3º Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas
OVERCLOCK, potencia sin control
Autores: Jorge López García, Pablo Robles Martínez
Fecha: 18 de mayo de 2005
Objetivos
Este trabajo trata los conceptos básicos para la realización de un overclock estable y seguro.
Para una perfecta compresión es necesario tener muy claro los factores que influyen en el overclock: FSB (front side bus), multiplicadores soportados por la placa base en torno al AGP, PCI y bancos de memoria.
Al final del documento el usuario debería ser capaz de saber la capacidad de overclock que pudiera tener cualquier ordenador actual de la familia x86 y x86-64.
Teoría básica
Aspectos importantes a conocer antes de entrar en materia:
- FSB (Front Side Bus, bus frontal): Bus de datos del procesador. Habitualmente está conectado con el controlador de memoria. La frecuencia de su señal de reloj sirve como base para, mediante multiplicadores, generar las frecuencias del resto de componentes, incluida la del propio procesador.
- Multiplicador: su función es fraccionar o aumentar la frecuencia de reloj del componente que modifica. El procesador posee uno al igual que la memoria RAM y algún otro elemento de la placa que iremos viendo a lo largo del documento.
- Ventilación: la ventilación es vital a la hora de hacer overclock ya que al estar aumentando la capacidad de trabajo de una pieza, ésta disipará más calor y en consecuencia el desgaste será mayor al habitual.
- Timings de la memoria: son los tiempos que tarda en responder la memoria, nos los da el fabricante a la hora de comprar el módulo de memoria
- Voltaje del microprocesador: este voltaje es importante conocerlo ya que oscila a lo largo de todo la gama de procesadores de 32 bits, tanto en AMD como en INTEL. Según el voltaje nominal (el que trae de fábrica) podremos subir hasta una cantidad de manera "segura" y a partir de ella ir con cuidado, no vayamos a quemarlo.
- Voltaje de la memoria: igual que para el procesador.
Configuración de partida
Como ejemplo tomamos un AMD Duron 1600 (CPUz) con una capacidad de overclock bastante importante.
A continuación tenemos una breve descripción del ordenador; en algún caso algún componente ha sufrido alguna modificación con el fin de mejorarlo.
- Placa base: Abit AN7, chipset nForce2 Ultra 400 con modificación del disipador de fábrica.
- Procesador: AMD Duron 1600, FSB 133 MHz, caché L1 128 KB, L2 64 KB, multiplicador 12x, socket A, Vcore (voltaje) nominal 1.50V.
- Memoria RAM: 1 GB en 2 módulos de 512 MB DDR400 Kingston CL3, 2.66V, (Timings)
- Disco duro: Maxtor sata 160GB 7200 rpm, 8MB buffer.
- Disipador: ThermalTake Volcano 12, 600 gr, cobre 100%.
- Tarjeta gráfica: Abit Siluro FX5700 ULTRA 128 MB DDR2, GPU 475 Mhz, DDR2 900 Mhz.
Desarrollo
Primer paso
Lo primero a realizar si queremos introducirnos en el maravilloso mundo del overclock es conocer todas las características de nuestro hardware.
Una de los factores mas importantes a la hora de hacer overclock es poder bloquear la frecuencia de las ranuras PCI y del AGP, en caso de modificar el FSB a nuestro antojo y no poder hacer ese bloqueo estaríamos forzando las tarjetas PCI que no admiten con tanta tolerancia ese esfuerzo extra. Por ejemplo: si tenemos una tarjeta PCI de TV es "absurdo" aumentar los 33 Mhz a los que trabaja, prueba de ello es que no vamos a ver la tele más rápido que los demás, y sólo conseguiríamos un mayor desgaste de los componentes de la tarjeta.
Otro detalle a tener en cuenta es el rango de MHz que permite la placa base para el FSB y su escala. Si la placa permite ir de unidad en unidad es mucho mejor a que suba de 6 en 6 por ejemplo.
Una vez que se conozcan esos puntos procedemos con el encendido del ordenador y entramos en el menú de la BIOS para modificar parámetros.
Segundo paso
Estando situados en el menú de la BIOS entramos al submenú donde podemos modificar el FSB, el multiplicador del micro, de la memoria, etc. Situados en ese submenú empieza el largo proceso de llegar al límite de overclock del procesador.
El proceso a seguir es: aumentamos unas unidades los Mhz del bus frontal sin modificar el voltaje sometido al microprocesador, salvamos los cambios, reiniciamos el ordenador.
Tercer paso
Hacemos alguna prueba que ponga en carga total (FULL) al procesador y así probamos la estabilidad ante el incremento del FSB.
Una vez hecha la prueba y el ordenador no presenta síntomas de inestabilidad como: pantallazos azules en Windows, cuelgues o reinicios espontáneos; repetimos el paso 2 probando con unos pocos mas de Mhz en el FSB. Si llegamos a un punto en el que el ordenador no es estable, habremos llegado al límite del procesador a ese voltaje.
Para conseguir estabilidad a más Mhz de los nominales (parámetros de fábrica) tendremos que aumentar el voltaje. Aumentar el voltaje porque sí carece de sentido, hay que hacerlo con mesura y subirlo poco a poco y reiterar el proceso de prueba para esos Mhz y voltaje. Si vemos que coge estabilidad a más voltaje, podemos seguir probando a subir el FSB y una vez alcanzado un voltaje y un FSB que no estabilizan habremos llegado al límite de overclock que soporta el micro.
Anotaciones
Cuando el FSB es inestable la única manera de estabilizarlo es o bien aumentar el voltaje o disminuir le propio FSB. Si se aumenta el voltaje hay que ser consciente del voltaje nominal y que no se puede aumentar con total alegría y descontrol. Por ejemplo: si el voltaje nominal de un procesador es 1.50 V, ponerle un voltaje de 1.92 V para estabilizar el FSB es una barbaridad, siendo lo mas aconsejable bajar el voltaje y el overclock, y conformarse con lo que se tiene. Si se necesita más potencia de procesamiento lo mejor es comprar otro procesador más potente que se adapte a nuestras necesidades.
Si quisiéramos aumentar el FSB por encima de la frecuencia máxima garantizada por el fabricante de la memoria, estaríamos en el mismo caso que si se tratase de un procesador; tendríamos que ir poco a poco buscando su límite máximo y estabilizarlo.
Pudiera ser que al cambiar los parámetros de la BIOS y reiniciar el ordenador no respondiera o arrancara y se colgara en la fase del POST de la BIOS. Si se da este caso en el que no hubiera manera de entrar en el menú de la BIOS para cambiarlo, habría que hacer un CLEAR CMOS, que consiste en borrar la configuración BIOS y restaurar los valores de fábrica o por defecto.
Hablar de que todo procesador tiene garantizado un cierto overclock no sería del todo correcto, ya que a día de hoy todavía no se ha visto un fabricante que lo garantice en sus especificaciones, por lo menos los miembros de este grupo no; no obstante si se puede decir que sería muy raro encontrar un procesador que no soporte overclock aunque sea a lo sumo de 1 Mhz en el FSB.
Pruebas
Para estas pruebas también se usaron otros PCs:
AMD XP2800+ (CPUz)
- Placa base: Abit AN7, chipset nForce2 Ultra 400 con modificación del disipador de fábrica.
- Procesador: AMD XP2800+ (2088 Mhz), FSB 166 MHz, caché L1 128 KB, L2 512 KB, multiplicador 12.5x, socket A, Vcore (nominal) 1.65V.
- Memoria RAM: 1 GB en 2 módulos de 512 MB DDR400 Kingston CL3, 2.66V, (Timings)
- Disco duro: Maxtor sata 160GB 7200 rpm, 8MB buffer.
- Disipador: Gigabyte 3D Rocket cobre 100%.
- Tarjeta gráfica: ATI 9550 128MB DDR2.
Este ordenador también fue sometido a overclock, consiguiendo alcanzar una frecuencia de FSB de 200 Mhz (1.8 V), consiguiendo 2500 Mhz reales. Usando un programa que calcula PR para los AMD se obtuvo que el procesador con esas características equivaldría a un XP 3600+, pero estos programas no son muy de fiar.
Compaq Presario Pentium 4 3.0 Ghz HT
- Procesador: Pentium 4 3.0 Ghz Hyper Threading, FSB 200 MHz, L2 512 KB, multiplicador 15x, socket 478.
- Memoria RAM: 1 GB en 2 módulos de 512 MB DDR400
- Disco duro: 60GB 4200 rpm, 2MB buffer.
- Tarjeta gráfica: ATI 9200 64 MB.
Como ejemplo de un overclock "salvaje" tenemos el AMD Duron 1600 mencionado anteriormente. Tras el proceso de overclock se llegaron a unas cifras sorprendentes cuanto menos.
Tras el primer overclock conseguimos ponerlo con un FSB de 185 Mhz (Duron a 2220 Mhz), pero después de una serie de pruebas, cuando parecía estable nos defraudó y no se sostenía.
El resto de pruebas se realizaron a 180 de FSB (Duron a 2170 Mhz) con un voltaje de 1.75 V aproximadamente y una estabilidad bastante importante; un buen ejemplo de estabilidad es, para los familiarizados con linux, la instalación completa de la distribución GENTOO de linux. Dicha instalación esta compuesta de distintas fases de compilación, siendo unas pruebas muy decentes para probar la estabilidad con unos CFLAGS (opciones de compilación para optimizar la ejecución del código, entre otras opciones) agresivos.
A los benchamarks realizados se añadió una variable más, que fue un overclock de la gráfica. Se trata de una tarjeta gráfica Abit Siluro FX5700 Ultra, GPU nominal a 475 Mhz y DDR2 a 900 Mhz, pasando a GPU 544 Mhz y DDR2 1.04 Ghz.
Los benchmarks utilizados son:
Algunos de los benchmarks utilizados no son muy conocidos, pero ante el atractivo de las operaciones que realiza se introdujeron en el conjunto de pruebas, pero el resultado obtenido no fue nada bueno como veremos mas adelante, ya que se nota cierta optimización hacia una marca concreta de procesadores (AMD).
Benchmarks
Hot CPU tester PRO 4 para todas las CPU analizadas
Al realizar este test en el P4 3.0 se observó en el administrador de tareas de Windows que los hilos (Hyper Threading) según el test que realizaran cambiaban de uno a otro. Esto es causa de la planificación de procesos de Windows, al no estar soportado los 2 hilos en el benchmark.
Ciusbet Hardware Benchmark para todas las CPU
Al realizarlo en el P4 3.0 Ghz se detecto por medio del administrador de tareas que no se llegaba al 100% de uso de la CPU, causa posiblemente debida a que la memoria es PC2700 (166 Mhz) y actúa como cuello de botella a la hora de mover datos al procesador (200 Mhz).
Tras tanta prueba y tanto overclock no hay que dejar de lado el desgaste que sufren los componentes, prueba de ello es el incremento de temperatura que experimenta al trabajar a más frecuencia de la que fue diseñada. A continuación lo podremos ver.
Enlaces
Sobre overclock hay bastantes páginas web, pero donde mas se toca el tema es en los foros. Uno de los más conocidos para temas de hardware es el foro de Meristation.
Hay alguna web donde se muestra que hay gente con mucha suerte y posee un DURON 1600 de los buenos . No hubo pocos que llegaran a esos niveles de overclock, prueba de ello son las múltiples guías que se encuentran en "google".
Conclusiones
Una de las conclusiones menos esperadas a la que se llego fue que los benchmarks sintéticos como los que es utilizaron no dicen la verdad respecto a que microprocesador es mejor.
Observando las temperaturas a las que trabaja un micro con overclock se nota que las piezas están diseñadas para trabajar con una cierta carga y velocidad, y si se aumenta la velocidad no vamos a conseguir auténticas proezas, simplemente por el hecho de que si todas aguantaran mas de lo que dice el fabricante el único que saldría perdiendo sería él.
Después de todo, la conclusión mas razonable que es puede sacar es que cuando se compra un ordenador, la elección del procesador es fundamental. Si el uso que le vamos a dar es intensivo de CPU lo que debemos hacer es comprar un procesador potente y no jugársela a comprar uno poco potente y que se le pueda hacer overclock.
Licencia
Este trabajo utiliza una Licencia Creative Commons.