Läppärin ylikellotusprojekti (english version)
(linkkejä kuviin sivun alaosassa)
Tästä lähdettiin
Dell Latitude CPiA:
P3 450Mhz
128Mt Kingston ValueRam PC133 Cas3
12Gt Fujitsu
13.3" (muistaakseni) LCD
korppuasema Modular Bay-moduulina
Hintaa oli käytettynä 400 € (mukana tuli C/Port telakka, jonka möin 40 € hintaan, eli 360 €). Akku ja CD-asema puuttuivat. Myöskään Bios ei tue Pentium 3-suorittimia, mutta toimivat kuitenkin ok. Eli kone oli jo valmiiksi 'viritetty'.
Erinäisten mutkien kautta koneeseen löytyi seuraavat osat:
kohtuullisessa kunnossa oleva akku, päälle tunti työskentelyaikaa.
prosessori päivittyi P3 500-malliin.
muistikapula vaihtui Mitsubishin 256 Mt PC100 Cas2-kampaan.
DVD-asema Toshiba SD-C2302 (6x/24x kaiketi) Modular Bay.
Hintaa päivitykselle suunnilleen 110 €. Eli koneen kokonaisarvo kutakuinkin 470 €. Ja Jurpo tuli hankittua joskus ~150 mummon markkaan. Eli ~500 €. Muut osat romulaatikosta.
Kellotus
Läppäriä hankkiessani tarjolla oli pari konetta, tämä Dell sekä Toshiban, hieman heikompi tehoiltaan mutta paremmin varusteltu. Tähän Dell:iin päädyin koska tähän saa kiinni huhujen mukaan jopa yli 800Mhz-prossuja. Eli viritys oli vaikuttava tekijänä ;). Tottakai kun koneen sain, käytin sen heti auki. Ja siitä se ajatus lisätehoista alkoi hautumaan, kipinän idean toteuttamiseen sain läppärin kellotusta koskevasta threadista MuroBBS:sä.
Läppäreissä ei yleensä ole säätöjä ja Bios on myös huomattavasti karumpi nopeuteen liittyvien säätömahdollisuuksien osalta verrattuna pöytäkoneiden perusemolevyihin. Edes muistien Cas-asetusta ei ainakaan muutamassa tietämässäni P2-tason läppärissä pysty säätämään. Eli kellotus onnistuisi ainoastaan rautatasolla, sillä koneen kellopiiri (IMI SG556) ei ole ohjelmoitavaa mallia ja SoftFSB:n kaltaiset ohjelmat eivät toimi.
Jäähy
Ennenkuin aloitin emolevyn muokkaamisen, tutkailin kuitenkin mahdollisuuksia jähdytyksen parantamiseksi. Pentium 3:sen lämmöt pyörivät vakiojäähyllä päälle 70 asteessa täydessä kuormassa. Tämän ymmärtää, kun katsoo jäähdytyselementin kokoa, varsinkin itse siiltä :) (on tuon metallilevyn toisessa reunassa). Ja tämä konekin tukee virallisesti vain 400Mhz P2. Dell:n Bios säätelee tuulettimen toimintaa seuraavasti:
68 astetta saa tuulettimen pyörimään Slow-moodissa
tuulettimen pyöriessä, kun lämmöt alle 60 astetta, tuuletin sammuu.
en ole tutkinut missä lämmöissä tuuletin menee Fast-moodiin, kone ei lämpene niin paljoa :).
Muutamia asioita asialle kuitenkin pystyi tekemään:
prosessorin ja jäähyelementin välistä vakiotarra pois ja tilalle piitahnaa. Tulos: prosessori käy edelleen samoissa maksimi- lämmöissä, mutta idlelämmöt laskivat jonkin verran, sekä lämpötilan muutos nopeutui, tarkoittaen sitä että kun prossulla ei ole enää kuormaa, lämpötila laskeutuu nopeammin ja tuuletin pysähtyy melkein heti. Ennen tuo vei useita minuutteja, sekä pienikin kuorma riitti pitämään prossun lämpöisenä.
näppäimistön tausta on ohutta metallilevyä. Ja melkein kiinni prosessorin jäähyelementissä. Sopivan kokoisia alumiininpalasia höystettynä piitahnalla väliin ja kiinni. Samalla reseptillä myös näytönohjainpiirille (MagicMEdia 256AV) jäähdytystä.
Tulos: kylmänä konetta saa käyttää huomattavasti kauemmin täydellä kuormalla, ennenkuin tuuletin pyörähtää käyntiin. Tietenkin näppäimistön lämmenetessä tuo hyöty pienenee. Mutta pysyypähän näpit lämpiminä pakkasilla.
Modifiointi
Ensimmäistä kertaa kellopiiriä metsästäessäni jouduin purkamaan kirjaimellisesti melkein koko koneen. Ainoastaan emokelkka/perusrunko ja siinä kiinni näyttö, muut osat olivat levällään ympäri huonetta :). Tarkempi tutkiskelu osoitti että poistamalla ~4x2cm osa emolevykelkan pohjasta paljasti kellopiirin juuri sopivasti muistislottien vierestä. Muisteihin pääsee tässä koneessa aukaisemalla koneen pohjasta liukuluukun. Samalla paljastuu kellopiiri, helppoa ja siistiä kun ei tarvitse muokata muoveja, eikä konetta purkaa atomeiksi jos haluaa päästä käsiksi kellopiiriin.
Kellopiirin kanssa oli pieniä ongelmia, koska aluksi ei tahtonut löytyä datasheettiä. Mutta onneksi MuroBBS:n threadista sain idean verrata Pericom:n PI6C102-piirin jalkajärjestystä tähän IMI SG556:n mittaustuloksiin. Yllättäen jokaisen pinnin toiminta näytti olevan sama PI6C102:n kanssa. Ja koska korvata tarvitsi vain XTALIN sekä REF-signaalit, olikin loppu aika helppoa. Koneen I/O-liikennettä ohjailee SMSC:n FDC37N958FR ja on oman kiteensä takana, joten noidenkaan toiminnasta ei tarvitse huolehtia kun kidettä muuttaa.
Modifioinnissa päädyin seuraavaan ratkaisuun: emolevylle piikkirima (6 piikkiä), joihin emon vakiosignaalit sekä niiden kohteet. Emolta poistin SMD-vastukset REF-lähdöistä sekä katkaisin XTALIN-pinnin sekä kiteen välisen yhteyden . Eli yksinkertaisesti ohjasin emon vakiosignaalit piikkirimaan, johon laittamalla jumpperit saan koneen toimimaan normaalisti, tai voin syöttää omia taajuuksia.
Omat taajuudet syötän Jurpo Electronics:in JurpoPLL v.2- nimisestä moduulista. Kyseinen moduuli on kuin perus TurboPLL- moduuli, mutta se on vartavasten rakennettu tätä tarkoitusta varten, sekä siitä saa ulos kiteen korvaavan muuttuvan taajuuden (säädettävissä hyvin tarkasti). Asennus onnistui hyvin sillä muistiluukun voi sulkea ja eikä tuo ulkonäkökään hirveän pahan näköinen ole ;).
Tulokset
Täysin vakaaksi (eli siis pitempiaikainen rääkki) taajuudeksi jää ~605Mhz (121 väylä). Jäähy ei anna periksi ajaa lujempaa pitempiä aikoja täydellä prossukuormalla, vaikkakin esim. 620 toimii ~15 min vakaasti ennen kuin alkaa kaatuilemaan. Kone postaa vielä ~135 väylällä, mutta Windows latautuu vain enintään ~128Mhz väylällä.
Tietenkään ainoa ilo tuosta moduulista ei ole vain lisänopeus; kun kyseessä on läppäri, on mm. pienempi virrankulutus monesti positiivinen asia. Niinpä jos tarvitsen mahdollisesti lisää käyttöaikaa akulla tai haluan tehdä jotain ilman että tuuletin käynnistyy, alikellotan koneen. Tämä onnistuu joko:
asettamalla Biosista asetus CPU Speed -> Compatible asentoon, jolloin nopeus laskee 125 Mhz:iin (siis jos Jurpon asetus on vakioarvoilla). Ja Jurpon avulla tuota pystyy säätämään tarpeen mukaan.
Jurpon avulla. En ole tarkemmin testaillut, mutta joku ~70Mhz väylä (350Mhz CPU) voisi olla aika optimi. Valinnanvaraahan kuitenkin löytyy ;).
Ja tuohan toimii myös eräänlaisena tietosuojana; jos joku tuon koneen onnistuu pöllimään, niin ilman Jurpoa voi mennä sormi suuhun ennenkuin tuon saa tulille ;). Tietenkin jos on tämän projektiraportin lukenut niin osaa laittaa jumppereita oikeisiin paikkoihin...
Tulevaisuudessa jännitemodeja, jäähyn parannusta ja muuta, kunhan aikaa ja inspiraatiota sattuu kohdalle.
Updaattimus
Jep, tulipa sitten testailtua jänitteen vaikutusta kellottamiseen ja muutenkin toimintaan. Tässä P3 500Mhz MMC-2 prosessorimoduulissa jännitettä ohjailee Semtech SC1406A-niminen piiri. Aikani tutkailtua totesin että helpoin tapa muuttaa jänniteasetusta on ohjata VID-ohjainpinnit oikeaan tilaan (maa=0, irti=1). MuroBBS:n kokemusten perusteella aloitin suht suurella hyppäyksellä, vakio 1.56V muuttui 1.36V:n. Tähän operaatioon vaadittiin tasan yhden 0-ohmisen SMD-vastuksen poistaminen :).
Tein samalla myös muutoksia jäähyyn, nyt BX-piirin heatspreaderi ottaa kiinni jäähyelementtiin. Siirsin myös elementin päällä olleen kuparilätkän cpu:n heatspreaderin ja jäähyelementin väliin. Tämä sen takia että en tuohon bx-piirin ja jäähyelementin väliin löytänyt juuri sopivaa palasta, nyt kontakti on hyvä. Sekä nyt koko jäähyelementin yläpuoli on kiinni näppäimistössä.
Tulokset:
vakiokelloilla täysi rasitus päällä lämmöt putosivat noin 10 astetta, eli 68 asteessa tuuletin hörähtää käyntiin ja laskee lämmöt 63:n asteeseen. Jos tuuletin on high-tilassa, lämmöt putoavat vielä asteen pari.
myöskin kellotettuna kone toimii ~8 astetta viileämpänä. Kone postaa ainakin ~690, mutta epäilen että muistit alkavat ottaa vastaan jo kun väylä 127Mhz. 124 väylä (620Mhz) tuntuisi toimivalta pitempiakaisessakin käytössä.
akku kestää hieman pidempään. Varsinkin kun konetta alikellottaa, muistiinpanoja voi tehdä ~3 h (jos ei hirveä tappotahti ole päällä). Tuota akunkestoa sai paranettua hieman myös pitämällä akkua 3 päivää pakastimessa ja sen jälkeen 1 päivä ihan vain pöydällä, jonka jälkeen pitkä lataus.
Kuvia
27.8.2003
(update 10.9.2003)
(update 4.8.2004, formatting)
Pekka Piippo aka Pegelius
