How to: Intel Core 2 overklokken

Core 2 familie

Laat je niet bang maken door wat hieronder staat, dit is gewoon wat achtergrondinformatie. Het is wel interessant voor als je een CPU wilt gaan kopen en wilt weten waar je op kunt letten.

L2 cache

Level 2 data cache heeft zeker invloed op de overklokbaarheid van de CPU. Omdat dit op dezelfde snelheid draait als de CPU, verandert de snelheid van het L2 cache dus evenredig met de snelheid van de CPU. En een ketting is slechts zo sterk/snel als de zwakste schakel. Wil je L2 niet harder, dan gaat je CPU niet harder. Minder cache geeft minder kans op een zwakke plek, maar meer L2 cache geeft meer performance. Afwegen dus wat je liever hebt. Het is overigens niet gegarandeerd dat je CPU met minder L2 cache ook daadwerkelijk harder gaat dan een met meer L2 cache.

Cores

Singlecore, dualcore, quadcore. Meer en meer cores op één socket. Maar ze zijn allemaal gebaseerd op de Core 2 Duo. Een singlecore (Conroe-L) is een gestripte Core 2 Duo. Eén core uitgeschakeld, minder L2 en een lagere FSB en coresnelheid. Gewone Core 2 Duo’s zijn Conroes met eventueel L2 cache uitgeschakeld en een lagere FSB, maar wel met twee werkende cores. Core 2 Quads zijn nog ingenieuzer. Wat men gedaan heeft is twee Core 2 Duo’s op één chip stoppen. Het is daarom ook geen native quadcore, vier cores op één die. Voor meer informatie over de die, kun je terecht op dit Engelse Wikipedia artikel. Ik kan zelf niet zo makkelijk uitleggen wat een die precies inhoudt, maar het ziet er ongeveer zo uit:


Zoals je ziet is een Celeron 4xx gewoon een mislukte Conroe. Dat zit ongeveer zo. Als Intel een CPU maakt, dan kan het altijd gebeuren dat er een L2 cache niet helemaal werkt, dat één core stuk is, of dat de hele core niet voldoet aan de TDP. Wat men dan kan doen is gewoon wat onderdelen die kapot zijn uitschakelen en de rest van de CPU verkopen. Beter dan niets toch?

Zoals je ziet is een Core 2 Quad gewoon een dubbelloops Core 2 Duo. Het dubbel aantal cores, theoretisch twee keer de performance en twee keer het vermogen. Maar maken die aantal cores niet uit voor de overklokbaarheid? Zeker wel. Zoals bij L2 cache al gezegd, de ketting is slechts zo sterk als de zwakste schakel. Als één core (van de 1, 2 of 4) niet harder kan, dan wil de rest van de CPU ook niet harder (de enige CPU op de markt die per core overklokbaar is, is overigens de Phenom serie van AMD).

Met 4 cores heb je meer kans op een core die niet harder wil dan met maar 1 of 2. In theorie gaan de quadcores dus minder hard dan de dual en singlecores. Dat is in de praktijk ook meestal zo. Ook noemenswaardig is de FSB op een quadcore. De meeste quadcores zijn niet in staat om zulke hoge FSB’s te draaien als een Duo. Als je dus van Duo naar Quad gaat, schrik dan niet als je FSB lager uitkomt. Quads hebben over het algemeen een lagere FSB wall. Toevallig kan mijn QX9650 wel 500+FSB aan, maar dit wordt op het moment beschouwd als erg hoog.

FSB

Intel heeft enige tijd terug de meeste Core 2’s een upgrade gegeven naar native 1333MHz FSB. Alleen de Celerons en sommige Quads moeten het nog doen met 1066MHz. 1333MHz FSB’ers zijn te herkennen aan de xx50 in de CPU-naam. Of dit uitmaakt voor de overklok is niet helemaal duidelijk. Als je gaat spelen met een lagere CPU MP en een hogere FSB, dan is het wel leuk om de NBCC oftewel northbridge coreklok in de gaten te houden.

De NBCC of Northbridge Core Clock is de frequentie waar je NB intern op zou draaien en die is anders dan je FSB. Als je met een lage multiplier overklokt dan zul je soms namelijk sneller tegen een maximale FSB aanlopen. Dit is geen FSB wall maar een limiet van je NBCC. Deze moet je niet verwarren met FSB.

In de praktijk maakt het gemiddeld genomen niet erg veel uit of je een 1066FSB of een 1333MHz FSB CPU hebt. 800MHz CPUs lopen meestal wel tegen een FSB wall aan rond de 400MHz.

1066 vs 1333

1066 heeft als grote voordeel dat je meestal een hogere MP op je CPU hebt. Een E6600 heeft bijvoorbeeld een 9x waar de E6750 maar een 8x MP heeft. Dezelfde FSB geeft op de 1066 variant dus een hogere CPU klok. 1333 heeft als voordeel dat dit allemaal G0 steppings zijn. G0 staat in de praktijk voor een lagere temperatuur en wat kleine core updates.

Procedé

In theorie heeft 45nm alleen maar voordelen. Een kleiner productieprocedé geeft minder stroomverbruik, lagere temperaturen en daardoor meer potentieel. In de praktijk is dit niet eerlijk vergelijkbaar met 65nm omdat 45nm CPU’s ook andere transistors gebruiken en SSE4 aan boord hebben. Op gelijke snelheid zal 45nm dus beter presteren dan 65nm. Het enige nadeel van 45nm is dat de CPU’s slecht kunnen tegen hogere voltages. Op een 90nm CPU bijvoorbeeld kun je wel 1,6V zetten, dat is voor 65nm bijvoorbeeld al te veel. Voor 45nm zal dit zeker te veel zijn. Waarom 45nm zuiniger is kan ik niet precies uitleggen. Als je er echt benieuwd naar bent, raad ik je aan om via Google wat dingetjes op te gaan zoeken. Dat is zeker interessant, aanrader!

TDP

Intel bepaalt zijn TDP voor processoren ongeveer op de volgende manier: men laat een serie applicaties lopen die de processor erg zwaar belasten. Dat is meestal een programma dat niet wat nuttigs doet, maar gewoon de CPU wat belast. Maar vier threads in een oneindige lus verspreid over vier cores zouden toch een vermogen leveren dat hoger is dan de TDP. Intel heeft wel wat beveiligingen voor als het ècht niet meer warmer mag worden. De CPU gaat dan op een lagere kloksnelheid draaien en als dat nog niet helpt, dan schakelt het systeem zichzelf uit.

Stel dat het TDP op 65W ligt (C2D), dan kan het best zijn dat het verbruik voor een hele korte tijd boven die 65W uitvliegt. Toch blijft de TDP 65W, omdat in de praktijk alle cores en andere microarchitectuur op de chip tegelijkertijd (voor langere tijd) volledig belast worden. Het is wel belang voor de elektrische specificatie voor het moederbord (die moet wel dit hogere vermogen kunnen leveren anders gaat je systeem onderuit) maar voor de koeler maakt dit in de praktijk niet zoveel uit.

Een leuke berekening om aan te tonen dat 100 procent belasting nooit voor zou kunnen komen: een Core 2 Extreme E6600 kan via de 1066MHz FSB maximaal 8,5GB/s (64 bits bus) aan data binnenkrijgen. Een rekeneenheid van een core moet 16 bytes per kloktik binnenkrijgen om lekker aan het werk te blijven. op 2,4GHz is dat 32,8GB/s. Vier eenheden per core en twee cores levert een totale ‘honger’ van een slordige 250GB/s. De FSB en de L2 en de L1 caches zijn niet zo snel, de enige manier om de CPU bezig te houden is om dezelfde registerwaarden te gebruiken. Een mooie verwoording daarvoor kwam ik op internet tegen: "een hond die achter zijn eigen staart aanrent; hij is wel constant in beweging, maar komt niet vooruit."

Vroeger lagen de TDP’s van dezelfde cores op andere snelheden anders. Toen kon men zeer nauwkeurig de TDP bepalen aan de hand van het aantal transistoren en de snelheid waarmee ze schakelden. Elke 100MHz een paar Watt erbij. Maar tegenwoordig hebben bijvoorbeeld bijna alle Core 2 Duo’s dezelfde TDP. Hoe komt dit?

Omdat het productieproces steeds lager wordt, krijg je lekstroom. Dat is gewoon stroom die domweg lekt en zorgt voor extra verbruik. Je CPU wordt er niet minder instabiel van, maar toch vormt het een klein probleempje voor de CPU fabrikant. Stel, men specificeert voor een 2GHz CPU 60W, voor een 2,2GHz 64W en voor een 2,4GHz 68W. Nu komt er een chip uit de fabriek rollen die 5W aan lekstroom heeft. Die voldoet aan geen enkele specificatie omdat hij 5W teveel lekt. De fabrikant kan dan gewoon de chip weggooien omdat hij niet voldoet. Maar als we de TDP voor de hele familie op 65W zetten, dan kan de chip gewoon verkocht worden op 2GHz. Men hoeft minder chips weg te gooien, hogere yields en dus hogere winst.

Wat houdt dit in voor ons als gebruikers? Een chip op hogere snelheid zou dus zuiniger kunnen zijn dan een chip op lagere snelheid. Een hoger geclockte chip zou dus theoretisch ook gezonder zijn. Of dit zo is weet ik niet. Ik denk niet dat precies alle lager geclockte chips ook direct chips zijn met een hogere lekstroom, maar de chips met een hogere lekstroom zijn wel lager geklokt.

Verschillende smaken Intel Core 2

Niet alle Core 2 Duo’s zijn hetzelfde. Er zijn er zelfs een heleboel van eigenlijk. En sommige daarvan zijn zelfs niet eens overklokbaar! Daarom gaan we het nu alleen hebben over de desktop Core 2 Duo’s. Mobiele Core 2’s laten we mooi met rust, evenals de serverversies. Als je de dual Xeons van je werkgever gaat overklokken, dan ben je denk ik snel je baan kwijt, dat doen we dus niet. Laptops zijn in verreweg de meeste gevallen niet overklokbaar. Dat is vooral gedaan met het oog op het energieverbruik gedaan, anders is je accu nóg sneller leeg.

Overzichtstabel Intel Core 2 codenamen
Naam	L2-cache	Cores	FSB (MHz)	Procedé	Markt	CPU’s
Conroe-L	512KB	1	800	65nm	low	Celeron 4xxx series CPU
Allendale	2MB	2	1066	65nm	low	Core 2 Duo E6300/E64001
Conroe	2/4MB	2	1066	65nm	low/mid/high	Core 2 Duo/Extreme E21x0/E4x00/X6x001
Conroe	4MB	2	1066	65nm	mid	Core 2 E6x20
Conroe	4MB	2	1066	65nm	mid/high	Xeon 30×02
Conroe	4MB	2	1333	65nm	mid/high	Core 2 Duo/Extreme E/X6x50
Kentsfield	2x4MB	4	1066	65nm	high	Core 2 Quad Q(X)6×00
Kentsfield	2x4MB	4	1066	65nm	high	Xeon 32×01
Kentsfield	2x4MB	4	1333	65nm	high	Core 2 Quad Q(X)6×50
Wolfdale	6MB	2	1333	45	low/mid/high	Core 2 Duo/Extreme E/X8x00?
Yorkfield	2x6MB	4	1333	45	low/mid/high	Core 2 Quad/Extreme Q(X)9xx0?
[ol][li]De Core 2 Duo’s E6300 en E6400 hebben een upgrade gekregen naar Conroe cores. Dat wil alleen maar zeggen dat ze een andere naam hebben gekregen. De naam Allendale komt niet meer voor in de Core 2 familie.[/li][li]Let er goed op dat als je een Xeon wil gaan kopen, dat je een LGA775 Xeon koopt, en geen LGA771! LGA771 zijn Clovertown Xeons, deze zijn voor servers bedoeld. Ze kunnen op moederborden draaien met meerdere sockets. LGA771 Xeons werken niet op LGA775. Gebruik van een LGA771 Xeon in een LGA775 moederbord kan voor permanente schade aan je hardware zorgen![/li][/ol]

Alle Core 2 Duo’s draaien op een stock vCore van 1,3 tot 1,35V op volle snelheid. Met EIST/C1E aan dan zakt dit naar ongeveer 1V. Alle bovengenoemde modellen draaien op LGA775.