AMD: Overclock no Phenom II

O Phenom II é surpreendentemente overclocável para um processador quad-core. Além do uso da técnica de 45 nm com SOI, o grande segredo é o fato de ele ser um processador quad-core nativo, diferente dos Core 2 Quad, onde temos dois processadores dual-core se comunicando através do FSB. Usando um bom cooler, não é difícil obter de 3.5 a 3.8 GHz de overclock em um Phenom II X3 720 ou em um X4 920, o que os tornam opções bastante acessíveis para quem quer um PC de alto desempenho. Se você está chegando agora, leia o post com o básico sobre overclock.

Assim como no caso do Intel i7, os processadores AMD baseados na arquitetura K10 (Phenom, Phenom II e Athlon X2) utilizam um clock de referência, que é usado para gerar 4 frequências independentes:

Frequência do processador: O clock do processador é obtido a partir de um multiplicador, assim como nos processadores que utilizam o FSB. Como de praxe, o multiplicador é travado para mais (com exceção dos processadores Black Edition), o que torna necessário aumentar o clock de referência para fazer overclock.

Frequência do North Bridge (ponte norte): Esta é a frequência do controlador de memória e do cache L3 (caso presente), que de acordo com o modelo do processador pode ser de 1.8 ou 2.0 GHz. A frequência do North Bridge é desvinculada da frequência do restante do processador e é ajustada através de um multiplicador separado, que diferente do multiplicador principal, é destravado em todos os modelos.

Frequência da memória: Como o controlador de memória faz parte do processador, a frequência da memória é também afetada ao aumentar o clock de referência, o que também pode ser contrabalançado por uma redução no multiplicador.

Frequência do HyperTransport: O HyperTransport controla toda a comunicação do processador com o North Bridge. Assim como no caso do North Bridge, a frequência nominal nos Phenom e Phenom II é de 1.8 ou 2.0 GHz e é obtida a partir do clock de referência. A frequência do HyperTransport não possui um impacto significativo sobre o desempenho, por isso é preferível mantê-lo a uma frequência próxima da nominal para evitar que ele se torne um limitante ao fazer overclock. Outra regra é que a frequência do HT pode ser igual ou menor que a do North Bridge, mas nunca maior.

A frequência base é sempre de 200 MHz (desde a época do Athlon 64) e as demais frequências são obtidas através de multiplicadores. Em um Phenom II X4 920, por exemplo, temos uma frequência de 2.8 GHz para o processador (multiplicador de 14x), 1.8 GHz para o North Bridge (multiplicador de 9x), 800 ou 1066 MHz efetivos para a memória (multiplicador de 2.0x ou 2.66x) e 1.8 GHz para o HyperTransport (multiplicador de 9x).

Ao aumentar o clock de referência, todas as frequências são aumentadas simultaneamente, o que faz com que você quase sempre tenha problemas com a memória, com o North Bridge ou com o HyperTransport muito antes de atingir o limite máximo do processador.

A exceção fica por conta dos processadores da séries Black Edition, que são vendidos um pouco mais caro justamente por possuírem o multiplicador destravado, o que simplifica muito as coisas, já que você pode simplesmente aumentar o multiplicador, sem mexer na frequência base. Para os demais processadores, a solução é ajustar as frequências através dos multiplicadores, reduzindo os valores conforme aumenta o clock de referência.

Ao usar 240 MHz no Phenom II do exemplo, você teria 3.36 GHz para o processador, 2.16 GHz para o North Bridge e para o HT e 960 MHz para a memória (ao usar módulos DDR2-800).

O processador não terá grandes problemas para operar a essa frequência, mas os 2.16 GHz estão acima do suportado pelo Hyper Transport, o que provavelmente fará com que o overclock seja mal sucedido. Entretanto, ao reduzir os multiplicador do HT para 8x (resultando em uma frequência de 1.92 GHz, bem mais próxima dos 1.8 GHz originais) o processador passa a funcionar estavelmente:

A menos que os módulos usados tenham uma boa tolerância, os 960 MHz para a memória também podem ser um problema. Conforme você aumenta a frequência base, você vai lentamente se aproximando do limite máximo dos módulos, até o ponto em que eles passam a exibir erros. Quando isso acontece, você não tem outra opção senão reduzir o multiplicador da memória, assim como no caso do HT.

Para que seus módulos DDR2-800 trabalhem com uma frequência base de 300 MHz, por exemplo, você vai muito provavelmente ter que reduzir o multiplicador de 2.0 para 1.33. Nesse exemplo, a frequência final continuará sendo a mesma (1.33 x 300 MHz = 2.0 x 200 MHz), mas existem muitos casos em que você precisará escolher entre limitar o overclock ou usar uma frequência ligeiramente mais baixa para a memória. Ao usar uma frequência base de 285 MHz, por exemplo, os módulos passariam a trabalhar a apenas 759 MHz.

Em muitas placas, você não encontrará diretamente a opção de ajustar o multiplicador, tendo no lugar uma opção para selecionar o tipo de memória usado (DDR2-553, DDR2-800, DDR2-1066, etc.) onde o BIOS ajusta o multiplicador automaticamente para obter a frequência indicada.

Em seguida temos a frequência do North Bridge, que tem também um impacto significativo sobre o desempenho, já que determina a frequência do cache L3 e do controlador de memória integrado. Embora o North Bridge não ofereça uma margem de overclock tão grande quanto o restante do processador, você pode conseguir de 2.4 a 2.6 GHz, ajustando o multiplicador de acordo com a frequência base usada. Pode parecer pouco, mas é o suficiente para obter um ganho de 3 a 4% em muitos aplicativos.

Infelizmente, existem caso de placas-mãe que não oferecem a opção de ajustar o multiplicado do North Bridge separadamente do multiplicador do processador. Nesses casos, o overclock acaba sendo limitado, pois você fica restrito aos 20 ou 30% de acréscimo suportado pelo North Bridge, mesmo que o processador possa ir mais longe. Nesses casos, um Black Edition pode ser uma melhor escolha, já que permite aumentar o clock do processador através do multiplicador, sem depender unicamente do aumento da frequência base.

Além dos multiplicadores, temos também a questão das tensões. O valor default varia de acordo com o modelo do processador, mas a tensão máxima recomendada para qualquer Phenom II de 45 nm é de 1.55V, independentemente do modelo. O motivo é simples: todos os processadores são produzidos na mesma linha de produção e usando o mesmo processo. Eles são selecionados de acordo com o clock máximo e as tensões mínimas de operação, mas as características físicas são as mesmas.

Além da tensão do processador, que é o arroz com feijão, temos também a tensão das memórias e a tensão da North Bridge, que apesar de fazer parte do processador, utiliza uma tensão específica. Assim como no caso do processador, um pequeno aumento ajuda a obter frequências mais altas.

Para melhores resultados, é importante desativar o suporte ao Cool'n'Quiet no Setup, já que as reduções nas tensões e as flutuações causadas pela variação de frequência do processador acabam reduzindo a margem de overclock.

Outra opção é usar o AMD Fusion (http://game.amd.com/us-en/drivers_fusion.aspx) em conjunto com o Overdrive para criar um profile, ativando o overclock (ou aumentando a frequência para o nível máximo) ao rodar jogos ou outros aplicativos específicos. Esta é uma boa solução do ponto de vista da eficiência, já que você pode usar a frequência default no restante do tempo, economizando energia e preservando a vida útil do processador.

Outra opção que reduz a margem de overclock é a "Spread Spectrum", que também pode ser desativada através do Setup. A função dela é criar pequenas flutuações na frequência de operação do processador (de maneira a atender às normas de emissão eletromagnética de alguns países da Europa), o que reduz o teto de overclock do processador em alguns MHz.

A opção "Advanced Clock Calibration" (ACC Technology) que permitia obter pequenos ganhos de overclock nos Phenoms antigos, deixou de fazer diferença no Phenom II (onde as melhorias foram incorporadas diretamente no firmware), por isso não adianta perder tempo com ela. A única função passou a ser destravar o quarto núcleo nas placas compatíveis.

Para simplificar as coisas, o ideal é começar usando multiplicadores baixos para a memória, HT e North Bridge e começar overclocando o processador através do aumento da frequência base. Depois que encontrar o clock máximo do processador com a tensão default, passe para uma segunda rodada de testes, usando pequenos aumentos nas tensões (sem ultrapassar os 1.55V). Ao atingir a frequência máxima do processador, recue 100 MHz e você chegará a uma frequência moderada, com uma boa margem de estabilidade.

Determinada a frequência do processador, passe para a fase 2, elevando os multiplicadores da memória e do North Bridge (um de cada vez), até encontrar o máximo suportado pela dupla. Como comentei, não faz muito sentido aumentar a frequência do HT (já que o impacto sobre o desempenho é mínimo), o melhor é simplesmente usar um multiplicador que resulte em uma frequência próxima dos 2.0 GHz.