Základní deska Gigabyte GA-7N400-Pro2

1) Problémy s nastavením Vcore

2) Příkon procesoru a možnosti jeho snížení

3) Problematické měření teplot a napětí

1) Problémy s nastavením Vcore

Protože mnoho uživatelů této základní desky uvádí v různých diskusních fórech problémy s příliš velkým napětím pro napájení procesoru (Vcore), rozhodl jsem se ještě před jejím zabudováním provést nějaká základní měření, abych věděl, co mě čeká a jaká je vlastně příčina zvýšeného napájecího napětí. Následující text je shrnutím poznatků a případně i návrhem na řešení situace.

Základní deska GA-7N400-Pro 2 má ve svém biosu vestavěnou možnost měnit (zvyšovat) napájecí napětí pro procesor, paměti a AGP slot. V tom je vlastní příčina problému s příliš velkým napájecím napětím, protože, jak z následujících řádek vyplyne, z nějakého důvodu nefunguje správně jeden z ovládacích jednobitových portů a tím je i při nastavení biosu na základní, nezvýšenou hodnotu napětí (defaultní nastavení) ve skutečnosti vždy hodnota napětí o 5% vyšší. Zde je popis obvodů, kterými se zvyšuje (nastavením v biosu) napájecí napětí procesoru Vcore (všechna zde uváděná zapojení jsou získána měřením na jedné konkrétní desce) :

-pro řízení napětí Vcore tak, aby souhlasilo s doporučením výrobce procesorů pro jednotlivé typy, je použit integrovaný obvod HIP6301 (zde je od něj pdf dokument), do jehož pinu 7 je vedeno zpětnovazební napětí z výstupu zdroje. V sérii mezi pinem 7 a zdrojem je zapojen odpor R551 1k, mezi pinem 7 a zemí je odpor R552 100k.

 To samo o sobě zvyšuje napětí o 1%. Dále je z pinu 7 zapojena dvojitá dioda D46, spojenými anodami k pinu. Na první katodu, na desce dále od HIP6301, je připojen odpor R696 22k, umístěný na druhém konci desky, mezi konektory PCI4 a PCI5, vedle červeného konektoru SPDIF/CI.

Spojení druhého konce tohoto odporu se zemí zvýší napětí Vcore o 5%, kam vede se mi nepodařilo najít, nevede na IT8712 ani na žádný jednoduše přístupný bod ic nebo tranzistoru. Tento zemní konec odporu je za provozu trvale sepnut do země, nicméně při prvním zapnutí sítě do napájecího zdroje je na +3V a teprve po zapnutí tlačítkem power se sepne na zem. Na druhou katodu, bližší k HIP6301, je připojen odpor R697 10k, umístěný kolmo na R696 vedle něj, spojení druhého konce tohoto odporu se zemí zvýší napětí Vcore o 10%. Také pro tento konec odporu se mi nepovedlo najít odpovídající přípojný bod, spínač do země. Není to žádný pin IT8712 ani jiného k měření dostupného obvodu nebo součástky. Ještě by někde měl být odpor cca 15k, jehož připojením do země se zvýší Vcore o 7,5%. Ten jsem ale také také nenašel. Předpokládal bych, že oba resp. všechny tři odpory pro změnu napětí Vcore vedou svými studenými konci na nějaké volné výstupy portu v některém z mnoha integrovaných obvodů na desce. Fragment schématu vypadá takto:

-měření na procesoru Duron 1100 (11x100), který jsem se rozhodl případně obětovat na oltář vědy, kdyby něco nefungovalo, vypadá takto (použitá deska je revize 2, biosy FH a FK ):

Bios:       Vcore:    Mělo by být:  Skutečné zvýšení:
normal    1.846V   1.75V            +5,5%
+   5%    1.846V   1.84V            +5,5%
+7,5%    1.91V     1.88V            +9,2%
+10 %    1.96V     1.92V            +12%
 
-na výsledek nemá vliv žádné nastavení v biosu včetně fail-safe nebo optimized hodnot

-pro omezení napětí a vyzařovaného tepla a tím prodloužení života procesoru je možno (za   cenu ztráty záruky, ale rychlý Barton stojí dnes dvojnásobek ceny desky) přidat odpor 22k do bodu, spojujícího R696 a D46, jehož druhý konec povede na +5V někde poblíž. Tím se zruší možnost přidat 5%, ale zbylá dvě nastavení +7,5% a +10% zůstanou zachována. Napětí Vcore procesoru pak bude odpovídat přednastaveným hodnotám v obvodu HIP6301 resp. bude o 1% vyšší vlivem R552. Další jednoduchý způsob uvedení napětí na správnou hodnotu je odpojit (nadzvednout) opatrně příslušnou katodu diody D46 od plošného spoje (uzemněná mikropájka a lampa s lupou jsou pro tento úkon nezbytné). Z měření příkonu ale vyplývá, že zvýšením napětí o 5% se příkon v případě výše uvedeného Durona zvýší o cca 3W, což není vzhledem k celkovému příkonu procesorů AMD zase tak významná hodnota. Daleko větší vliv na příkon má absence funkce bus disconnect, jak bude vysvětleno v následujícím odstavci.

2) Příkon procesoru a možnosti jeho snížení

 Bios této základní desky (rev.2) zatím v žádné verzi (poslední je FK) neumožňuje ovládat bit, řídící odpojení sběrnice procesoru (bus disconnect) a tím významným způsobem snížit příkon procesoru v klidovém stavu (idle). Podle informací z některého fóra na webu má výrobce Gigabyte k takovému řešení výhrady s tím, že systém pak není stabilní a proto tento způsob snížení příkonu procesoru nepoužívá. Výrobce preferuje a chlubí se svým způsobem řešení, nazývaným CPU throttling ("přiškrcení", nastavení je přístupné v rozšířeném menu v setupu po stisku Ctrl-F1), což je ale jen řešení, které  sníží teplotu resp. příkon procesoru po dosažení nastavené mezní teploty,zřejmě vkládáním waitů, neřeší to vůbec problém velkého příkonu v klidovém stavu. Přitom je na trhu řada základních desek s různými čipsety, které tuto vlastnost podporují a kde jde v setupu nastavit, zda bude použita či nikoliv.
 Dostupná řešení tohoto problému jsou v podstatě dvě, buď spustit nějaký obvykle rezidentní program, který potřebná nastavení provádí nebo použít upravený bios, ve kterém je tato vlastnost již implementována.
 Pro první způsob řešení jsou dostupné například program c2tcv21.exe z adresy https://www.tcmagazine.info/modules.php?modid=4&action=show&id=333 , ten jsem vyzkoušel ve W2k, výhodou je možnost odinstalování klasickým postupem přes Přidat-ubrat programy nebo program s2kctl z adresy https://www.stargaz0r.nm.ru/files/s2kctl15b101.zip , ke kterému je ovšem minimum dokumentace, ale na rozdíl od předchozího programu trčí v tray a řízení příkonu je možno operativně zapnout či vypnout kliknutím myší a navíc je možno také měnit parametry programu. Oba tyto programy jsem zkusil bez zjištění jakýchkoliv problémů i při značném zatížení procesoru (ripování audio cd do mp3  nebo konverze videoformátu).
Druhý způsob řešení je jednorázově náročnější, protože je potřeba upravit stávající bios a vrátit  ho zpět do paměti, ale má to výhodu v tom, že výsledek je použitelný v jakémkoliv operačním systému. Princip úpravy biosu je v tom, že se spustí patchovací program na binární soubor s biosem a výsledek se flešne zpátky do základní desky. Gigabytka má dual bios, tak i kdyby se něco nepovedlo, dá se bootovat z toho zbylého neupraveného, ale nestalo se mi to, vše proběhlo hladce bez problémů. Celý pokus včetně flešnutí biosu programem @bios, dodávaným výrobcem desky,  lze udělat ve Windows 2000. Bližší se dá najít na adrese  https://rom.by/articles/BP/index.htm , je to ovšem v ruštině... Doporučuji při úpravě zvolit manuální režim (parametr /m) a v interaktivním módu pak zvolit jen přidání možnosti bus disconnect. Pokud se použije automatický mód, funguje to také, ale změní se formálně názvy procesorů a Windows pak hlásí typ procesoru jako neúplné slovo (např. Tbre místo Thoroughbred ).
Výsledkem je ve všech případech snížení příkonu procesoru v klidovém stavu o cca 30W (měřeno na primární straně zdroje) a teploty v mém případě o 8 stupňů.

3) Problematické měření teplot a napětí

Na této základní desce je poněkud problematické měření napětí a teplot. Po vyzkoušení řady programů (EasyTune4, Speedfan, Sguardian, Motherboard monitor), kde ani jeden neměří všechny hodnoty správně, jsem nakonec  použil poslední zmiňovaný Motherboard monitor (MBM 5), který umožňuje do měřených hodnot zavádět korekci a tím trochu zlepšit výsledné zobrazované hodnoty, tj. přiblížit je reálným hodnotám, zjištěným měřicím přístrojem přímo na desce.
 Při měření napětí většina programů měří špatně +5V a -12V, v obou případech ukazují napětí o hodně menší, tj. 4.23V pro +5V resp. -9.20V pro -12V.  MBM, pokud se v možnostech zvolí nejbližší typ základní desky jako GA-7N400L, měří správně všechna napětí kromě -12V, ale kontrola tohoto napětí není podstatná. Správně jsou měřena napětí Vcore, Vram, Vagp, +3.3V, +5V, +12V a -5V. Při přiřazování měřených napětí je  možno se podívat do MBM souboru voltage.ini, kde v sekci pro GA-7N400L je vidět přiřazení jednotlivých signálů měřicího obvodu IT8712F  měřeným napětím a podle toho je pak možno nazvat odpovídající indikátory na palubovce MBM.
 Horší situace je s měřením teploty, konkrétně teplot označených case a CPU. Bios a většina měřicích programů ukazují obě teploty neobyčejně vysoké a neodpovídající skutečnosti. Po mnoha pokusech, měřeních kontaktním i infra teploměrem, jsem v mém konkrétním případě zjistil, že teplota CPU je měřena o 15 stupňů vyšší, než je skutečná teplota měděné destičky chladiče přímo nad čipem (chladič měření na tomto místě svou konstrukcí umožňuje, je to měděná destička, z níž vycházejí čtyři heat pipes k vlastnímu žebrovanému chladiči s turbínkou) a teplota case je o 5 stupňů vyšší, než skutečná teplota ve skříni (přesněji teplota desky plošného spoje v místě měření). Původně jsem se domníval, že teplota CPU je měřena teplotní diodou na čipu, ale podle pomalosti reakce na zvýšení zatížení procesoru mám dojem, že je použit termistor někde pod resp. uvnitř patice procesoru. Procesor mám Athlon XP2400+ nepřetaktovaný s pastou Arctic silver a chladičem Gigabyte GH-PCU21-VG(3D Cooler- pro) a bios ukazuje ihned po zapnutí teplotu CPU 39 stupňů. Podle toho, jak pomalu teplota po zapnutí stoupá - cca 1 -2 stupně za minutu během prvních deseti minut po zapnutí, tak není možné, aby se během těch cca 20ti vteřin od zapnutí, kdy je možno hodnotu v setupu přečíst, zvýšila z počáteční teploty okolí 22 stupňů na uváděných 39 stupňů.
 Na základě měření skutečné teploty a hodnot, naměřených biosem resp. MBM jsem se rozhodl zobrazované hodnoty upravit pomocí přepočítávací tabulky v souboru templistX.ini pro MBM tak, aby pro teplotně stabilizovaný systém odpovídal údaj MBM (mám ho v tray) teplotě, naměřené teploměrem. Tabulka, tedy vlastně dvě, pro každé čidlo jedna, je jednoduchá, v každém řádku je nejprve údaj naměřený programem a vedle, oddělený dvojtečkou, údaj, který má být zobrazen resp. i použit pro nastavení alarmu kritických hodnot a pro případný zápis do logovacího souboru. Pro jednoduchost jsem zvolil lineární posuv o 15 resp. 5 stupňů (CPU, case) dolů. Je to řešení nepřesné, neuvažující nelinearitu použitých čidel, ale pro víceméně stálé teploty v okolí běžného pracovního bodu je to dostatečné, stačí, že je zobrazena správně teplota na měděném chladiči nad čipem procesoru a teplota vzduchu ve skříni či lépe teplota základní desky.
 MBM navíc umožňuje pro harddisky, podporující funkci S.M.A.R.T., měřit i teplotu disku, toto měření je podle mých zkušeností poměrně přesné jak na discích Maxtor tak Seagate, které jsem zkoušel.

Případné připomínky a náměty prosím na jan at grill42 dot cz. Děkuji.

Na stránku hardware.

Na hlavní stránku.