Türkiye’nin Makale Sitesi - En Güncel Döküman ve Makaleler

Sıcaklığa dikkat etmezseniz 4GHz’de giderken 3GHz performansı elde etmeniz işten bile değil.

Herhalde dikkatinizi çekmiştir, son bir iki haftadır Pentium 4 işlemcilerin en yüksek modellerinin tam hızda çalışırken performans kaybına uğrayabildikleri konuşuluyor, TM1 ve TM2 gibi bazı kısaltmaların bahsi geçiyor. Aslında hala yaygın olarak anlaşılmamış bir konu bu, oysa çok da ciddi açılımlar bu konuyla beraber geliyor.

CoolerMaster, Thermalright ve Thermaltake firmalarının en son soğutucularını değerlendirdiğimiz incelememizi hazırlarken, bu konuya da eğilme şansı bulduk ve elde ettiğimiz veriler bizi çok şaşırttı. Başlangıçta bu saptamalarımızı soğutucu incelemesinin içinde sunmayı planlamıştık, ama sonra konunun inceleme içinde kaybolmaması gerekecek denli önemli olduğunu düşündük ve kısa bir makale olarak sunmaya karar verdik.

Buyrun bakalım neymiş bu önemli bulgular….

Yüksek hızlarda garipleşen Pentium 4′ler

 

Intel’in 3.6GHz hızındaki Pentium 4 işlemcisiyle çok uzun süredir uğraşıyoruz. Daha önce 3GHz ve 3.2GHz hızındaki, Prescott çekirdekli Pentium 4′lerle çok fazla deneyimimiz olmuştu ve bu işlemcilerin farklı uygulamalardaki performansını aşağı yukarı ezberlemiş hale gelmiştik. Oysa 3.6GHz’lik, Pentium 4 560 modelinde bir gariplik vardı, çünkü 3 ve 3.2GHz işlemcilerle yaptığımız testlerin sonuçları tutarlı olsa da, 3.6GHz işlemciyle yaptığımız her testin sonucu farklı çıkıyordu. Anakart üreticisi firmalarla uzun uzun yazışmak ve hatta onları BIOS terfileri üretmeye zorlamak bile durumu çözmedi. Bizim “galiba anakartınız çalışırken FSB hızını düşürüyor, sabit tutamıyor” iddialarımıza firmaların yanıtı “defalarca kontrol ettik, kesinlikle böyle birşey yok” şeklindeydi. Üstelik yaptığımız overclock denemelerinde de bir gariplik vardı, 3.6GHz’lik işlemcimizi overclockla hızlandırdıkça elde ettiğimiz performans artacağına düşüyordu. Açıkçası biz de bu duruma bir açıklama getiremedik ve durum çözülene kadar 3.6GHz işlemciyi rafa kaldırmaya karar verdik. Görünen o ki çok doğru bir iş yapmışız.

 

Garip bir şekilde hiçbir donanım inceleme sitesi yada dergi bahsettiğimiz durumdan şikayetçi değildi, oysa şimdi görülüyor ki gerçekte herkes aynı sorunu yaşıyordu. Bu noktada TomsHardware sitesine şapka çıkartmak gerek, çünkü bu garip sorunu ve açıklamasını hayli gecikmeli olarak da olsa ilk onlar gündeme getirdiler. Her ne kadar pek net ve anlaşılır açıklamalar yapmasalar da, bir programcıyla anlaşarak kendilerine özel bir uygulama yazdıran site Pentium 4 3.6GHz’in standart soğutucusuyla kullanıldığında arada sırada termal koruma moduna girerek yavaşladığını, bir anlamda “frene bastığını” keşfetti.

 

Bu keşiften kısa süre sonra da PanopSys firması bütün sektöre çok büyük bir hizmet yaptı ve Pentium 4 işlemcilerin ne zaman termal koruma moduna girdiklerini ve ne oranda frene bastıklarını görüntüleyen, harika bir yazılım üretti. Panopsys’in minik yazılımı ThrottleWatch‘ın aslında ne kadar büyük bir olay olduğunu, hatta anakart ve soğutucu incelemelerinin çehresini değiştirecek bir uygulama olduğunu az sonra göreceksiniz.

 

Aslına bakarsanız bu büyük keşif Intel’in dökümanlarında en baştan beri yer alıyordu ama yeterli açıklıkta anlatılmadığı için anakart üreticileri bile bu sistemin tam olarak nasıl çalıştığını anlamamıştı. Gelin şimdi bu önemli sistemi basit şekilde açıklayalım.

 

(Intel’in LGA775 formatındaki Pentium 4 570, 560, 550, 540, 530 ve 520 modelleri için hazırladığı teknik dökümantasyon için tıklayınız. Bu çalışmada göreceğiniz tablolar bu dosyadan alınmıştır.)

 

Prescott çekirdekli Pentium 4′lerin ilginç yapısı

 

Senaryoyu hepiniz biliyorsunuz, işlemci zorlandıkça ısınır ve eğer soğutucu bu ısıyı dağıtamıyorsa işlemci bir noktada çalışma aralığının sınırlarına gelir, genelde bu noktada sistem kilitlenir. İşlemci sıcaklığı, fabrika tarafından belirtilen çalışma aralığı içinde kaldıkça işlemci performansı değişmez, daha soğuk işlemci daha performanslı çalışmaz. Dolayısıyla da test yaparken yada overclock yaparken sıcaklık konusu sadece işlemcinin çalışma durumunu etkileyen bir değerdir, işlemci performansını etkilemez. Bizler de bu nedenle sizlere “Filanca işlemciyi test edip elde ettiğimiz bu sonuçlar filan derece sıcaklıkta elde edilmiştir” diye belirtmeyiz incelemelerimizde, çünkü buna gerek yoktur.

 

Intel’in Pentium 4 Processor 570, 560, 550, 540, 530 ve 520 için sunduğu teknik dökümandaki tablolardan bir alıntı.
3.4 ve 3.6GHz modeller için sınır 115 Watt ve 72.8 °C olarak gözüküyor

 

Intel’in yeni Pentium 4′lerindeyse çok daha farklı bir tasarım anlayışı var. Prescott çekirdekli Pentium 4 işlemciler iki farklı sıcaklık takip sistemi içeriyorlar ve işlemciler kendileri için belirlenmiş belli bir sıcaklığı geçmiyorlar. Bu değerler Intel tarafından sağlanıyor. Örneğin Intel’in dökümanlarında 3.6GHz modelin 115 Watt’a kadar güç kullanabileceği (ve ısı üretebileceği) belirtiliyor. 115 Watt için belirtilen kritik sıcaklıksa 72.8 °C derece. Bu da demek oluyor ki, tam yük altında, tam hızda çalışan, 3.6GHz hızındaki bir Pentium 4 560′ın sıcaklığı 72.8 °C dereceyi geçmeyecek. Gerçekten de siz ne yaparsanız yapın, ne kadar zorlarsanız zorlayın işlemci bu sıcaklığı geçmiyor. Eğer işlemci 72.8 dereceyi aştığını farkederse kendi içinde bir süre için duraklıyor, bunu da Assembly dilinde HLT, kelime anlamıyla Halt / Dur komutunu işleyerek yapıyor. Yani bizim en baştan beri kullandığımız tabirle, işlemci sıcaklık sınırını aşmamak için kendi kendine frene basıyor. Siz bunu dışarıdan farketmiyorsunuz, çünkü frene basıldığında işlemcinin çalışma hızı yada gerilimi değişmiyor. İşlemcinin bu moda girdiğini BIOS’dan da kontrol edemiyorsunuz. BIOS’larda “Power Management” bölümünde bulunan “CPU Throttle” seçeneği bu sistemi etkilemiyor. İşlemci tamamıyle kendi kendine frene basıyor yada freni bırakıyor. Bu durumu herhangi bir şekilde aşmak yada işlemciyi frene basmaktan alıkoymak mümkün değil. Intel dökümanlarında bu durumun yazılımla da anlaşılamayacağını belirtmiş ama işte az önce bahsettiğiz ThrottleWatch isimli yazılım bunu başarıyor ve bize işlemcinin ne zaman, ne kadar frene bastığını gösteriyor.

 

3.6GHz işlemci standart çalışma geriliminde (1.38 Volt) ve CoolerMaster Hyper48 ile
kullanıldığında kritik sıcaklığa erişiyor ve ufak ufak fren yapmaya başlıyor

 

Aynı işlemciye aynı hızda 1.46 Volt gerilim uyguladığımızda
işlemci daha sık ve uzun süreli duraksamalar yapmaya başlıyor

 

İşlemcinin kendi kendini frenleyerek soğutma süresi, kullanılan soğutucu, çalışma hızı ve işlemci çalışma gerilimine göre değişiyor. Örneğin 3.6GHz işlemci standart çalışma gerilimi ve çalışma hızında 72 °C derecede fren yapmaya başlıyor, ama işlemci gerilimini yada saat hızını arttırdığınızda bu değer 67 °C dereceye kadar inebiliyor. Bunun açıklamasıysa basit, normalde standart gerilim olan 1.38 Volt ile 115 Watt değerine ulaştığınız noktayla, örneğin 1.48 Volt ile 115 Watt’a ulaştığınız nokta aynı değil. Hızı yada gerilimi arttırmak bu güç değerine çok daha erken ulaşmayı beraberinde getiriyor. Tabii işlemci durakladığı sürece de iş yapmıyor. Bunun sonucu da çarpıcı, az sonra test sonuçlarında göreceğiniz gibi sık sık duraklamak zorunda kalan 4GHz bir sistem, saat hızı 4GHz olsa da 3GHz sistemden daha düşük performans sunabiliyor. Eğer işlemcinizi bu kritik sıcaklık değerinin altında tutamıyorsanız, ciddi boyutta performans kaybediyorsunuz.

 

İki farklı koruma metodu: TM1 ve TM2

 

Prescott çekirdekli Pentium 4′lerin hepsinde Intel’in iki koruma sisteminden birincisi, yani firmanın verdiği ismiyle Thermal Monitor 1 var. Kısaca TM1 diye anılan bu sistem, az önce bahsettiğimiz esasa dayalı çalışıyor; işlemci gerilimi ve çalışma hızı değiştirilmeden işlemci kendi içinde duraklatılıyor. Sadece çok yeni çıkan, 3.8GHz hızındaki Pentium 4 570 modelindeyse Thermal Monitor 2, yani TM2 sistemi de var. Bu sistem şimdilik sadece “E revizyonu” olarak anılan 3.8GHz’lik modele özgü, ileride diğer modellere de aktarılması kesin gözüküyor. Bizlerin şu anda kullandığı LGA775 tipindeki Pentium 4 işlemciler “D revizyonu” olmaktalar.

 

TM2 sisteminde işlemcinin sıcaklığını düşürmek için çok daha agresif bir yöntem uygulanıyor ve işlemcinin çalışma gerilimi ve çarpan değeri çalışma sırasında kısa süreler için düşürülüyor. Veriyolu hızı sabit tutulurken, kritik sıcaklığa ulaşıldığı anda işlemci kendini daha düşük bir hıza indiriyor, Intel dökümanlarında kesin bir değer vermese de bu hızın 2.8GHz olduğu biliniyor. Yani işlemci çarpan değeri kaç olursa olsun bu koruma modunda 14x çarpana indiriyor kendini. Çalışma gerilimi de bu durumda varsayılan değerin altına çekilebiliyor ve sonuçta işlemci kritik sıcaklık değerinden kısa sürede uzaklaşıyor. Tabii arada belli bir performans kaybı yaşanıyor.

 

TM2 sistemine sahip bir işlemciyi test etme olanağımız henüz olmadığından bu sistemin performansa etkisi konusunda kesin verilerimiz yok, ama TM1′in etkileri konusunda size bazı değerler verebileceğiz.

 

 

Şaşırtıcı değil mi? Anakart, bellek ve işlemci değiştirilmiyor, işlemci hızı, gerilimi gibi hiçbir parametre değiştirilmiyor, sadece kullanılan soğutucu değiştiriliyor ve neredeyse aralarında %20 fark olan sonuçlar elde ediliyor. Pek Jungle 512 ve XP-90 sıkıştırma işlemini aynı sürede tamamlarken neden Hyper48 ve standart soğutucu kullanıldığında aynı işlem daha uzun sürede sonuçlanıyor? Sonuçta kullanılan işlemci aynı, 3.6GHz?

 

Bunun nedeni basit. Test sırasında Jungle 512 ve XP-90 işlemcinin en yüksek sıcaklığını kritik değer olan 72 derecenin altında tutabiliyorlar ve işlemci hiç fren yapmak zorunda kalmıyor, tam performansını sergiliyor. Oysa aynı işlem süresince Hyper48 kullanıldığında işlemci ortalama %11, standart soğutucu kullanıldığındaysa %22 oranında fren yapmak, yani Thermal Monitor moduna girmek zorunda kalıyor. Bunuın da performansa etkisi ortada.

 

Meraklı ve dikkatli okuyucularımızın hemen yakalayacakları bir detay var: Aslında bu bulgular, bir yandan da “Bugüne kadar yayınlanan tüm 3.4GHz / 3.6GHz işlemci ve bu işlemciyle yapılan anakart testleri sağlıksızdır” sonucunu doğuruyor. Evet, şaşırtıcı ama gerçek. 3.6GHz işlemciyle birlikte eğer çok özel bir soğutma sistemi kullanmazsanız, işlemci çalışması sırasında anlattığımız şekilde arada sırada frene basıyor ve bu yüzden de bu işlemciyle yapılan test sonuçları her seferinde farklı çıkıyor. Bu hızdaki Pentium 4′leri kullanarak tam olarak sağlıklı performans testleri yapmanın tek yolu var, o da işlemciyi 72 derecenin altında tutmak. Bu da hava ile soğutma yaparak pek olası gözükmüyor.

 

Sorun neden 3.4 ve 3.6GHz işlemcilerde?

 

Aslına bakarsanız bahsettiğimiz TM1 ve TM2 teknolojileri, işlemcinin ve sistemin sağlığını koruyacak, gayet güzel yöntemler. Peki bu yöntemler neden karşımıza sorun olarak dikiliyor? Nedeni basit, 3GHz ve 3.2GHz modellerde pek sorun yokken, 3.4 ve 3.6GHz modellerde sıcaklık çok çabuk yükseliyor ve siz daha sisteme yeni yüklenmeye başlamışlen sistem TM1 moduna girmeye başlıyor. Standart Intel soğutucusunu kullandığınızda, yük altında 3.6GHz işlemcinin 72 derece sıcaklığa erişmemesi mümkün değil. Bu nedenle de overclock ile uğraşmayan, sıradan kullanıcı bile performans kaybı yaşamak durumunda. Overclockcuların durumu ise tam anlamıyla felaket.

 

Overclockcuların durumu ve 4GHz meselesi

 

Pentium 4 işlemci kullanarak overclock yapmak ve 4GHz değerine erişmek oldukça keyif verici bir durum, üstelik eskisi kadar zor da değil. 4GHz hızında çalışırken artan işlemci ve veriyolu hızı gerçekten etkileyici performans sonuçları yaratıyor, benchmark değerleri tavana vuruyor. Peki, 4GHz hıza eriştiniz ama gerçekten 4GHz verimi mi alıyorsunuz, yoksa aslında eskisinden daha düşük performansla mı yola devam ediyorsunuz? Eğer su soğutma gibi özel bir sistem kullanmıyorsanız, büyük olasılıkla ikinci durum geçerli.

 

4GHz’e erişmek o kadar da zor değil, ama işin içinde iş var

 

Thermaltake Jungle512 kullanarak 4GHz’de yol almaya çalışıyoruz,
ama kırmızı grafikten gördüğünüz gibi işlemci çok fazla fren yapıyor.

 

Intel’in standart soğutucusuyla da 4GHz’e çıkabiliyoruz, ama görüldüğü gibi aşırı ısınan işlemci
%100 oranda fren yapmaya başlıyor

 

Sisteminiz 4GHz ve üzerinde sorunsuz çalışıyor görünse de, yük altında çok kısa sürede hemen kritik sıcaklık değerine erişiyor ve fren yapmaya başlıyor. Kullandığınız soğutucuya göre bu fren süresi ve miktarı da çeşitlilik gösteriyor, eğer işlemcinizle gelen standart soğutucuyla overclock yapıyorsanız işlemcinizin normal çalışma / fren oranı  1:1 düzeyine yaklaşıyor. Yani basit bir anlatımla, sanki işlemciniz 1 saniye çalışıyor, 1 saniye duruyor. Bu durumda da ilginçtir ki 4GHz işlemciniz aslında size 2GHz bir işlemci kadar performans sunuyor. İnanılması güç ve oldukça can sıkıcı, ama gerçek. Gelin ne anlatmaya çalıştığımızı değerler ışığında görelim.

 

 

Thermalright XP-90 ile 3GHz, 3.6GHz ve 4GHz hızlarında testimizi tekrarladık. 3 ve 3.6GHz hızlarda işlemcimiz yük altında 72 derecenin çok altında sıcaklıklarda çalışıyordu ve TM1 sistemi asla aktif hale geçmedi. 4GHz’de çalışırken de sıcaklık 72 dereceye varmadı, ama yükselen çalışma hızı ve gerilim nedeniyle TM1 sistemi 72 dereceden çok önce, 66 derecede devreye girdi ve işlemciyi o sıcaklık civarında frenledi. 4GHz’deki test boyunca TM1 kimi zaman %100′e varan oranda frenlemeler yaptı ve ortalama frenleme değeri %37 oldu.

 

 

Ve gelelim yukarıdaki sıcaklıkların test sürelerine nasıl etki ettiğine. 3 ve 3.6GHz’de test süreleri normal, işlemci tam performansıyla testi tamamlıyor. Peki 4GHz’deki süreye ne demeli? Fazlasıyla şaşırtıcı ve rahatsız edici, değil mi? İşlemcimizi 4GHz’e overclock yaptık, bellek hızımız da arttı, fakat aynı işlemi 3GHz işlemciden bile daha uzun sürede tamamlayabiliyoruz. Gördüğünüz gibi, işlemcinizi 4GHz’e overclock ettiniz ve mutlusunuz, ama uygulamada 3GHz işlemcinin bile altında performans elde ediyorsunuz. İşlemciniz gerçekten de 4GHz’de çalışıyor ama çalışırken de sıcaktan ölmemek için sık sık kendi içinde mola veriyor.

 

Unutmadan belirtelim, herhangi bir hataya imkan vermemek ve sonuçlardan tam olarak emin olabilmek için bu yazıda size sunulan testler, 3 farklı anakartta defalarca tekrarlanmıştır.

 

 

Yorumlar

Aslına bakarsanız bu durum gözüktüğünden çok daha ciddi açılımları beraberinde getirecek. Overclock meraklılarının overclock kavramına ve overclock ile elde edilen değerlere, biz test editörlerininse işlemci, soğutucu ve anakart performans testlerine başka bakış açılarıyla bakmamız gerekiyor. Şu ana kadar her türlü donanım sitesinde ve bilgisayar dergisinde 3.4 ve 3.6GHz işlemcilerle sayısız işlemci ve anakart testi yapıldı, ama eğer özel soğutma yöntemleriyle sıcaklık 72 derecenın altında tutulmadıysa bu test sonuçlarının hepsi geçersiz duruma düşmüş halde. Bu işlemcilerle yapılan soğutucu testleri de geçersiz duruma geliyor, çünkü işlemci 72 dereceyi aşmadığı için, “Filanca soğutucuyla bu işlemci 72 dereceye çıktı” türü ölçümler anlamsız kalıyor.

 

Konu üzerinde daha da derinlemesine araştırmalar yapmak, farklı işlemcilerin davranışlarını ölçmek gerek, ama şimdiden şunu söyleyebiliriz:

• 3.4, 3.6 ve 3.8GHz Pentium 4 kullanıyorsanız, kutudan çıkan standart soğutucu yerine yüksek performanslı bir soğutucu satın alıp kullanmanız çok önemli.

• 3.4, 3.6 ve 3.8GHz Pentium 4 kullanıyorsanız, kasa içindeki hava akışını iyi düzenlemelisiniz, mutlaka kasaya dışarıdan taze hava çeken bir fan ve kasadan dışarı hava atan fanlar kullanmalısınız.

• Pentium 4 kullanarak 4GHz gibi değerlere overclock yapıyorsanız hava ile soğutma yapmayı unutun ve su soğutma sistemlerini araştırmaya başlayın.

• Pentium 4 kullanarak yüksek hızlarda overclock yapıyorsanız ThrottleWatch uygulaması elinizin altında olsun ve işlemcinizin yük altında frenleme yapmaya başlamadığını kontrol edin.