Introducción
El overclocking fue una vez el dominio de los entusiastas con un conocimiento de hardware superior al promedio y un poco de proeza. La comunidad estaba formada por competidores de referencia interesados en ampliar los límites de frecuencia de la CPU, jugadores que intentaban exprimir hasta la última gota de rendimiento de una plataforma antigua o simplemente usuarios avanzados que querían trazar los límites no documentados y no anunciados de su sistema. Un ejemplo clásico del tipo de espíritu en torno al overclocking/modding fue la «PC DIY Cooking Oil» que mostramos aquí en Tom’s Hardware en 2006.
Los tiempos han cambiado. Al igual que con muchos otros «ajustes» de nicho en el rendimiento del sistema, como la refrigeración líquida, los proveedores han adoptado el overclocking, promoviendo ávidamente las capacidades de su hardware, brindando herramientas de software y firmware para hacer que el overclocking sea mucho más fácil y, por un precio superior, proporcionando , sistemas overclockeados con especificaciones que nos hubieran hecho desmayar a muchos de nosotros en la década de 2000.
La adopción generalizada del overclocking también ha sido impulsada por una plétora de nuevas aplicaciones; no solo juegos, sino minería de divisas y computación científica descentralizada como BOINC y plegamiento de proteínas. Y aunque el proceso real de overclocking se ha simplificado enormemente en los últimos años, no es ciego. A menudo, el overclocking es una cuestión de considerar la construcción de un sistema como un todo y eliminar los cuellos de botella, no solo llevar un componente al límite.
Por ejemplo, puede ejecutar algunos Core i7-3770K a más de 5,1 GHz (espere una configuración de voltaje de alrededor de ~1,45 V), pero si el sistema se usa para computación científica (o cualquier otra aplicación que requiera manipular grandes conjuntos de datos) , las velocidades de datos de la memoria pueden convertirse en el cuello de botella de su rendimiento.
Nos centramos en las CPU en este artículo, pero tanto la memoria del sistema como los procesadores gráficos también se pueden overclockear. Y muchos entusiastas principiantes pueden darse cuenta de que en lugar de hacer overclocking del procesador para un mejor rendimiento, simplemente pueden actualizar el enfriamiento del sistema para evitar que el estrangulamiento térmico integrado del procesador se active bajo una carga pesada.
A pesar de los cambios recientes en las capacidades del hardware, el concepto central detrás del overclocking sigue siendo el mismo. Los componentes con un reloj, un oscilador, tienen un margen de rendimiento (frecuencia) al que nos referimos como headroom, que está disponible más allá de la configuración predeterminada anunciada. Parte del margen está ahí debido a los márgenes de seguridad diseñados para el hardware, en función del rendimiento térmico y las restricciones de voltaje disponible de un sistema nominal. Es decir, un componente de mercado masivo no debe emitir tanto calor que solo el 5% superior de las compilaciones de PC tengan la capacidad de enfriamiento para manejarlo. Esto se llama una “banda de protección intencional”. El overclocking extremo se come la banda de protección, así como el conservadurismo en el diseño del hardware y el proceso de fabricación de silicio.
Existe otra parte del espacio libre porque el valor de las existencias es un punto de ajuste estable determinado durante las pruebas del fabricante. Por ejemplo, una determinada configuración de CPU y sistema puede fallar con menos frecuencia cuando se opera a 2,5 GHz por debajo del máximo disponible.
Finalmente, los fabricantes son reacios a entregar lo que es esencialmente un aumento de rendimiento gratuito a los overclockers sin cobrar por ello; Las CPU bloqueadas y desbloqueadas con multiplicador de Intel son excelentes ejemplos, donde se venden chips idénticos con y sin límites de frecuencia artificiales, con una prima cobrada por la capacidad de overclocking.
La frecuencia de un componente se puede aumentar a través de varios medios y, a menudo, se usa un voltaje de componente más alto para proporcionar la señal más fuerte necesaria en esa frecuencia más alta. Esta guía no analiza qué procesador es «mejor» para el overclocking; cada overclocker tiene una preferencia, y los sesgos entran en juego al recomendar CPU. Sin embargo, tenemos una historia anterior de AMD FX-8350 vs. Intel Core i7-3770K que analiza los cuellos de botella, en caso de que desee comparar el estado de los mejores procesadores hace unos años.
Consideraciones sobre el calor, la estabilidad, los daños y la garantía
El rendimiento sobre el stock logrado mediante el overclocking de un sistema no es solo un ajuste menor; El miembro de HWBot just_nuke_em overclockeó el AMD FX-8120 de módulo cuádruple relativamente económico con una frecuencia de reloj estándar de 3,1 GHz a 8,3 GHz, un aumento de más del 250 % con respecto a las especificaciones publicadas de AMD.
Si bien la mayoría de los overclocking serán más modestos que este récord mundial, cualquier aumento de rendimiento viene con algunos límites impuestos por la física. A medida que aumenta la velocidad del reloj y el voltaje de un chip, la producción de calor residual del sistema también aumenta rápidamente, y este calor debe eliminarse de alguna manera. A menudo, la capacidad de enfriamiento de una construcción alcanzará su máximo mucho antes de la frecuencia máxima teórica del componente. Y la refrigeración de la CPU seguirá siendo menos eficiente, no más, a medida que pase el tiempo; cada generación de CPU tiene una mayor densidad de transistores que la anterior. Intel pasó de la matriz Nehalem de 45 nm en 2008 a una matriz de 14 nm en Skylake en 2015, y Cannonlake (programado para su lanzamiento en 2017) se construirá en un proceso de 10 nm. AMD sigue una progresión similar.
Si bien la cantidad de transistores tiende a aumentar con cada nueva arquitectura, el tamaño de la matriz no lo hace, lo que dificulta mucho más que las soluciones de enfriamiento convencionales se mantengan al ritmo de la generación de energía térmica. De hecho, a medida que los troqueles se hacen más pequeños, el área de contacto de la superficie total entre la CPU y su disipador de calor disminuye, lo que hace que el enfriamiento sea menos eficiente. Todo esto contribuye a una predilección mucho mayor por los «puntos calientes» en los chips actuales. Por supuesto, a medida que aumenta el voltaje para (con suerte) estabilizar overclocking más agresivos, el consumo de energía aumenta muy rápidamente. Las temperaturas centrales tienden a saltar para aumentos de frecuencia pequeños e incrementales.
La estabilidad del sistema suele ser otra víctima del overclocking. Los entusiastas a veces tienen que vivir con más fallas del sistema y un rendimiento menos consistente. Eso no quiere decir que todos los sistemas overclockeados sean menos estables que los originales; muchos overclockers han informado que han encontrado nuevos y mejores puntos operativos a velocidades de reloj superiores a las habituales. Sin embargo, las CPU que funcionan más allá de las especificaciones de fábrica son más susceptibles a una vida útil más corta debido a las tensiones que se les imponen.
Causar daños y anular las garantías son dos razones citadas con frecuencia por las que las personas dudan sobre el overclocking. Dañar componentes debido a sobrecargas de calor o voltaje era fácil en los viejos tiempos, y todavía es posible ahora. Pero los fabricantes incorporan una serie de mecanismos de seguridad, incluido el estrangulamiento térmico, y la verdad es que es mucho más probable que un sistema se vuelva inestable y falle antes de que se produzca un daño permanente causado por una prueba a corto plazo.
Sin embargo, el overclocking reducirá la vida útil de los componentes del sistema; no solo el procesador, sino también la placa base, la memoria y otras partes que fueron estresadas más allá de sus puntos operativos diseñados junto con el procesador overclockeado. En electrónica, la mayor fuente de desgaste es un fenómeno conocido como electromigración, por el cual los iones se transfieren lentamente de una estructura a la estructura adyacente bajo la fuerza de la corriente eléctrica. Los principales factores que contribuyen incluyen el aumento de calor y voltaje, pero los límites de calor y voltaje varían según los diferentes materiales, las diferentes tecnologías de producción y la vida útil esperada de los componentes. Las cargas térmicas en particular tienden a acelerar la electromigración en los circuitos integrados.
En términos de garantía, aunque últimamente los fabricantes de GPU y placas base se han vuelto más amigables con el overclocking, las garantías de Intel y AMD se anulan si la frecuencia de reloj de sus CPU cambia en absoluto. Intel ofrece un «Plan de protección de ajuste de rendimiento» que reemplazará un procesador elegible que no cumpla con las especificaciones de Intel, pero AMD no cubrirá un procesador que se operó fuera de las especificaciones publicadas, incluso cuando el propio software Overdrive de AMD se usa para overclocking.
