Разгон процессора заменой кварца

Зачем это нужно

Как известно, стандартными частотами для пентиумных мам являются 50,(55),60 и 66 МГц. Чтобы получить свою рабочую частоту процессор умножает одну из этих внешних частот на 1,5 (P-75,90 и 100), на 2 (Р-120,133), на 2,5 (Р-150 и 166) или на 3 (Р-200). Также является известным факт, что процессоры iPentium, изготовленные по 0,35 мкм технологии и отмаркированные на 100, 120 или 133 МГц прекрасно работают на частотах вплоть до 200 МГц. И все было бы хорошо, но Intel где-то с середины 96г. "защитил от разгона" эти процессоры, "отрезав" вторую ножку, отвечающую за выбор коэффициентов умножения, оставив таким образом только х1,5 и х2 и ограничив макс. рабочую частоту до 133 МГц. Заставить процессор работать на большей частоте можно только повысив внешнюю. Некоторые мат. платы имеют (не)документированные частоты 75 МГц и иногда 83 МГц, но к подавляющему большинству это не относится. Вот для владельцев таких мат. плат этот материал может быть полезен.

Небольшое отступление

В последнее время намечается явная тенденция среди производителей мат.плат ставить синтезаторы, умеющие 75МГц, а иногда и 83МГц, но распаивать не 3 джампера, а только 2. Таким образом запрещается установка повышенных частот. Животрепещущий пример - PLL52C59-14TSC, который может синтезировать 75МГц. Он устанавливается почти на всех матерях от Giga-Byte и многих других. Ниже приведены все комбинации на выводах выбора частоты этой микросхемы.

Под "1" понимается сигнал логической единицы, т.е. +5В через резистор 1,5к-10к. Под "0" понимается сигнал логического "0", т.е. земля. Эту информацию я лично проверял на практике ! Но вернемся к нашим баранам.

1. Идея

Как известно, на всех пеньковых мамах (кроме разве старых-престарых) все используемые частоты синтезируются в одной микросхеме, которая использует в качестве исходного кварцованный сигнал частотой 14,31818 МГц, умножая его на определенные коэффициенты (см.табл.1). Отсюда рождается и идея - заменить кварц 14,318 МГц на другой с большей частотой - пропорционально вырастет частота, подаваемая на процессор и шину PCI (что есть хорошо, этого и добиваемся) и прочие частоты (что есть плохо, но вполне исправимо).

Прим. На мой взгляд интерес представляют строки, соответствующие кварцам на ~18-20 и 24 МГц. С кварцем на 24 МГц можно использовать выходы, на которых ранее было 14,318 МГц для тактирования контроллера флоппи-дисков (24 МГц), а кварцы на ~18 - 20 МГц дают наиболее гибкую линейку частот, т.к. на частотах свыше 90 МГц (внешняя процессора) все матери, которые у меня были (Endeavour, ATC-2000 и FIC PT-2200) начинали глючить, тогда как на ~85 МГц нормально живут. Исключением явилась GigaByte GA-586HX rev.1.55. - работает с кварцем 20МГц, внешняя частота 92,857 МГц, процессор (iPentium-133 step.2-5-С inbox c отключенными х2.5 и х3) работает на частоте ~185 МГц !!! Так что советую, мать просто превосходная ! (Мало того, процессор работал и на 220МГц (110МГц * 2), но глючил внешний кэш и мама тихо вешалась).

Кварцы выше 24 МГц применять, как мне кажется нет смысла, т.к. получаются очень большие частоты, да и не каждый синтезатор согласится синтезировать больше 100МГц. Этот теоритический домысел подтвердился практически при переделке GA-586HX - с кварцем на 20 МГц она прекрасно работает на 92,857 МГц внешней частоты, а с кварцем на 24 МГц на внешней 92 МГц лезут сплошные глюки и сбои 8()~. Т.е. можно порекомендовать стараться ставить на синтезатор кварц поменьше.

Однако увеличив тактовые частоты процессора и шины путем замены кварца 14,318 МГц на кварц с большей частотой необходимо будет скорректировать прочие частоты (флоп 24 МГц, клавиатура 12 МГц, USB 48 МГц и системный таймер 14,318 МГц).

2. Практическая реализация

Для начала необходимо разобраться, какие из служебных частот придется корректировать.

• Сигнал 14,318 МГц для таймера придется корректировать всегда.
• Сигнал 24МГц используется для контроллера флоппи-дисков. На тех платах, где используется отдельный кварц на 24 МГц, стоящий как правило, возле чипа Multi I/O (напр. платы ATC-2000,FIC PT-2200), корректировать, естественно, этот сигнал не надо. На тех же платах где на чип Multi I/O 24 Мгц заводятся с синтезатора (напр. платы iEndeavour, GA-586HX) его придется тоже корректировать (удобно навесив вместо кварца 14,318 МГц кварц на 24 МГц снимать сигнал с этой частотой с ног синтезатора, на которых раньше было 14.318 Мгц)
• Сигнал 12МГц для контроллера клавиатуры - можно начхать и забыть - как правило прекрасно работает, тем более, что на новых платах он обычно не используется.
• Сигнал 48 Мгц для шины USB - можно беспокоиться, если есть устройства для этой USB, а иначе никому не нужна ни она, ни ее частота.

Таким образом при наилучшем стечении обстоятельств потребуются кварц на частоту 15-30 МГц и генератор на 14,318 МГц (металлический 4-х ногий корпус), или при отсутствии генератора мелкосхемка 155-1533ЛН1 и два резистора ~1-2кОм, на которой нужно будет собрать генератор с применением выпаянного кварца на 14,318 МГц по нижеприведенной схеме. (Для тех, кто не знает, чем отличается 4-х ногий генератор от 2-х ногого резонатора (в простонародье кварц) - в генераторе с 4-мя ногами собрана нижеприведенная схема, т.е. содержатся и резонатор, и микросхемка)

При наихудшем стечении обстоятельств потребуются кроме того генератор на 24 МГц, ну или кварц - на нем можно собрать генератор на 2-й половинке ЛН1.

Ну в принципе и все, алгоритм

• Выпаять кварц на 14,318 МГц (как правило нах-ся возле синтезатора - 28 ногой планарной микросхемы) и впаять на его место с большей частотой.
• Если нет генератора на 14,318 МГц (и 24 МГц), спаять генератор(ы) на мелкосхеме ЛН1 и выдранном кварце(ах).
• Аккуратно при помощи паяльника и иглы приподнять соответствующие ноги микросхемы синтезатора (выходы 14,318 МГц (и 24 МГц)) и припаять на освободившиеся контактные площадки соотв. выход(ы) генератора(ов). Припаять питание на генератор(ы).
• Подобрать при помощи штатных перемычек частоту, на которой система будет устойчиво работать (ну и настройки BIOSа покрутить, если надо). Ну и всячески тестировать !!! :)

И еще один совет - ставьте приделываемые генераторы подальше от процессора, а то на таких частотах (почти 100 МГц!!!) наводки видимо достаточно большие. У меня дисковод поначалу дурил - поднял провода от генераторов подаль ше от платы - все OK.

PS: Как я уже писал, все это уже проверено на четырех мамках - iEndeavour, ATC-2000, FIC PT-2200 и GigaByte GA-586HX512K. Так что если у вас что-то не работает - вините себя или ваше железо (см. предисловие).

Автор: Serge Ilushenko (2:5020/195.112)

От себя: Данный метод был проверен на материнке 486 PCI, в результате чего процессор 486DX4-100Mhz удалось разогнать до 180 МГц, но через 6,5 часов непрерывной работы он "загнулся" от перегрева несмотря на улучшенную охлаждаемось. Собственно можно было бы этого избежать, но интнресно было поглядеть - "а что же будет".. Будьте осторожны!