BlizzardPPC 603e Overclocking Kurzanleitung
Für ganz Eilige oder Könner
Vorwort
Eigentlich bin ich kein Fan vom Overclocken, aber die miese Performence unter HereticII hatte mich dazu gebracht, auf der Jagdt nach jedem einzelnen Frame pro Sekunde, doch etwas zu ändern.
Begründet ist die schlechte Leistung zum einen durch den damals schon nicht mehr zeitgemäßen Permedia2, dessen Füllrate reichte einfach nicht. Ein weiteres Nadelöhr ist der mit 50MHz gegenüber der Cyberstorm (A4000) etwas langsamere Bustakt. Aus diesen 50MHz gewinnt der 040er im Normalfall (Jemand hat seine Blizzard 603e mal bei Phase5 auf 40MHz 040er umbauen lassen, wobei ein 80MHz Oszillator zum Einsatz kam. Der Bustakt für die Karte müßte in dem Fall dann vom PPC gewonnen werden.) auch seinen 25MHz Takt. Weil ein Übertakten des 040er auf 33MHz Berichten zufolge möglich ist, kann der Bustakt somit auch auf die optimalen 66MHz erhöht werden.
Noch ein paar konkrete Überlegungen
Bei meinem Exemplar der Blizzard handelt es sich um die Einquarzversion, wo der PPC den selben 50MHz Takt bekommt. (Bei der Zweiquarzversion hat der PPC einen seperaten Oszillator, siehe auch Skizze). So war eine Änderung des Multiplikators für den PPC-Takt unumgänlich, wenn dieser nicht mit 231MHz laufen sollte. Das wäre für einen 160er wohl etwas zu extrem gewesen. Die möglichen Multiplikatoren für den Coretakt sind in der Tabelle rechts aufgeführt.
Multiplikatoren und Coretakt
| Bus/Core-Multiplikator | PLL_CFG[0:3] | Coretakt in MHz bei 50MHz Bustakt | Coretakt in MHz bei 66MHz Bustakt |
| 2x | 0100 | 100 | 132 |
| 2.5x | 0110 | 125 | 165 |
| 3x | 1000 | 150 | 198 |
| 3.5x | 1110 | 175 | 231 |
| 4x | 1010 | 200 | 264 |
| 4.5x | 0111 | 225 | 297 |
| 5x | 1011 | 250 | 330 |
| 5.5x | 1001 | 275 | 363 |
| 6x | 1101 | 300 | 396 |
Um nur den PPC zu übertakten, genügt eine Änderung des Multikators. Der Quarzoszillator muß nicht getauscht werden. Der Multiplikator wird mittels vier Pullup-Widerständen eingestellt. Die Positionen der Widerstände mit den zugehörigen Faktoren habe ich in der Skizze schematisch dargestellt. Für den den Multiplikator sind nur die vier rechten Widerstände zuständig. Der Widerstand ganz links hat eine andere Aufgabe. Zur besseren Orientierung habe ich ihn mit eingezeichnet und als zusätzliche Hilfe hier noch ein Originalbild, bei dem ich die betreffenden Widerstände rot eingekreist habe. (Das Bild zeigt die Widerstände bei meiner Karte im Originalzustand.)
Soll der Bustakt erhöht bzw. der 68k übertaktet werden, ist ein Austausch des zugehörigen Quarzoszillators unumgänglich. Leider sind die Oszillatoren im DIL8-Gehäuse schwer erhältlich. Üblich sind die DIL14-Gehäuse. Wer zwei Quarzoszillatoren auf seiner BlizzardPPC hat, hat eventuell Glück und der PPC-Quarz ist ein 66MHz Typ. Dann kann man einfach beide Oszillatoren tauschen und den Multiplikator für den PPC entsprechend korrigieren. Das ist zwar nicht optimal für den PPC, aber dieser spielt bei der Gesamtperformence eine untergeordnete Rolle. Ist kein DIL8-Typ zu bekommen, tuts auch ein DIL14. Beide sind von der Funktion her identisch. Jedoch ist etwas Bastelln angesagt. Ich habe deshalb einen Adapter aus Sockeln gebaut. Dazu mehr weiter unten.
Noch ein paar Hinweise:
Bei mehr als 66MHz Bustakt macht Berichten zufolge der SCSI-Chip Probleme. Auch sollte der 68k ordentlich gekühlt werden. Übertakten verkürzt die Lebensdauer der Bauteile bzw. erhöht deren Ausfallwahrscheinlichkeit oder führt im Extremfall zur Zerstörung dieser. Genaues über den 603e ist in dem Motoroladokument PID7t-603e zu finden. Dieses gibt es als PDF unter www.mot.com bzw. freescale.
Fortsetzung
Nachdem ich durch die Multiplikatoränderung auf vier (4*50MHz=200MHz) festgestellt hatte, daß mein PPC603e auch noch mit 200MHz ohne Probleme läuft, bin ich zum nächsten Schritt gegangen. Damit der PPC nicht zu hoch getaktet wird, habe ich erstmal den Multiplikator auf 3 veringert (3*66MHz=198MHz) und dann einen 66MHz-Quarzoszillator eingesetzt. Leider mußte ich feststellen, daß mein 68040 die 33MHz (66MHz / 2) nicht mehr mitmacht. Ich hatte immer wieder sporadisch RAMLib-Fehler. Irgentwie ist es mir aber dennoch nach einigen Versuchen gelungen, LinuxPPC zu starten. Weil Linux 100%tig lief, war klar, daß es am 68k liegt. Also habe ich mir dann noch einen 60MHz Quarzoszillator bestellt, und weil ich schonmal dabei war, auch gleich einen superflachen Lüfter von SEPA für den 68040. Diesen habe ich mit einem speziellen wärmeleitfäigen Klebepad befestigt, was heute noch hält. Mit dem gleichen speziellen CPU-Klebepad habe ich auch den Kühlkörper auf der BVision festgeklebt, nachdem dieser mehrfach schon durch leichtes Anstoßen bei den Bauarbeiten abgefallen war. Mit den 60MHz gab es dann auch keine Probleme mehr, zwar läuft der PPC nun nur mit 180MHz, aber für meine Ansprüche völlig ausreichend. Der Lüfter des 68k läuft erstaunlich ruhig und hält den 040er auf eine akzeptable Temperatur. HereticII erreicht seit dem auf meiner Hardware auch bei 640x480 mit etwas verkleinerten Bildausschnitt 10,2fps (gemessen mit dem Demo2 von Hyperion), voher hatte ich max. 9,2fps bei 320x240. über 10,2fps kam ich aber nicht hinaus. Das Ergebnis habe ich mit ein paar Benchmarks dokumentiert.
Ganz Wichtig!
Ich über nehme keine Garantie für die Richtigkeit der hier dargestellten Informationen oder der Funktion. Ein Eingriff an der Hardware führt selbstverständlich zu Garantieverlust.
Bauanleitung für meinen Adaptersockel
Man nehme:
Bearbeitung des 8-poligen Sockels
| Schritt 1 |
Schritt 2 |
 |
 |
Sockel unbearbeitet |
die mittleren Kontakte entfernen |
- 8-poliger IC-Sockel mit Präzisionskontakten
- 14-poliger IC-Sockel mit Präzisionskontakten
- etwas Draht oder Litze
Bei dem 8-poligen Sockel werden die mittleren Kontakte, also Pin2, 3, 6 und 7, entfernt, sodaß nur noch die äußeren übrig bleiben. Am Besten lassen sich die Kontakte mit dem Lötkolben entfernen. Dazu wird der Sockel umgedreht und am Rande entsprechend unterlegt, z.B. mit einem anderen Sockel. Dann mit dem warmen Lötkolben die Kontakte vorsichtig herausdrücken. Ist der Sockel entsprechend modifiziert, wird er anstelle des Original-Quarzoszillators eingesetzt. Mit dem Sockel wird genügend Abstand zwischen Platine und dem eigentlichen Adaptersockel (den modifizierten 14poligen) geschaffen.
Bearbeitung des 14-poligen Sockels
| Schritt 1 |
Schritt 2 |
Schritt 3 |
Schritt 4 |
 |
 |
 |
 |
Sockel unbearbeitet |
die überflüssigen Kontakte entfernen |
die nötigen Verbindungen schaffen |
So den 14er auf den 8er setzen |
Der 14polige Sockel wird wie folgt bearbeitet. Zuerst wieder die überflüssigen Kontakte mit dem Lötkolben wie oben schon beschrieben entfernen. Wie auf dem Bild rechts zu erkennen sind das die Pins 3, 4, 6, 9, 11 und 12. Die Pins 1, 7, 8 und 14 werden gekürzt, daß heist, der dünne Teil wird abgeschnitten.
Verbinden:
| 1 | mit | 5 |
| 2 | mit | 14 |
| 13 | mit | 8 |
| 10 | mit | 7 |
Jetzt kommt der etwas knifflige Teil. Weil aus Platzgründen der DIL14-Oszillator um 90° gedreht eingebaut wird, müssen die Sockelkontakte entsprechend verbunden werden. Der 14er-Sockel wird so auf den 8er gesteckt, das Pin 5 vom 14er in Kontakt 1 vom 8er steckt. Demzufolge Pin 10 in Kontakt 4, Pin 13 in Kontakt 5 und Pin 2 in Kontakt 8. Pin 1 vom DIL8-Typ entspricht auch Pin 1 beim DIL14-Quarzoszillator. Pin 4 entspricht Pin7, usw. Daraus ergibt sich dann, bei unserem 14poligen Sockel muß Pin 1 mit Pin 5, Pin 2 mit 14, 13 mit 8 und Pin 10 mit Pin 7 verbunden werden. (Klingt kompliziert? Siehe auch die kleine Tabelle links und Zeichnung rechts.)
Dabei ist zu beachten, daß man die dünnen Kontaktpins freiläßt, also am dicken Teil ganz oben lötet. Sonst läßt sich der Sockel nicht mehr in den anderen stecken. Nachdem die vier Verbindungen hergestellt sind, ist der 14polige Sockel fertig und kann auf den 8poligen, der sich schon auf dem Board befindet, gesteckt werden. Der DIL14-Quarzoszillator wird gegenüber dem DIL8-Original um 90° im Uhrzeigersinn verdreht eingesetzt, entsprechend der Markierung vom Sockel. Will man wieder den Originalquarz einsetzen, kann man den 14poligen Adaptersockel entfernen, muß es aber nicht. Der Originalquarz bzw. ein DIL8-Oszillator wird in seiner orginalen Position in den Sockel gesteckt, in die Kontakte, die direkt zur Platine Kontakt haben. Das Ganze ist zwar etwas wackelig, hat bei mir aber schon einige Transporte problemlos überstanden. Leider verhindert das unter dem Sockel liegende IC eine Sicherung mit einem kleinen Kabelbinder.
Ein paar Benchmarkergebnisse
Zunächst einmal ein Paar Ergebnisse mit dem "CyberGraphics Benchmark"-Tool von
Thomas Wenzel. Das Programm gibt es auf
Toms-Homepage oder
hier.
Simple CyberGraphics Benchmark v1.0 by Thomas Wenzel
Mit 50MHz Bustakt (603e 150Mhz, 68040 25Mhz)
Raw transfer speed
Screen depth | Register to video RAM | FAST RAM to video RAM |
| 15 | 10.2 MB/s | 6.2 MB/s |
| 16 | 10.2 MB/s | 6.2 MB/s |
| 24 | 10.2 MB/s | 6.2 MB/s |
| 32 | 10.2 MB/s | 6.2 MB/s |
WritePixelArray() 320x240
Source: LUT8
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 2.91 | 27.5 | 4.0 |
| 16 | 2.89 | 27.7 | 4.1 |
| 24 | 23.90 | 3.3 | 1.0 |
| 32 | 23.90 | 3.3 | 1.0 |
WritePixelArray() 320x240
Source: ARGB
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 2.62 | 15.2 | 2.2 |
| 16 | 2.63 | 15.2 | 2.2 |
| 24 | 1.81 | 22.1 | 6.5 |
| 32 | 1.81 | 22.1 | 6.5 |
ScalePixelArray() 320x240 -> 640x480
Source: ARGB
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 8.40 | 4.8 | 0.7 |
| 16 | 8.04 | 5.0 | 0.7 |
| 24 | 5.92 | 6.8 | 2.0 |
| 32 | 5.92 | 6.8 | 2.0 |
Mit 60Mhz Bustakt (603e 180Mhz, 68040 30Mhz)
Raw transfer speed
Screen depth | Register to video RAM | FAST RAM to video RAM |
| 15 | 12.3 MB/s | 8.1 MB/s |
| 16 | 12.3 MB/s | 8.1 MB/s |
| 24 | 12.4 MB/s | 8.1 MB/s |
| 32 | 12.4 MB/s | 8.1 MB/s |
WritePixelArray() 320x240
Source: LUT8
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 2.33 | 34.3 | 5.0 |
| 16 | 2.32 | 34.5 | 5.1 |
| 24 | 19.54 | 4.1 | 1.2 |
| 32 | 19.54 | 4.1 | 1.2 |
WritePixelArray() 320x240
Source: ARGB
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 2.12 | 18.9 | 2.8 |
| 16 | 2.12 | 18.9 | 2.8 |
| 24 | 1.41 | 28.5 | 8.3 |
| 32 | 1.41 | 28.4 | 8.3 |
ScalePixelArray() 320x240 -> 640x480
Source: ARGB
Screen depth | secs | fps | MB/s |
| 15 | 6.92 | 5.8 | 0.8 |
| 16 | 6.60 | 6.1 | 0.9 |
| 24 | 4.81 | 8.3 | 2.4 |
| 32 | 4.81 | 8.3 | 2.4 |
Zum Schluß mein Fazit
Jetzt, Juli 2002, ist es schon etwa zwei Jahre her, daß ich meine Blizzard 603e übertaktet habe. Nach wie vor läuft mein Amiga damit stabil. Auch bekomme ich weiterhin positives Feedback von anderen User bezüglich meiner Seite/Anleitung. Dafür an dieser Stelle vielen Dank. Gelegentlich werde ich im Chat oder per EMail gefragt, ob ich nicht für jemanden seine Karte übertakten kann. Natürlich ist dies für mich handwerklich kein Problem, jedoch lehne ich dies mittlerweile ab. Ich will mal versuchen, kurz zu begründen, warum.
Die Entwicklung ist in den zwei Jahren nicht stehen geblieben und auch damals, vor zwei Jahren, war schon klar, das übertakten keine Wunder wirkt. Zwischenzeitlich gab es auch ein Update bei Heretic2, welches noch einen größeren Leistungszuwachs gebracht hat, als meine Übertaktungsaktion. Trotzdem erreicht Heretic2, um dies mal als Maßstab zu nehmen, auf einem A1200 nicht mehr, als 12fps. Da hilft selbst eine Voodoo nicht, wenn man sich mal auf den einschlägigen Amiga-Benchmarkseiten umschaut. (Vorsicht beim Interpretieren der Ergebnisse! Ein System mit Übertakteten 040er ist unter Umständen schneller, als ein 060er.) Hier kommen halt noch anderen Nadelöhre zum tragen. Die Füllrate des Permedia2 ist es nicht alleine. Um flüssig spielen zu können, sollten es etwa 25fps sein. Ohne PPC-natives OS ist der PPC nicht in der Lage, sein Potential auszuspielen. Der 68k ist immer das Nadelöhr. So wie es aussieht, wird dieses Problem dieses Jahr (2002) wohl endlich gelöst. Auch ist die Zeit an der Hardware nicht spurlos vorbei gegangen. Man bedenke, ein G3 mit 600MHz ist alleine von der Taktfrequenz mindestens zweimal schneller, als der schnellste 604 im Amiga. Und auch der Speicherzugriff wird durch die Verwendung von SD-RAM um ein Vielfaches schneller sein. In Anbetracht dieses Leistungszuwachses erscheint der Performencegewinn durch die Übertaktung nichtig.
Nachtrag 2006: und wir warten immer noch auf neue Amiga-Hardware und ein dazu passendes OS. Wobei für mich persönlich das Kapitel Amiga wohl geschlossen ist. Denn mein Amiga ist seit fast zwei Jahren nur noch in Ausnahmefällen in Gebrauch.
Meine übertaktete Blizzard läuft immer noch stabil. Die sporadischen Kaltstartprobleme sind weder besser noch schlechter geworden.
Überarbeitet im Dezember 2006
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