Overklokken: how-to
Op het hoofdkantoor van Tweakers.net wordt met enige regelmaat vloeibaar stikstof gebruikt, bijvoorbeeld bij de overklokdagen die er af en toe worden georganiseerd. Tot op heden bleef het voor velen echter onduidelijk hoe het overklokken in zijn werk gaat. Meestal tonen we alleen de hoge kloksnelheden, de temperaturen van ver onder nul, en de flinke stoomwolken die uit de koelers tevoorschijn komen.
Deze keer pakten we het anders aan. Overklokker Neil Breems en Thijs Kramer waren bereid om op het kantoor van Tweakers.net aan de slag te gaan met de snelste hardware van dit moment, een GTX 580 Lightning, een HD 6970 Lightning en een Core i7 990X. In de onderstaande video geeft Neil tekst en uitleg over de verschillende stappen die voor en tijdens het overklokken worden gezet.
Bij deze video moeten we opmerken dat een scheutje vloeibaar stikstof op de onbeschermde huid inderdaad zonder gevolgen kan blijven omdat het snel verdampt. Langere blootstelling kan echter wel degelijk zeer ernstige brandwonden tot gevolg hebben.
De hardware
Overklokken met vloeibaar stikstof gebeurt over het algemeen niet met gemiddelde hardware, maar juist met de beste en duurste hardware die er te krijgen is. Dat lijkt tegenstrijdig, want de kans dat de hardware het begeeft, neemt aanzienlijk toe door het gebruik van vloeibaar stikstof en hoge spanningen. Minder snelle videokaarten of cpu's kunnen vaak ook een flink eind overgeklokt worden, maar alleen met de snelste hardware kunnen records gebroken worden./i/1308168404.jpeg?f=imagenormal)
High-end videokaarten, zoals de Lightning-serie van MSI, zijn bovendien voorzien van features om het de overklokkers gemakkelijker te maken. Er zijn bijvoorbeeld meetpunten voor de spanning op onder andere het geheugen en de gpu. Ook is het powercircuit voor de gpu en het geheugen berekend op hogere spanningen en stroomsterktes, terwijl schommelingen in de spanningen tot een minimum beperkt worden. Dergelijke functionaliteit is slechts in beperkte mate op langzamere videokaarten terug te vinden.
Het moederbord, in dit geval een Rampage Extreme 3 van Asus, is eveneens ontworpen met overklokkers in het achterhoofd. Zo is er een riante stroomvoorziening en kunnen veel parameters nauwkeurig in het bios worden ingesteld. En ook de Intel Core i7 990X is door de vrij instelbare multiplier eenvoudig over te klokken.
De hardware prepareren
Overklokken met vloeibaar stikstof brengt een aantal uitdagingen met zich mee. Zo leiden de extreem lage temperaturen tot condensatie van de waterdamp in de lucht, die vervolgens onmiddellijk bevriest. Om te voorkomen dat de videokaart of het moederbord onder het ijs komt te zitten, wordt er kneedgum op de pcb's aangebracht. Ook wordt her en der wc-papier geplaatst om eventueel smeltwater te absorberen. Als de koelers namelijk niet meer van vloeibaar stikstof worden voorzien, heeft dat grote hoeveelheden smeltwater tot gevolg. Pci-e slots ten slotte worden afgedekt of volgesmeerd met vaseline.
De stikstofkoelers, die ook wel tubes worden genoemd, kunnen op dezelfde wijze worden geplaatst als een luchtkoeler met backplate. Het is wel zaak om de koeler strak genoeg aan te draaien, want zelfs de kleinste ruimte tussen de koeler en de cpu kan al tot ijsvorming leiden. Dat is uiteraard niet bevorderlijk voor de stabiliteit, laat staan voor de hardware. Voor de videokaart geldt hetzelfde. Tegenwoordig worden er steeds zwaardere en dikkere tubes voor videokaarten ontwikkeld, omdat meer massa beter zou zijn om een heethoofd als de GTX 580 op temperatuur te houden.
Resultaten met LN2
GTX 580
We trappen af met de MSI GTX 580 Lightning en de Intel Core i7 990X. Om te beginnen werd de cpu zo ver overgeklokt dat deze 3DMark 11 net niet liet crashen. De hoogst haalbare stabiele kloksnelheid bleek 5282MHz, mogelijk gemaakt door een baseclock van 170MHz en een multiplier van 31. Het ddr3-geheugen tikte daarbij op 1704MHz terwijl de northbridge een kloksnelheid van 3408MHz had. Vervolgens werd de gpu stapje bij beetje overgeklokt om tot een stabiele kloksnelheid van 1100MHz te komen, 268MHz hoger dan de standaard kloksnelheid van 832MHz. Het videogeheugen tikte daarbij op 4300MHz, niet veel hoger dan de standaard 4008MHz. Dit leverde in 3DMark 11 een score van 8161 punten op.

Vervolgens was 3DMark Vantage aan de beurt, waarbij hogere kloksnelheden mogelijk bleken. De cpu werd iets verder overgeklokt door de baseclock naar 173MHz te verhogen, zodat de kloksnelheid op 5376MHz uitkwam. De gpu kreeg een nog stevigere boost; de maximale kloksnelheid bleek hier 1280MHz. Ook het geheugen kon op 4500MHz draaien, wederom hoger dan bij de 3DMark 11-test. Uiteindelijk werd in 3DMark Vantage de zeer respectabele score van 39.592 punten behaald.

HD 6970
De HD 6970 Lightning bleek iets minder goed mee te werken. Zo kon de beschikbare versie van MSI's Afterburner-software de spanning niet verhogen. Deze kaart werd daarom pas op een later tijdstip onder handen genomen, zonder overgeklokte Intel Core i7 990X maar met een op lucht gekoelde Core i7 920, die op 3,8GHz draaide. De kans bestaat dan ook dat de cpu hier en daar een beperkende factor is.
De HD 6970 kon vrij eenvoudig overgeklokt worden naar 1200MHz, met een kleine aanpassing van de spanning naar 1,3V. Afterburner of het bios zorgde er helaas voor dat hogere kloksnelheden niet konden worden ingesteld; we vermoeden dat de gpu nog met gemak 50 tot 100MHz hoger had kunnen worden geklokt. De hoogste geheugensnelheid waarbij de videokaart nog stabiel was, bleek 5900MHz. Al met al resulteerde dit in een score van 6655 punten in 3DMark 11.

Ook in Vantage konden we de kloksnelheden niet verder ophogen, waardoor de gpu en het geheugen ook hier op respectievelijk 1200MHz en 5900MHz draaiden. Dat leverde een gpu-score van 26.060 punten op, en dat zijn er ruim elfduizend minder dan met de overgeklokte GTX 580. Het mag duidelijk zijn dat heel overklokland zich bezighoudt met de GTX 580 en dat de HD 6970 goeddeels wordt genegeerd.
Resultaten met lucht
Overklokken met vloeibaar stikstof mag dan leuke beelden en hoge scores opleveren, voor dagelijks gebruik is het niet erg praktisch. De Lightning-videokaarten van MSI zijn echter standaard van een stevige luchtkoeler voorzien, zodat de videokaart ook zonder exotische ingrepen flink kan worden overgeklokt. We namen wederom eerst de GTX 580 in combinatie met een op 3,8GHz geklokte Core i7 920 onder handen.
Vanwege het gebruik van luchtkoeling kon de spanning minder ver worden opgevoerd - koude zorgt er sowieso voor dat elektronische circuits stabieler worden, zodat we onze verwachtingen naar beneden moesten bijstellen. We voerden de spanning met 0,2V op en begonnen voorzichtig met 900MHz voor de gpu en 4400MHz voor het videogeheugen. Daarna probeerden we een gpu-klok van 950MHz, wat goed ging, en 1000MHz, wat niet goed ging. Vervolgens verlaagden we de gpu-klok met kleine stapjes om bij een stabiele 960MHz uit te komen. Het geheugen bleek nog wat harder te kunnen draaien en bleek op maximaal 4800MHz nog stabiel.
In 3DMark 11 leverde dit een score van 7343 punten op. Opvallend genoeg is dat 700 punten meer dan de op 1200MHz geklokte HD 6970, die daartoe met LN2 gekoeld moest worden.
:fill(white)/i/1307525446.jpeg?f=thumb)
In 3DMark Vantage konden gpu en geheugen niet hoger dan respectievelijk 960MHz en 4800MHz worden ingesteld. Dat bleek goed voor een gpu-score van 29.219 punten en dat is wederom hoger dan de score van een met LN2 overgeklokte HD 6970.
:fill(white)/i/1307526967.jpeg?f=thumb)
HD 6970
De HD 6970 bleek met luchtkoeling nog minder toeschietelijk dan met vloeibaar stikstof. Daar moet wel bijgezegd worden dat het overklokken met vloeibaar stikstof tot enige schade heeft geleid. De gpu kon in elk geval slechts met 25MHz opgevoerd worden, van 940MHz naar 965MHz. Het geheugen bleef op de ongewijzigde snelheid van 5500MHz draaien. Hogere kloksnelheden zorgden in zowel 3DMark 11 als Vantage onherroepelijk voor een crash.
/i/1308040425.png?f=thumb)
Behalve 3DMark 11 en Vantage draaiden we ook Stalker: Call of Pripyat.
De GTX 580 is onder normale omstandigheden al sneller dan de HD 6970, maar eenmaal overgeklokt maakt de Nvidia-kaart gehakt van de HD 6970. Het verschil tussen de minima is ruim 25 procent in het voordeel van de GTX 580, de gemiddelde snelheid van deze kaart ligt zelfs bijna 60 procent hoger dan die van de Radeon.
Conclusie
De geteste MSI Lightning-kaarten doen grotendeels wat er van ze verwacht werd; met name de GTX 580 kan zowel met vloeibaar stikstof als met de normale luchtkoeler ver overgeklokt worden. De overklok van 15 procent, van 832 MHz naar 960MHz, is indrukwekkend te noemen: een gewone GTX 580 draait op 772MHz. Daar staat tegenover dat MSI's HD 6970 met luchtkoeling amper overgeklokt kon worden. Het resultaat was een magere 25MHz, van 940MHz naar 965MHz. Met LN2 was hier wel een overklok van ruim 27 procent mogelijk.
De Lightning-kaarten zijn van hoge kwaliteit en MSI heeft duidelijk de moeite genomen om een goed ontwerp neer te zetten. De GTX 580 Lightning is echter ook duurder dan de standaard GTX 580. Daar krijg je echter een hogere standaardkloksnelheid van 832MHz voor terug, die dankzij de goede koeler nog eens flink op te voeren is. Of dat de meerprijs waard is, zal uiteraard per gebruiker verschillen.
De HD 6970 Lightning kan ons in eerste instantie minder bekoren. Als overklokker heb je simpelweg meer aan een GTX 580. Wanneer we de prijs van 330 euro echter in ogenschouw nemen, is duidelijk dat de HD 6970 25 procent goedkoper is dan de GTX 580. Bijkomende voordelen zijn de 2GB geheugen en de mogelijkheid om drie schermen aan te sturen. Een prima videokaart dus, met een uitstekende koeler, maar overklokkers kunnen beter een andere keuze maken. Ook zijn andere HD 6970's al snel 15 procent goedkoper, terwijl ze niet veel langzamer zijn. De koeler moet dan ook de doorslag geven.