Wstęp
Overclocking był kiedyś domeną entuzjastów z ponadprzeciętną wiedzą na temat sprzętu i odrobiną szaleństwa. Społeczność składała się z testowych konkurentów, którzy chcieli przesuwać granice częstotliwości procesora, graczy próbujących wycisnąć ostatnią kroplę wydajności ze starzejącego się sprzętu lub po prostu zaawansowanych użytkowników, którzy chcieli wykreślić nieudokumentowane i niereklamowane ograniczenia swojego systemu. Klasycznym przykładem ducha związanego z przetaktowywaniem/modowaniem był komputer „DIY Cooking Oil PC”, który zaprezentowaliśmy tutaj na Tom’s Hardware w 2006 roku.
Czasy się zmieniły. Podobnie jak w przypadku wielu innych niszowych „ulepszeń” wydajności systemu, takich jak chłodzenie cieczą, dostawcy zastosowali overclocking, gorliwie promując możliwości swojego sprzętu, dostarczając oprogramowanie i narzędzia sprzętowe, które znacznie ułatwiają przetaktowywanie, a za wyższą cenę oferują gotowe , przetaktowane systemy o specyfikacjach, które w 2000 roku sprawiłyby, że wielu z nas zemdlałoby.
Powszechne przyjęcie overclockingu zostało również poparte mnóstwem nowych aplikacji; nie tylko gry, ale także wydobywanie walut i zdecentralizowane obliczenia naukowe, takie jak BOINC i składanie białek. I choć sam proces podkręcania został znacznie uproszczony w ostatnich latach, nie jest to proces ślepy. Często przetaktowywanie jest kwestią patrzenia na system jako całości i eliminowania wąskich gardeł, a nie tylko przesuwania jednego komponentu do granic możliwości.
Na przykład możesz uruchomić niektóre Core i7-3770K z częstotliwością większą niż 5,1 GHz (oczekuj ustawienia napięcia około ~1,45 V), ale jeśli system jest używany do obliczeń naukowych (lub jakiejkolwiek innej aplikacji wymagającej manipulowania dużymi zestawami danych) , szybkości transmisji danych w pamięci mogą stać się wąskim gardłem wydajności.
W tym artykule skupiamy się na procesorach, ale zarówno pamięć systemowa, jak i procesory graficzne również można podkręcać. Wielu początkujących entuzjastów może zdawać sobie sprawę, że zamiast przetaktowywać procesor w celu uzyskania lepszej wydajności, mogą po prostu ulepszyć chłodzenie systemu, aby zapobiec uruchamianiu wbudowanego dławienia termicznego procesora przy dużym obciążeniu.
Pomimo ostatnich zmian w możliwościach sprzętowych, podstawowa koncepcja przetaktowywania pozostaje taka sama. Komponenty z zegarem – oscylatorem – mają margines wydajności (częstotliwość), który nazywamy zapasem, który jest dostępny poza reklamowanymi ustawieniami domyślnymi. Część zapasu jest tam z powodu marginesów bezpieczeństwa dla sprzętu, opartych na wydajności cieplnej i dostępnych ograniczeniach napięcia systemu nominalnego. Oznacza to, że komponent dostępny na rynku masowym nie może wydzielać tak dużej ilości ciepła, aby tylko 5% najlepszych komputerów miało zdolność chłodzenia, aby sobie z tym poradzić. Nazywa się to „celowym pasem ochronnym”. Ekstremalne przetaktowanie zżera pas ochronny, a także konserwatyzm w projektowaniu sprzętu i procesie produkcji krzemu.
Kolejna część zapasu istnieje, ponieważ wartość zapasów jest stabilną nastawą określoną podczas testów producenta. Na przykład dana konfiguracja procesora i systemu może ulegać awarii najrzadziej, gdy działa z częstotliwością 2,5 GHz poniżej dostępnego maksimum.
Wreszcie, producenci niechętnie udzielają overclockerom tego, co zasadniczo jest darmowym wzrostem wydajności, bez pobierania za to opłat; Procesory Intela z blokadą i odblokowaniem mnożnika są świetnymi przykładami, w których identyczne chipy są sprzedawane ze sztucznymi ograniczeniami częstotliwości i bez nich, z dodatkową opłatą za możliwość podkręcania.
Częstotliwość komponentu można zwiększyć na różne sposoby, a wyższe napięcie komponentu jest często używane do zapewnienia silniejszego sygnału potrzebnego przy tej wyższej częstotliwości. Ten przewodnik nie omawia, który procesor jest „lepszy” do przetaktowywania; każdy overclocker ma swoje preferencje, a przy rekomendowaniu procesorów wchodzą w grę uprzedzenia. Mamy jednak starszą historię AMD FX-8350 kontra Intel Core i7-3770K, która omawia wąskie gardła, na wypadek gdybyś chciał porównać stan najlepszych procesorów kilka lat temu.
Rozważania dotyczące ciepła, stabilności, uszkodzeń i gwarancji
Przewyższenie wydajności osiągnięte dzięki przetaktowaniu systemu nie jest tylko drobną poprawką; Członek HWBot, just_nuke_em, przetaktował stosunkowo niedrogi czteromodułowy procesor AMD FX-8120 z fabrycznym taktowaniem z 3,1 GHz do 8,3 GHz, co stanowi ponad 250% wzrost w stosunku do opublikowanych specyfikacji AMD.
Podczas gdy większość podkręcania będzie skromniejsza niż ten rekord świata, każdy wzrost wydajności wiąże się z pewnymi ograniczeniami narzuconymi przez fizykę. Wraz ze wzrostem częstotliwości taktowania układu i napięcia, wydzielanie ciepła odpadowego systemu również szybko wzrasta, a ciepło to musi być jakoś usunięte. Często wydajność chłodzenia konstrukcji osiąga maksimum na długo przed teoretyczną maksymalną częstotliwością komponentu. W miarę upływu czasu chłodzenie procesora będzie coraz mniej wydajne; każda generacja procesora ma większą gęstość tranzystorów niż poprzednia. Intel przeszedł z 45-nanometrowej matrycy Nehalem w 2008 r. do 14-nanometrowej matrycy w Skylake w 2015 r., a Cannonlake (planowany do wydania w 2017 r.) ma zostać zbudowany w procesie 10 nm. AMD postępuje podobnie.
Podczas gdy liczba tranzystorów ma tendencję do zwiększania się z każdą nową architekturą, rozmiar matrycy nie, co znacznie utrudnia konwencjonalnym rozwiązaniom chłodzącym nadążanie za szybkością, z jaką generowana jest energia cieplna. W rzeczywistości, gdy matryce stają się mniejsze, całkowita powierzchnia kontaktu między procesorem a rozpraszaczem ciepła spada, co powoduje, że chłodzenie jest mniej wydajne. Wszystko to przyczynia się do znacznie większego upodobania do „gorących punktów” w obecnych żetonach. Oczywiście, gdy zwiększasz napięcie, aby (miejmy nadzieję) ustabilizować bardziej agresywne podkręcanie, zużycie energii rośnie bardzo szybko. Temperatury rdzenia mają tendencję do skoków w przypadku niewielkich, przyrostowych wzrostów częstotliwości.
Stabilność systemu jest często kolejną ofiarą przetaktowywania. Entuzjaści czasami muszą żyć z większą liczbą awarii systemu i mniej spójną wydajnością. Nie oznacza to, że każdy przetaktowany system jest mniej stabilny niż standardowy; wielu overclockerów zgłosiło znalezienie nowych i lepszych punktów pracy przy wyższych częstotliwościach zegara niż w magazynie. Jednak procesory działające poza specyfikacjami fabrycznymi są bardziej podatne na krótszą żywotność ze względu na nałożone na nie obciążenia.
Spowodowanie uszkodzeń i unieważnienie gwarancji to dwa często przytaczane powody, dla których ludzie wahają się przed podkręcaniem. Uszkodzenie komponentów z powodu przegrzania lub przeciążenia napięcia było w dawnych czasach łatwe i nadal jest możliwe. Jednak producenci stosują szereg zabezpieczeń, w tym dławienie termiczne, a prawda jest taka, że znacznie bardziej prawdopodobne jest, że system stanie się niestabilny i ulegnie awarii, zanim dojdzie do trwałego uszkodzenia spowodowanego krótkoterminowym uruchomieniem testowym.
Podkręcanie skróci jednak żywotność komponentów systemu; nie tylko procesor, ale płyta główna, pamięć i inne części, które zostały obciążone poza zaprojektowanymi punktami operacyjnymi wraz z podkręconym procesorem. W elektronice największym źródłem zużycia jest zjawisko zwane elektromigracją, w którym jony są powoli przenoszone z konstrukcji do sąsiedniej struktury pod wpływem prądu elektrycznego. Główne czynniki przyczyniające się do tego to zwiększone ciepło i napięcie, ale limity ciepła i napięcia różnią się w zależności od różnych materiałów, różnych technologii produkcji i oczekiwanej żywotności komponentów. W szczególności obciążenia termiczne mają tendencję do przyspieszania elektromigracji w układach scalonych.
Jeśli chodzi o gwarancję, podczas gdy producenci procesorów graficznych i płyt głównych stali się ostatnio bardziej przyjazni dla overclockingu, zarówno gwarancje Intela, jak i AMD tracą ważność, jeśli w ogóle zmieni się częstotliwość taktowania ich procesorów. Intel oferuje „Plan ochrony wydajności tuningu”, który zastąpi kwalifikujący się procesor, który nie spełnia specyfikacji Intela, ale AMD nie obejmuje procesora, który działał poza opublikowanymi specyfikacjami, nawet jeśli do przetaktowywania używane jest własne oprogramowanie AMD Overdrive.
