Celeron в дуальной конфигурации

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Автор и редакция не несут никакой ответственности за любой возможный ущерб в случае следования приведенным в данном материале рекомендациям. Все ваши действия на основании данного материала вы осуществляете на свой страх и риск. Заметим, что внесение в процессор модификаций, описанных в данном материале, автоматически лишает вас каких-либо гарантийных обязательств со стороны продавца и производителя.

Как показали исследования, проведенные японским коллегой Tomohiro Kawada, процессоры Celeron обеих модификаций (как с кэшем L2, так и без него) могут быть доработаны для использования их в дуальных конфигурациях. Изначально поддержка SMP процессорами серии Celeron невозможна и заблокирована производителем. Ниже я описываю последовательность всех необходимых действий по доработке Celeron, а так же отличия примененной мной технологии от используемой г-ном Tomohiro Kawada.

Зачем это нужно?

Все просто. Celeron имеет низкую цену и хорошо разгоняется. Поэтому, если вы ограничены в средствах, но вам для работы очень нужна дуальная система, то это может быть приемлемым решением. Скажем, если вы работаете с видео, звуком или с графикой под NT 4.0 или BeOS 3.Х то за дополнительные $300-400 вы можете получить существенный выигрыш в производительности, а главное во времени выполнения операций. А вообще, список пользовательского ПО и ОС под многопроцессорные конфигурации известен очень давно, получаемый на различных задачах выигрыш - тоже...

Что мешает использовать Celeron в дуальной конфигурации?

Для работы в SMP режиме (в частности - двухпроцессорном), процессоры коласса Pentium II (а Celeron следует относить именно к этом классу) используют ряд дополнительных сигналов и выводов, не задействуемых при работе в однопроцессорной конфигурации. В частности, для такой работы необходим сигнал BR1#, выходящий на контакт B75 разъема Slot1. У процессоров Celeron вход BR1# замкнут прямо с проводниками питания ядра процессора (Vcc core) и необходимая разводка и терминирование проводников на субстрате (субстрат, substrate - так в документации фирмы Intel называется печатная плата, вставляемая в соединитель Slot1, на которую напаивается ядро процессора и необходимые навесные элементы вроде конденсаторов, резисторов и т.п.) не произведена. Таким образом, доработка заключается в разрушении электрического контакта входа BR1# с Vcc core, напайке проводника до контакта B75 и терминировании его в соответствии со спецификацией GTL+ на сигналы/уровни шины процессора.

Заметим, что есть мнение, полученное из пожелавшего остаться неназванным источника, что на самом деле можно обойтись и без физического воздействия на процессор. По непроверенным, пока, данным, достаточно модифицировать только системный БИОС, для того, что бы Celeron'ы можно было использовать в паре. Но, как говорится, мы работаем над этой проблемой...

Теперь рассмотрим окрестности контакта BR1# и соединение с Vcc core (см. рисунок). Здесь черным цветом показаны контакты из припоя между субстратом и микроплатой собственно cpu core.

Обозначения:

• зеленым - материал субстрата
• синим - металлизированные сквозные каналы в субстрате и заполняющий их припой
• красным - интересующий нас канал и его контакт со слоем Vcc core внутри субстрата.

Таким образом, доработка будет заключаться в сверлении субстрата в определенных местах и допайке необходимых соединений.

Для этого нам потребуются:

• паяльник с необходимыми аксессуарами
• микродрель с зажимом и два сверла разных диаметров (около 0.5 мм и вдвое тоньше,
  причем диаметр меньшего должен совпадать с диаметром дополнительного проводника - см. ниже)
• омметр или тестер - для проверки электрического контакта между проводниками
• кусачки (в худшем случае и при наличии некоторой сноровки вполне можно обойтись ножницами)
• провод в лаковой изоляции (например, ПЭЛ 0.09)
• транзистор типа КТ3102 с позолоченными ножками (кусочек ножки будет использован как
  дополнительный проводник, поэтому диаметр ножки должен совпадать или быть чуть больше
  диаметра меньшего используемого сверла)
• так же желательно наличие лупы для оценки качества проводимых манипуляций

Последовательность действий

Последовательность действий выглядит следующим образом (усиленно рекомендуется предварительное ознакомление с материалами Tomohiro Kawada ;-)

Просверливаем большим сверлом сквозное отверствие в субстрате внутри цифры "6" (метка № 1) - это отверстие будет использовано для подвода и подпайки проводника к RP6 (метка № 5). Кусочек облуженного провода используем для замыкания с одной стороны всех контактов RP6 между собой (метка № 4). Омметром контролируем отсутствие замыканий с другими прилежащими контактами.

Далее, рассверливаем и устанавливаем дополнительный контакт (метка № 3, технология описывается ниже), после чего используем зачищенный и облуженный (только в местах пайки, естесственно) лакированый провод для подпайки по следующему маршруту: контакт B75 (метка № 2), дополнительный контакт (метка № 3), выход через отверстие на противоположную сторону субстрата (метка № 1) и подпайка к свободному контакту у RP6 (метка № 5). И все, собственно! 8-)

Технология изготовления дополнительного контакта

С помощью микродрели и большого сверла производим надсверливание контакта BR1# со стороны субстрата (метка № 3).

Контролируем завершени операции по пропаданию электрического контакта между BR1# и Vcc core (например, можно замерять сопротивление между контактом со стороны heatspreader'а процессора и контактом B87 на разъеме). Обращаю внимание, что для этого не надо просверливать субстрат насквозь!

Теперь меняем сверло на более тонкое и надсвеливаем в том же месте.

Снова обращаю внимание - не нужно просверливать субстрат насквозь, лунка нужна только для закрепления отрезка проводника!

Теперь легким вращательным движением устанавливаем в подготовленную лунку ножку от транзистора - она должна входить с некоторым трением и не выпадать из подготовленной для нее лунки.

Обрезаем кусачками (или ножницами) выступающий кусочек ножки транзистора, оставив над поверхностью субстрата излишек порядка 1 мм. (можно меньше - все зависит от ваших способностей к пайке ;-) Проверяем расположение контакта по центру лунки и отсутствие замыканий.

Ну и наконец - припаиваем к полученному контакту провод, зачищенный в этом месте от лаковой изоляции и хорошо облуженный (зачищать и облуживать необходимо около одного миллиметра, провод в этом месте не обрезается).

Трассу прохождения провода потом можно дополнительно защитить сверху куском клейкой ленты или чем-то подобным.

Что я обо всем этом думаю... ;-)

Все вышеописанные манипуляции - штука достаточно тонкая, и если Вы никогда не держали в руках микродрель со сверлом диаметром в 0.2 мм - то Вам вряд ли стоит браться за это дело. У меня есть большой опыт в обращении с паяльником и дрелью, так что я эту операцию проделал с первого раза и без потерь :-)

Далее, самоочевидно, что описанная выше технология - это явно не единственный возможный вариант, я постоянно думаю об ее улучшении/облегчении :-)

С другой стороны, я достаточно слабо представляю - кому могут потребоваться дуальные конфигурации в массовых количествах (хотя бы сопоставимо с общим числом overclocker'ов PII & Celeron ;-) На мой взгляд, для серьезных целей, все же лучше потратиться на хорошую технику. Но из спортивного интереса или, если очень надо, а денег в обрез, то такое решение проблемы можно серьезно рассматривать.

Собственно работу по переделке я оцениваю в пределах $15-20, так что если действительно будет массовый рынок - появится и не менее массовое предложение, ибо наша страна всегда славилась умельцами. ;-)

Что это дает?

Я проверял работу получившейся дуальной конфигурации на системной плате TEKRAM P6B40D-A5, процессоры Celeron стояли в режиме 103x4=412 MHz. Все заработало сразу и без проблем. Однако, признаюсь честно, было лень проводить тестирования в разных приложениях и тем более готовить большие таблицы с результатами :-) Зачем? Когда коллега г-н Tomohiro Kawada уже все это проделал. Причем, как для пары безкэшовых Celeron, так и для пары с кэшом, т.е. Mendocino. Но, на всякий случай, ниже мы приводим несколько таблиц с результатами, полученными Tomohiro Kawada, что бы не утруждать вас серфингом по сети.

Ниже приведен список дуальных системных плат, на которых работали в паре Celeron'ы:

• TYAN S1696DLUA Thunder 2 ATX
• Tyan S1832DL
• ASUS P2B-D
• ASUS P2B-DS
• Gigabyte GA-6BXD
• Microstar MS-6120
• SuperMicro P6DGE
• Soltek SL-68A

Если вы решитесь на эксперимент, то присылайте свои результаты с указанием вашей конфигурации.

Производительность при 3D рендеринги
на системе с Одним/Двумя 400 MHz процессорами

^* Все режимы рендеринга: Realistic (Реалистические)

Результаты тестирования Wintune97
дуальных систем на базе Celeron и Pentium II

• Dual Celeron 300MHz (75MHz x 4.0)
• Dual Pentium II 300MHz (66MHz x 4.5)

Если у вас есть свои идеи, как использовать Celeron'ы в дуальном режиме -- пишите мне.