Việc ép xung (overclock) để tăng sức mạnh hệ thống diễn ra trước khi xuất hiện PC, được thực hiện trên nhiều thiết bị nhỏ và đơn giản hơn, nhưng huyền thoại về vi xử lý 8088 8 MHz được ép lên 12 MHz đã khởi đầu trào lưu này.

Sau đó, ép xung được chia làm hai nhánh: số đông ép xung để có khả năng hoạt động tốt nhất trên túi tiền hạn chế; số ít ép xung để có được sức mạnh "siêu đẳng" bằng bất kỳ giá nào.

Khái niệm về ép xung

Ép xung là hoạt động làm tăng tốc độ của bất kỳ thành phần nào lên cao hơn mức chỉ định của nhà sản xuất. Từ "đồng hồ" bắt nguồn từ việc người ta dùng máy tạo dao động (oscillator) để thiết lập một nhịp mà từ đó tạo nên những tần số cao hơn. Các thiết bị đơn giản nhất hoạt động với tần số của máy tạo dao động này để vi xử lý 8 MHz cần một đồng hồ 8 MHz. Việc ép xung các vi xử lý "đời đầu" này khá đơn giản, chỉ là thay mặt đồng hồ từ 8 thành 12 MHz.

Khi máy tính ngày càng phức tạp hơn, một mặt đồng hồ không thể hỗ trợ nhiều mức tốc độ mà các loại bus dữ liệu khác nhau yêu cầu. Dù bo mạch chủ có thể chứa vài máy tạo dao động cho các thiết bị, một mạch điện tích hợp thêm lại phải hỗ trợ các mức tốc độ khác nhau cho nhiều giao tiếp. Vì vậy, người ta nghĩ ra thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ (clock generator) theo nhiều bội số và phân số của máy tạo dao động. Thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ này càng ngày càng tinh vi hơn, đến mức các bo mạch và một vài thành phần gắn thêm giờ đều hỗ trợ các tần số tinh chỉnh trong vài thao tác.

Sự xuất hiện của thiết bị tạo tín hiệu xung đồng hồ có thể tinh chỉnh đã cho phép kỹ thuật ép xung được thực hiện mà không cần thay các thành phần như mặt đồng hồ. Những tiến bộ xa hơn trong sản xuất BIOS và phần mềm firmware giờ cũng giúp tốc độ của thiết bị được cải thiện mà không phải thay đổi cài đặt chân cắm (jumper).

Lợi ích và rủi ro

Ép xung cho phép hệ thống cấp thấp có thể đạt đến mức độ hoạt động mạnh mẽ hơn. Ví dụ, chip Pentium IV 3,0 GHz có thể đạt 3,4 GHz. Tuy nhiên, nguy cơ lớn nhẩt của việc này là gây hư hại phần cứng, mất dữ liệu. Vì vậy, người ta phải cho hệ thống qua các quy trình kiểm nghiệm để tránh rủi ro. Các yếu tố sau đây ảnh hưởng lớn tới "sự sống" của máy.

Tốc độ: Các mạch điện tích hợp có tuổi thọ nhất định vì mỗi hoạt động sẽ làm thoái hoá chúng ở một mức nhỏ. Việc tăng gấp đôi số vòng hoạt động trong mỗi giây sẽ làm tuổi thọ này giảm đi một nửa.

Nhiệt lượng: Các mạch điện thoái hoá nhanh hơn khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ cũng là kẻ thù của sự ổn định trong hệ thống nên người ta sẽ phải tìm nhiều cách để giữ máy luôn mát mẻ. CPU được thiết kế để hoạt động từ -25 đến 80 độ C nhưng thông thường phải luôn giữ chúng dưới 50 độ và càng mát càng tốt.

Hiệu điện thế tăng cho phép các tín hiệu truyền đi mạnh hơn nhưng cũng khiến mạch điện thoái hoá nhanh và gây hỏng hóc. Việc tăng hiệu điện thế cũng song hành với tăng nhiệt độ, dù không làm hỏng chip ngay nhưng sẽ dần dần làm giảm tuổi thọ của nó.

Những thành phần có thể ép xung

Người ta có thể tối ưu hóa hoạt động chủ yếu cho vi xử lý, bộ nhớ và chip đồ họa. Những thành phần khác như bus PCI và PCI Express, cổng serial hay USB cũng có thể áp dụng phương pháp này nhưng kết quả không rõ ràng.

Ép xung CPU

Lõi của các vi xử lý hiện nay hoạt động ở nhiều bội số của tốc độ đồng hồ. Ví dụ Pentium III 500 MHz chạy được gấp 5 lần front side bus 100 MHz (5 x 100 MHz = 500 MHz). Chỉnh bội số này hoặc tần số lên cũng mang lại tốc độ cao hơn. Ví dụ: 600 MHz có thể đạt được bằng cách nâng bội số bằng 6 hoặc tăng tốc độ bus lên 120 MHz để 5 x 120 MHz = 600 MHz.

Khó khăn duy nhất với cách phân tích này là những vi xử lý loại đó lại có bội số cố định nên việc nâng 5x lên 6x không phải lựa chọn của người ép xung. Tuy nhiên, người ta có thể nâng bội số với một số mẫu chip khác sau khi "bẻ khóa". Ví dụ, vi xử lý Slot A Athlon đã được tăng tốc theo cách này trước khi sản phẩm thương mại xuất hiện trên thị trường.

Tần số CPU vẫn bắt nguồn từ bội số của tốc độ đồng hồ chứ không phải tốc độ dữ liệu. Front side bus 1066 của Intel hoạt động trên tốc độ đồng hồ là 266 MHz, HyperTransport Interconnect 2000 MHz của AMD dùng đồng hồ tốc độ 200 MHz. Điều này có nghĩa là một chip Athlon 64 X2 4600+ của AMD dùng bội số 12x để đạt được mức 2,4 GHz, trong khi Core 2 Duo E6600+ của Intel đạt 2,4 GHz bằng cách dùng bội số 9x.

Ép xung bộ nhớ

Hầu hết các bộ nhớ có thể tối ưu hóa ở mức độ nào đó nhưng khá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng của chip, thiết kế bo mạch và lắp ráp module. Ép xung bộ nhớ đã trở nên phổ biến đến mức các nhà sản xuất RAM đã công bố những sản phẩm nhanh nhất khi áp dụng cách này.

Lợi thế của ép xung bộ nhớ là vượt xa khả năng hoạt động cơ bản của chúng để có tốc độ nhanh tương đương CPU. Ví dụ, Pentium III được ép xung tới 150 MHz sẽ phối hợp tốt với bộ nhớ cũng đạt tốc độ này.

Một số tay ép xung còn thiếu kinh nghiệm thường đẩy RAM quá giới hạn ổn định của nó và khi thất bại lại cho rằng đó là do thành phần sai. Sự "hiểu nhầm" này bắt nguồn từ menu BIOS hiển thị tốc độ bộ nhớ như tốc độ dữ liệu liên quan đến CPU không được ép xung. Do trình điều khiển bộ nhớ chạy RAM với tốc độ như CPU nên bất cứ sự thay đổi nào về tốc độ CPU cũng gây ra ảnh hưởng nhất định đối với tốc độ bộ nhớ.

Ví dụ một chip FSB1066 Core 2 Duo đi kèm bộ nhớ DDR2-533 đều hoạt động ở tốc độ đồng hồ 266 MHz. Chọn cài đặt bộ nhớ 533 MHz và ép xung CPU lên 333 MHz sẽ khiến bộ nhớ chạy ở mức 667 MHz, mặc dù BIOS vẫn báo là 533 MHz. Một số nhà sản xuất phải cho thêm hai thông báo tốc độ gốc và tốc độ thực sự. Còn những ai không có thông báo này thì cần làm phép tính thủ công.

Ép xung bộ nhớ cũng có những rủi ro như mất dữ liệu khi chương trình bị lỗi, hỏng hóc do quá nóng...

Ép xung card đồ họa

Tần số của card đồ họa độc lập với cài đặt của bo mạch chủ mà phụ thuộc vào đồng hồ và mạch điện điều khiển riêng. Các cài đặt này được lưu ở firmware của card, cho phép các chương trình ép xung card đồ họa đặc biệt chỉnh được tốc độ vi xử lý và RAM đồ họa ngay trong Windows. Thiết bị này cũng đối mặt với nhiều rủi ro về nhiệt độ, gây ra tình trạng hỏng hình ảnh khi ép xung thất bại.

Thứ ba, 25/7/2006, 15:13 GMT+7

10 bí quyết mua card đồ hoạ của người chơi game

Intel, NVidia hay ATI thường tài trợ cho những đội tuyển game vì trò chơi video là phần mềm ngốn tài nguyên máy tính nhiều nhất. Quyết định trực tiếp đến chất lượng hình ảnh của game chính là bộ xử lý đồ hoạ (GPU). Tuy nhiên, lựa chọn card đồ hoạ để nâng cấp là công việc đáng ngại đối với cả những tay chuyên nghiệp.

Bộ xử lý đồ hoạ (GPU), cũng giống như bộ xử lý trung tâm (CPU), được các nhà sản xuất nâng cấp liên tục trong thời gian ngắn với hàng loạt model đời mới được nhắm vào nhiều đoạn thị trường và nhóm đối tượng khách hàng khác nhau. Vì thế, nếu không cẩn thận khi chọn lựa, người sử dụng có thể mua phải một chiếc card đồ hoạ cho đối tượng người dùng phổ thông khi chơi game dạng "sát thủ phần cứng". 10 bí quyết sau được đúc kết để giúp những người quan tâm có được đúng thứ mình cần.

1. Bộ nhớ (Video RAM) không phải là tất cả

Trang bị tới 512 MB RAM với GPU Radeon XT1300, chiếc card này không tốt hơn chiếc Radeon XT1600 với 256 MB RAM. Ảnh: GameSpot.

Một card đồ hoạ tốt có thể chơi game ở độ phân giải cao tất nhiên phải có kha khá bộ nhớ. Nếu bộ nhớ quá bé sẽ lãng phí năng lực của GPU khi chờ đợi lệnh để xử lý.

Tuy nhiên, nhà sản xuất cũng hiểu rằng những khách hàng không sành sỏi sẽ chỉ nhìn dung lượng bộ nhớ để đánh giá sự khác biệt vì nó dễ nhận thấy. Đó là lý do tại sao có những card có GPU rẻ tiền cũng được trang bị RAM lên đến 256 MB, thậm chí 512 MB. Card đồ hoạ loại này có thể cho những chỉ số rất tuyệt trong những cuộc thử nghiệm, nhưng để chơi game thì dung lượng bộ nhớ không thể cải thiện được chất lượng hình ảnh nhiều như công nghệ mới có trong GPU thế hệ mới.

2. GPU cực kỳ quan trọng

Video RAM là thông số quan trọng, nhưng trái tim thực sự của card đồ hoạ lại là GPU. Khi tham khảo tên tuổi loại card định mua, người sử dụng nên chú ý đến loại chip GPU của chiếc card đó và thời điểm nó được phát hành. Những GPU được đánh giá tốt nhất hiện nay là sản phẩm của 2 hãng NVIDIA và ATI. Tuy nhiên, cùng một thương hiệu "nVidia GeForce" hay "ATI Radeon", sản phẩm sẽ có giá trải dài từ dưới 100 USD cho người dùng phổ thông cho đến trên 500 USD cho sản phẩm cao cấp. Thông thường, số hiệu model càng cao sẽ càng tốt. Tuy nhiên, những ký hiệu đặc biệt đi kèm như GT, GS, GTX, XT hay XTX sẽ cho biết những thông tin quan trọng về khả năng đổ bóng, xung nhịp hoạt động của chip xử lý.

Nên tham khảo những bài phân tích (review) về GPU hoặc chỉ dẫn yêu cầu của game để nắm được hiệu năng của các loại card định mua.

3. Đường truyền dữ liệu, công nghệ đổ bóng và tốc độ xử lý

Card đồ hoạ cao cấp GeForce 7900 GTX được trang bị đến 24 pipeline. Ảnh: GameSpot.

Trước đây, thông số về tốc độ xử lý của GPU, số đường truyền dữ liệu (pixel pipeline) được sử dụng để thể hiện hiệu năng của card tăng tốc đồ hoạ. Nhưng video card hiện đại có thể làm được nhiều thứ hơn việc xử lý từng điểm ảnh. Những hiệu ứng đặc biệt liên quan đến ánh sáng có thể được đưa thẳng qua những bộ phận xử lý riêng có tên là shader mà không cần qua những đường pipeline quý giá. Đây là bộ phận rất quan trọng trong lựa chọn card đồ hoạ vì ngày càng nhiều game chú trọng sử dụng công nghệ shader để nâng cao chất lượng hình ảnh.

Nói chung, người mua vẫn có thể đánh giá card đồ hoạ qua số pipeline mà GPU trang bị từ thông báo của nhà sản xuất. Đây cũng giống như những đường cao tốc đặc biệt cho dữ liệu từ bộ nhớ video RAM đến GPU để xử lý. Thông số này càng lớn càng tốt. Nếu pipeline quá ít so với năng lực xử lý của RAM và GPU, hiện tượng "nghẽn cổ chai" vì dữ liệu bị đọng sẽ xảy ra, hạn chế năng lực xử lý chung của cả video card. Thông thường, card đồ hoạ cơ bản có 4 đường pipeline. Sản phẩm tầm trung có từ 8 đến 12 đường pipeline. Card đồ hoạ cao cấp được trang bị từ 16 pipeline trở lên.

Tốc độ hoạt động của card tất nhiên càng cao càng tốt vì nó thể hiện khả năng xử lý tại mỗi đơn vị thời gian. Nhưng nếu phải chọn giữa pipeline và tốc độ, bạn nên chọn card có số pipeline cao hơn. Ví dụ một card đồ hoạ có 8 đường pipeline hoạt động ở 400 MHz sẽ tốt hơn card có 4 đường pipeline chạy 500 MHz.

4. Windows Vista và Direct3D 10

Microsoft sắp cho ra mắt hệ điều hành mới nhất của họ là Windows Vista vào đầu năm 2007. Hệ điều hành mới hỗ trợ DirectX 10 có nhiều tính năng được nâng cấp để phần mềm ứng dụng có thể truy cập vào nhiều tài nguyên hệ thống hơn, trong đó có cả card đồ hoạ 3D. Phiên bản mới của Direct3D được thiết kế để giảm tải cho CPU, những dòng dữ liệu đồ hoạ đi thẳng đến các pipeline và được xử lý tại GPU. Windows Vista sẽ vẫn làm việc với những card đồ hoạ hỗ trợ DirectX 9 hiện tại, nhưng người tiêu dùng sẽ cần video card tương thích với DirectX 10 để chơi những game mới ở chế độ tốt nhất.

NVidia và ATI đã có những lô hàng DX 10 đầu tiên xuất xưởng vào nửa đầu năm nay. Tuy nhiên, người mua cũng không cần vội vã lắm về sự chuyển đổi. DX 10 sẽ cần khoảng vài năm để trở nên phổ biến và những game có tuyên bố là "hỗ trợ DX 10" như Halo 3 hay Shadowrun cũng sẽ vẫn chơi tốt với những card DX 9 hiện tại.

5. Cân nhắc thời gian mua

Sự cạnh tranh khốc liệt giữa NVidia và ATI mang đến sự phát triển liên tục cho công nghệ xử lý đồ hoạ 3 chiều. Các nhà sản xuất GPU cho "ra lò" những dòng chip mới theo chu kỳ từ 12 đến 18 tháng. Kết quả là những card đồ hoạ mạnh mẽ hơn và nhiều tính năng hơn liên tục xuất hiện trên kệ hàng. Tuy nhiên, nhà sản xuất cũng tìm cách để ép xung (overclock), cải tiến một số tính năng để kéo dài thêm vài tháng vòng đời của dòng GPU cũ.

Nếu không cần chiếc video card mới nhất thì người sử dụng nên cân nhắc về mặt thời gian. Mỗi khi có dòng sản phẩm mới ra đời, giá của sản phẩm cũ hoặc yếu hơn một chút sẽ bị đẩy xuống nhanh chóng đến mức có thể chấp nhận được. Việc mua card đồ hoạ mới nhất sẽ đòi hỏi kinh phí khổng lồ. Bù lại, người mua có thể chơi game khá lâu mà không phải nâng cấp.

6. Cần gì tiêu tốn đến 500 USD

NVidia GeForce 7900 GT được coi là đáng giá nhất với giá dưới 300 USD. Ảnh: GameSpot.

Những card đồ hoạ mới nhất thường có giá trên 500 USD. Tuy nhiên, vẫn có nhiều sản phẩm thực sự mạnh với mức giá tầm trung 200 - 300 USD. Đây là mức giá tối ưu nhất cho mỗi đồng tiền bỏ ra vì nằm giữa mức giá của dòng card linh hoạt và card cao cấp giảm giá.

Hãy kiểm tra thông số về pipeline và xung nhịp hoạt động khi so sánh 2 thế hệ công nghệ khác nhau. Nếu những thông số tương đương nhau, hãy chọn chiếc card mới hơn vì sẽ có nhiều tính năng hơn. Thường kiến trúc chip mới đem lại khả năng xử lý tốt hơn dù cùng số pipeline.

7. Lường trước khả năng cấp điện của bộ nguồn

Khả năng cung cấp của bộ nguồn cũng là một trong những yếu tố quan trọng phát huy khả năng xử lý của video card. Đây là một trong những thiết bị tốn điện nhất trong chiếc PC. Thông thường, nhà sản xuất sẽ in điện năng tiêu thụ của card ngay trên vỏ hộp. Con số này sẽ cao hơn thực tế một chút để đề phòng quá tải điện hệ thống. Những card đồ hoạ tầm trung tiêu thụ khoảng 400 đến 450W. Loại card đôi như CrossFire Radeon X1900 XTX tiêu thụ đến 550 W điện.

8. Khe cắm AGP và PCI Express

Sau 2 năm xuất hiện, PCI Express đã chiếm chỗ khe cắm card đồ hoạ chuẩn của AGP trong những máy tính mới xuất xưởng. Hầu hết card đồ hoạ mới đều theo theo chuẩn này. Lý do chủ yếu là PIC Express cho băng thông rộng gấp 4 lần AGP. Các nhà sản xuất vẫn tiếp tục hỗ trợ AGP trong những phiên bản GPU mới như NVidia GeForce 7800 GS, nhưng PCI Express luôn được ưu tiên trước.

Những chiếc máy tính khoảng 2 năm tuổi sẽ có khe cắm AGP. Nâng cấp lên PCI Express là khoản đầu tư lớn vì phải thay cả bo mạch chủ, CPU và bộ nhớ RAM. Điều an ủi duy nhất là máy tính 2 năm tuổi thì cũng đã đến lúc để nâng cấp.

9. Dùng card đôi SLI hay CrossFire?

Sẽ có tới 4 GPU trên một máy tính khi sử dụng cặp card đôi lõi kép SLI GeForce 7950 GX2. Ảnh: GameSpot.

Cần có một hệ thống PCI Express nếu muốn thiết lập hệ thống máy tính sử dụng video card đôi (dual-card). Ngoài ra, phải có bo mạch chủ thích hợp, bộ nguồn mạnh mẽ và loại video card có hỗ trợ chế độ làm việc song song.

NVidia và ATI đều đưa ra sản phẩm card đồ hoạ song song kèm theo bo mạch chủ tương thích của mình. Năm 2004, NVidia giới thiệu công nghệ SLI (Scalable Link Interface) đầu tiên của mình. Sau đó, hãng này xúc tiến các chương trình chuẩn hoá nền tảng và kiểm định các thành phần khác như bộ nguồn, bo mạch chủ, bộ nhớ... Người sử dụng có thể gắn 2 video card từ 2 nhà sản xuất khác nhau chỉ cần đảm bảo chúng có cùng 1 loại GPU GeForce hỗ trợ SLI được NVidia xác nhận.

Tương tự SLI, công nghệ card đôi CrossFire được ATI giới thiệu năm 2005 đòi hỏi bo mạch chủ đặc biệt hỗ trợ và RAM chất lượng cao. Chọn lựa card đồ hoạ CrossFire phức tạp hơn vì bạn phải gắn 1 chiếc có nhãn "CrossFire Edition" với card "CrossFile Ready" thì chúng mới làm việc với nhau.

Những cuộc tranh luận về hiệu năng của 2 công nghệ tăng tốc đồ hoạ song song này tiếp tục diễn ra, và kết luận cuối cùng vẫn chưa ngã ngũ.

10. Chip đồ hoạ tích hợp không dành cho chơi game

Khi mua máy tính để chơi game, hãy để tâm nhiều hơn đến card đồ hoạ. Nếu đó là chiếc máy có bộ xử lý đồ hoạ tích hợp sẵn (integrated graphics) thì đừng nên mua và tìm cho mình một chiếc có khe cắm đồ hoạ rời (PCI Express hoặc AGP) và một chiếc video card thực sự.

Bộ xử lý đồ hoạ tích hợp chỉ phục vụ cho những ứng dụng cơ bản như soạn thảo văn bản, duyệt web. Nó thậm chí không đủ năng lực để chơi những game tầm trung, trừ phi người mua hài lòng với chất lượng hình ảnh chuyển động ở 15 khung hình mỗi giây ở độ phân giải 800 x 600.