Overclocking

Con overclocking , en informática, indicamos una práctica encaminada a mejorar el rendimiento de un componente electrónico de una computadora (generalmente la CPU o GPU ) aumentando la velocidad de la frecuencia de reloj en comparación con la proporcionada por el fabricante, marcada en el contenedor de la CPU .

En el caso de las CPU, de las que generalmente se habla solo con fines ilustrativos, lo que se altera es la señal del reloj interno del sistema , que determina cuántos ciclos de operaciones debe realizar la CPU de la computadora en una unidad de tiempo. Al cambiar la frecuencia con la que se realizan estos ciclos, en algunos casos, es posible aumentar o disminuir el número de operaciones por unidad de tiempo realizadas por el componente involucrado.

A nivel práctico, se trata de una operación legal, que en la gran mayoría de los casos invalida instantáneamente la garantía del producto que se manipula. El overclocking se puede realizar con mayor o menor fuerza, pero en general es comparable a modificar la unidad de control de un vehículo para que alcance el máximo rendimiento con el riesgo de comprometer la duración del propio vehículo.

Descripción general

Definición técnica

En términos más precisos, overclocking significa aumentar la frecuencia de trabajo de cualquier componente caracterizado por operaciones cíclicas, como un procesador . La frecuencia con la que trabaja un procesador moderno está determinada por dos parámetros: la velocidad y el tipo de bus , que podría ser, por ejemplo, de 200 MHz , y el multiplicador de este parámetro, en nuestro ejemplo igual a × 10. Dado el ejemplo, la frecuencia de trabajo del procesador en consideración será de 2 GHz.

En general, es posible overclockear todos los componentes digitales en sistemas asíncronos, que por lo tanto están compuestos por subsistemas que operan a velocidades diferentes y no uniformes. Concretamente en nuestro ejemplo, cualquier sistema informático tiene puertos USB , memoria del sistema, memoria de la tarjeta gráfica, CPU y bus del sistema funcionando a diferentes velocidades: es la arquitectura la que luego procede a almacenar en búfer y gestionar de forma totalmente transparente las transacciones de información entre uno y otro. componente y otro. En los sistemas síncronos, en cambio, sólo existe una velocidad de reloj a la que están vinculados todos los componentes del sistema: modificarla supondría actuar sobre todo el sistema, lo que en realidad no es posible dada la heterogeneidad nativa de los componentes en pregunta.

Volviendo a un ordenador personal, se suele utilizar para overclockear la memoria y GPU de la tarjeta de vídeo , así como la memoria, bus y CPU del sistema, todo con el fin de mejorar el rendimiento.

Posibles problemas

Las intervenciones de overclocking son posibles ya que los chips que salen de las fábricas están diseñados para funcionar a una determinada frecuencia, pero necesariamente deben tolerar frecuencias más altas. Esta metodología de producción se adopta para compensar el hecho de que los chips construidos pueden ser más o menos válidos, según la pureza de las materias primas utilizadas y la inevitable inexactitud de la maquinaria instalada en las cadenas de producción.

Por ejemplo, una máquina que deba producir chips para operar a una velocidad de 1000 MHz con una tolerancia de 200 MHz, necesariamente tendrá que producir chips de al menos 1200 MHz nominales, para evitar que gran parte de la producción no aguante la frecuencias predeterminadas.

Los overclockers explotan estas diferencias para llevar los chips a sus límites de rendimiento y es por eso que algunos chips tienen más o menos "suerte" que otros para el mismo modelo. Además, diferentes modelos de procesadores a menudo se derivan de una sola cadena de producción: esto explica cómo puede suceder que, en algunos casos, los modelos económicos puedan alcanzar fácilmente el rendimiento de los modelos de mayor rendimiento, mientras que quizás algunos ejemplos de estos últimos luchen por operar más allá de su frecuencia nominal.

Al hacer overclocking , el componente afectado también puede volverse inestable y dar lugar a fenómenos de bloqueo inesperados. El mayor problema a resolver cuando se realizan operaciones de este tipo en un ordenador es mantener una temperatura normal de funcionamiento: de hecho, al aumentar la frecuencia de trabajo también aumenta la cantidad de corriente absorbida por el componente y, en consecuencia, también el calor generado. Para dar una idea del problema, un procesador overclockeado puede incluso funcionar a temperaturas de 60-80 grados centígrados superiores a los valores nominales indicados por el fabricante. Por eso, por ejemplo, el fabricante Intel no implementa overclocking en las placas base, para poder garantizar a sus usuarios finales el cumplimiento en funcionamiento de los parámetros nominales declarados (sin embargo, el mismo produce procesadores con multiplicador desbloqueado, para ser combinados con chipsets adecuados, para aquellos que pretenden hacer overclocking).

Extensión del concepto

Por extensión, el término también se usa para indicar una mejora de cualquier componente (periférico) de una computadora, pero en este caso se usa de manera indebida. Un quemador acelerado, de hecho, no ha sido overclockeado sino modificado con una actualización de firmware .

Propósitos y funciones

Finalidad funcional

Es en estos casos en los que tiende a destacar más el aspecto funcional de un overclock. Aprovechar una CPU antigua para ejecutar un juego que requeriría un nuevo hardware, por ejemplo, justifica realizar un overclock. Se obtendría la misma ventaja al hacer overclocking de un hardware que se usa para realizar un procesamiento largo y exigente, como una segunda PC que se usa para codificar películas o renderizar gráficos en 3D, lo que a menudo lleva horas.

Propósito experimental

En este caso hablamos de individuos que, por puro espíritu de experimentación o para pasar el tiempo, se deleitan en probar el límite físico de su hardware. De hecho, el fabricante de una CPU rara vez proporciona a sus clientes material calibrado con tolerancias mínimas. Un procesador fabricado para funcionar, por ejemplo, a 2,4 GHz, probablemente haya sido diseñado para funcionar al menos hasta 3 GHz y posteriormente limitado mediante software (o en algunos casos mediante hardware) a una frecuencia inferior a la indicada en la etiqueta. En muchos casos el desfase entre estas dos velocidades de funcionamiento es tan grande que conviene superar los límites de fábrica.

Procedimiento

Para overclockear una CPU , es necesario asegurarse de que el hardware afectado no se dañe: cada procesador tiene una temperatura central que debe mantenerse estable y por debajo de un cierto umbral de peligro.

El aspecto fundamental, por tanto, radica en las cuestiones relacionadas con el enfriamiento forzado del componente afectado.

Refrigeración de la CPU

Si el procesador funciona a una velocidad superior a la nominal, la energía térmica desarrollada por él aumentará rápidamente con cargas de procesamiento elevadas (codificación de vídeo, por ejemplo).

Además, el sensor de temperatura interno del procesador no siempre podrá ayudar, ya que podría detectar demasiado tarde un aumento repentino y repentino de la temperatura central , que es la parte del procesador encerrada por la propia carcasa del procesador: el sensor de temperatura. se encuentra a menudo en el exterior o en los bordes del recinto.

Para evitar problemas desagradables debido al sobrecalentamiento de la CPU (con el consiguiente bloqueo del sistema y posibles daños irreparables en el hardware), es necesario, por lo tanto, asegurarse de que el núcleo del procesador , con el sistema en funcionamiento y a toda velocidad de procesamiento, sin embargo, se cae por debajo de la temperatura nominal de funcionamiento declarada por el fabricante.

Aficionados

En un overclock convencional bastará con explotar los principios de disipación térmica para solucionar el problema.

Luego deberá actualizar los ventiladores de refrigeración existentes o agregar nuevos para permitir:

En el mercado se pueden encontrar ventiladores con diferentes niveles de ruido que, con el mismo tamaño, son capaces de hacer circular más aire por unidad de tiempo que los ventiladores económicos, parámetro medido en volumen de pies por minuto ( CFM ). Para más información sobre el flujo de aire en la carcasa, se recomienda ver la entrada ATX .

Una nota con respecto a la limpieza es imprescindible: una computadora o cualquier dispositivo electrónico que necesite refrigeración forzada activa (a través de ventiladores) debe disfrutar de una limpieza a fondo. El polvo aspirado en las casas y depositado de forma a menudo completamente aleatoria puede alcanzar niveles de acumulación tales que se comportan como una "cubierta", a veces reduciendo, incluso en gran medida, la eficacia del sistema de refrigeración. Por último, también hay que decir que en viviendas de calidad superior a la media, para evitar una acumulación excesiva de polvo en el interior del sistema, se colocan filtros cerca de los ventiladores cuyo caudal se dirige hacia el interior del sistema: la falta de limpieza de estos instrumentos en el a largo plazo solo puede conducir al mal funcionamiento, si no al bloqueo total, de los ventiladores del sistema, solo piense que las empresas electrónicas que adoptan las normas ISO 9001 para garantizar la calidad de su producto, gestionan la calibración periódica de las herramientas utilizadas en las líneas de producción en trimestralmente, incluyendo en la revisión, la limpieza de los filtros de polvo.

Disipadores de calor

Para mejorar el coeficiente de disipación de calor de la CPU, se deben adoptar o consolidar dos aspectos específicos :

  1. Uso de pasta termoconductora (o gel térmico) en lugar del PAD térmico más pobre
  2. Mejora de la superficie disipadora (este procedimiento se denomina lapeado o lapeado)

La pasta termoconductora es un compuesto de base mineral eléctricamente no conductor, tiene la consistencia de un gel capaz de aumentar la cohesión térmica entre dos superficies de acuerdo a lo establecido en el primer principio de la termodinámica . La pasta (o gel) se esparce entre el procesador y el disipador que se le superpone, y se usa universalmente, incluso en procesadores no afectados por overclocking .

Hay una pasta térmica mucho mejor en el mercado con respecto a la conducción térmica; su mejor capacidad de intercambio de calor se debe a su composición igual al 100% de metales y aleaciones diversas. Al tacto parece mercurio, pero no es en absoluto tóxico. Esta solución no tiene todas las ventajas a su favor, de hecho, al estar compuesta únicamente por metales, es conductora de la electricidad, y esto es un riesgo enorme, ya que mientras intentas esparcirla, podrían caer unas gotas en los contactos de la placa base. , y esto terminaría entonces yendo a cortocircuitar todo el sistema cuando este es alimentado eléctricamente.

Para mejorar la eficiencia de la superficie disipadora, característica esencial de cada disipador, indicada en centímetros cuadrados totales y caracterizada por el coeficiente de conductividad térmica del material utilizado, es posible operar limpiando el disipador antiguo. Eliminando el polvo y la grasa presentes entre las aletas del disipador de calor, es posible restaurar el mismo a su funcionalidad característica nominal y optimizar su funcionamiento.

También existen en el mercado disipadores con un coeficiente de disipación muy alto, adecuados para los fines en cuestión: se recomienda encarecidamente la compra de un disipador sobredimensionado para garantizar el éxito y la estabilidad a largo plazo de un overclock .

Si no se desea utilizar un disipador con un coeficiente térmico nominal muy alto, es posible mejorar la disipación realizando la operación de lapeado , que consiste en aplanar y alisar la superficie del disipador para aumentar el coeficiente de disipación. Esto se logra a mano usando lijas muy finas o varias pastas abrasivas . Los más experimentados consiguen ganar unas cuantas titulaciones gracias al lapeado .

Métodos alternativos

Sin perjuicio de que para un overclocking convencional basta con realizar lo anterior para asegurar una correcta refrigeración de la CPU que se calienta mucho, existen situaciones en las que la energía térmica a disipar es demasiado alta para garantizar su dispersión con métodos convencionales.

Para estos casos, en los últimos años se han diseñado métodos de refrigeración alternativos:

Debido a la dificultad de gestionar algunos sistemas de refrigeración, que plantean problemas de aislamiento y, en el caso del hielo seco y el nitrógeno líquido, al tener que controlar constantemente el nivel de hielo o nitrógeno en el inodoro, algunos sistemas de refrigeración actualmente no son utilizables para el uso diario ( en "diario"), pero solo para "banco", o para alcanzar ciertos récords en términos de frecuencia o puntaje usando puntos de referencia específicos (por lo que en este caso es un uso de solo unos minutos u horas). Por lo tanto, mientras que el nitrógeno líquido y el hielo seco solo se pueden usar para el banco, el líquido "simple" y el líquido con celdas Peltier también se pueden usar a diario. La refrigeración por cambio de fase, aunque en su mayor parte se considera una refrigeración típica para banco, también es utilizada por algunos entusiastas para el día a día.

Refrigeración líquida

Para enfriar una CPU líquida, se coloca un soporte en la CPU por el que pasa agua (similar a lo que ocurre en los coches con radiadores ). Luego, el agua se bombea a través de un circuito de agua hacia el exterior de la caja, donde generalmente se enfría activamente mediante el uso de un radiador y un ventilador; en algunos casos se hace pasar el agua a través de grandes disipadores de aluminio de unas decenas de centímetros de altura que, dada su gran superficie de disipación y las buenas características térmicas del aluminio, no necesitan ventilador y por tanto son totalmente silenciosos.

Enfriamiento mediante células Peltier y líquido

El uso de celdas Peltier consiste en acercar la CPU, mediante pasta térmica, con una celda y luego disponer el soporte de refrigeración descrito en el ejemplo anterior encima de la propia celda. De esta forma se fuerza eléctricamente el desplazamiento de la energía térmica y se aprovecha el circuito de refrigeración para trasladar al exterior la energía recogida. El problema de esta solución es que puede ocurrir que la parte externa del procesador esté a temperaturas muy bajas, a pesar del overclocking , de forma que provoque la formación de condensación en tal cantidad que provoque el bloqueo/daño funcional de todo el sistema. .

Refrigeración por cambio de fase

Este sistema utiliza un mecanismo similar al de un refrigerador para la disipación, aprovechando la absorción o liberación de energía de las sustancias a medida que cambia su estado. Las partes más importantes para la eficiencia de un cambio de fase son el compresor (los más usados ​​son los de 1/4 hp o 1/2 hp, pero también se usan compresores de 1 hp o incluso más de un compresor en los modelos más potentes). multietapa"), el tipo de gas refrigerante utilizado y el evaporador. Como potencial de overclocking con un buen cambio de fase, se puede alcanzar o superar el enfriamiento con hielo seco (en el caso de multietapa). La desventaja de este sistema es que puede consumir mucha electricidad y puede costar incluso más de 1.000 euros.

Refrigeración por inmersión

El método de inmersión requiere sumergir el procesador con toda la placa base en una sustancia líquida, no conductora, de base mineral y típicamente transparente. De esta forma, además de aprovechar la superficie de contacto del procesador preparada por el fabricante, también es posible dirigir el intercambio de calor sobre la placa base, la parte trasera del procesador, las memorias y todo lo demás.

Sin embargo, la solución implica algunos inconvenientes:

Por tanto una solución difícil de abordar, pero que actualmente garantiza los mejores resultados y sobre todo las mayores posibilidades de overclocking : es posible encontrar en la red proyectos de sistemas concebidos para trabajar a 2 GHz que con estos supuestos se hacen funcionar a 4GHz sin problemas.

Refrigeración por nitrógeno líquido

Consiste en enfriar la CPU con nitrógeno líquido que tiene una temperatura de -180 °C. Para ello, el líquido se coloca dentro de un recipiente de cobre llamado tolotto colocado como un disipador de calor, encima de la CPU. Sin embargo, los riesgos de este tipo de enfriamiento son altos.

Poder y memorias

La fuente de alimentación del sistema no requiere ninguna modificación para la correcta ejecución del overclock , sin embargo, debe tener buenas características de potencia (para un sistema moderno, uno normalmente se orienta no por debajo de los 500 vatios en total) y un buen sistema de estabilización, especialmente cuando se trata de protección contra picos de red .

También hay que decir que en los últimos años, muchos fabricantes han fabricado fuentes de alimentación con sistemas de protección incorporados. Estas fuentes de alimentación suelen ser capaces de:

A veces, en el caso de que el overclock también involucre la velocidad de funcionamiento del FSB ( Front Side Bus ) de las memorias del sistema, será necesario instalar disipadores de calor también en las propias memorias, so pena de su mal funcionamiento. Alternativamente, puede optar por la compra de memorias con mayores tolerancias de funcionamiento, vendidas al efecto.

Configuraciones

Los ajustes necesarios para garantizar la configuración correcta del voltaje del núcleo y la velocidad del reloj de la CPU se pueden configurar actualmente desde el BIOS de la placa base siguiendo las instrucciones del manual del fabricante. Anteriormente y en algunas placas base económicas que se comercializan en la actualidad, era necesario operar con jumpers , pequeños arcos metálicos a unir a contactos eléctricos dispuestos en la placa base para definir su comportamiento. Esta solución demostró ser muy inconveniente si era necesario cambiar con frecuencia la configuración del hardware del sistema .

A veces, el multiplicador de frecuencia de la CPU está bloqueado por hardware por el fabricante para evitar que estos componentes sean overclockeados . En este caso hay algunos trucos posibles:

A menudo, este tipo de bloqueo también se refiere a la posibilidad de variar adecuadamente el voltaje del núcleo , como se describe a continuación, en función del overclock .

Los peligros

Un overclock incorrecto o excesivo , el bloqueo de un ventilador o un error en la configuración del voltaje del núcleo , pueden llevar a la avería permanente de la CPU, las memorias y en algunos casos de la placa base del sistema . Una rotura de este tipo no está cubierta por ningún tipo de garantía sobre el producto y debe preverse su eventualidad. Además, parece que el overclocking (y el sobrevoltaje que se combina casi inevitablemente con el overclocking) puede provocar un aumento considerable del fenómeno de la electromigración , determinando así una posible reducción de la duración de la vida del componente overclockeado.

Grabar

El mejor overclocking del mundo fue con un FX ™ 8350 de 4 núcleos (generalmente vendido a 4,1 Ghz [1] ) a 8,8 GHz [2] , con refrigeración por nitrógeno líquido .

Notas

  1. ^ Reseña: Procesador AMD FX-8150, 8 Core 3.6 GHz - HDblog.it , en hardware.hdblog.it . Consultado el 20 de abril de 2017 .
  2. ^ El bulldozer AMD FX-8150 de 8805 MHz aún rompe récord , en Tom's Hardware . Consultado el 20 de abril de 2017 (Archivado desde el original el 21 de abril de 2017) .

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