Athlon 64 FX-51 und Athlon 64 3200+ im Test: Zauber der AMD64-Architektur

Übertakten

War der Athlon XP nicht ein Segen für die Overclocking-Gemeinde? Die ersten Versionen konnten durch das Verbinden der L1-Bücken zur freien Multiplikatoranwahl gebracht werden, bei den neuen in 0,13µm gefertigten Athlon XP Prozessor-Kernen war eine freie Wahl des Taktmultiplikators sogar ab Werk möglich - einfacher geht es schon gar nicht mehr.

Beim Athlon 64 und dem Athlon 64 FX sieht das Ganze etwas anders aus. Wie aus den “Clock Generator Specification for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors (24707)“ deutlich hervorgeht, sollten die Athlon 64, Athlon 64 FX und Opteron Prozessoren mit einem Referenztakt von 200 MHz versorgt werden. Dieser wird intern Multipliziert und ergibt den Arbeitstakt des Prozessors. Verändert man diesen Referenztakt, so verändert sich natürlich auch der Prozessortakt und damit verbunden auch der Takt der HyperTransport-Verbindung ebenso wie der des Arbeitsspeichers - diese werden damit ebenfalls außerhalb der Spezifikationen betrieben. Allerdings stehen auch für HyperTransport und Arbeitsspeicher verschiedene Multiplikatoren bzw. Teiler zur Verfügung. Bei HyperTransport stehen die Multiplikatoren 1x, 2x, 3x und 4x zur Verfügung. Erhöht man beispielsweise den Systemtakt auf 266 MHz (was bei den vorgegebenen Multiplikatoren von 10 (Athlon 64 3200+) und 11 (Athlon 64 FX-51) jedoch keine CPU schaffen wird) könnte HyperTransport mit einem korrekten Takt von 800 MHz betrieben werden. Auch beim Arbeitsspeicher stehen die passenden Teiler zur Verfügung. Rein theoretisch könnte man damit den Prozessor selbst übertakten, ohne dabei externe Verbindungen außerhalb der Spezifikationen zu betreiben.

Das ist nicht alles! Rein theoretisch, müsste in unserem Verständnis des „BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron Processors (26094)“ im Rahmen der durch Cool“n“ Quite Technologie auch das Justieren des Multiplikators im BIOS möglich sein - muss aber nicht zwingend auf Prozessoren mit dieser Technologie beschränkt sein.

Da bei allen Cool“n“ Quite Athlon 64 Prozessoren jedoch in den Power Management Control Registers das Feld FID/VID Change Enable (FidVidEn) den Wert 1 enthält, steht einer Veränderung des Multiplikators nichts im Wege. Über die FIDVID_CTL Register, kann dem Prozessor über das NewFID Feld ein neuer für den Moment gültiger Multiplikator zugewiesen werden. Der kleinste verfügbare Wert ist hierbei die Bitfolge 00_0000b welche für einen Multiplikator von 4x steht. Der Maximalwert ist jeweils der Standardmultiplikator des Prozessors (MaxFID). Nach unten hin ist also theoretisch eine freie Multiplikatorwahl möglich.

Auf diese Art und Weise ließe sich der Frontside-Bus rein theoretisch so weit anheben, dass andere Komponenten wie HyperTransport oder Arbeitsspeicher mit ihrem korrekten Takt angesprochen werden können. Dabei sollte man jedoch nicht vergessen, dass die Komponenten im Prozessor, d.h. z.B. die integrierte Northbridge, welche mit vollem Prozessortakt betrieben wird, außerhalb der Spezifikationen angesprochen wird.

Angenommen, der Prozessor lässt sich auf bis zu 2,4 GHz übertakten, wird aber mit einem Standardmultiplikator von 11 ausgeliefert, so könnte man den Multiplikator auf 9 herabsetzen, den Frontside-Bus hoch auf 266 MHz und wählt für HyperTransport den Multiplikator 3 (für einen Takt von 800 MHz) und für den Arbeitsspeicher den Teiler 3/4 um den korrekten Takt für DDR400 zu erhalten.

Die Sache hat nur einen Haken: Keines der uns bisher vorliegenden Mainboards bietet im BIOS entsprechende Optionen zur Veränderung des Multiplikators (FID) an. Dass die Mainboard-Hersteller diese Möglichkeit übersehen haben sollen, können wir eigentlich nicht glauben, dennoch wird im Rahmen der Cool“n“ Quite Technologie, welcher der Athlon 64 (aber nicht der Athlon 64 FX) definitiv unterstützt, der Multiplikator und die Spannung zum Stromsparen verändert. Die Cool“n“ Quite Technologie lässt sich jedoch ebensowenig im BIOS aktivieren, so dass wir zum jetzigen Zeitpunkt davon ausgehen, dass die ersten Sockel 754 Platinen sie noch nicht zu unterstützen scheinen, und deshalb auch keine Option zum Verändern des Multiplikators anbieten.