775DUAL-VSTA Voltmod

Wir alle kennen die genialen Knaller-Boards von ASRock: Fast alles an Ausstattung was das Aufrüsterherz begehrt und das zum Preis von EUR 30,00. Wenn da nur nicht immer die vernachlässigten Optionen im BIOS wären…

Wenigstens zwei dieser Optionen kann man mit etwas KnowHow und einem feinen Lötkolben zu seinem eigenen Vorteil wieder zugänglich machen. Zwar nicht so bequem wie per BIOS-Einstellung, aber immerhin annähernd ;-). Hier soll es um die Prozessorspannung gehen; des weiteren lässt sich die Spannung für den Speicher ebenfalls mit wenig Aufwand anpassen.

Wichtig beim Overclocken ist immer, dass man die CPU-Spannung etwas aus der vom Chip vorgegebenen Grenze rausheben kann. Laut Datenblatt kann ein 90nm-Pentium-D maximal mit 1.55V arbeiten. Mein D805 liegt werksmäßig bei 1.3625V, also durchaus noch etwas rauszuholen. Mit 1.4V beispielsweise kann ich ein ganzes Gigahertz höher takten. Oder andersrum: Bei 1.2V läuft das Ding immer noch komplett stabil, was sich positiv auf Wärmeentwicklung und Leistungsaufnahme auswirkt.

Wie gesagt bieten die günstigen ASRock-Boards nun leider keine offizielle Möglichkeit, sich diese genannten Vorteile zu Nutze zu machen. Um die Spannung einstellbar zu machen, müssen wir uns also etwas an der Hardware vergreifen. Dazu mal eine kurze Einführung, wie ein Mainboard seine Prozessorspannung generiert.

Jeder Prozessor wird von Haus aus mit einer Spannungsinformation versehen. Diese Spannung hat sich vermutlich beim ersten Test als optimal erwiesen, oder es wurde als erstes mit dieser Spannung getestet, hat funktioniert, OK wird so gebrannt. Jedenfalls kann diese VID (Voltage ID) in weiten Bereichen variieren und bei jeder CPU anders aussehen. Zudem gibt es auch noch Varianten unter den einzelnen Kern-Architekturen, die sich u.A. in einer unteschiedlichen Bittiefe der ID bemerkbar machen. Ein Smithfield kommt mit 6 Bit aus, während beim Wolfdale z.B. schon 8 Bit verwendet werden.
Diese ID ist also fest in die CPU eingebrannt. Das Mainboard, gerade unser 775DUAL-VSTA ;-), braucht jetzt diese Information, um mit der richtigen Spannung loslegen zu können. Dazu gibt es eine der Bittiefe der VID entsprechende Anzahl von Pads auf der CPU. Wie viele das nun sind und wie die ‚codiert‘ sein müssen, kann man sehr schön im Datenblatt seiner CPU nachlesen. Unten ist z.B. die Tabelle für die Pentium D’s der 800er-Serie abgebildet. Die zugehörigen Pads sind ebenfalls im Datenblatt aufgeführt (bezeichnet mit VID0-VID5). Auf dem CPU-Unterseiten-Foto sind die Sechs auch schon markiert – damit haben wir nämlich gleich noch was vor :-).

Auf dem Mainboard befindet sich ein Schaltregler-IC, der die Spannung für den Prozessor generiert und schön sauber und konstant hält. Derjenige auf unserem Board hier arbeitet z.B. mit vier Phasen. Den nötigen Spannungswert liest er direkt aus der CPU. Kein Wunder also, dass es da keine BIOS-Option für geben kann… Und genau an dieser Stelle greifen wir jetzt ein.

Kurz rekapituliert: Der Schaltregler liest den benötigten Spannungswert über eine Anzahl Pins (z.B. 6) direkt von der CPU. Was aber nun, wenn diese Pins nicht belegt sind? Oder besser noch: Wenn an den Pins andere Werte stehen, als die die aus der CPU kommen? Kein Problem, nichts leichter als das.
Erstmal müssen die vorhandenen Werte vernichtet werden. Dazu benutzen wir einfach ein bisschen Isolierband. Mit einem scharfen Cutter schneiden wir uns 3 kleine Schnipsel und kleben sie wie abgebildet auf die CPU. Natürlich kann man auch 6 einzelne, noch kleinere Stücke schneiden oder ein grosses in der nötigen Form. Je nach Geschmack und Lust am friemeln…

Kleiner Hinweis nochmal: Die abgebildeten Pads funktionieren nur für die Pentium D’s! Bei den anderen Kernen ist die Pinbelegung u.U. anders bzw. es müssen noch weitere Pads abgeklebt werden!

So. Wie bekommen wir nun unsere eigenen Werte da eingestellt?
Die Pins können nur 2 zustände haben: 0 oder 1, wie in der Tabelle angegeben. 0 bedeutet dabei Masse-Pegel, während 1 für Vcc steht, also unsere CPU-Spannung Vcore. Damit diese Pins immer einen definierten Zustand haben, sind sie mit sogenannten PullUp-Widerständen ausgestattet. Die sorgen dafür, dass der Pegel immer auf Vcc (also 1) liegt, wenn die CPU nicht gerade was anderes verlangt. Diese Widerstände sind auf der Platine unter den Namen R701-R704 und RN701 bekannt. Dabei ist RN701 einfach ein Gehäuse für 4 einzelne Widerstände. Diese Jungens kommen uns gleich doppelt zu gute. Zum einen brauchen wir nirgends mehr Vcc abgreifen und zum anderen lässt es sich daran viel einfacher löten als an den winzigen Pins vom CPU-Sockel oder dem Spannungsregler-IC.
Oben habe ich mal eine schematische Darstellung der genannten Teile gemacht. Ein Foto hätt’s auch getan, aber ich hatte halt gerade kein Stativ zur Hand… Das IC sitzt nur 2cm neben dem CPU-Lüfter-Anschluss, sollte leicht zu finden sein. In der Darstellung sind die entsprechenden Widerstandspins schon mit den passenden VID-Bezeichnungen versehen. Daraus schliessen wir jetzt: Wenn alle CPU-Pins abgeklebt sind und alle PullUp-Widerstände ihre Arbeit verrichten, haben wir an VID0-VID7 einen Pegel von 1. Wir werfen mal schnell einen Blick in die Tabelle unten: 111111 bedeutet? VR off. Also keine Spannung. Nicht gerade das was wir wollen.

Jetzt kommt der Lötkolben in’s Spiel. Wir müssen irgendwie ein paar Nullen da reinbekommen.
Als einfaches Beispiel picken wir uns mal die 1.1V aus der Tabelle. Da sehen wir: 111110, wobei die 0 in der Spalte VID0 steht. Wenn also nun VID0 eine 0 hat und die anderen auf 1 liegen, bekommt unsere CPU 1.1V. Richtig :-)! Um jetzt VID0 auf 0 zu nageln, müssen wir den entsprechenden Pin (den linken von RN701) auf Masse löten. Wo auf Masse ist quasi egal. Irgendwo an’s Gehäuse oder eine X-beliebige schwarze Strippe aus dem Netzteil. Praktischerweise befindet sich ein unbestücktes Bauteil direkt links von RN701, dessen eines Pad auf Masse (GND) liegt. Daraus ergibt sich eine schön kurze Verdrahtung und nicht so viel Kabelsalat an dem man hängenbleiben kann.
Wenn wir da also nun eine kleine Drahtbrücke reinlöten, haben wir schon gewonnen. Entsprechend sind natürlich alle Kombinationen aus der Tabelle möglich. Wenn wir z.B. alle 4 Pins von RN701 auf Masse ziehen, kommen wir laut Tabelle auf 1.45V – zum Übertakten schonmal ein guter Wert :-D.

Eine etwas noblere Variante gibt es natürlich auch noch. Wenn man an die Pins ein Mäuseklavier oder eine Jumperleiste lötet, kann man die Spannung per DIP-Switch oder Jumper einstellen. Schön wenn man viel rumprobiert. Ganz edel wird’s natürlich mit einem extra Mikroprozessor, Display und Tastern zum einstellen…. Wenn man da aber nicht gerade Spass am Basteln hat, wäre ein besseres Mainboard die nächste Alternative :-D.

Eine kleine Anmerkung noch zu einem Hinweis, der im Datenblatt des Spannungsreglers steht. Laut Spezifikation soll die generierte Spannung immer 19mV unter dem eingestellten Wert liegen. Das ist auch tatsächlich der Fall, wie sich mit einem Multimeter schnell nachprüfen lässt. Die von cpuz & Co. angezeigten Werte sind ja auch immer etwas niedriger als die eingestellten, was sich daraus ja zwangsläufig ergibt. Also: Wieder was gelernt.

Anmerkung der Redaktion: Ich hab’s wirklich ausprobiert, das funktioniert! Meine CPU läuft jetzt nur noch mit eingestellten 1.15V.


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