Intel Celeron Tualatin ("Tuleron")
VCore VID Pin MOD 1,1V
(Stand: Mai 2004)

 Zusammenfassung: Dieser Artikel beschreibt eine Möglichkeit zur Absenkung der Kernspannung von Celerons mit Tualatin Kern (von 1,475 V auf 1,1 V). Ziel ist eine verringerte Leistungsaufnahme zur Ermöglichung von Passivkühlung und eine Verringerung des Stromverbrauches. Für die Absenkung der Kernspannung werden 4 Pins der CPU mit einer Drahtbrücke verbunden.

 Motivation: Seit ca. einem Jahr entwickelt sich eine zunehmende Fangemeinde um Via‘s C3 Prozessor sowie die darauf aufbauenden Via Epia Systeme. Den Usern sind ein kleines Format, leiser Betrieb und ein niedriger Stromverbrauch wichtiger als hohe Performance. Jedoch muss man bedenken, dass ein Via C3 Prozessor mit 1 GHz real höchstens die Leistung eines P3 600ers erreicht, wer es etwas schneller mag (und auf die allerkleinsten Gehäuse verzichten kann), dem sei dieser Artikel ans Herz gelegt. Er zeigt auf, wie man den um einigeres leistungfähigeren Celeron mit Tualatin-Kern mit handelsüblichen Mainboards in einen Stromsparkünstler verwandeln kann. Für alle Änderungen an ihrer Hardware tragen sie natürlich selbst die volle Verantwortung.

 Ausgangslage: Intels Celeron auf dem Tualatin-Kern basierend ( im folgenden einfach kurz Tuleron genannt, 1.0 GHz bis 1,4 GHz) weist vom Werk aus eine maximale Verlustleistung von ca. 30 W auf. Damit ist er ohne Modifikation überhaupt nicht zum passiven Betrieb ohne teure Heat-Pipes geeignet.

Wie einigen Lesern sicher bekannt sein dürfte, hebt man die Kernspannung der CPU (V-Core) an, um bessere Übertaktungserfolge zu erzielen, die dadurch deutlich gesteigerte Verlustleistung führt man über massive Kühler ab.
Umgekehrt sinkt diese Verlustleistung bei einer Absenkung der Kernspannung, jedoch sind dem Grenzen gesetzt. Senkt man die Spannung zu weit, führt dies zu sporadischen Abstürzen.

Jeder Prozessor ist ein Unikat, ähnlich wie beim Übertakten gibt es keine Erfolgsgarantie. Sie steigern ihre Erfolgsaussichten jedoch deutlich durch die Wahl eines Prozessors mit möglichst niedrigem Basistakt, in unserem Fall ein Tuleron mit 1000 MHz.

Ich habe im nachfolgenden nur einen möglichen Mod beschrieben, der mit Abstand am einfachsten durchführbare, der keine Isolierung einzelner Pins verlangt. Die Kernspannung wird dabei von 1,5 V auf 1,1 V abgesenkt.
Prinzipiell sind auch andere Beschaltungen der VID-Pins möglich, weitere Informationen hierzu findet man in den Datenblättern zum Intel Celeron Tualatin bzw. Pentium III-S.

 Gefahren: Wie immer ist man nie vor handwerklichen Fehlern gefeit, ein falsche verbundener Pin und die CPU hat einen Platz am Schlüsselanhänger sicher, einmal richtig abgerutscht und die Pins sind irreparabel abgebrochen oder beschädigt. Das passiert eigentlich nur unvorsichtigen Personen, wie immer bei solchen Sachen gilt: Ruhe ist das oberste Gebot.

Wesentlich öfter dürfte das Projekt jedoch an einer zu hohen Mindestspannung der CPU oder einer zu hohen Taktfrequenz scheitern. Einen Celeron 1400 mit einem tA1-Stepping (eines der ersten Steppings) ruhig zu stellen dürfte fast unmöglich sein. Bei einem Celeron 1,2 GHz stehen die Chancen schon höher (insb. diverse tB1 Steppings), bei einer 1,0 GHz Version sollte es meistens funktionieren. Zur Not kann man auch die Taktfrequenz des Mainboards noch etwas absenken.

- ein Tuleron (der PIII oder der PIII-S, die ebenfalls einen Tualatin-Kern haben, gehen nicht, bzw. nicht mit dieser Anleitung, auf Tualatin.de gibt‘s aber auch für den kompetente Hilfe)
- ein IDE 80 Kabel oder sehr feine Drähte, ein IDE 40 Kabel ist zu grob
- ein wirklich scharfes Messer
- ein feiner Schraubendreher sowie anderes feinmechanisches Zubehör (ich finde einen Zirkel sehr nützlich)
- eine Tasse Tee, Plätzchen und ca. 1 Stunde Zeit

Legen sie den Tuleron wie in der Skizze beschrieben mit den Pins nach oben vor sich hin. Wichtig ist die Ausrichtung der Ecken, die ‚abgerundeten‘ Ecken nach links, die ‚spitzen‘ Ecken nach rechts.

Der eigentliche Mod spielt sich nur in der oberen rechten Ecke ab. Zunächst schneiden sie aus dem 80 poligen IDE Kabel einen Draht heraus, für den Anfang reicht ein ca. ein 5 cm langes Stück, dessen Isolierung entfernt wird.

Jetzt kommt das allerschwierigste an der Sache, aus dem Draht muss man eine Brücke zwischen 4 Pins bauen. VSS muss mit VID0, VID1 und VID3 verbunden werden. Die rote Linie kennzeichnet bereits meiner Meinung nach den Idealverlauf der Stecke, eine Verbindung von VID3 ohne ‚Umgehung‘ ist sehr gefährlich, da ein Kurzschluss (= eine Verbindung) mit einem anderen Pin die CPU zerstören kann.

Eine Linie zwischen 2 Pins bezeichnet eine Verbindung, ein roter Kreis um den Pin einen Anker, also einmal den Draht um den Pin herum. Man kann auch VID0 noch einen Anker legen, wichtig ist, dass das die Drähte straff zwischen den einzelnen Pins verlaufen und kein großes Spiel haben. Man muss auch nicht die ganze Strecke mit einer Brücke zurücklegen. Ich habe VSS, VID0 und VID1 erst mit einer Brücke verbunden, und von VID1 zu VID3 dann eine weitere Brücke gelegt.

Man kann das Zurechtbiegen des Drahtes schlecht beschreiben, ich versuch es trotzdem mal. Am besten geht es, wenn man sich einen ca. 6 cm langes Stückchen IDE-80 Draht nimmt, und an einem Eckpin eine Schlaufe biegt. Der Draht lässt sich leichter um Pins biegen, wenn er ein wenig Überlänge aufweist, Reste kann man mit einem Taschenmesser leicht entfernen.

Wenn die erste Schlaufe fertig ist, wird sie auf VSS gelegt. Dann wir der Pin unter VID0 Richtung VID1 verlegt. Dort einmal lose um den Pin herum, und mittels Schraubenzieher, bis auf das grüne Substrat gedrückt. Dann kann man mit ein wenig Kraft und noch mehr Gefühl den Draht festziehen, bis die Schlaufe eng um den Pin VID1 liegt.

Anschließend wird eine etwas üppige Schleife zu VID3 gelegt. Hier dann einmal relativ lose um den Pin VID3 herum, und wieder festziehen. Diesmal sollte man den Abstand der Schleife zu VID2 jedoch durch einen Schraubenzieher sichern, sonst könnte möglicherweise Kontakt zu VID2 hergestellt werden. Wenn das ganze im ersten Versuch nicht so richtig geklappt hat, im Zweifelsfall lieber noch mal eine Drahtbrücke biegen, als das Leben einer CPU zu riskieren, man bekommt recht schnell Übung darin. Meine erste sah auch nicht so toll aus:

 Kühlermontage: Wie immer sollte man sich ein paar physikalische Effekte zu nutze machen. Warme Luft strömt immer nach oben, also sollten die Kühlrippen des Kühlers auch senkrecht zur Grundfläche des Rechners verlaufen. Es ist weiterhin empfehlenswert keinen Kupferkühler zu nehmen, Kupfer überträgt die Wärme nicht schneller an die Luft als Aluminium, es transportiert sie nur ein ganzes Stückchen schneller. Im Normalfall hat ein Kupferkühler der für den gleichen Prozessor zugelassen ist eine kleinere Oberfläche als der Aluminium-Kühler, da wir aber im untersten Wärmemengenbereich kühlen, ist die Leitfähigkeit relativ egal, es kommt auf die Oberfläche an.

Resultat: Mein Tuleron 1GHz @ 1,1V läuft mit einem simplen Alukühlkörper momentan stabil unter Vollast je nach Zimmertemperatur zwischen 40 und 60°C, sicher nicht gerade ideale Temperaturen, aber Intel spezifiziert den Prozessor bis 69°C. Durch die gesenkte Kernspannung erhöht sich die Lebenszeit der CPU ohnehin etwas.
Vor der Modifikation war der schon mit Vorwiderstand betriebene Lüfter des Intel boxed Kühlers akustisch dominierend, den leisen Netzteillüfter (auf den sollte man wegen Brandgefahr niemals verzichten) sowie die aktive Festplattenkühlung hat man kaum vernommen, die Festplatte vorwiegend durch ihre Klack-Geräusche.
Nach dem Wegfall der aktiven CPU-Kühlung (bzw. Kühlung durch den Luftstrom des Netzteils) ist der Rechner deutlich leiser geworden, man hört ihn aber noch. Der Stromverbrauch hat sich von 69 W auf 50 W reduziert.

Hilfe bei Fragen: Schaut mal auf Tualatin.de, ist eine der besten deutschsprachigen Seiten rund um Intels Tualatin-Kern mit hilfsbereiten Forenteilnehmern. Wer sich wundert, dass er nach erfolgter Registrierung nicht posten kann: Bewerb dich erstmal im Bewerberforum, erst dann wirst du entgültig freigeschalten.

Nachtrag Anno 2008: Vier Jahre vergangen und der Rechner schnurrt immer noch wie ein leises Kätzchen zufrieden und stabil vor sich hin.