Prozessor-Upgrade auf dem Olivetti Echos P100D:

Zur Erinnerung: Die hier dargebotenen Anleitungen sind gedacht für Bastler, die Erfahrung im Umgang mit sensiblen Bauteilen haben und die mit dem Risiko leben wollen und können ihren Echos in die ewigen Jagdgründe zu schicken! Alle Veränderungen am Laptop können seine Lebensdauer verkürzen oder ihn sofort zerstören und ich übernehme dafür keine Verantwortung. Alle hier aufgezeigten Informationen sind nach bestem Wissen und Gewissen gegeben, eine Gewähr für ihre Richtigkeit kann ich nicht übernehmen. Jeder bastelt auf eigenes Risiko.

(So öffne ich den Laptop)
 

Mechanik: Auf dem Board befindet sich ein Sockel-5 in ZIF-(Zero-Insertion-Force)-Bauform. Dieser unterscheidet sich vom Sockel-7 dadurch, dass ihm, wenn in Draufsicht Pin A-1 unten links ist, oben rechts innen ein Pin-Loch (AH-37) fehlt, so dass zwar Sockel-5-CPUs in einen Sockel-7 passen aber nicht umgekehrt. Beim Durchzählen der Pins ist übrigens zu beachten, dass die Buchstaben I und O nicht existieren. Es passt also der Pentium Classic mit 75-200 MHz und alle pinkompatiblen CPUs (zB der AMD-K5). Nicht pinkompatibel sind alle Varianten des K6 (1-III) und die Desktop-Varianten des Pentium MMX (166-233). Ich besitze allerdings auch einen (leider defekten) Pentium MMX 150 SL27B, das ist ein Mobile Pentium MMX ohne Pin AH-37 und der passt in den Sockel-5. Fraglich wäre allerdings ob die Spannungsversorgung (er arbeitet bei 2,45V) zu gewährleisten wäre und er vom BIOS erkannt werden würde. Dies gilt natürlich für die anderen MMX-CPUs genauso. Denkbar wäre ja auch, ein kleines Loch in den Sockel zu bohren oder Pin AH-37 abzuzwicken. Ich weiss jedoch nicht ob dieser Pin neben der mechanischen auch eine elektrische Funktion hat.

Spannungsversorgung: Laut dem Product Overview sollen beim Echos die Spannungen 3,3V, 3,1V und 2,9V zur Verfügung stehen. Für die Spannungseinstellung sind die Jumper unter der CPU verantwortlich. Jeweils die rechten (1+4), mittleren (2+5) und linken zwei Pins (3+6) sind elektrisch verbunden. Dass es zwei sind liegt meines Erachtens daran, dass sie hohe Stromstärken leiten müssen und mit zwei Jumpern der Widerstand kleiner ist. Ich bezeichne sie im Folgenden nur noch als Links, Mitte und Rechts. Links ist elektrisch verbunden mit den Vcc3-Pins der CPU (I/O-Spannung, Vio), Mitte ist verbunden mit den Vcc2-Pins der CPU (Kernspannung, Vcore). Stehen die Jumper auf Mitte und Rechts liegt an Vcc3 3,3V und an Vcc2 3,1V. Stehen die Jumper auf Links und Mitte liegt an Vcc3 und Vcc2 3,3V an (So messe ich die Spannungen). An Links liegt übrigens immer 3,3V, an Rechts liegt immer 3,1V, an der Mitte liegt ohne Jumper keine Spannung an. Je nach Jumperstellung wird also Mitte (Vcore) mal mit 3,3V und mal mit 3,1V versorgt. Andere Jumperstellungen machen keinen Sinn, 2,9V konnte ich also nicht erzeugen. Ich nehme an dass 2,9V Vcore bei anderen Echos exitiert. Was heißt das für die einsetzbaren Prozessoren: Beim Pentium Classic sind Vio und Vcore gleich (single-voltage) und dürfen bzw. müssen - abhängig vom jeweiligen Prozessor - so zwischen 3,1 und 3,6V liegen. Beim MMX ist Vio 3,3V und Vcore 2,8V (dual- oder split-voltage). Während eine zu niedrige Spannung sich höchstens darin äußert dass der Computer nicht hochfährt oder unerwartet abstürzt (schlimm genug) kann eine zu hohe Spannung den Prozessor zerstören. Einen MMX mit 3,1V zu betreiben ist schon deutlich außerhalb der Spezifikation. Der einzig wirklich sinnvolle Prozessor ist wohl ein Pentium Classic.

 

BIOS-Unterstützung: Eine CPU muß vom BIOS erkannt und richtig angesteuert werden. Eine dem BIOS nicht bekannte CPU wird bestenfalls nur falsch erkannt, läuft aber normal. Ungünstiger aber nicht wirklich schlimm ist, wenn nicht alle CPU-Funktionen genutzt werden, dies führt zu Performanceverlust. Die Regel ist meiner Erfahrung nach aber, dass der Computer beim Booten hängenbleibt. So ging es mir bislang immer beim K6-2 und K6-III, es war immer ein BIOS-Update nötig. Ob außer dem Pentium Classic noch andere Prozessoren von dem schon betagten Phoenix-BIOS unterstützt werden weiss ich nicht

 

Bustakt und Multiplikator: Die Einstellungen für Bustakt und Multiplikator geschehen über die DIP-Schalter links neben dem CPU-Sockel unter der Soundkarte. Nr.1+2 sind für den Bustakt, Nr.3 für den Multiplikator. Einstellbare Bustakte sind 20, 50, 60 und 66 MHz. Bei 20x1,5 zeigt mein BIOS übrigens fälschlich 25 an, ansonsten werden alle Taktraten bis 133 richtig wiedergegeben. Wie bei Sockel-5-Boards wohl üblich gibt es nur die Multiplikatoren 1,5 und 2. DIP-Schalter Nummer 3 ist unten elektrisch mit CPU-Pin BF0 (Y-33) verbunden und oben mit Masse. Schalterstellung „off“ trennt BF0 von Masse und das ergibt einen Multiplikator von 1,5. Schalterstellung „on“ verbindet BF0 mit Masse und das ergibt einen Multiplikator von 2. Ein Pentium bis 133 interpretiert idR:  BF0 offen 1,5 Masse 2 Die größtmögliche noch einfach zu realisierende Ausbauvariante ist also ein Pentium 133 (66x2). Sinnvoll ist natürlich eine CPU für 3,1V. Hat man eine solche nicht und kommt es zu Abstürzen sollte man die Vcore auf 3,3V stellen aber die Temperatur im Auge behalten. Zum Austausch wird einfach der Sockel geöffnet und der Prozessor gewechselt. Dann werden die DIP-Schalter 1-3 auf 66x2 eingestellt, also OFF-ON-ON, und der Laptop wieder zusammengebaut (Kühlblech nicht vergessen!), das war's.

 

Prozessoren > 133 MHz: Pentium Classic über 133 MHz haben einen zweiten Pin (BF1, X-34) um Multiplikatoren >2 einstellen zu können. Ein Pentium Classic über 133 interpretiert idR:    BF1 BF0 offen offen 1,5  offen Masse  2 Masse  offen 3 Masse Masse  2,5

Bemerkenswert: Liegt BF 1 auf Masse so ist die Quantität der BF0-Stellung umgekehrt. Offen ist jetzt der größere Wert und Masse der kleinere.

Der Vollständigkeit halber (zT und möglichweise nur für Besitzer anderer Echos-Serien relevant):

Leider hat der Echos nur den Schalter für BF0 und eröffnet damit Frequenzen von 30 bis 133 MHz. Die Funktion von DIP-Schalter 4 ist mir nicht klar.  Der obere Anschluss geht auf Masse, der untere aber auch. Eigentlich ist er wie geschaffen um BF1 zu steuern aber er tut es eben nicht. Wahrscheinlich ist er nur im Layout prophylaktisch vorgesehen. Interessant wäre zu wissen in wie weit sich das Mainboard-Layout der drei Echos-Serien unterscheidet, insbesondere da alle 3 Serien denselben Chipsatz haben. Um trotzdem BF1 zu schalten bedarf es eines größeren Eingriffs. Bei einem Pentium Classic 166 muß BF1 auf Masse gezogen werden. Möglichkeiten sind z.B.: ein Kabel von unten an den Pin des Sockels anzulöten und an Masse oder einen einzubauenden Schalter zu führen den Pin X-34 mit einem Kabel oder Leitsilber mit einem masseführenden Nachbarpin zu verbinden, sei es an der CPU oder auf der Unterseite des Boards. drei dünne Litze eines Drahtes zu verdrillen, auf gut einen cm Länge zu kürzen und von oben in die Löcher X-34 (BF1) und X-36 (Masse) zu stecken bevor der Prozessor in den Sockel gesteckt wird.

Ich habe mich dafür entschieden auf der Unterseite der CPU Pin X-34 (BF1) und Pin X-36 (Masse) mit Leitsilber zu verbinden. Ganz wichtig ist dabei, dass die Nachbarpins nicht mitverbunden werden. Aber das Leitsilber kann ich bei Bedarf mechanisch wieder abkratzen und die CPU ist billiger und leichter zu ersetzen als der Echos. Damit liegt BF1 nun immer auf Masse und ich habe (allerdings auch nur noch) die Multiplikatoren 2,5 und 3 zur Verfügung. Mit 50x2,5 fing ich an, der Echos zeigte 120... soso. Aber Testprogramme zeigten mir dass es tatsächlich 125 MHz waren. Dann probierte ich 50x3, 60x2,5 und schliesslich 66x2,5. Hier zeigte das BIOS immer 133 MHz an aber es waren 150, 150 und 166 MHz. Das BIOS kennt also weder einen Pentium 125, 150 oder 166. Selbst mit 166 MHz lief er stabil mit 3,1V Vcore, obwohl dieser Prozessor (SY016) für 3,4V-3,6V ausgelegt ist und mit 166 MHz bei seiner Nennfrequenz liegt. Aber er wird heiß. Auch wenn Hot-CPU sicher keinen Standardbetreib simuliert sondern eine Extremsituation so ist das Blech über dem Prozessor bei abgenommener Tastatur nach 5 Minuten Testdauer so heiß dass es nicht lange berührt werden kann. Auch im Normalbetrieb ist es mir subjektiv zu heiß, wäre es ein Desktop würde ich aktiv kühlen. Und wenn dann noch die Sonne scheint... 150 MHz waren etwas kühler aber noch subjektiv im Grenzbereich. Natürlich ist 60x2,5 gegenüber 50x3 zu bevorzugen da der Bustakt beim Pentium der Flaschenhals ist. Insofern ist auch 133 mit 66x2 nicht viel schlechter als 150, da diese Einstellung zwar eine niedrigere Gesamtfrequenz aber einen höheren Bustakt aufzuweisen hat. Auch ist er bei 133 MHz deutlich kühler.

Fazit:

Folgende Prozessoren habe ich also nicht nur kurzfristig sondern dauerhaft in meinem Laptop eingesetzt und sie arbeiteten bei diesen Einstellungen problemlos und absturzfrei:
 

Prozessor	s-Spec	Spannung	bei Frequenz	bei Vcore
Pentium 100	SY046	3,1V	100	3,1V
Pentium 166	SY016	3,4V-3,6V	133	3,1V
Pentium 133	SY022	3,1V-3,6V	133	3,1V