Introdução
O overclocking já foi o domínio de entusiastas com conhecimento de hardware acima da média e um pouco de ousadia. A comunidade era composta de competidores de benchmark interessados em aumentar os envelopes de frequência da CPU, jogadores tentando extrair a última gota de desempenho de um equipamento antigo ou simplesmente usuários avançados que queriam mapear os limites não documentados e não anunciados de seu sistema. Um exemplo clássico do tipo de espírito em torno de overclocking/modding foi o “DIY Cooking Oil PC” que mostramos aqui na Tom’s Hardware em 2006.
Os tempos mudaram. Tal como acontece com muitos outros “ajustes” de nicho para o desempenho do sistema, como refrigeração líquida, os fornecedores adotaram o overclocking, promovendo avidamente os recursos de seu hardware, fornecendo ferramentas de software e firmware para tornar o overclocking muito mais fácil e, por um preço premium, fornecendo , sistemas com overclock com especificações que teriam feito muitos de nós desmaiar nos anos 2000.
A adoção convencional de overclocking também foi impulsionada por uma infinidade de novos aplicativos; não apenas jogos, mas mineração de moeda e computação científica descentralizada como BOINC e dobramento de proteínas. E embora o processo real de overclock tenha sido bastante simplificado nos últimos anos, não é cego. Muitas vezes, o overclock é uma questão de olhar para a construção do sistema como um todo e eliminar gargalos, não apenas levar um componente ao limite.
Por exemplo, você pode executar alguns Core i7-3770Ks a mais de 5,1 GHz (espere uma configuração de tensão de cerca de ~1,45V), mas se o sistema estiver sendo usado para computação científica (ou qualquer outro aplicativo que exija a manipulação de grandes conjuntos de dados) , as taxas de dados da memória podem se tornar seu gargalo de desempenho.
Nós nos concentramos em CPUs neste artigo, mas tanto a memória do sistema quanto os processadores gráficos também são passíveis de overclock. E muitos entusiastas iniciantes podem perceber que, em vez de fazer overclock no processador para melhor desempenho, eles podem simplesmente atualizar o resfriamento do sistema para evitar que a limitação térmica interna do processador entre em ação sob carga pesada.
Apesar das mudanças recentes nos recursos de hardware, o conceito central por trás do overclock continua o mesmo. Componentes com um relógio – um oscilador – têm uma margem de desempenho (frequência) que chamamos de headroom, que está disponível acima e além das configurações padrão anunciadas. Parte da margem está lá por causa das margens de segurança projetadas para o hardware, com base no desempenho térmico e nas restrições de tensão disponíveis de um sistema nominal. Ou seja, um componente de mercado de massa não deve emitir tanto calor que apenas os 5% principais das compilações de PC tenham a capacidade de resfriamento para lidar com isso. Isso é chamado de “banda de guarda intencional”. Overclocking extremo consome a banda de guarda, bem como o conservadorismo no design do hardware e no processo de fabricação de silício.
Outra parte do headroom existe porque o valor do estoque é um ponto de ajuste estável determinado durante os testes do fabricante. Por exemplo, uma determinada configuração de CPU e sistema pode falhar com menos frequência quando opera a 2,5 GHz abaixo do máximo disponível.
Finalmente, os fabricantes estão relutantes em distribuir o que é essencialmente um aumento de desempenho gratuito para overclockers sem cobrar por isso; As CPUs desbloqueadas e bloqueadas por multiplicador da Intel são ótimos exemplos, onde chips idênticos são vendidos com e sem limites de frequência artificiais, com um prêmio cobrado pela capacidade de overclock.
A frequência de um componente pode ser aumentada por vários meios, e uma tensão de componente mais alta é frequentemente usada para fornecer o sinal mais forte necessário nessa frequência mais alta. Este guia não discute qual processador é “melhor” para overclock; cada overclocker tem uma preferência, e os preconceitos entram em jogo ao recomendar CPUs. Nós temos uma história mais antiga do AMD FX-8350 vs. Intel Core i7-3770K que discute os gargalos, caso você queira comparar o estado dos principais processadores alguns anos atrás.
Considerações sobre Calor, Estabilidade, Danos e Garantia
O desempenho acima do estoque obtido pelo overclock de um sistema não é apenas um pequeno ajuste; O membro do HWBot just_nuke_em fez overclock no AMD FX-8120 de quad-módulo relativamente barato com uma taxa de clock padrão de 3,1 GHz a 8,3 GHz, um aumento de mais de 250% em relação às especificações publicadas da AMD.
Embora a maioria dos overclocks seja mais modesta do que este recorde mundial, qualquer aumento de desempenho vem com alguns limites impostos pela física. À medida que a taxa de clock e a voltagem de um chip aumentam, a produção de calor residual do sistema também aumenta rapidamente, e esse calor precisa ser removido de alguma forma. Muitas vezes, a capacidade de resfriamento de uma construção atinge o máximo muito antes da frequência máxima teórica do componente. E o resfriamento da CPU continuará a se tornar menos eficiente, não mais, com o passar do tempo; cada geração de CPU tem uma densidade de transistor mais alta do que a anterior. A Intel passou da matriz Nehalem de 45nm em 2008 para uma matriz de 14nm em Skylake em 2015, e Cannonlake (com lançamento previsto para 2017) será construído em um processo de 10nm. A AMD segue uma progressão semelhante.
Enquanto a contagem de transistores tende a aumentar a cada nova arquitetura, o tamanho da matriz não aumenta, tornando muito mais difícil para as soluções de resfriamento convencionais acompanharem a taxa na qual a energia térmica é gerada. Na verdade, à medida que as matrizes ficam menores, a área total de contato entre a CPU e seu dissipador de calor diminui, tornando o resfriamento menos eficiente. Tudo isso contribui para uma predileção muito maior por “pontos quentes” nos chips atuais. É claro que, à medida que você aumenta a tensão para (espero) estabilizar overclocks mais agressivos, o consumo de energia aumenta muito rapidamente. As temperaturas do núcleo tendem a saltar para pequenos aumentos de frequência incrementais.
A estabilidade do sistema é muitas vezes outra vítima do overclock. Os entusiastas às vezes precisam conviver com mais falhas no sistema e desempenho menos consistente. Isso não quer dizer que todo sistema com overclock é menos estável que o estoque; muitos overclockers relataram encontrar novos e melhores pontos de operação em taxas de clock mais altas do que o estoque. No entanto, CPUs operando além de suas especificações de fábrica são mais suscetíveis a uma vida útil mais curta devido às tensões impostas a elas.
Causar danos e anular garantias são duas razões frequentemente citadas pelas quais as pessoas hesitam em fazer overclock. Danificar componentes devido a sobrecargas de calor ou tensão era fácil antigamente e ainda é possível agora. Mas os fabricantes incorporam uma série de proteções contra falhas, incluindo estrangulamento térmico, e a verdade é que é muito mais provável que um sistema se torne instável e falhe antes que haja qualquer dano permanente causado por um teste de curto prazo.
O overclock, entretanto, reduzirá a vida útil dos componentes do sistema; não apenas o processador, mas a placa-mãe, a memória e outras partes que foram estressadas além de seus pontos operacionais projetados ao lado do processador com overclock. Na eletrônica, a maior fonte de desgaste é um fenômeno conhecido como eletromigração, pelo qual os íons são lentamente transferidos de uma estrutura para a estrutura adjacente sob a força da corrente elétrica. Os principais fatores contribuintes incluem aumento de calor e tensão, mas os limites de calor e tensão variam de acordo com diferentes materiais, diferentes tecnologias de produção e expectativa de vida útil dos componentes. As cargas térmicas, em particular, tendem a acelerar a eletromigração em CIs.
Em termos de garantia, enquanto os fabricantes de GPUs e placas-mãe tornaram-se mais amigáveis ao overclock ultimamente, as garantias Intel e AMD são anuladas se a taxa de clock de suas CPUs for alterada. A Intel oferece um “Plano de proteção de ajuste de desempenho” que substituirá um processador qualificado que esteja fora das especificações da Intel, mas a AMD não cobrirá um processador que foi operado fora das especificações publicadas, mesmo quando o software Overdrive da AMD for usado para overclock.
