introduzione
L’overclocking era una volta il dominio degli appassionati con un know-how hardware superiore alla media e un po’ di sregolatezza. La comunità era composta da concorrenti di benchmark desiderosi di spingere gli inviluppi di frequenza della CPU, giocatori che cercavano di spremere l’ultima goccia di prestazioni da un vecchio impianto o semplicemente utenti esperti che volevano tracciare i limiti non documentati e non pubblicizzati del loro sistema. Un classico esempio del tipo di spirito attorno all’overclocking/modding è stato il “PC DIY Cooking Oil” che abbiamo presentato qui a Tom’s Hardware nel 2006.
I tempi sono cambiati. Come con molte altre “modifiche” di nicchia alle prestazioni del sistema come il raffreddamento a liquido, i fornitori hanno abbracciato l’overclock, promuovendo avidamente le capacità del loro hardware, fornendo strumenti software e firmware per rendere l’overclocking molto più semplice e, a un prezzo premium, fornendo strumenti pre-costruiti , sistemi overcloccati con specifiche che avrebbero fatto svenire molti di noi negli anni 2000.
L’adozione tradizionale dell’overclocking è stata anche spinta da una pletora di nuove applicazioni; non solo giochi, ma mining di valuta e informatica scientifica decentralizzata come BOINC e ripiegamento delle proteine. E mentre l’effettivo processo di overclocking è stato notevolmente semplificato negli ultimi anni, non è cieco. Spesso, l’overclocking è una questione di guardare la build di un sistema nel suo insieme ed eliminare i colli di bottiglia, non solo di spingere un componente al limite.
Ad esempio, puoi eseguire alcuni Core i7-3770K a più di 5,1 GHz (aspettati un’impostazione di tensione di circa ~1,45 V), ma se il sistema viene utilizzato per il calcolo scientifico (o qualsiasi altra applicazione che richiede la manipolazione di grandi set di dati) , le velocità dei dati di memoria possono diventare il collo di bottiglia delle prestazioni.
Ci concentriamo sulle CPU in questo articolo, ma sia la memoria di sistema che i processori grafici sono anche overclockabili. E molti appassionati di principianti potrebbero rendersi conto che invece di overcloccare il processore per prestazioni migliori, possono semplicemente aggiornare il raffreddamento del sistema per evitare che la limitazione termica incorporata del processore si attivi sotto carico pesante.
Nonostante i recenti cambiamenti nelle capacità hardware, il concetto alla base dell’overclock rimane lo stesso. I componenti con un clock, un oscillatore, hanno un margine di prestazioni (frequenza) che chiamiamo headroom, disponibile al di sopra e al di là delle impostazioni predefinite pubblicizzate. Parte dell’headroom è presente a causa dei margini di sicurezza progettati per l’hardware, basati sulle prestazioni termiche e sui vincoli di tensione disponibili di un sistema nominale. Cioè, un componente del mercato di massa non deve emettere così tanto calore che solo il 5% più ricco delle build di PC ha la capacità di raffreddamento per gestirlo. Questa è chiamata “banda di guardia intenzionale”. L’overclock estremo intacca la banda di guardia così come il conservatorismo nella progettazione dell’hardware e del processo di fabbricazione del silicio.
Un’altra parte del margine di manovra esiste perché il valore stock è un punto di riferimento stabile determinato durante i test del produttore. Ad esempio, una determinata CPU e configurazione di sistema potrebbero arrestarsi in modo anomalo meno spesso quando viene utilizzata a 2,5 GHz al di sotto del massimo disponibile.
Infine, i produttori sono restii a distribuire quello che è essenzialmente un aumento gratuito delle prestazioni agli overclocker senza addebitarlo; Le CPU Intel con blocco e blocco del moltiplicatore sono ottimi esempi, in cui chip identici vengono venduti con e senza limiti di frequenza artificiali, con un sovrapprezzo per la capacità di overclocking.
La frequenza di un componente può essere aumentata con vari mezzi e spesso viene utilizzata una tensione del componente più elevata per fornire il segnale più forte necessario a quella frequenza più alta. Questa guida non discute quale processore sia “migliore” per l’overclocking; ogni overclocker ha una preferenza e i pregiudizi entrano in gioco quando si consigliano le CPU. Abbiamo una vecchia storia di AMD FX-8350 rispetto a Intel Core i7-3770K che discute dei colli di bottiglia, nel caso in cui si desideri confrontare lo stato dei migliori processori di qualche anno fa, però.
Considerazioni su calore, stabilità, danni e garanzia
La performance over-stock ottenuta con l’overclocking di un sistema non è solo una piccola modifica; Il membro di HWBot just_nuke_em ha overcloccato l’AMD FX-8120 quad-modulo relativamente economico con una frequenza di clock compresa tra 3,1 GHz e 8,3 GHz, un aumento di oltre il 250% rispetto alle specifiche pubblicate da AMD.
Mentre la maggior parte degli overclock sarà più modesta di questo record mondiale, qualsiasi aumento delle prestazioni ha alcuni limiti imposti dalla fisica. Quando la frequenza di clock e la tensione di un chip vengono aumentate, anche la produzione di calore di scarto del sistema aumenta rapidamente e questo calore deve essere rimosso in qualche modo. Spesso, la capacità di raffreddamento di una build raggiunge il massimo molto prima della frequenza massima teorica del componente. E il raffreddamento della CPU continuerà a diventare meno efficiente, non di più, con il passare del tempo; ogni generazione di CPU ha una densità di transistor maggiore rispetto a quella precedente. Intel è passata dal die a 45 nm di Nehalem nel 2008 a uno a 14 nm a Skylake nel 2015 e Cannonlake (la cui uscita è prevista nel 2017) sarà costruito su un processo a 10 nm. AMD segue una progressione simile.
Mentre il numero di transistor tende ad aumentare con ogni nuova architettura, le dimensioni del die non lo fanno, rendendo molto più difficile per le soluzioni di raffreddamento convenzionali tenere il passo con la velocità con cui viene generata l’energia termica. Infatti, man mano che i dies diventano più piccoli, la superficie totale di contatto tra la CPU e il suo dissipatore di calore diminuisce, rendendo il raffreddamento meno efficiente. Tutto ciò contribuisce a una maggiore predilezione per i “punti caldi” nei chip attuali. Ovviamente, aumentando la tensione per (si spera) stabilizzare overclock più aggressivi, il consumo energetico aumenta molto rapidamente. Le temperature interne tendono a saltare per piccoli aumenti di frequenza incrementali.
La stabilità del sistema è spesso un’altra vittima dell’overclocking. Gli appassionati a volte devono convivere con più arresti anomali del sistema e prestazioni meno coerenti. Questo non vuol dire che ogni sistema overcloccato sia meno stabile di quello stock; molti overclocker hanno riferito di aver trovato nuovi e migliori punti operativi a frequenze di clock superiori allo stock. Tuttavia, le CPU che funzionano oltre le loro specifiche di fabbrica sono più suscettibili a una durata più breve a causa delle sollecitazioni loro imposte.
Causare danni e annullare le garanzie sono due ragioni spesso citate per cui le persone esitano sull’overclocking. Danneggiare i componenti a causa di sovraccarichi di calore o di tensione era facile ai vecchi tempi, ed è ancora possibile ora. Ma i produttori incorporano una serie di dispositivi di sicurezza, incluso il throttling termico, e la verità è che è molto più probabile che un sistema diventi instabile e vada in crash prima che si verifichino danni permanenti causati da un test a breve termine.
L’overclocking, tuttavia, ridurrà la durata dei componenti del sistema; non solo il processore, ma la scheda madre, la memoria e altre parti che sono state sollecitate oltre i punti operativi progettati insieme al processore overcloccato. In elettronica, la principale fonte di usura è un fenomeno noto come elettromigrazione, per cui gli ioni vengono trasferiti lentamente da una struttura alla struttura adiacente sotto la forza della corrente elettrica. I principali fattori che contribuiscono includono aumento del calore e della tensione, ma i limiti di calore e tensione variano a seconda dei diversi materiali, delle diverse tecnologie di produzione e della durata prevista dei componenti. I carichi termici, in particolare, tendono ad accelerare l’elettromigrazione nei circuiti integrati.
In termini di garanzia, mentre ultimamente i produttori di GPU e schede madri sono diventati più compatibili con l’overclock, le garanzie Intel e AMD vengono annullate se la frequenza di clock delle loro CPU viene modificata. Intel offre un “Piano di protezione dell’ottimizzazione delle prestazioni” che sostituirà un processore idoneo che non rientra nelle specifiche di Intel, ma AMD non coprirà un processore che è stato utilizzato al di fuori delle specifiche pubblicate, anche quando il software Overdrive di AMD viene utilizzato per l’overclocking.
