Việc ép xung (overclock) để
tăng sức mạnh hệ thống diễn ra
trước khi xuất hiện PC, được
thực hiện trên nhiều thiết bị
nhỏ và đơn giản hơn, nhưng
huyền thoại về vi xử lý 8088 8
MHz được ép lên 12 MHz đã khởi
đầu trào lưu này.
>Cao thủ phô tài trên võ đài ép
xung
Sau đó, ép xung được chia làm
hai nhánh: số đông ép xung để
có khả năng hoạt động tốt nhất
trên túi tiền hạn chế; số ít ép
xung để có được sức mạnh
“siêu đẳng” bằng bất kỳ giá
nào.
Người ta có thể ép xung cho
CPU, RAM và card đồ họa. Ảnh:
Tom's Hardware.
Khái niệm về ép xung
Ép xung là hoạt động làm tăng
tốc độ của bất kỳ thành phần
nào lên cao hơn mức chỉ định
của nhà sản xuất. Từ “đồng hồ”
bắt nguồn từ việc người ta
dùng máy tạo dao động
(oscillator) để thiết lập một
nhịp mà từ đó tạo nên những
tần số cao hơn. Các thiết bị đơn
giản nhất hoạt động với tần số
của máy tạo dao động này để
vi xử lý 8 MHz cần một đồng hồ
8 MHz. Việc ép xung các vi xử lý
“đời đầu” này khá đơn giản, chỉ
là thay mặt đồng hồ từ 8 thành
12 MHz.
Khi máy tính ngày càng phức
tạp hơn, một mặt đồng hồ
không thể hỗ trợ nhiều mức tốc
độ mà các loại bus dữ liệu khác
nhau yêu cầu. Dù bo mạch chủ
có thể chứa vài máy tạo dao
động cho các thiết bị, một mạch
điện tích hợp thêm lại phải hỗ
trợ các mức tốc độ khác nhau
cho nhiều giao tiếp. Vì vậy,
người ta nghĩ ra thiết bị tạo tín
hiệu xung đồng hồ (clock
generator) theo nhiều bội số và
phân số của máy tạo dao động.
Thiết bị tạo tín hiệu xung đồng
hồ này càng ngày càng tinh vi
hơn, đến mức các bo mạch và
một vài thành phần gắn thêm
giờ đều hỗ trợ các tần số tinh
chỉnh trong vài thao tác.
Sự xuất hiện của thiết bị tạo tín
hiệu xung đồng hồ có thể tinh
chỉnh đã cho phép kỹ thuật ép
xung được thực hiện mà không
cần thay các thành phần như
mặt đồng hồ. Những tiến bộ xa
hơn trong sản xuất BIOS và
phần mềm firmware giờ cũng
giúp tốc độ của thiết bị được
cải thiện mà không phải thay
đổi cài đặt chân cắm (jumper).
Lợi ích và rủi ro Ép xung cho phép hệ thống cấp
thấp có thể đạt đến mức độ
hoạt động mạnh mẽ hơn. Ví dụ,
chip Pentium IV 3,0 GHz có thể
đạt 3,4 GHz. Tuy nhiên, nguy cơ
lớn nhẩt của việc này là gây hư
hại phần cứng, mất dữ liệu. Vì
vậy, người ta phải cho hệ thống
qua các quy trình kiểm nghiệm
để tránh rủi ro. Các yếu tố sau
đây ảnh hưởng lớn tới “sự
sống” của máy.
Tốc độ: Các mạch điện tích hợp
có tuổi thọ nhất định vì mỗi
hoạt động sẽ làm thoái hoá
chúng ở một mức nhỏ. Việc
tăng gấp đôi số vòng hoạt
động trong mỗi giây sẽ làm tuổi
thọ này giảm đi một nửa.
Nhiệt lượng: Các mạch điện
thoái hoá nhanh hơn khi nhiệt
độ tăng. Nhiệt độ cũng là kẻ thù
của sự ổn định trong hệ thống
nên người ta sẽ phải tìm nhiều
cách để giữ máy luôn mát mẻ.
CPU được thiết kế để hoạt
động từ -25 đến 80 độ C nhưng
thông thường phải luôn giữ
chúng dưới 50 độ và càng mát
càng tốt.
Hiệu điện thế tăng cho phép các
tín hiệu truyền đi mạnh hơn
nhưng cũng khiến mạch điện
thoái hoá nhanh và gây hỏng
hóc. Việc tăng hiệu điện thế
cũng song hành với tăng nhiệt
độ, dù không làm hỏng chip
ngay nhưng sẽ dần dần làm
giảm tuổi thọ của nó.
Những thành phần có thể ép
xung
Người ta có thể tối ưu hóa hoạt
động chủ yếu cho vi xử lý, bộ
nhớ và chip đồ họa. Những
thành phần khác như bus PCI và
PCI Express, cổng serial hay USB
cũng có thể áp dụng phương
pháp này nhưng kết quả không
rõ ràng.
Ép xung CPU Lõi của các vi xử lý hiện nay
hoạt động ở nhiều bội số của
tốc độ đồng hồ. Ví dụ Pentium
III 500 MHz chạy được gấp 5 lần
front side bus 100 MHz (5 x 100
MHz = 500 MHz). Chỉnh bội số
này hoặc tần số lên cũng mang
lại tốc độ cao hơn. Ví dụ: 600
MHz có thể đạt được bằng cách
nâng bội số bằng 6 hoặc tăng
tốc độ bus lên 120 MHz để 5 x
120 MHz = 600 MHz.
Khó khăn duy nhất với cách
phân tích này là những vi xử lý
loại đó lại có bội số cố định nên
việc nâng 5x lên 6x không phải
lựa chọn của người ép xung.
Tuy nhiên, người ta có thể nâng
bội số với một số mẫu chip khác
sau khi "bẻ khóa". Ví dụ, vi xử lý
Slot A Athlon đã được tăng tốc
theo cách này trước khi sản
phẩm thương mại xuất hiện
trên thị trường.
Tần số CPU vẫn bắt nguồn từ
bội số của tốc độ đồng hồ chứ
không phải tốc độ dữ liệu. Front
side bus 1066 của Intel hoạt
động trên tốc độ đồng hồ là
266 MHz, HyperTransport
Interconnect 2000 MHz của AMD
dùng đồng hồ tốc độ 200 MHz.
Điều này có nghĩa là một chip
Athlon 64 X2 4600+ của AMD
dùng bội số 12x để đạt được
mức 2,4 GHz, trong khi Core 2
Duo E6600+ của Intel đạt 2,4
GHz bằng cách dùng bội số 9x.
Ép xung bộ nhớ
Hầu hết các bộ nhớ có thể tối
ưu hóa ở mức độ nào đó
nhưng khá phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như chất lượng của chip,
thiết kế bo mạch và lắp ráp
module. Ép xung bộ nhớ đã trở
nên phổ biến đến mức các nhà
sản xuất RAM đã công bố
những sản phẩm nhanh nhất
khi áp dụng cách này.
Lợi thế của ép xung bộ nhớ là
vượt xa khả năng hoạt động cơ
bản của chúng để có tốc độ
nhanh tương đương CPU. Ví dụ,
Pentium III được ép xung tới
150 MHz sẽ phối hợp tốt với bộ
nhớ cũng đạt tốc độ này.
Một số tay ép xung còn thiếu
kinh nghiệm thường đẩy RAM
quá giới hạn ổn định của nó và
khi thất bại lại cho rằng đó là do
thành phần sai. Sự "hiểu nhầm"
này bắt nguồn từ menu BIOS
hiển thị tốc độ bộ nhớ như tốc
độ dữ liệu liên quan đến CPU
không được ép xung. Do trình
điều khiển bộ nhớ chạy RAM
với tốc độ như CPU nên bất cứ
sự thay đổi nào về tốc độ CPU
cũng gây ra ảnh hưởng nhất
định đối với tốc độ bộ nhớ.
Ví dụ một chip FSB1066 Core 2
Duo đi kèm bộ nhớ DDR2-533
đều hoạt động ở tốc độ đồng
hồ 266 MHz. Chọn cài đặt bộ
nhớ 533 MHz và ép xung CPU
lên 333 MHz sẽ khiến bộ nhớ
chạy ở mức 667 MHz, mặc dù
BIOS vẫn báo là 533 MHz. Một số
nhà sản xuất phải cho thêm hai
thông báo tốc độ gốc và tốc độ
thực sự. Còn những ai không có
thông báo này thì cần làm phép
tính thủ công.
Ép xung bộ nhớ cũng có những
rủi ro như mất dữ liệu khi
chương trình bị lỗi, hỏng hóc do
quá nóng...
Ép xung card đồ họa
Tần số của card đồ họa độc lập
với cài đặt của bo mạch chủ mà
phụ thuộc vào đồng hồ và
mạch điện điều khiển riêng. Các
cài đặt này được lưu ở
firmware của card, cho phép
các chương trình ép xung card
đồ họa đặc biệt chỉnh được tốc
độ vi xử lý và RAM đồ họa ngay
trong Windows. Thiết bị này
cũng đối mặt với nhiều rủi ro
về nhiệt độ, gây ra tình trạng
hỏng hình ảnh khi ép xung thất
bại.
