sábado, 19 de enero de 2013

Introducción al overclocking

En esta nueva entrada, voy a hablar sobre una técnica utilizada para mejorar las prestaciones de nuestro equipo informático: El overclocking. Más adelante, haré una guía más orientada a la práctica.

¿Qué es el overclocking?


Por Overclocking se conocen una serie de técnicas que permiten forzar los componentes de un sistema informático (de cualquier tipo) para que trabajen a más velocidad de la original, que es la especificada por el fabricante. Esto no es magia, es simplemente saber aprovechar ciertos recursos y aceptar el riesgo que ello conlleva. Generalmente se suelen aplicar al microprocesador, pero éste no es el único componente susceptible de ser forzado, todos aquellos dispositivos que lleven un reloj interno o marcador de frecuencia (oscilador de cuarzo) pueden llegar a mayores frecuencias de trabajo que la original. También se aplican estas técnicas a la memoria RAM, tarjeta gráfica, e incluso a tarjetas de sonido, módems, etc. 

Los componentes electrónicos que se fabrican normalmente tiene un margen de seguridad que sirve para asegurar que estos componentes trabajando en esas condiciones y bajo esos parámetros no van a sufrir ningún tipo de fallo. No obstante, los componentes pueden trabajar mucho más rapido pero el fabricante ya no garantiza que todos estos productos que ha fabricado funcionen sin problemas a ese rendimiento más exigente.

Gran vídeo explicativo del tema que estamos tratando, Overclocking:

  

¿Qué consecuencias puede producir?
  • La primera consecuencia es perder la garantía del fabricante. Aunque si ganamos en prestaciones, nos podemos permitir correr el riesgo. Se  aconseja realizar el overclocking con equipos que ya tengan la garantía vencida, ya que así no corremos el riesgo de perderla
  • Que funcione el overclocking, pero que se caliente más el microprocesador (cosa que es completamente normal, ya que a mayor velocidad hay mayor generación de calor).
  • Que se estropee el componente. En teoría con una subida escalonada del rendimiento no debería de haber problemas. Es aconsejable que entre esas pruebas probemos la estabilidad del sistema y el incremento del calor generado.
  • También nos puede pasar que no funcione correctamente la velocidad que le hemos marcado, y hasta podemos. 
  • Electromigración. La Electromigración es el desgaste del microprocesador debido a varios factores (calor, voltaje...). El overclocking puede producirla y esto quiere decir que ira cada vez más lento hasta que termine por estropearse por completo.


¿Cómo podemos realizarlo?
  
Componentes a modificar

Tenemos varias opciones  a elegir:
  • Elevar la frecuencia base del sistema o FSB (del inglés literalmente "bus de la parte frontal") o HTT, LDT, bus HT o Hipertransport en microprocesadores AMD, lo que nos proporcionaría una subida de la velocidad del micro, memoria y buses.
  • Subir aisladamente la velocidad del micro, memoria o buses.
  • Una combinación de las anteriores.
  • Mejorar el rendimiento de otros elementos del equipo como por ejemplo la tarjeta gráfica.    
Para ello tenemos dos fórmulas importantes:
Velocidad del micro = Multiplicador X Velocidad base FSB
Velocidad real del FSB = Velocidad base FSB X Índice de aprovechamiento      
  
¿Cómo se debería de hacer el overclocking para que funcione?

El overclocking para que sea seguro debería de hacerse de forma gradual y verificando en cada pequeña subida que el sistema funciona correctamente realizándole una batería de test o un test de tortura.

Realizando este test de tortura durante cierto tiempo continuado se puede garantizar la estabilidad del sistema o lo que es lo mismo, que el sistema esté funcionando correctamente. 


 

En la figura anterior se muestra como funciona este proceso. Intentar modificar solo un parámetro y luego comprobar si el sistema está funcionando correctamente porque si el test no es superado no sabremos cual de los parámetros modificados ha hecho que el sistema no funcione (aunque puede ser que el problema sea justamente la combinación de estos).

¿Cómo se modifican estos parámetros?
 
Antiguamente el overclocking se hacia configurando los jumpers de la placa base. En la actualidad se modifican vía software estos parámetros de la siguiente manera:
  • Mediante la BIOS. Esta es la forma más común.
  • Con el programa de overclocking que proporciona el fabricante de la placa base.
  • Con un programa específico para cambiar los parámetros de overclocking microguru tipo similar.
 Opciones de overclocking disponibles 

1- Aumentar la velocidad del microprocesador:

Relación de la frecuencia FSB y el multiplicador con la velocidad del microprocesador

El microprocesador funciona a dos velocidades:
  • Externa. Es la velocidad con la que se comunica con la placa base y es la velocidad del FSB.
  • Interna. Es la velocidad del FSB multiplicada por el multiplicador. Mediante la variación del multiplicador únicamente modificaremos la velocidad interna del microprocesador, con lo cual no tendrá efecto sobre otros componentes del equipo.
Por lo tanto podemos:
a) Subir la velocidad del bus FSB

En este ejemplo en la modificación de la velocidad base del FSB por ejemplo a 150MHz obtendríamos los siguientes resultados:
  1. Velocidad del micro (core speed): 12 x 150 = 1.800MHz
  1. Velocidad efectiva del FSB (rated FSB): 133,3 x 4 = 600MHz
Esta modificación de la velocidad base del bus sí tiene efecto sobre otros componentes del equipo como la memoria, la cual funciona en proporción a la velocidad del FSB o los buses PCI, PCIe o AGP.

b) Cambiar el multiplicador del microprocesador.
c) Cambiar el multiplicador del microprocesador y subir la velocidad del bus FSB. En este caso estamos jugando con dos parámetros. Hay que tener en cuenta que si se modifica la velocidad del FSB, automáticamente se modifica la velocidad del microprocesador, con lo cual el incremento del multiplicador no tiene por que ser tan grande.

En el siguiente vídeo podemos ver qué hay que modificar en la BIOS para aumentar la velocidad del procesador: 

2- Elevar el voltaje
Es una de las posibles opciones que tenemos para aumentar la velocidad del sistema. Es la opción más arriesgada puesto que no solo se puede producir un deterioro de los materiales por el aumento calor producido, sino también por un aumento de la corriente al propio componente. Incrementa mucho la posibilidad de electromigración de los componentes.
Existen placas que permiten regular el voltaje y de esta manera se puede aumentar el voltaje que la misma suministra a los componentes, otra forma de hacerlo es mediante la BIOS (en las placas más modernas). No obstante y pese a las advertencias si se opta por este tipo de overclocking, hay que aumentar como mucho solamente 0,1 o 0,2 voltios.



3- La tarjeta gráfica
Disponer de una tarjeta gráfica con mejores prestaciones hará que todo el equipo vaya mucho más rápido. Tambien se puede cambiar de una tarjeta de video a otra, aunque es bastante caro, y no queda más remedio que optar por el overclocking.

¿Qué opciones tengo para overclokear la tarjeta gráfica?

  1. Aumentar la velocidad de la GPU o Unidad de Procesamiento Gráfico
  2. Aumentar la velocidad de la memoria de video
  3. Aumentar las dos anteriores
Catalyst Control Center

4- La memoria
La memoria funciona a una velocidad proporcional al bus FSB. Si vemos que la proporción FSB:DRAM es 2:5, quiere decir que si el FSB duplica su velocidad la velocidad de la RAM se quintuplicaría.

Cuidado, en el siguiente vídeo podemos observar qué le puede pasar a la ram si se hace mal...
 


Advertencias:
  • La modificación de los parámetro de fábrica (overclocking) imprica la pérdidade la garantía sobre los componentes.
  • Se puede producir electromigración.
  • Existen microprocesadores con multiplicador fijo que mpiden la modificación del mismo.
  • Al aumentar la frecuencia del microprocesador, a veces es inevitable una subida del voltaje para estabilizar el sistema, luego hay más peligro de electromigración.
  • Cuantos más parámetros se modifique, más posibilidades de error.
  • Este artículo es exclusivamente informativo. La responsabilidad de la realización del overclocking recae totalmente sobre quen la ejecuta.

Fuentes de información 

Apuntes de clase
unapunte.es
Wikipedia
Foro.hardlimit.com 
Inteldig.com
Youtube