Übertakten
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Als Übertakten (engl. Overclocking) wird das Betreiben von Mikrochips außerhalb ihrer Spezifikation bezeichnet.
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[Bearbeiten] Überblick
Die Erhöhung der Taktraten von CPU, Grafikkarte und Speicher resultiert in einer Leistungserhöhung des Gesamtsystems. Je nach Komponente kann der Performancegewinn bis zu 30 % der Normalleistung entsprechen und eine Investition in eine herstellerseitig höher getaktete und damit teure Variante einer Komponente vermieden werden.
Oftmals werden künstlich "gedrosselte" Chipvarianten wie z. B. von Intel die Prozessoren Pentium D 805 oder Core 2 Duo 4300 auf den Markt gebracht, die mit zur Übertaktung geeigneten Hauptplatinen ohne weitere Probleme bis zu 50 % über dem Referenztakt zumindest kurz- und mittelfristig laufen. Dies ist darin begründet, dass die Chipherstellung oftmals bessere Chips als die produziert, für die Nachfrage vorhanden ist. Da der Chipmarkt sich nach der Nachfrage richten muss, werden Chips „underlabeled“, d. h. bessere Prozessoren werden niedriger klassifiziert, um der Nachfrage nachzukommen und die Preise nicht zu gefährden. Auch werden Chips der höheren Klassen heruntergestuft, die die Endkontrolle nicht ausreichend gut genug bestehen. Es werden zwar weitere Maßnahmen als nur die Taktsenkungen vorgenommen, um sich keine Konkurrenz zu den eigenen Spitzenmodellen zu machen, indem man z. B. den Cachespeicher verringert oder eine Multiplikatorsperre errichtet. Aber ein hoher Cachespeicher bringt bei den allermeisten heutigen Anwendungen nur sehr geringfügige Leistungssteigerungen. Bei AMD Prozessoren weniger als bei Intel Prozessoren. Zum Leistungsvergleich mit anderen, in Bezug auf die Auswahl der Komponenten und der damit erreichten Leistung, wird ein Benchmark angewendet, welcher das Ergebnis in eine Rangliste einträgt und so einen Leistungsvergleich bietet. Das Gegenstück zum Übertakten ist das sogenannte Untertakten (engl. Underclocking).
[Bearbeiten] Vorgehen
Kleine Mikrochips werden übertaktet, indem man den Taktgenerator (einen Schwingquarz) austauscht.
Der Takt einer Komponente eines Computers lässt sich meist im BIOS und/oder durch spezielle Software im Betrieb „on the fly“ einstellen, eine Einstellung im Bios ist allerdings immer vorzuziehen, da die Änderung des Taktes im Betrieb auf einen Frequenzbereich begrenzt ist und die Einstellung der Versorgungsspannung der Komponenten nicht ermöglicht. Ältere Mainboards besitzen zudem oft auch noch Jumper zur Frequenzeinstellung.
Durch die gesteigerte Leistung einer Komponente ist je nach Übertaktungsergebnis eine höhere Versorgungsspannung notwendig, diese ist speziell bei performanten Speichern wichtig, und verlangt, da die Leistung in Wärme umgewandelt wird, nach zusätzlichen oder besseren Kühlelementen um eine für die Komponente nicht tödliche Temperatur zu gewährleisten. Dies kann bei CPUs durch gute Luftkühler, Wasserkühlungen, Kompressorkühlungen, Trockeneis und flüssigen Stickstoff erreicht werden, letztere sind vielfach auch selbstgebaut, z. B. aus Autoradiatoren, Kühlschränken oder Kupferrohren, um Kosten zu sparen und die Eigenschaften der Kühlung auf das System maßzuschneidern.
[Bearbeiten] Arten des Übertaktens
Der Takt eines Bauteils setzt sich generell aus zwei Größen zusammen: Dem Referenztakt (AMD) bzw. Front Side Bus (Intel) und dem Multiplikator. Der Frontsidebus wird entweder von der CPU oder einem eigenem Chip auf der Hauptplatine erzeugt. Zum Erreichen des nominellen Takts wird der Referenztakt/Frontsidebus mit dem Multiplikator multipliziert.
Es ist also generell möglich, einen Prozessor über den Frontsidebus oder den Multiplikator zu übertakten. Viele Prozessorhersteller sperren allerdings den Multiplikator ihrer Prozessoren (bei den meisten Prozessoren ist der Multiplikator nur nach unten frei verstellbar), so dass die Erhöhung des Referenztakts/Frontsidebuses die verbreitetste Art des Übertakten darstellt.
Die Multiplikatorsperre wird meist durch Erhöhung des FSB/HT-Taktes umgangen, um so ebenfalls auf erhöhten Takt zu kommen.
Beispiel:
(Unterklasse-CPU) AMD64 3000+: Multiplikator = 9 x FSB/HT-Takt 200 = 1800 HMZ Realtakt
(Oberklasse-CPU) AMD64 FX55: Multiplikator = 13 x FSB/HT-Takt 200 = 2600 MHZ Realtakt
Overclocked AMD64 3000+: Multiplikator = 9 x 289 FSB/HT-Takt = 2600 MHZ Realtakt
Durch Anhebung des FSB/HT Taktes werden auch die Bustakte von Arbeitsspeicher, PCI Steckplatz (33MHZ) und AGP/PCIe (66/100 MHZ) mitangehoben, was im BIOS fixiert werden sollte, weil die Steckkarten eine Erhöhung in seltensten Fällen problemlos mitmachen.
[Bearbeiten] Stabilität
Übertaktete Systeme können instabil werden und (Rechen-)Fehler produzieren, diese äußern sich in einem Systemreboot, abstürzenden Programmen oder ähnlichen Ungereimtheiten. Die Stabilität nach dem Übertakten wird deshalb oftmals mit der Software Prime95 getestet. Überlebt das maximierte System die mehrstündigen "Torture Tests" der CPU und des Speichers, dann wird das System als prime-stable eingestuft und kann auch in Alltagssituationen nicht aus der Ruhe gebracht werden.
[Bearbeiten] Gefahren
Beim Betreiben von Komponenten außerhalb ihrer Spezifikationen erlischt in nahezu allen Fällen die Garantie des Herstellers. Auch kann die Lebenserwartung der übertakteten Bauteile (mitunter signifikant) sinken.
Durch einen höheren Takt und vor allem die erhöhte Spannung wird die Elektromigration begünstigt, was z. B. als Sudden Northwood Death Syndrome bekannt wurde. Die Verlustleistung steigt linear mit dem Takt und exponentiell mit der Spannung. Durch die erhöhte Verlustleistung ist zum Übertakten meist eine verbesserte Kühlung und gegebenenfalls ein stärkeres Netzteil nötig. Dies trägt zur steigenden Popularität von Wasserkühlungen im PC-Bereich bei. Bei einer Wasserkühlung gilt aber zu beachten, dass damit nur einzelne Teile, z. B. die CPU gekühlt werden. Andere Komponenten wie z. B. die Kondensatoren auf dem Mainboard, welche bei einer konventionellen Luftkühlung von dem Luftstrom des CPU-Lüfters mitgekühlt werden, können durch das Fehlen dieses Lüfters sehr warm werden oder sogar überhitzen.
