “1” equivale ao jumper na posição “1-2” e o “0” ao “2-3”, de forma que a placa é de fato capaz de funcionar com esses ajustes “extras”, porém, nem sempre com estabilidade, ou mesmo, sendo necessário desativar o cache L2 integrado para isso, o que só é viável do ponto de vista do desempenho se você estiver utilizando um K6-2+, K6-3+ ou K6-III, pois nesses modelos, o cache da placa-mãe vira L3.

A ideia desde o início sempre foi congelar essa plataforma “vintage” para ver como esses processadores antigos se comportariam e cabe ressaltar que houve uma primeira tentativa, sem sucesso, terminando com instabilidade generalizada ao baixar a temperatura e sistema operacional corrompido.

As primeiras suspeitas dessa “má vontade” com as temperaturas negativas vieram da fonte, afinal, foi utilizada a Antec 1200W, o qual é muito mais moderna do que essa placa, que é da época onde a linha de +5V era a mais importante e ainda se usava tensões negativas em barramentos como o ISA, porém, trocar pela “clássica” Seventeam ST-350BKV também não fez diferença alguma.

Já a outra suspeita vinha dos capacitores do VRM, que apesar de serem de notória qualidade, fabricados pela Sanyo, e apresentarem bom funcionamento com temperatura ambiente, são componentes com mais de 20 anos de uso e como bem sabemos, capacitores sofrem com os “efeitos do tempo”, perdendo capacitância, ganhando ESR e para piorar, esses componentes antigos, ou mesmo novos de baixa qualidade, tendem a deteriorar ainda mais os seus parâmetros quando expostos a temperaturas drasticamente negativas, então, fui atrás de novos capacitores sólidos de 1000uF 6.3V para substitui-los, encontrando esses fabricados pela NCC, Nippon Chemi-Con, artigo de primeira linha!

Cabe ressaltar que nem sempre a substituição de capacitores antigos por outros modernos pode ser feita de maneira simples como foi aqui, afinal, circuitos reguladores lineares (LDO) podem se tornar instáveis com o ESR muito mais baixo dos componentes modernos, o que certamente pode causar problemas. No caso da ASUS P5A, ela já usa conversores DC-DC chaveados, também chamados de Buck e apesar de só terem uma fase, funcionam de maneira análoga aos circuitos de VRM encontrados nas placas-mãe modernas, raramente apresentando problemas de instabilidade por conta do ESR muito menor, apesar disso também ser possível.

De todo modo, se for fazer esse tipo de reparo ou modificação em hardware “vintage”, pesquise bem e faça-o com bastante critério, afinal de contas, essas peças tem se tornado cada vez mais raras (e caras) e claro, não me responsabilizo por possíveis perdas no caso de se tentar reproduzir o que foi feito aqui. 😉

Por conta do “exótico” layout dessa placa, onde o conector de força ATX de 20 pinos fica localizado virtualmente “colado” no socket da CPU, usar um pot como o SF3D Inflection Point é basicamente impossível, de forma que foi necessário recorrer a um pot de chipset, fabricado pelo Ian Melo usando uma base de cobre vinda de um “cooler box Intel” soldado a um tubo metálico de mesmo diâmetro. Apesar de parecer insuficiente, é razoável colocar em perspectiva que um K6-2 500 possui TDP máximo de 20W e típico de pouco mais de 12W, o que é algo menor do que o dos chipsets X38/X48 para o qual esse pot foi concebido.

A placa-mãe foi isolada usando borracha limpa-tipo e papel toalha, o que se mostrou perfeitamente adequado durante a sessão de OC Extremo.

Além de toda essa preparação para o OC Extremo, para instalação do SO, foi usado um adaptador de PATA IDE para SATA, o que permite o uso de SSDs modernos nessas plataformas antigas, claro, existem algumas limitações com relação ao tamanho do SSD, muitas das vezes sendo necessário criar uma partição bem menor do que a capacidade do SSD, porém, não tenham nenhuma dúvida que essa ainda é uma solução muito melhor do que usa um HD antigo (e lento). 🙂

Feitas todas essas apresentações, vamos à configuração utilizada e aos resultados obtidos!

Configurações utilizadas:

CPU:AMD K6-2 450MHz 0015FPMW

MOBO: ASUS P5A rev1.03

RAM: 256 MB SDRAM Corsair PC-150

GPU: Pine SiS 305 32 MB

PSU: Seventeam ST-350BKV

COOLER: Pot de chipset by Ian Melo + LN2

SSD: Weijinto 256 GB

Software: Windows XP SP3, Super PI 1.5 XS, wPrime 1.55, PiFast

Objetivo e metodologia dos testes: Descobrir qual o limite no overclock extremo do velho K6-2 450MHz, como a plataforma se comporta quando submetida ao frio extremo e ao fim, tentar chegar no topo dos rankings.

Resultados:

Por se tratar de uma plataforma antiga cujas peças já não são tão fáceis de serem encontradas, faz-se uma boa ideia ser cauteloso, então, partindo de um ajuste com bom funcionamento em temperatura ambiente (115*5 2.6V e Vio em 4V), foi-se colocando nitrogênio, prestando atenção em possíveis travamentos por conta do CB ou CBB. Surpreendentemente, não houve problemas nem mesmo com “full pot”, ou seja, -195 °C, o que é excelente, afinal, dentre os poucos relatos de pessoas que se aventuraram no overclock extremo nessa plataforma, cold bug parece ser uma ocorrência razoavelmente comum.

Sabendo disso, o próximo passo foi subir a frequência da CPU, o primeiro “degrau” foi colocar multiplicador 6X, o que resultou em 690 MHz com 2.6V, porém, com resultados deixando a desejar no SuperPI 1M e no Pifast, que são bastante dependentes do desempenho de memória, ou seja, tendem a apresentar maiores ganhos com overclock no FSB do que na CPU, então, o próximo degrau a se escalar foi jogar 120MHz no FSB, o que resultou em incríveis 720 MHz na CPU e bons resultados!

Dai em diante, o próximo passo seria jogar 124MHz no FSB e chegar nos 744 MHz com o K6-2, porém, instabilidades começaram a surgir, onde a primeira ideia a se tentar foi a mais obvia, no caso, subir o vcore do processador, porém, ao fazer isso, o problema acabou se agravando e ao testar melhor, foi possível chegar a conclusão que esse exemplar em específico não trabalha bem com mais de 2.6V, apresentando melhores resultados, inclusive nos benchmarks, com algo entre 2.4V e 2.5V. Outro detalhe é que isso pode ser limite da placa-mãe, sendo mais preciso, do cache L2, que não fica 100% estável com fsb acima dos 120MHz, mesmo jogando o Vio em quase 5V.

Apesar disso, foi possível completar o PI 1M com 744 MHz (124*6), porém, o tempo acabou sendo um pouco pior do que com 720MHz, portanto, esse acabou sendo o limite “prático” dessa sessão.

Dos resultados obtidos, bom, estamos falando de hardware do milênio passado não é mesmo? Então levar pouco mais de 5 minutos para completar o Super PI 1M, 8 minutos para o wPrime e mais de 9 para o Pifast, o que pode parecer muito, mas são segundo e primeiros lugares, respectivamente, no ranking do K6-2 450.

Infelizmente, por conta do CPU-Z apresentar problemas na detecção do FSB em algumas placas-mãe com chipset Aladdin V, como é o caso da ASUS P5A, então, não foi possível fazer a validação da frequência máxima, mas para não perder viagem e deixar aqui registrado, fica uma foto da tela durante o post, rodando a 744 MHz! 😀

E por fim, a tradicional galeria de fotos do hardware congelado, algo que não pode faltar em um artigo sobre overclock extremo!

Conclusão:

Overclock extremo definitivamente é um “hobby” bastante interessante, especialmente quando envolve hardware “diferente”, seja por ser algo muito recente no mercado, desafiador ou no caso, muito antigo!

Tanto o K6-2 450MHz quanto a ASUS P5A sobreviveram a sessão de overclock extremo, trabalhando bem até mesmo com temperaturas na casa dos -195ºC, ou “full pot” como costumamos chamar, sem apresentar CB ou CBB. Essa amostra de K6-2 450MHz não apresentou bom funcionamento com tensão acima de 2.6V, apresentando desempenho um pouco melhor usando tensão entre 2.4V e 2.5V.

Sobre as frequências obtidas, foi possível chegar nos 744 MHz (124*6) com 2.6V, ainda que com instabilidade por conta do FSB relativamente alto, então, os benchmarks passaram com “apenas” 720 MHz, o que é uma marca de respeito para o velho K6-2. Dos resultados, foi possível pegar dois primeiros lugares e um segundo no ranking do K6-2 450, o que é excelente!

E por hoje é só! Dúvidas, críticas e sugestões são bem-vindas! Até a próxima!

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