Overclocking

Por otro lado, existe también el undercloqueo, donde el objetivo principal es reducir el consumo de energía y la generación de calor resultante de un dispositivo, con las desventajas de tener inferiores velocidades de reloj y reducciones en el rendimiento. Reducir los requisitos de enfriamiento necesarios para mantener una pieza a una temperatura operativa determinada tiene beneficios como reducir el número y la velocidad de los ventiladores, permitiendo un funcionamiento más silencioso y en los dispositivos móviles aumenta la duración de la batería.

El overcloqueo se ha hecho más accesible con los fabricantes de placas base overcloqueables como una función de marketing en sus líneas de productos principales. Sin embargo, la práctica es aceptada más por los entusiastas que por los usuarios profesionales, ya que conlleva un riesgo de fiabilidad, precisión y daño a datos y equipo. Además es importante tener en cuenta que la mayoría de garantías de fabricante no cubren componentes que hayan sufrido un overclock.

El overclock ofrece varias ventajas para los entusiastas de la informática, ya que permite realizar pruebas de componentes a velocidades que no puede ofrecer el fabricante, o a velocidades que oficialmente solo se ofrecerían en versiones muy especializadas del producto (que generalmente tienen un precio fuera de lo que podría comprar un usuario individual). Una tendencia general en la industria de la computación es que nuevas tecnologías tiendan a debutar en primer lugar en el mercado «High-End», entrando más tarde en el mercado comercial principal. Si los productos de gama más alta solo se diferencian por la velocidad de reloj, un entusiasta puede lograr simular el funcionamiento de un producto de mayor calidad simplemente overcloqueando el de una calidad normal.

Algunos usuarios disfrutan del configurando y overcloqueando sus sistemas en competiciones. Algunos compran un modelo más económico de un componente en una línea de productos determinada y tratan de forzarlo para equilibrar su funcionamiento al de un modelo más caro. Otro enfoque del overclock es el de intentar mantener el ritmo del aumento de requisitos del sistema y alargar así la vida útil o al menos retrasar la compra de nuevo hardware que un usuario necesitaría únicamente por motivos de rendimiento. Otra justificación para del overclock es realizarlo en los equipos más antiguos, que si en algún momento llegan a fallar o dejar de funcionar no conlleven una gran perdida debido a su poco valor o a que fuera necesario sustituirlos en cualquier caso.

Técnicamente cualquier componente que utilice un temporizador o reloj para sincronizar sus operaciones internas puede overcloquearse. Sin embargo, lo común es realizar esta práctica con ciertas partes de un PC como procesadores (CPU), tarjetas gráficas, placa base o RAM. Los procesadores más modernos derivan sus velocidades de operación efectivas multiplicando un reloj base (tradicionalmente la velocidad del procesador) a un multiplicador interno dentro del procesador (el multiplicador de la CPU) para alcanzar su velocidad final. Al overcloquear los procesadores se suele manipular el multiplicador de la CPU si esta opción está disponible, pero el procesador y otros componentes también se pueden overcloquear aumentando la velocidad base del reloj.

Una consideración práctica para que un componente sea sometido a un overclock es si los ajustes necesarios para cambiar velocidades de reloj son accesibles para el usuario. Por ejemplo, la mayoría de sistemas originales no exponen los ajustes necesarios para el cambio de velocidad de reloj del procesador, por motivos de garantía, mientras que el mismo procesador instalado en una placa diferente si permite cambiar los ajustes.

Cualquier componente, en algún punto, dejará de funcionar de forma estable más allá de una cierta velocidad de reloj. Los componentes solo están garantizados para funcionar correctamente hasta su valor nominal; más allá de diversas muestras pueden tener diferente potencial de overclock.

Todos los circuitos electrónicos producen calor, generado por el movimiento de la corriente eléctrica. Si las frecuencias de reloj en circuitos digitales y el voltaje aplicado aumentan, el calor generado por los componentes a un mayor nivel de rendimiento también aumenta. La relación entre frecuencias de reloj y potencia de diseño térmico (TDP) son lineales. Sin embargo, hay un límite a la frecuencia máxima que se llama «muro». Para resolver este problema, los usuarios suben el voltaje del chip para aumentar el potencial del overclock. El voltaje aumenta el consumo de energía y en consecuencia la generación de calor significativamente; esto requiere una mayor refrigeración para evitar daños en el hardware por sobrecalentamiento.

Los sistemas de refrigeración más comunes están diseñados para la cantidad de energía producida durante el uso de serie; si se overcloquea el sistema pueden requerir más refrigeración, como ventiladores más potentes y grandes, disipadores de calor o incluso refrigeración por agua. La masa, la forma y el material influyen en la capacidad de un disipador de calor. Generalmente suelen estar hechos de cobre, que tiene una alta conductividad térmica, pero es caro. El aluminio es el más utilizado; tiene buenas características térmicas, aunque no tan bueno como el cobre, y es significativamente más barato. Otros materiales más baratos, como el acero, no tienen buenas características térmicas. Muchos disipadores de calor combinan dos o más materiales para lograr un equilibrio entre rendimiento y precio.

La refrigeración por agua lleva calor a un radiador, donde se refrigera mediante el efecto Peltier. Los dispositivos de enfriamiento termoeléctrico crean diferencias de temperatura entre dos placas, con una corriente eléctrica a través de las mismas.

También se puede utilizar nitrógeno líquido para refrigerar un sistema overcloqueado, cuando se necesita una refrigeración extrema.

La refrigeración por inmersión se emplea en el superordenador Cray-2, ello implica la inmersión de una parte del sistema directamente en un fluido caloportador, que es térmicamente conductivo pero tiene baja conductividad eléctrica. La ventaja de esta técnica es que no hay condensación en sus componentes. Un buen líquido de inmersión es el Fluorinert, fabricado por 3M, que es caro. Otra opción es el aceite mineral, pero las impurezas pueden causar conductividad electricidad.

Los componentes que reciben un overclock funcionan fuera de las recomendaciones del fabricante, por lo que puede funcionar de forma incorrecta, provocando inestabilidades del sistema. Otro riesgo es la corrupción de datos silenciosa por errores no detectados. Estos errores nunca se pueden diagnosticar con exactitud y se atribuyen incorrectamente a errores de software, controladores del dispositivo o del propio sistema. Un overclock puede dañar permanentemente los componentes y provocar que funcionen mal (incluso en condiciones normales) sin llegar a inutilizarlos del todo.

En general, la gente que hacer overcloqueos afirma que un sistema overcloqueado es estable y funciona correctamente. Aunque existen programas para probar la estabilidad del hardware, generalmente es imposible para cualquier persona individual probar completamente la funcionalidad de un procesador.

Sometiendo el sistema a una prueba particular se puede verificar solamente la funcionalidad de la secuencia de instrucción específica en combinación con los datos, pero no se pueden detectar fallos en las operaciones. Por ejemplo, una operación aritmética puede producir el resultado correcto pero etiquetas incorrectas; si dichas etiquetas no se comprueban, el error pasará desapercibido.

Los usuarios dedicados al overclocking, realizan «pruebas de estrés» o «pruebas de tortura» para verificar el correcto funcionamiento de un componente. Estas cargas de trabajo se realizan aplicando una carga muy alta en el componente de interés (por ejemplo, una aplicación gráficamente intensiva para tarjetas de vídeo de la prueba o diferentes aplicaciones matemáticas para la prueba general CPU). Entre las pruebas más populares se incluyen Prime95, Everest, Superpi, OCCT, AIDA64, Linpack (por LinX y IntelBurnTest GUIs), SiSoftware Sandra, BOINC, la herramienta de análisis térmico de Intel y Memtest86.

Se emplean puntos de referencia para evaluar el desempeño, y pueden llegar a ser una especie de «deporte» en el que los usuarios compiten por obtener las puntuaciones más altas. Como hemos comentado anteriormente, la estabilidad y corrección funcional pueden verse comprometidas por un overclock, y los resultados más significativos dependen de la correcta ejecución del mismo. Una prueba de estabilidad de las más utilizadas es Prime95, que tiene comprobación de errores incorporada, la cual falla si el equipo es inestable. Utilizando solo los puntos de referencia, puede ser difícil juzgar la diferencia del rendimiento general de un equipo overcloqueado. Por ejemplo, algunos marcos de trabajo solo prueban un aspecto del sistema, como la memoria de ancho de banda, sin tener en cuenta que las velocidades de reloj en este aspecto mejorarán el rendimiento del sistema en su conjunto. Aparte de aplicaciones exigentes como codificación de vídeo, la demanda de bases de datos y computación científica es alta, el ancho de banda de memoria normalmente no es un cuello de botella, así que un gran aumento en el ancho de banda de memoria puede ser imperceptible para un usuario dependiendo de las aplicaciones utilizadas. Otros puntos de referencia, como el 3DMark, intentan replicar las condiciones de juego.