Pentium 4 mVid y Waterchill

Publicado el 16 de Mayo de 2003

 
 

Introducción

 
Hacer overclocking en muchas ocasiones es más un ejercicio de paciencia que el tener una serie de conocimientos. Lo único realmente complicado de hacer oveclocking es el saber llegar al límite del procesador con las herramientas que nos ofrecen las bios de las placas base. Muchas veces por mucha experiencia que se tenga realizando overclocking, por muy buena placa que se posea o por muy potente que sea el sistema  de refrigeración no conseguimos nada notable. Esto se debe a la mala suerte con el procesador o a no saber elegir los procesadores mas adecuados para esta tarea.

En este análisis utilizaremos todas las herramientas  nuestro alcance y seleccionaremos un buen procesador Pentium 4 para conseguir unas tasas de overclocking más que interesantes. Durante el también veréis como puede cambiar el rendimiento de un procesador según vamos realizando diferentes tareas de overclocking y según vamos conociendo poco a poco las posibilidades de nuestro procesador.
 

La elección del procesador...


Sin el procesador adecuado hacer overclocking se convierte en un proceso frustrante, no solo porque no se consigue la velocidad que uno espera sino también porque para lo poco que conseguiremos nos costará largas horas llegar a ello.

Dentro de los actuales Pentium 4, a falta de que comprobemos los nuevos FSB800 que ayer se anunciaron oficialmente en España, son los denominados núcleo C1 en sus variantes de voltaje interno múltiple. Estos procesadores no tienen definido un voltaje de trabajo y destacan por su facilidad para el overclocking sin ni siquiera modificar el voltaje del procesador. Este es el caso de los Pentium 4 con nucleos C1 mVid de Intel. Las series exactas de mVid en todas sus frecuencias las podéis encontrar en esta página:  http://processorfinder.intel.com/scripts/list.asp?ProcFam=483

En ella podéis ver las características de cada procesador dependiendo de su Stepping. Que no es otra cosa más que el número de serie o lote. Dentro de cada Stepping hay otra cosa que los diferencia que es la planta de fabricación. Un procesador de Malasia puede ser muy diferente, en cuanto a overclocking se refiere, que uno del mismo lote pero de Costa Rica o Filipinas. El procesador usado para este artículo es un 2.4GHz con bus frontal cuádruple a 400MHz fabricado en Malasia y stepping SL6S9. Probamos con procesadores del mismo stepping de Filipinas y Costa Rica y los resultados fueron muy inferiores.

Un procesador 2.4GHz con bus real a 100MHz tiene ventajas e inconvenientes. La principal ventaja es que al tener un multiplicador muy alto, en este caso 24x, cada MHz de bus frontal que subamos supone una cantidad de megahercios reales bastante interesantes. Esto tiene sus inconvenientes y es que sueles llegar a bajas velocidades de bus al límite del procesador. En nuestro caso ocurre un poco de las dos cosas. Por ello no solo vamos a overclockear este procesador sino que lo compararemos con un procesador que alcance mucho mas bus frontal para comparar que resulta mejor.  Entre las diferencias palpables de usar frecuencias FSB mayores o menores esta sin duda el ancho de banda de la memoria. En el caso caso del procesador con bus frontal a 100MHz reales no niego cierto grado de descontento por no poder conseguir velocidades reales de ancho de banda de la memoria superiores a 4GB/s pero esto es en parte defecto de la placa con chipset Granite Bay que no permite usar la memoria de forma asíncrona lo que solucionaría, solo en parte, este defecto en ancho de banda hacia el doble canal DDR de la placa.

 

¿Por que este procesador y no otro?


Actualmente hay procesadores C1 mVid de todas las frecuencias, los más utilizados por overclockers están siendo los 2.4 y .2.53 entre otras razones por el precio más reducido y por unas buenas tasas de overclocking prácticamente garantizadas. Hasta ahora no habíamos visto muchas pruebas con procesadores de velocidades de bus inferiores como el que nosotros utilizaremos en estas pruebas. Además ya os hemos mostrado de lo que es capaz un micro C1 mVid en anteriores artículos donde logramos overclockear un 2.4GHz con bus frontal de 533MHz hasta los 3GHz sin necesidad de cambiar el voltaje del procesador y con un sistema de refrigeración convencional.

Los buenos overclockers están logrando fácilmente elevar la frecuencias de estos procesadores hasta los 3.2-3.5GHz sin necesidad de sistemas de refrigeración especiales. Muchos de ellos logran excelentes resultados con los ventiladores de serie que traen las versiones "retail" también conocidos como "en caja" que comercializa Intel. Pero para esto no solo hace falta saber mucho de overcloking, o conocer los mejores procesadores sino también tener suerte con el procesador que se elige.
 

Si no hace falta mucha refrigeración, ¿por que usar agua?


La verdad es que usando este kit es simplemente por aquello de que más vale que sobre que no que falte. Nosotros ya llevábamos probando este procesador durante algo más de dos semanas simplemente con el disipador oficial de Intel para procesadores Pentium 4 3.06. Este disipador es de lo mejorcito que se puede encontrar en refrigeración convencional y con el logramos unas frecuencias muy interesantes pero que fácilmente conseguimos superar con el kit de agua.

Con este kit de agua (waterchill), tenemos una solución si cabe más potente y un control de ruido excelente. Además con el hemos podido estrujar aun más el rendimiento del procesador por lo que nos damos más que satisfechos por su funcionamiento.
 

El KIT  al detalle

 


Este kit utiliza un sistema de refrigeración por gas (Vapochill).Se trata de un kit totalmente completo destinado a usuarios que quieran comenzar con un sistema de montaje sencillo y un rendimiento bastante bueno. El kit de se compone de todo lo necesario para su montaje. Bomba, deposito, bloque, tuberías y radiador. Todos de buena calidad y totalmente listos para su montaje en cualquier caja de ordenador.

Destacaré del Kit la utilización de tuberías estándar que permiten usar otro tipo de accesorios como pueden ser bloques para VGA o chipset de forma rápida y limpia gracias a los racores de cierre rápido que se han utilizado para la conexión de las tuberías. La propia fábrica tiene previsto el lanzamiento de dos bloques adaptados para su uso en tarjetas gráficas y chipsets de todo tipo. Las principales conexiones de tubería se realiza mediante cierres rápidos que no necesitan ningún tipo de aislante.

 Con solo empujar el cierre, la tubería sale del conector limpiamente. Otra ventaja notable se encuentra dentro del bloque o intercambiador de calor que refrigera la CPU. El soporte de este permite su adaptación en procesadores Intel Pentium 4 o Celeron, AMD XP e incluso para los ya más CERCANOS AMD 64. De todos modos nos parece que el fabricante deberá evolucionar el diseño de su bloque para que tenga más roce el agua con la superficie de cobre y también para reducir las rugosidades que pueden dejar estancadas algunas burbujas de aire en su interior. A pesar de esto su rendimiento es bueno.

Las tres fotografías de la izquierda corresponden a los tres bloques distintos de los que dispondrá el kit Waterchill. Corresponden de arriba a abajo al bloque para la CPU, el bloque para chipset y el bloque para tarjetas graficas. Estos tres bloques tienen una estructura similar y comparten la virtud de adaptarse a cualquier procesador, tarjeta gráfica o chipset que se encuentre actualmente en el mercado.

El radiador se compone de una estructura similar por no decir idéntica al del radiador de la Vapochill. De hecho Asetek lo refrigera con el mismo ventilador Sunon que usan en la Vapochill. El ventilador del radiador es lo suficientemente potente para refrigerar cerca de los 180W de calor y se ha colocado extrayendo aire del radiador en vez de empujarlo dentro para reducir el ruido producido por el aire al pasar por las finas laminas del radiador.

La bomba es lo suficientemente potente para servir adecuadamente a varios bloques de intercambio de calor pero el deposito, que no se incluye en todos los modelos de este KIT nos resulta un poco escaso pero hace un buen conjunto con la bomba que no necesita estar sumergida. Dentro del KIT se incluye además de las tuberías necesarios de 10 y 12mm un bote con liquido que reduce el crecimiento de algas dentro del agua. Esto ocurre siempre con el tiempo se use o no agua destilada. La vida siempre se abre paso.

Lo que más nos gusta de este kit, es como se ha cuidado la seguridad del sistema. Todo el conjunto va directamente conectado a una tarjeta electrónica que controla que todo este enchufado, bomba y ventilador de radiador, antes de encender el ordenador. Así evitaremos daños al circuito o al propio procesador por fallos de funcionamiento. Esta caja de control también tiene un selector de voltaje para el ventilador del radiador y un conector para situar un led de estado o de funcionamiento de la bomba.

Por ultimo quiero hablar un poco del acabado que en reglas generales es bastante bueno pero que falla en la conexión de las tuberías al radiador. A este llega una tubería de 12mm directamente desde la bomba y sale otra tubería de 10mm dirigida hacia el bloque de intercambio de calor. Esta de 10mm queda bastante justa y habrá que calentar con agua caliente para poder introducirla adecuadamente. Otra pega son los aislantes o cierres de la conexión que personalmente me hubiera gustado que fueran del estilo de bridas fontaneras. El aspecto general esta muy cuidado, con una fijación a la placa sencilla, un intercambiador cuya parte superior transparente permite ver el interior del mismo, el radiador totalmente pintado en negro a juego con la bomba y el ventilador del propio radiador, etc. Es un kit que queda muy atractivo montado en cualquier caja con el aspecto que solo da un producto bien terminado.
 

 

 





 

 

El proceso de overclockear un procesador como este


Overclockear un procesador Pentium 4 es más sencillo pero menos completo que hacerlo con un procesador AMD XP. Esto es porque en los procesadores Pentium 4, y en cualquier otro procesador Intel desde los tiempos del Pentium 2, no podemos modificar el multiplicador del procesador. La velocidad real de un procesador viene definida por la velocidad del bus frontal, o bus interno, y el multiplicador. Así nuestro procesador 2400MHz es en realidad un procesador con bus frontal de 100MHz por 24x que es su multiplicador.

Esto facilita en cierto modo la tarea del overclocking porque las posibles combinaciones se reducen bastante. Con un procesador Intel básicamente deberemos controlar la velocidad del bus frontal (FSB), la velocidad de la memoria, si es que la placa permite su funcionamiento de forma asíncrona, y como no, los voltajes para procesador y en su caso la memoria.

Como muchos sabréis la memoria SDRAM tanto en su variante DDR como en su variante normal se caracterizan por poder trabajar con velocidades sincronías con el procesador. Esto es muy sencillo de explicar, si nosotros aumentamos la velocidad del bus frontal a 133MHz y tenemos la memoria funcionando de forma síncrona necesitaremos memoria preparada para funcionar a velocidades internas de 133MHz. Esto además no solo afecta a la velocidad CPU/memoria sino también a otras frecuencias internas como las del AGP o el PCI. En este articulo intentaremos explicarlo todo detenidamente.

En el tema de la sincronía hay muchas excepciones pero también muchas placas fieles a esta teoría como es el caso de todas las que montan el chipset Granite Bay como la Asus P4G8X que hemos usado en este artículo. Las placas y chipsets que permite funcionamiento asíncrono lo hacen normalmente de dos maneras: una es mediante divisores de frecuencia tanto positivos como negativos y también mediante bloqueo de frecuencias. Este segundo tipo se centra en bloquear las frecuencias de AGP y PCI, que tienen una relación 2:1 (el AGP siempre tiene el doble de velocidad que el PCI), y que estabilizan las velocidades de las tarjetas evitando inestabilidades por parte de estas. Los divisores seleccionables funcionan también de un modo similar. Se selecciona una velocidad FSB y se le aplica unos divisores predefinidos que harán que la memoria, AGP y PCI funcionen a la velocidad definida por el divisor. Por ejemplo, un divisor de 4:5:1 significa que a la velocidad de bus frontal FSB de 133MHz se aplicará un cuarto mas de frecuencia a la memoria llegando a los 166MHz y manteniendo el PCI a 33MHz y el AGP a 66MHz.

Las mejores opciones tanto para procesadores AMD como Intel en plataformas DDR permiten bloquear el PCI por lo que los divisores se limitan a la velocidad asíncrona de la memoria. De este modo es posible trabajar en un Pentium 4 3.06 que tiene un bus interno de 133MHz, de forma asíncrona con memoria DDR400 a 200MHz de frecuencia interna. En nuestro caso, al usar un Granite Bay, podremos bloquear el PCI y el AGP pero la memoria tendrá que funcionar de forma sincronía con la frecuencia del procesador. Esto hace que necesitemos memoria que pueda funcionar perfectamente con las frecuencias que alcancemos. Nosotros para este articulo hemos usado memoria DDR400 que como veréis nos resultara necesaria para una parte de nuestras pruebas con un procesador 2400 a 533MHz de FSB.

Muchos de vosotros nos habéis consultado, a través de los foros y correos, que porque usamos memoria DDR400 en la P4G8X cuando nosotros mismos decimos que este chipset esta pensado por Intel para dar soporte a memoria DDR266. La respuesta es sencilla. Cuando aumentamos el bus frontal en un Granite Bay no dispondremos de ningún mecanismo para reducir la frecuencia de la memoria por lo que trabajamos con memorias muy rápidas para despreocuparnos de posible fallos por pasarnos de frecuencia. En este caso que nos trae hoy necesitaremos memoria DDR400 para no tener problemas con la memoria.

 

 

 



Los resultados del proceso de overclocking


Dicho esto os relataré los resultados después de m´qs de dos intensas semanas de probar distintos procesadores de distintas plantas de fabricación y de distintas versiones. Encontramos el SL6S9 fabricado en Malasia con el que conseguimos 3550MHz en total estabilidad. A esta velocidad llegamos aumentando a 148MHz el bus frontal de la placa y aumentando también el voltaje del procesador hasta los 1.8v que para mi resulta un poco excesivo pero más llevadero usando un sistema de refrigeración por agua que suelen minimizar los golpes de calor y las grandes diferencias de temperaturas que se dan en refrigeradores convencionales entre el estado de "idle" y "full".

148MHz que dejan nuestro bus de memoria en una cifra no demasiado interesante pero que nos permitirá tener un ordenador realmente potente al que hemos aumentado su frecuencia trabajo mas de 1GHz, exactamente un 48% mas de frecuencia   que salido de fabrica. Es el momento de mostraros el resto del equipo que hemos usado para este test.

A esta frecuencia solo hemos conseguido llegar gracias al kit de agua de Asetek. Sin el, simplemente con el disipador de Intel, alcanzamos los 142MHz de FSB, unos 3400MHz reales, con total estabilidad pero con unas temperaturas y un ruido muy superiores a los conseguidos con el kit de agua.
 


Esta es una captura con nuestro procesador a 3600MHz totalmente estable en Windows pero con serios problemas en cuanto iniciábamos alguna aplicación 3D. Esta es la frecuencia a la que nos hubiera gustado dejar el procesador pero fue imposible y nuestra cota final se situó a los 148Mhz, 50MHz menos de velocidad final.
 

Las pruebas


Muchas veces nos consultáis si overclockear el procesador realmente tienen unas ganancias de rendimiento tan notables como para gastar tanto tiempo en busca de los componentes ideales y en hacer las pruebas que nos lleven a sacar hasta el ultimo MHz del procesador.  Por eso en los  artículos solemos comparar los resultados obtenidos con el procesador overclockeado y con el procesador sin overclockear, tal como salio de la fabrica de Intel.

No solo hemos añadido los resultados obtenidos con el procesador tal y como sale de fábrica sino que hemos añadido las columnas con las velocidades obtenidas con el disipador convencional (142MHz FSB), con el agua (148MHz FSB) y también hemos incluido pruebas con un procesador 2400 a 533MHz que hemos conseguido overclockear hasta los 3222MHz gracias a un bus frontal de 179MHz. Esto lo hemos hecho para ver que impacto tiene el aumento del bus frontal en los procesadores Pentium 4. Os adelantaré que los resultados son más que interesantes en este sentido.

Quiero también aclarar que nuestras pruebas de compresión de DivX las realizamos siempre con la misma película y con los mismos ratio de bit para video y audio. Utilizamos la versión 5.02 del codec de DivX para la compresión. Por supuesto todos estos procesadores han sido probados con este mismo equipo, con el mismo sistema operativo y con los mismos drivers. La tarjeta Radeon 9500 esta overclockeada hasta los 330MHz de GPU y 310MHz de memoria en todas y cada una de las pruebas.

 

 

Maquina de test

Pentium 4 2.4GHz@3.55GHz

Placa base

Asus P4G8X

Procesador

Intel Pentium 4 2.4 400FSB

Disipador

Waterchill o CoolerMaster

Memoria

2x256MB TwinMOS DDR400

Disco duro

Maxtor 750D 80GB

T.sonido

Audigy 2 Platinum Ex Creat

Unidades ópticas

DVD LG 16x

Tarjeta gráfica

ATI Radeon 9500 128MB DDR

Teclado

Batch-Pc RF Deluxe

Ratón

Terratec Razer Boomslang

Monitor

Samsung 151MP

Caja

SkyHawk aluminio

Fuente de alimentación

interna 400W SkyHawk (

Sistema operativo

Windows XP Profesional

Drivers

Radeon Catalyst 3.4 oficiales
 

 

 

 

Pentium 4 mVid y Waterchill

Publicado el 16 de Mayo de 2003

 
 

Los resultados

 

Tests realizados 24x100MHz (FSB400) 24x142MHz (FSB576) 18x179MHz (FSB716) 24x148MHz (FSB592)
2400MHz 3450MHz 3222MHz 3550MHz
SYSMARK 2002
Índice General 243 puntos 308 puntos 303 puntos 317 puntos
Prestaciones Office 178 puntos 226 puntos 211 puntos 232 puntos
Prestaciones Internet 331 puntos 421 puntos 412 puntos 433 puntos
Índice Sisoft Sandra
Dhrystone ALU 6263 MIPS 8595 MIPS 8258 MIPS 9124 MIPS
Whetstone FPU 3136 MFLOPS 4522 MFLOPS 4302 MFLOPS 4642 MFLOPS
Interger eMMX/eSSE 9572 it/s 13770 it/s 13120 it/s 14149 it/s
Floating point eMMX/eSSE 12171 it/s 17492 it/s 16597 it/s 17986 it/s
RAM integer 2431 MB/S 3437 MB/S 4426 MB/S 3596 MB/S
RAM Float 2431 MB/S 3428 MB/S 4423 MB/S 3575 MB/S
Velocidad de caché(256K) 17575 MB/S 25248 MB/S 24720 MB/S 25310 MB/S
PCMark 2002
CPU score 5899 puntos 8356 puntos 7801 puntos 8599 puntos
Memory score 5591 puntos 7567 puntos 8343 puntos 7829 puntos
HDD score 1210 puntos 1205 puntos 1222 puntos 1230 puntos
Cinebench 2003
Rendering (1 CPU) 240 CB 343 CB 333 CB 354 CB
Shading (Cinema 4D) 242 CB 338 CB 333 CB 349 CB
Shading (Software) 1092 CB 1496 CB 1505 CB 1562 CB
Shading (Hardware) 1812 CB 2289 CB 2651 CB 2503 CB
CliBench
Dhrystone 2.1 3555 MIPS 5018 MIPS 4651 MIPS 5025 MIPS
Whetstone 920 MFLOPS 1320 MFLOPS 1255 MFLOPS 1346 MFLOPS
Eight queens problem 6176 pps 9066 pps 8576 pps 9199 pps
Matrix operations 123080  kops 162080  kops 192928  kops 169728  kops
Number crunch 115649 kops 163421 kops 156666 kops 167140 kops
Floating point 10560 kops 15102 kops 14569 kops 15639 kops
Memory throughput 607680 kB/s 607680 kB/s 607680 kB/s 607680 kB/s
Performance Test
Matemáticas 465.0 510.2 470.2 529.4
Gráficos 2D 425.4 545.7 530.5 562.5
Memoria 382.9 527.1 525.1 545.1
Gráficos 3D 1109.3 1316.8 1276.4 1348.3
Disco duro 268.7 270.3 259.2 255.4
MMX 340.1 480.7 455.4 496.8
Resultado Global 410.3 496.9 488.3 512.3
Compresión en DivX
DivX 5.02 codec lento 25.55FPS 36.87 FPS 36.08 FPS 38.33 FPS
DivX 5.02 codec rápido 42.80 FPS 66.32 FPS 69.19 FPS 71.50 FPS
3DMark 2001 SE
Sin FSAA 12750 16411 17091 16825
Con FSAA 2x 11631 13563 15060 15114
Con FSAA 4x 10200 11440 13856 13788
Con FSAA 6x 8042 8644 11955 11920
3DMark 2003
Test por defecto 4256 5125 5360 5410
Unreal Tournament 2003
800x600x32bits FlyBy 167.41 FPS 228.85 FPS 239.40 FPS 236.92 FPS
1024x768x32bits FlyBy 164.83 FPS 206.35 FPS 227.31 FPS 225.04 FPS
1280x960x32bits FlyBy 164.28 FPS 206.76 FPS 227.34 FPS 224.76 FPS
800x600x32 Botmatch 51.33 FPS 76.59 FPS 80.50 FPS 79.91 FPS
1024x768x32 Botmatch 51.33 FPS 76.52 FPS 80.48 FPS 79.88 FPS
1280x960x32 Botmatch 51.28 FPS 76.69 FPS 80.56 FPS 79.73 FPS
Temperatura media durante las pruebas
Sistema de refrigeración Waterchill Aire Waterchill Waterchill
ºC 33º 57º 52º 45º


Aquí tenéis los resultados de nuestra batería de test. En Sysmark 2002, que mide el rendimiento global del PC en aplicaciones comerciales reales como Dreamweaver o Photoshop, hemos conseguido resultados muy buenos y más grandes según aumentamos la velocidad final del procesador. Esta tónica se repite en casi todos los test menos en los que la memoria se toma como punto de referencia y en los cuales evidentemente gana el procesador con el bus frontal a 179MHz. A esta velocidad la memoria en canal dual consigue casi 4500GB de traspaso de memoria por segundo.

Hasta aquí todo normal. Pero cuando llegamos a las pruebas de 3D nos llevamos una sorpresa bastante grande. El procesador con mas ancho de banda (el 2400 a 533MHz overclockeado hasta los 3222 y 716Mhz FSB cuádruple) con 300MHz menos de velocidad no solo aguanta el tipo sino que gana en muchos de los test 3D realizados con 3DMark 2001, 2003 y Unreal Tournament 2003. Tambien ofrece casi los mismos resultados en la compresión de video a DivX pero esto ya lo esperábamos porque en tareas de este tipo el ancho de banda influye notablemente.

Estos resultados un tanto ambiguos vamos a contrastarlos en un próximo articulo en el que incluiremos pruebas con una placa con el chipset i875 y un Pentium 4 a 800MHz FSB de Intel. Este chipset, siendo similar al Granite Bay en muchas prestaciones, permite el funcionamiento asíncrono de los buses de procesador y memoria.

Nos quedamos y os hacemos hincapié en la mejora bestial de rendimiento alcanzado con este procesador a 100MHz. Desde los 2400MHz hasta los 3550MHz hemos aumentado el rendimiento casi en un 50%. Unos resultados más que notables. Hemos pasado de un procesador de ordenador de gama media a un fuera de serie que muy pocas personas pueden disfrutar hoy en día. Esto es lo que al final hace que merezca la pena todo el tiempo y dinero invertido en material y en la búsqueda de un buen procesador y como no, de sus límites.
 

Conclusión


Creo que los resultados hablan por si solos, un procesador bien seleccionado, una placa excelente, una tarjeta gráfica tambien escogida con cuidado, y se consiguen resultados a los que difícilmente llegaremos con un procesador "comercial" al coste invertido. Entre procesador y tarjeta gráfica calculo alrededor de 330€ de ahorro, más que suficiente para pagar algunas mejoras realizadas incluido un potente y silencioso kit de refrigeración por agua como es el de refrigeración líquida (sólo recomendando para equipos gama alta o aplicaciones críticas, WEB, etc...)

Reportaje: JAV