Anleitung zum Übertakten eines Athlon 64

Bis zum AMD Athlon XP setzte sich der Prozessortakt wie gewohnt aus einem Multiplikator, der in der Regel auf dem Prozessor selbst oder auf dem Mainboard festgelegt wurde, und einem allgemeinem Taktgeber (FSB) zusammen. Um also einen AMD Athlon mit 500 Mhz betreiben zu können, musste der Multiplikator auf 5,0 und der FSB auf 100 Mhz gesetzt sein, damit das Produkt 500 Mhz ergibt. Durch Änderungen an einen der beiden Faktoren konnte man seinen Prozessor übertakten (oder wer es wünschte auch "untertakten"). Diese einfache Rezept galt für alle Prozessoren, vom Urvater dem Intel 486 bis zum Athlon XP.


Hypertransport und der direkte Speicherzugriff
verändern das Overclocking

Mit Einführung des AMD Athlon 64 und dessen HyperTransport hat sich dieses Prinzip verändert. Zwar setzt sich der Takt eines Athlon 64 weiterhin aus einem Multiplikator und einem so genannten Referenztakt, der mit dem FSB vergleichbar ist, man muss aber auf einige Sachen mehr achten. Darauf wird nun in diesem Artikel etwas näher eingegangen. Vorweg muss aber gesagt sein, dass die neue Technik des Athlon 64 nicht abschrecken und man nicht aufgrund der zahlreichen abstrakten Begriffe aufgeben sollte. Beim späteren Übertakten des Athlon 64 wird man lediglich den Referenztakt anheben, man sollte aber wissen, wo Probleme auftreten können, wenn man seine 64-Bit CPU übertaktet.

Hypertransport, Referenztakt, Teiler - Alles neu?

Die wohl wichtigste technische Erneuerung beim Athlon 64 neben der 64-Bit-Technik ist das so genannte HyperTransport-Verfahren. Diese wichtige Erneuerung wurde im Schatten der revolutionären 64 Bit-Technologie aber eher nebensächlich betrachtet, ist aber aber mindestens gleichwertig revolutionär. Wie bereits in diesem Artikel erwähnt, gab es bis zum Athlon 64 die klassische Kombination aus FSB und Multiplikator bzw. Teiler. Der Chipsatz auf dem Mainboard gab den allgemeinen Takt vor (FSB) und alle anderen Komponenten in dem PC wurden mithilfe von Multiplikatoren und Teilern auf den jeweiligen Takt festgelegt. Jede Transaktion lief demenstprechend über den Chipsatz auf dem Mainboard, wobei dieser häufig in North- und Southbridge aufgeteilt wurde. Durch HyperTransport greift der Athlon 64 nun direkt auf den Arbeitsspeicher zu, ohne den Umweg über den Chipsatz zu gehen. Das hat auf der einen Seite Leistungsvorteile, aber auf der anderen Seite muss der Takt des Arbeitsspeicher mit dem Takt des Prozessors abgeglichen werden, damit es nicht zu Wartezeiten kommt.

Anders als bei der klassischen Methode
greift der Athlon 64 direkt auf den Speicher zu.

Hört sich erstmal etwas fremd und ungewohnt an, aber anhand folgendes Beispiels wird dieses Prinzip etwas klarer: gehen wir einmal von einem AMD Athlon 64 3200+ aus, der bekanntlich mit 2000 Mhz getaktet wird. Dieser hat von Hause aus einen internen Multiplikator von 10,0, der nicht veränderbar ist, und der Referenztakt beträgt 200 Mhz. Nach Adamriese ergibt dies einen Prozessortakt von 2000 Mhz (200 Mhz*10 = 2000 Mhz). Obwohl sich dieses Rechenbeispiel nah an dem Prinzip von FSB und Multiplikator anlehnt, sollte man dies nicht damit verwechseln. Und nun noch zum HyperTransport: in der Regel wird dieser mit 800 Mhz angepriesen. Bei HyperTransport stehen die Multiplikatoren 1x, 2x, 3x und 4x zur Verfügung, so dass abhängig vom eingebauten Speicher die 800 Mhz erreicht werden können. Hat man in unserem Beispiel DDR-Speicher PC400 (realer Takt 200 Mhz) eingebaut, so dass der interne Multiplikator für den HyperTransport 4x beträgt. Der nächste höhere Systemtakt, ohne andere Komponenten zu übertakten, wäre 266 Mhz (3*266 Mhz = 800 Mhz).

Direkter Speicherzugriff

Hypertransport ist also die eine Erneuerung des Athlon 64, aber im weitesten Sinne nicht mehr als die klassische Verbindung zum Chipsatz auf dem Mainboard. Der Chipsatz wiederum öffnet dem Athlon 64 das Tor zu den anderen Komponenten wie Festplatte, CD-ROM, USB, usw. Er muss also über den Chipsatz einen Befehl an beispielsweise die Festplatte schicken, ein direkter Zugriff ist in der Regel nicht möglich. Dies galt auch immer für den Arbeitsspeicher, auch hier musste der Prozessor den Umweg über den Chipsatz nehmen. Doch AMD hat drei Jahre an einem Prinzip entwickelt, wobei der Prozessor direkt auf den Arbeitsspeicher zugreifen kann. Die logische Schlussfolgerung draus ist, dass durch den Direktzugriff ein Performance-Gewinn entsteht, da die Daten nicht den Umweg über den Chipsatz machen müssen.

Hört sich erst einmal prima an, hat aber auch einen kleinen Nachteil, der die ganze Sache ein klein wenig kompliziert macht. Wie bereits erwähnt wurde, beträgt der interne Referenztakt des Athlon 64 200 Mhz. Hat man in seinem System DDR PC400 Speicher eingebaut, der ja ebenfalls mit realen 200 Mhz getaktet ist, so läuft das System rund. Anders ist es, wenn man DDR PC333 Speicher besitzt, denn dieser wird ja mit 166 Mhz getaktet, also anders als der Referenztakt des Athlon 64. Das führt dazu, dass manche Datenpakete nicht genau zum Prozessortakt ankommen und dann der Prozessor im Leerlauf ist und auf das Paket warten muss. Aus diesem Grund muss der Takt des Speichers angepasst werden, woraus man die Folgerung ziehen kann, dass sich der Takt der Arbeitsspeichers nach dem Referenztakt des Prozessors richtet. Diese Anpassung ist aber nur minimal, was im folgenden deutlich wird.

Formel zum Berechnen des Speichertaktes

CPU-Takt
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(CPU-Takt / Speichertakt des RAM; aufgerundet auf eine ganze Zahl)

Was sagt uns diese Formel? Gehen wir einfach mal davon aus, wir besitzen eine AMD Athlon 64 3400+ CPU, welche mit 2400 Mhz getaktet ist. Des Weiteren befindet sich in unserem PC ein DDR PC333 Speicherriegel, der mit 166 Mhz getaktet ist, also asynchron zum Referenztakt des Athlon 64 (200 Mhz). Beginnen wir, die Division unter dem Bruchstrich zu berechnen. Der CPU-Takt beträgt 2400 Mhz und teilt man diesen durch den Speichertakt (166 Mhz) ergibt dies 14,45. Diesen runden wir nun auf eine ganze Zahl und weil wir den Speicher nicht übertakten wollen immer auf eine größere Zahl, also 15. Jetzt müssen wir den CPU-Takt durch 15 teilen und erhalten somit den angepassten Speichertakt, nämlich 160 Mhz. Der Speicher wird nun also mit 160 Mhz getaktet, wenn man PC333-Speicher mit einem Athlon 64 3400+ betreibt. Betreibt man den gleichen Speicher beispielsweise mit einem Athlon 64 3200+, kann sieht das ganze wieder ganz anders aus. Hier beträgt der Speichertakt dann 157 Mhz und unsere Behauptung, dass sich der letztendliche Speichertakt nach dem Prozessor richtet stimmt.

Warum dieser ganze Aufwand? In unserem Beispiel bedeutet die Zahl 14,45, dass aufgrund der 0,2 hinter dem Komma die Datenpakete nie genau zu einem ganzen CPU-Takt ankommen würden und somit den Prozessor in den Leerlauf verbannen würden. AMD nimmt also einen niedrigeren Speichertakt in Kauf, um diese Leerlaufphasen zu vermeiden. Wer möchte, kann die Werte aus folgender Tabelle nach dem oben beschriebenen Prinzip nachrechnen:

CPU-Takt DDR266
 DDR333
 DDR400
1.4 GHz 127,27 155,55 200,00
1.6 GHz 133,33 160,00 200,00
1.8 GHz 128,57 163,63 200,00
2.0 GHz 133,33 166,66 200,00
2.2 GHz 129,41 157,14 200,00
2.4 GHz 133,33 160,00 200,00
2.6 GHz 130,00 162,50 200,00
2.8 GHz 133,33 164,70 200,00

Was ändert sich beim Übertakten?

Lange Rede, kurzer Sinn. Was ändert sich denn nun beim Übertakten? Eigentlich gar nichts. Wie gehabt übertaktet man den Athlon 64 über den Multiplikator bzw. den internen Referenztakt und hier ist es Aufgabe des Mainboardherstellers, welche Möglichkeiten man in seinem System hat, beide Faktoren zu ändern. AMD hat erstmals den Multiplikator fest verdrahtet und wer sich einmal die Oberfläche des Athlon 64 anschaut wird auch keine L1-Brücken finden. Der Multiplikator ist aber nur nach oben hin fest verdrahtet, denn durch das so genannte Cool'n'Quiet wird der Prozessor im Leerlaufbetrieb automatisch heruntergetaktet und hierfür wird neben der Spannung auch der Multiplikator heruntergesetzt, um die Taktrate des Prozessors zu senken. Dies geschieht aber intern und es ist nur eine Frage der Zeit, bis erste Mainbaord-Hersteller auch die Schranke nach oben öffnen. Der Multiplikator ist also nur nach unten hin frei wählbar, man kann den Athlon 64 also nur "untertakten".

Wer den Multiplikator nicht ändern kann, dem bleibt der konventionelle Weg über den Referenztakt. In der Regel sollte eine Anhebung des Referenztaktes keine Auswirkungen auf den Speichertakt haben, denn dieser wird ja dynamisch errechnet und daher benötigt man auch keinen höher getakteten Speicher, wie man es noch aus vergangenen Tagen her kennt, wenn man über den FSB übertaktet hat. Es gibt aber auch Beispiele, wo einige Mainbaords den Referenztakt mit dem Speichertakt koppeln und hier muss man ähnlich wie beim Übertakten eines Intel Pentium 4 auch guten Speicher besitzen, der für höhere Taktraten spezifiziert ist.

Probleme könnte beim Übertakten der Hypertransport machen. Bei unserem Beispiel beträgt der Takt des Hypertransport 800 Mhz. Dieser Takt setzt sich aus dem Referenztakt des Prozessors (200 Mhz) und einem separaten Multiplikator (4x) für den Hypertransport zusammen. Dieser Multiplikator hat nichts mit dem Multiplikator des Prozessors zu tun, sondern bezieht sich ausschließlich auf das Hypertransport. Übertaktet man nun seinen Prozessor über den Referenztakt, beispielsweise auf 215 Mhz (was einen Prozessortakt von 2150 Mhz bedeuten würde), so beträge der Takt des Hypertransport 860 Mhz. Da aber viele Mainbaords für einen Hypertransport auf 800 Mhz ausgelegt ist, so könnte dies die Ursache sein, dass das System nicht mehr startet. Hier muss man den Multiplikator auf 3x reduzieren, so dass der Hypertransport-Takt mögichst nahe und nicht über die vorgeschriebenen 800 Mhz bzw. auch bei neueren Modellen die 1000 Mhz überschreitet..

Fazit

Für viele mag die neue Technik kompliziert und fremd erscheinen. Doch letztendlich ist es gar nicht komplizierter, denn man steckt seinen Prozessor und Speicher in seinen Rechner und das BIOS stellt automatisch die richtigen Werte ein. Man braucht also nicht erst den Taschenrechner aus der Schublade holen und das oben genannte Rechenbeispiel nachrechnen. Auch das Übertakten an sich ändert sich nicht viel: Entweder Multiplikator (was aber in der Regel nicht möglich sein wird) oder Referenztakt. Punkt. Man sollte sich aber nur mal im Klaren sein, wie der Takt des Athlon 64 eigentlich zustande kommt, denn dies ist anders als gewöhnlich.