AMD AthlonXP Processor 1800+ (Thoroughbred A0-Step) OverClock Report

[テスト環境]
CPU AMD AthlonXP Processor 1800+ (AIUGA 0241XPEW)
Core Thoroughbred A0-Stepping
CPUID 680
FSB 133MHz
Multiplier 11.5x
Clock 1533MHz
VCore 1.5V
Thermal Power 44.9W
MotherBoard AOpen AK77-333(USB2.0)
Chipset VIA Apollo KT333
Memory PC2700 CL2.5 256+512=768MB(SEITEK chip)
Graphic GeForce2MX 32MB(SDR)
HDD Seagate ST360021A
CPU Cooler VOLCANO7+
OS Microsoft Windows XP Professional(SP1a)
BIOS詳細設定
USB2.0 →Disable
USB1.1 →Disable
FDC →Disable

ベンチマークには東京大学金田研究室のSuperπを使用し、104万桁の計算に要した時間(秒)を記したものである。

また、クロックは、小数点以下第一位を四捨五入した値である。メモリ設定値の括弧内の数値は、計算上動作していると思われるクロックである。

ベンチ結果の×の個数について
1つ:  ベンチ中にエラー発生、もしくはリブート
2つ:  ベンチを行う前にリブート
3つ:  Windows起動せず

BIOSは、最新R1.18を使用したが、本BIOSは、新リビジョンのマザー(DIPスイッチが変更になっている)にてFSB333を正式サポート(PCI・AGPクロックをFSBの1/5・1/2.5に設定)するために、FSB133/100MHz切り替えDIPしか持たない旧リビジョンマザーではFSBを160MHzまでしか上げることができないので、160MHz以上を指定する場合には、R1.10までBIOSのリビジョンを下げて測定を行った点をご了承願いたい。

[実験結果]
FSB 倍率 Clock メモリ設定 VCore Superπ BIOS 備考
133MHz 12.5x 1663MHz 333(333)MHz 1.60V 70s R1.18 常用環境(2000+相当)
148MHz 12.5x 1850MHz 333(370)MHz 1.65V 64s R1.18
149MHz 12.5x 1863MHz 333(373)MHz 1.70V 63s R1.18
150MHz 12.5x 1875MHz 333(375)MHz 1.725V 62s R1.18
151MHz 12.5x 1888MHz 333(378)MHz 1.725V ×× R1.18
151MHz 12.5x 1888MHz 333(378)MHz 1.75V 62s R1.18
152MHz 12.5x 1900MHz 333(380)MHz 1.75V ×× R1.18
152MHz 12.5x 1900MHz 333(380)MHz 1.775V 61s R1.18
153MHz 12.5x 1913MHz 333(383)MHz 1.775V ×× R1.18
153MHz 12.5x 1913MHz 333(383)MHz 1.80V 61s R1.18
154MHz 12.5x 1925MHz 333(385)MHz 1.80V ×× R1.18
154MHz 12.5x 1925MHz 333(385)MHz 1.825V × R1.18
154MHz 12.5x 1925MHz 266(308)MHz 1.80V × R1.18
154MHz 12.5x 1925MHz 266(308)MHz 1.825V 64s R1.18
155MHz 12.5x 1938MHz 266(310)MHz 1.825V × R1.18
154MHz 12.0x 1848MHz 333(385)MHz 1.65V ×× R1.18
154MHz 12.0x 1848MHz 266(308)MHz 1.65V 65s R1.18
155MHz 12.0x 1860MHz 266(310)MHz 1.65V ××× R1.18
155MHz 12.0x 1860MHz 266(310)MHz 1.675V ×× R1.18
155MHz 12.0x 1860MHz 266(310)MHz 1.70V 65s R1.18
156MHz 12.0x 1872MHz 266(312)MHz 1.70V 65s R1.18
157MHz 12.0x 1884MHz 266(314)MHz 1.70V ××× R1.18
157MHz 12.0x 1884MHz 266(314)MHz 1.725V 64s R1.18
158MHz 12.0x 1896MHz 266(316)MHz 1.725V ××× R1.18
158MHz 12.0x 1896MHz 266(316)MHz 1.75V 64s R1.18
159MHz 12.0x 1908MHz 266(318)MHz 1.75V 64s R1.18
160MHz 12.0x 1596MHz 266(266)MHz 1.75V 76s R1.18 FSB160MHz設定にてFSB133MHzに自動で戻った模様
160MHz 12.0x 1920MHz 266(320)MHz 1.75V ××× R1.10 FSB160MHz以上はBIOS R1.10にてテスト
160MHz 12.0x 1920MHz 266(320)MHz 1.775V 63s R1.10
161MHz 12.0x 1932MHz 266(322)MHz 1.775V ××× R1.10
161MHz 12.0x 1932MHz 266(322)MHz 1.80V 62s R1.10
162MHz 12.0x 1944MHz 266(324)MHz 1.80V ×× R1.10
166MHz 11.5x 1909MHz 266(332)MHz 1.75V 62s R1.10
167MHz 11.5x 1921MHz 266(334)MHz 1.80V 61s R1.10
168MHz 11.5x 1932MHz 266(336)MHz 1.80V 61s R1.10
169MHz 11.5x 1944MHz 266(338)MHz 1.80V ××× R1.10
169MHz 11.5x 1944MHz 266(338)MHz 1.825V ××× R1.10
169MHz 11.5x 1944MHz 266(338)MHz 1.85V 61s R1.10 コア的にそろそろ限界かも・・・
166MHz 11.0x 1826MHz 266(332)MHz 1.70V 62s R1.10 かなり安定
まとめ
今回使用したコアはThoroughbredコアのA0-Stepと呼ばれるものである。2200+登場時に採用されたThoroughbred A0-Step(CPUID680)は、メタルレイヤーを1層増やし、高クロックに耐えうるよう改良を加えられたThoroughbredコアのB0-Step(CPUID681)となった。2400+以上のCPUはすべてB0-Stepであるが、2200+以下のものは混在しているのが現状である。店頭にて、A0-StepとB0-Stepを分類している店舗もあるので、参考にするとよいかもしれない。今回は、「店員にB0-Stepかと口頭にて確認を取ったのにもかかわらず、帰宅後CPUIDを調べたら680(=A0-Step)だった」という涙のCPUを使用して意地と根性のオーバークロックを行ったわけだが、結果は上々である。DOS/V Special 4月号 特集1」にて掲載されていた達成クロックを大幅に上回るものであるからである。以下に、誌上にて達成されたとされるクロックを示す。

[誌上実験環境]
MotherBoardMSI K7N2(nVIDIA nForce2ST)
MemoryPC2700 CL2.5 256MB
GraphicABIT Siluro GF4 Ti4200
CPU Cooler WCPU-20(ワールドインポートジャパン)

[誌上実験結果]
FSB 倍率 Clock Superπ メモリ設定
AthlonXP 1700+(A0-Step CPUID680)
150MHz 11.0x 1650MHz 69s 266(300)MHz
155MHz 11.0x 1705MHz 64s 266(310)MHz
158MHz 11.0x 1738MHz × 266(316)MHz
AthlonXP 1700+(B0-Step CPUID681)
133MHz 11.0x 1463MHz 71s 333(333)MHz
140MHz 11.0x 1540MHz 67s 333(350)MHz
150MHz 11.0x 1650MHz 67s 266(300)MHz
160MHz 11.0x 1760MHz 59s 266(320)MHz
166MHz 11.0x 1826MHz 57s 266(332)MHz
170MHz 11.0x 1870MHz 57s 266(340)MHz
164MHz 12.5x 1886MHz 57s 266(328)MHz
173MHz 11.0x 1903MHz × 266(346)MHz
AthlonXP 1800+(B0-Step CPUID681)
133MHz 12.0x 1596MHz 69s 333(333)MHz
160MHz 12.0x 1920MHz 57s 266(320)MHz
154MHz 12.5x 1925MHz 58s 266(308)MHz
161MHz 12.0x 1932MHz 57s 266(322)MHz
155MHz 12.5x 1937MHz × 266(310)MHz

 以上の誌上にてB0-Stepのオーバークロックにより達成されたクロックと同程度のクロックがA0-Stepにおいても達成可能であることが証明された。今回の石はかなりのアタリだと思われるが、うまくアタリの石さえ入手できれば、A0-StepかB0-Stepかをこだわる必用はそれほどないかもしれない。ここで、気になることがある。上記誌上実験結果の1700+(A0-Step)と1700+(B0-Step)のFSB150MHz(1650MHz)の欄を見て欲しい。A0-Stepにおいて69sかかっているSuperπ104万桁の計算に、B0-Stepでは67sしかかかっていないのである。2sの違いなど、誤差ではないのかと言われればそれまでであるが、今回の実験結果のFSB154MHz(1925MHz)欄と誌上掲載された実験結果の1800+(B0-Step)の欄を比較すれば、その差はさらに開いていることがわかると思う。A0-Stepでは64sかかっているのが、B0-Stepでは58sまで短縮されているのだ。その差なんと6s。これは、誤差の範囲としては大きすぎるような気がする。以上のことから、A0-StepからB0-Stepになる際になんらかの性能向上が計られたととるのが正しいと思われる。B0-Stepが手に入る状況にてA0-Stepをわざわざ選択することの利益はほとんどないといえる(定格電圧が1.50V→1.60Vになっているので、発熱も大きくなっていることを考えると、2200+以下の環境で定格動作させる場合にはA0-Stepの方が静穏PCには向いているかもしれない(Thermal Powerにして44.9W(typ.)→55.7W(typ.)にまで上昇する)。

 今回の実験だけの結果をみれば、かなりすばらしい結果だといえるだろう。誌上の結果がのびていなすぎるのではないか?という疑問も残るが(実際、B0-Stepにて市場に出回っている最高クロック製品(2800+)は実クロックにして2250MHzにまで達する)、定格クロックの3割増しというクロックは、最近の高速CPUのオーバークロックを考えれば、かなりのものといえるだろう(オーバークロックだけのことを考えるならば、Celeron2GHzやPentium4 2.4BGHzの方が上昇率は高いが)。今回の実験目標のひとつに、「Superπ104万桁の計算を1分以内に終わること」というのがあったのだが、A0-Stepでの達成は不可能だった。このことが唯一今回悔やまれることではあるが、仕方がないのかもしれない。KT333(VIAではFSB266MHzまでのサポートとして出荷後、FSB333MHzCPUのデビューと同時にサポートを(ひっそりと)発表)を使用したマザーボードであるため、FSB333MHzの設定に関してはかなりの制約があることなどから、今回はここにて測定を止めたが、nForce2やKT400などのチップセットを搭載し、FSB333MHz動作を念頭において設計されたマザーボードを入手でき次第、設定を調整してまたオーバークロックに挑戦してみようと思う。今回の実験において、PCIスロットに刺されていたすべての拡張カードをはずし、オンボードのPCIを使用していると思われる機能などをすべて無効にするなど、FSB上昇による影響を最低限に抑える対策をしたわけだが、このような環境は常用する環境には完全に向かないといえるだろう。そのようなことからも、オーバークロックは遊びであり、常用するためのものではないと割り切る必用があるかもしれない。

最後に・・・
Pentium4 2.4BGHzにてFSBを173MHzまで上昇(Clock: 3132MHz)させたオーバークロック時のSuperπ104万桁の計算時間は52sにまでなる。これは、Hyper-Threadingがオフの状態である。現在最高速である3.06GHzのPentium4では、HTがオンになっていることなどを考えると、さらに高速となることも予想される。また、BartonコアAthlonXP3000+(2167MHz)のSuperπ104万桁の計算時間は50sである。上すべての事象から考えて、Superπの計算時間は、L2キャッシュの容量、およびメインメモリの動作クロックに大きく左右されるものと考えられる。L2キャッシュをPentium4の512KBから大幅に減らしてコスト削減をはかったCeleron(Northwood-128K)にいたっては、CPU動作クロック3140MHz(FSB157MHz)に至っても90sもかかることからもこのことは明らかであるといえよう。といっても、実際、通常の使用が円周率の計算のみというわけではないので、このようにL2キャッシュが大きいことによる利点はそれほどはないかもしれない。3DMark2001SEの結果などを見れば明らかだが、Pentium4とCeleronとの同程度のクロックでの結果は誤差程度のものでしかない。Pentium4を購入する際には、L2の量よりも、ブランドを買っていると思った方がよいかもしれない。BartonコアになってL2が256KB→512KBとなったAthlonXPも、同クロックにおいては、Superπなどのプログラム容量がきわめて小さいアプリケーション以外での差はきわめて小さいといえることからも、Bartonコアは、出始めである現在は「話題」を買っているのだと割り切る必要性があるかもしれない。といっても、十分高速であることは明らかであり、自分としてもうらやましい限りでもある。L2を1MB搭載したPentiumM(Centrino)などは、Superπの計算だけに限っていえば、最適なのかもしれない・・・(P6コアをベースにカスタムしてあることなども、Superπなどには向いているといえる)。話題が大きくそれてしまったが、AthlonXPを購入してから、CPUID680だったといってそれほどまで嘆く必用はないかもしれない・・・。定格電圧でのオーバークロックは2200+相当の1800MHz程度が限界であると思われるが(ここでの定格とは、製品として出荷されている各グレードのCPUの定格であり、オーバークロックする元となるCPUの定格ではない)定格に上乗せして電圧を上げることにより(マニアの間では「活入れ」などと呼ぶ)、B0-Stepと遜色ないクロックまで上昇することができることは、今回の実験結果が物語っているといえよう。今回は、予備のストックCPUがMobileDuron(Spitfire)800MHzとAthlon(Thunderbird)800MHzしかなかったため、VCoreは1.825Vにて止めたが、壊れることも辞さない覚悟があるならば、まだ上昇させることによるオーバークロックは可能だと思われる。


以上にて、今回のレポートを終了させていただきます。

文章:2003年03月21日 21時41分
HTML化:2003年03月23日 20時56分


★追記★
Win上からFSBを設定するツールとして、SoftFSBというものが過去に話題になりましたが、今回、SetFSBというソフトにAK77-333対応版があったので、ためしに使ってみました。
ひとまず、BIOSからDDR266、VCore1.85Vまであげて、定格倍率の11.5xにて測定開始。

[実験結果]
166x11.5=1909MHz:問題なし
169x11.5=1944MHz:まだ問題なし
170x11.5=1955MHz:まだいけそう
171x11.5=1967MHz:そろそろ限界か
172x11.5=1978MHz:・・・
173x11.5=1990MHz:キター
※注:今回はSuperπは測ってません(笑

173x11.5=1990MHz達成のSSをWCPUIDでとろうと思ったとたん・・・まっつぁおな画面とともにリブート・・・。
起動画面の窓が・・・流れません(滝汗
復旧しようと思ってWinXPのCDを探し出し、修復コンソール・・・って、Cがまともに認識してないじゃぁあーりませんか?(滝汗
「dir」コマンド使っても、中身が見れず(エラーが出る)。どうなってるのやら。ってことで、ひとまず、修復セットアップ画面を・・・。
「不明なフォーマット」表示がでてます@Cドライブ。パーティションを破壊した模様です。
どうしたものかと悩んだ挙句、「fixmbr」コマンドと「fixboot」コマンドを使ってMBRとブートセクタを修復。だめです。
「chkdsk」・・・効いたようです。これで中が見れるようになりました。エラーが三箇所ありましたがw
・・・起動・・・窓画面直後に強制リブート。セーフモードも拝めません。
再度修復コンソール・・・Administratorのパスワードを入力してください。・・・ふむふむ、いつもどおりだ・・・「********」
・・・パスワードが違います。なんでやねん!!!
そうです。変わってしまったのです(涙
仕方がない!修復セットアップだ!!>相変わらずだめです。
最悪の強行手段、上書きセットアップにでました。マイドキュメントとか消えるとかメッセージでたけど、残るの知ってるので無視。
・・・インストール中(一時間ほど)。・・・なんか、GUI画面をひさしぶりに見た気がします(滝汗
もちろん、レジストリが完全に入れ替わってるので、ソフトはぜんぜん起動できません。
まぁ、MSペイント起動できなくなってたし、元にもどってめでたしめでたし(注:もどりすぎw

[教訓]
・PCIクロックがFSBの1/5にならない環境(KT333マザーの多く)でFSB166以上にしない(苦笑
・オーバークロックのしすぎはデータ破損につながるので注意(特にPCIクロックがあがるFSBのOC)。
・安定重視なら倍率変更程度のOCにとどめる(マザーが12.5xまでしか対応してねーんだモルァ)。
と、こんな感じで、追記終了。

2003年04月08日 03時36分


★再追記★
前回はKT333チップセット搭載マザーボードAK77-333(AOpen)でしたが、このたび、KT400搭載マザーボードL7VTA(ECS)を入手したので、また、オーバークロックレポートを追記させていただきます。
※注:入手と言っても、買っただけですw

今回のOCでは、
・AK77-333はFSB266までのサポートで、PCIのFSBx1/5設定(FSB166時にPCIが33MHz)が不可能
・L7VTAはFSB333をサポートし(発売時点では非サポート、BIOSのアップにより正式サポート)、PCIのFSBx1/5設定が可能
という2点が注目するべき点です。DDR400(PC3200)に独自に対応しているなどの点もありますが、使用メモリがDDR333(PC2700)で、また、JEDEC認定のあるPC3200メモリがなかった時代のマザーボードなので、・・・なわけです(細かいことはPC自作関連を取り扱っている他のページを参照してください)。
(KT400Aでは、PC3200メモリを正式サポートし、メモリ帯域をあげることでパフォーマンスアップを図った模様です。)

では、実際に、オーバークロックを・・・と思ったら、このマザー、いまどき珍しく、倍率変更も電圧変更も機能がないじゃありませんか!
シンプルイズベストとはいいますが、ここまでシンプルだと・・・(−−;
ということで、電圧をCPU側で指定できる最大の数値、つまり、1.85Vに指定したいわけですが、ブリッジを接続するのはPalomino以降のCPUではパッケージ変更のため難しいらしいです・・・。
と聞いていたのですが、なぜか確信がありました。理由はありませんが。鉛筆でいけるはず!!と。
・・・結果・・・いけましたが何か?しかも普通に。
結論から言うと、鉛筆よりシャープペンがいいです。しかも、芯はHBよりやわらかい物がいいです。できれば2Bくらい・・・最低でもBは欲しいです。
※注:僕は普段から三菱Uniの2Bを使ってますw
コツを言うと、ブリッジの溝のあたりを気にせずにコシコシ塗ります。そして、そのレーザーの溝の脇の部分も覆うように塗ります。隣のブリッジの塗ったとことかぶってはいけません。ショートします(たぶん)。
で、起動して、実際の動作電圧を目視で確認しながら数回試せば、いけるでしょう。そんなに難しい作業ではありません。まぁ、目が悪い人(特に乱視)は厳しいかもしれませんw
上記作業により、めでたく1.85VにVCoreを設定できました。
となれば、あとやる作業は決まっています!そう!FSBを133→166化です。
あえて倍率は変えません(ブリッジカット@カッターナイフをやるとあとで戻せないので)。
[実験結果]
FSB166MHz:FF11ベンチ完走(2059) 非常に良好。
FSB167MHz:FF11ベンチ完走(2063) まだいけそう。
FSB168MHz:FF11ベンチ途中でリブート 常用は厳しそう
FSB170MHz:FF11ベンチ起動直後に青画面強制リブート 負荷少なければぎりぎり・・・?
FSB174MHz:念願の2GHz達成(ただし、3秒でリブート)

・・・マザー的限界より、CPUの限界だったようです。やっぱA0-stepですからね>Thoroughbredとはいれども。
現在、FSB166環境にて常時起動テスト中です。

2003年05月11日 0:48

★再々追記★
上記CPUにて、2GHz駆動を達成し、スクリーンショットを取ることに成功したので、スクリーンショットをここにて貼らしていただきます。
[[スクリーンショット]
FSB:174.42MHz
Clock:2005MHz
CPU:AthlonXP 1800+(Thoroughbred A0-step)
Cooler:VOLCANO7+
VCore:1.85V(L11ブリッジ鉛筆クローズ)
備考
前回との違いとして、VOLCANO7+のファンを吹きつけから吸出しに変更しました。
結果、CPU温度が10℃近く下がり、若干耐性が上がったものと思われます。
また、今まではつけてなかったのですが、シリコングリスを塗りましたので、それも少しは影響してるかもしれません。
スクリーンショットこそ取れませんでしたが、もっと高速での動作も数秒なら・・・(爆
あと、FF11ベンチ完走クロックも上昇しました。
FSB170.5MHz:スコア2071、過去最高。
FSB171.1MHz:ベンチ途中でソフト強制終了。
また、Superπも計測してみました。
FSB170.5MHz:61s
FSB171.1MHz:61s
FSB171.8MHz:計測中にエラー
104万桁の計測&データ出力までの時間です。計測自体は171.1MHzでは58s、170.5MHzでも59sで終了しています。もし、171.8MHzにて完走していたら、60sになったかと思われますが、定かではありませんw
なお、FSB166MHz環境(CPU:1909MHz)では、とても安定しています。

2003年05月11日 18:07

★再々々追記★
HALT時に無駄にループを行うせいでAthlon系CPUは発熱が多いわけで、負荷のないときにCPUを休ませてあげれば、温度は自然と下がるわけです。
ということで、チップセットの切り離しを行います(別にカッターでマザーPCBの線を切るわけじゃありませんw)。
ソフトウェアクーリングシステムは、Win2k/XPではデフォルトで入ってるんですけど、・・・AMDのCPUは効果が薄いです。なぜかというと、HALTからの復旧の応答を早くするためにループをまわしてるんだとか(AMDいわく)。
この無駄なループを止めてやって発熱を抑えて更なるOCをしてみようというのが今回のたくらみですw
結果からいいますと、成功です。
[2013MHz], [2020MHz]
2027MHzでは、SS所得前に青くなりました。
まぁ、実用にはなりませんが、お楽しみとしてなら、最高***MHzマーク!!とかいうときに少し上乗せできるので、紹介してみました。
なお、ここでは、CoolON(くーろん)というソフトを使わせていただきました。感謝です。

2003年05月12日 04:22

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