¿Por que overclockear?
Introducción
¿Qué es el overclocking? Es toda técnica que tiene por objeto acelerar alguno de los componentes físicos del ordenador (hardware), yendo más allá de las especificaciones técnicas que el fabricante aconseja o, en muchos de los casos, limita.
El overclocking se realiza fundamentalmente en el microprocesador, memoria RAM y tarjeta gráfica aunque, siendo extremistas, podría realizarse incluso en una tarjeta de sonido o módem.
En este artículo nos centraremos exclusivamente en el microprocesador y memoria RAM.
Recuerda que la práctica del overclock no está exenta de riesgos y puede anular la garantía de los componentes e incluso provocar el deterioro definitivo de éstos de modo que, si la lectura de estas páginas te incita a realizarlo, trucoswindows.net no se hace responsable de las consecuencias que de ello pudieran derivarse.
¿Por qué overclockear?
Los microprocesadores, por mucho que sorprenda, se fabrican todos de la misma manera, es decir, no se fabrican específicamente microprocesadores que funcionen a 1000MHz, otros a 1100MHz, otros a 1200MHz, etc., sino que se fabrican todos del mismo modo, por lotes.
Un wafer es la oblea de silicio a partir de la cual se construyen los cores del microprocesador. Se trata de un cilindro de silicio de gran pureza que es seccionado en discos. Cada disco constituye la base de un wafer.
Las pruebas de calidad a las que se someten los micros son realmente estrictas, mirando su temperatura y la frecuencia a la que son perfectamente estables.
Pensaréis que los micros más rápidos pueden venderse a precios más altos. Por tanto, si un microprocesador a 2000MHz fuera capaz de trabajar perfectamente a 2500MHz o incluso 3000MHz, ¿no lo venderían a esa velocidad con su correspondiente precio más elevado?
Sí, sin duda pero, si hubiese muchos de estos micros más rápidos, habría menos gente dispuesta a pagar un ojo de la cara por ellos. Si Intel o AMD sacasen a la venta todos los microprocesadores en base a su velocidad máxima estable habría una escasez enorme de micros de velocidades medias, la cual vendría acompañada de un incremento de precios para estos micros de gama media (ley de la oferta y la demanda).
Mientras tanto, habría miles de procesadores de gama alta que no se venderían porque toda la gente que fuese capaz de pagar el alto precio que tendrían los habría comprado ya. Además, el gran stock de micros de gama alta haría que sus precios disminuyesen.
Por tanto, parece bastante razonable que lo que interesa a los fabricantes es que un mismo procesador sea vendido a 1000MHz a precios relativamente asequibles, a 1300 a precios mucho más elevados y a 1500 a un precio desorbitado, e ir incrementado paulatinamente la velocidad de todos ellos, para que siempre haya micros de gama baja asequibles, de gama media más caros, y de gama alta muy caros.
A todo esto se suma el hecho de que, si en un determinado momento la demanda de micros a 2000MHz es superior a la producida, el fabricante se ve obligado a que parte de los micros a, por ejemplo, 3000MHz sean clasificados como micros a 2000MHz para poder cubrir esta demanda. ¿Cómo si no explicar que micros de 1466MHz sean 100% estables con su voltaje nominal a 2100MHz?
Por todo lo dicho, un overclocker con un poco de idea y suerte en el stepping puede, en lugar de adquirir un microprocesador de 3200MHz, adquirir uno a 2600MHz y overclockearlo a 3200MHz para reducir costes o emplear este dinero ahorrado en mejorar otro componente de su equipo.
Cómo Overclockear
Requisitos
La placa base es, sin lugar a dudas, el componente más importante de cualquier ordenador tanto si se quiere hacer overclock como si no.
Ella es la encargada de coordinar correctamente todos y cada uno de los distintos componentes de un PC, además de ser el soporte físico en que se instalarán la mayor parte de ellos.
Tanto es así que el rendimiento de dos ordenadores completamente iguales pero con placas base distintas puede llegar a diferir bastante.
El overclock se realiza modificando algunos parámetros de la placa base, razón por la cual si no dispones de una adecuada para ello (entendiendo por adecuada tanto que contemple la posibilidad de hacer overclock como que, además, sea estable), de nada te servirá tener el resto de componentes de altísima calidad.
Cómo overclockear un procesador
La frecuencia de trabajo de un microprocesador es el producto de su multiplicador y FSB (Front Side Bus):
Frecuencia = FSB * Multiplicador
¿Qué es el FSB?
Es el bus que comunica al microprocesador con el northbridge . Además, el northbridge se comunica directamente con la memoria a través del bus de memoria. Incrementar el FSB es lo que más repercute en el rendimiento global del equipo: aumenta tanto la frecuencia del microprocesador como el ancho de banda (bandwidth) de la memoria.
¿Qué es el multiplicador?
Básicamente se trata de un código que indica al microprocesador cuántas veces debe multiplicar la frecuencia del FSB para conseguir así la frecuencia real de trabajo.
Así, por citar algunos ejemplos para quien no esté familiarizado con estos conceptos:
P II 450 MHz: FSB=100MHz, Mult=4.5X
PIII 866 MHz: FSB=133MHz, Mult.= 6.5X
Athlon XP 2200+ (1800MHz): FSB=133MHz, Mult.=13.5X
Athlon XP 2800+ (2000MHz): FSB=166MHz, Mult.=12X
Athlon XP 3200+ (2200MHz): FSB=200MHz, Mult.=11X
P4 2.0 «A»: FSB=100MHz, Mult.=20X
P4 2.4 «B»: FSB=133MHz, Mult.=18X
P4 3.2 «C»: FSB=200MHz, Mult.=16X
Algunos os habréis extrañado de los 133,166 ó 200MHz de los Athlon XP, o de los 100,133 ó 200MHz de los Pentium 4.
Esto es así debido a que, en los Athlon XP se trata de un bus DDR (133×2=266MHz, 166×2=333MHz, 200×2=400MHz) y en los Pentium 4 es un bus QuadPumped (100×4=400MHz, 133×4=533MHz, 200×4=800MHz).
Cómo incrementar el FSB
Hasta hace relativamente poco tanto FSB como multiplicador y voltajes se establecían mediante jumpers dispuestos en alguna zona del PCB (Printed Circuit Board). Hoy en día, en todas las placas base nuevas esto se hace en alguno de los menús de la BIOS :
Incrementar el FSB mediante la BIOS.
Incrementar el FSB mediante jumpers/switches.
Limitaciones y consideraciones
Independientemente de la frecuencia de trabajo resultante, todos los microprocesadores tienen un límite tecnológico para el FSB siendo, por lo general, entre 200 y 240MHz para los Athlon XP, y de 250-300 MHz para los Pentium 4 «C».
Al aumentar el FSB aumenta también la frecuencia de trabajo del microprocesador.
En un determinado rango es probable que el microprocesador sea estable pero, una vez superado éste, será el momento de modificar otros parámetros (voltajes, timings de la memoria RAM y, en microprocesadores desbloqueados, el multiplicador).
La frecuencia nominal del FSB va ligada a las frecuencias AGP y PCI: por cada MHz que aumente el FSB aumentarán también los buses AGP y PCI, a razón de 2/3 y 1/4.
Esto quiere decir que, si por ejemplo, si lo aumentásemos a 110MHz, también aumentaría el bus AGP a 66+(10×2/3)=72.66MHz y el PCI lo haría a 33+(10×1/4)=35.5MHz.
Este incremento en los buses podría hacer que el equipo fuese inestable no ya por el overclock del microprocesador, sino por la frecuencia resultante en AGP y PCI.
Algunos chipsets, relativamente recientes, permiten bloquear los buses AGP y PCI: independientemente del FSB, siempre trabajarán a 66 y 33MHz, respectivamente (o incluso el valor que deseemos establecer).
En otros casos, la placa base incorpora la posibilidad de elegir divisores más bajos a 2/3 y 1/4. Por último, en aquéllas placas que no permitan ni bloquear ni establecer divisores más bajos, el OC aumentando el FSB tiene una gran limitación.
Aumentar el FSB es lo que más rendimiento aporta al sistema pues, además de aumentar la velocidad del microprocesador, aumenta también el ancho de banda de la memoria RAM.
Las memorias RAM son de 64 bits.
Si tenemos un Athlon XP con FSB de 166MHz (333MHz DDR), tenemos el siguiente ancho de banda teórico: 64bits = 8bytes. 8bytes x 333MHz = 2.700Mb/s.
Si decidimos overclockear, podemos poner un FSB de 200MHz (400 DDR) síncrono con la memoria RAM, de tal manera que el nuevo ancho de banda (teórico) sería igual a: 8bytes x 400MHz = 3.200Mb/s.
Por lo general la frecuencia de la memoria RAM trabaja sincrónicamente con el microprocesador.
Esto es una consideración que debemos tener en cuenta cuando aumentemos el FSB porque es posible que el sistema sea inestable, no ya por el FSB aplicado al microprocesador o su frecuencia resultante sino por la frecuencia a la que esté trabajando la memoria RAM.
Tener un FSB alto pero asíncrono con la memoria RAM implica, por lo general, menos rendimiento que un FSB menos alto pero síncrono con la memoria RAM. Por tanto, a menos que el microprocesador tenga el multiplicador bloqueado y el overclocking sólo sea posible aumentando el FSB, evitaremos el modo asíncrono.
Cambiar el multiplicador
Desde 1.998 todos los microprocesadores de Intel vienen con el multiplicador físicamente bloqueado y es imposible desbloquearlo mediante método alguno.
AMD ha sido siempre un poco más permisiva en este apartado y, o bien los microprocesadores estaban desbloqueados, o bien era sumamente fácil desbloquearlos: método del lápiz con el antiguo Duron Spitfire, unir puentes con pintura de plata en Athlon XP , etc.
Sobre estos procedimientos no hablaremos aquí pero podrás encontrar numerosa información por la red o en posteriores artículos en esta misma web dedicados específicamente a ello.
A finales de 2.003 parece ser que la política de AMD al respecto es que no puede continuar perdiendo dinero suministrando microprocesadores desbloqueados pues las ventas de modelos de gama baja es muy alta y la de gama alta demasiado baja debido a que la gran mayoría de usuarios overclockea sus microprocesadores.
Aunque apenas han pasado dos meses desde que AMD bloquease física y definitivamente todos sus microprocesadores, se ha descubierto un nuevo método para desbloquearlos: consiste en hacer un mod al micro para convertirlo en mobile y, mediante software, cambiar el multiplicador a nuestro antojo. No es algo tan fino y práctico como lo que hasta ahora se venía haciendo pero funciona.
En la plataforma AMD el método para seleccionar un multiplicador, en los casos en que el microprocesador lo permita, es nuevamente mediante jumpers en el PCB de la placa base o bien mediante alguna opción de la BIOS:
En la zona del PCB que tiene grabada la información acerca de qué jumpers o switches hay que manipular para la obtención del multiplicador deseado (esta información viene también recogida en el manual de la placa base).
Debajo tenemos localizados los switches que se encargan tanto del multiplicador como del FSB.
Para aquellos que tengan una placa base que no permita cambiar el multiplicador del microprocesador, existe la posibilidad de hacer un mod. El mod se puede realizar bien sobre el propio micro, bien por la parte trasera de la placa base o bien en el propio socket de la placa base.
Estos mods permiten seleccionar cualquier parámetro del microprocesador a nuestro antojo: voltajes, multiplicador, FSB…
Una vez definidos los conceptos básicos, veamos cómo overclockear el microprocesador. Hay dos procedimientos, en función de si el multiplicador está bloqueado o no:
Microprocesadores con el multiplicador bloqueado
Iremos incrementando el FSB y comprobaremos que cada configuración nueva es estable.
En el momento en que nuestro sistema sea inestable será el momento de conformarnos hasta donde hemos llegado y reducir el FSB o bien de incrementar el voltaje del microprocesador 0.025V (o el mínimo que nuestra placa base permita) hasta que sea estable.
Una vez el sistema es estable podemos seguir subiendo el FSB pero ahora en incrementos más pequeños y aumentando paulatinamente el Vcc a medida que sea necesario.
Durante todo este proceso es recomendable tener la memoria en modo asíncrono de tal manera que no sobrepase sus especificaciones para cerciorarnos de que si el sistema es inestable lo es por el microprocesador.
Así mismo, si tenemos CPU y RAM síncronos, hemos de estar seguros de que nuestra memoria lo permite. Para ello, en determinadas ocasiones, será necesario aumentar los timings de la RAM.
Microprocesadores con el multiplicador desbloqueado
El método es análogo al empleado en el caso de micros bloqueados pero reduciendo el multiplicador para conseguir el máximo FSB síncrono con la RAM.
Así, si por ejemplo el límite de nuestro micro son 2300MHz, la mejor configuración será tener un FSB de 219MHz síncrono con la RAM (440MHz): 219×10.5=2300MHz.
Cualquier otra configuración con FSB y memoria asíncronos, como 230×10, será menos eficiente.
Lo más sencillo podría ser reducir el multiplicador a un valor muy bajo (aunque la frecuencia resultante sea menor que la nominal) y encontrar el máximo FSB (síncrono con la RAM).
Una vez hallado éste, se va incrementando el multiplicador hasta que el sistema sea inestable (lo será por el voltaje del microprocesador) y entonces o bien bajamos el multiplicador, o bien bajamos un poco el FSB, o bien aumentamos el voltaje del micro y seguimos arañando MHz.
Más adelante profundizaremos con la memoria RAM para examinar algunos conceptos relacionados con ella.
Voltajes
Incrementar voltajes
Normalmente los microprocesadores funcionan sin ningún problema tanto a su frecuencia nominal como en un margen algo superior, variando este margen en cada microprocesador (nuevamente es función del stepping).
Cuando queremos obtener una frecuencia superior a la que el micro es capaz de funcionar a su voltaje (Vcc) nominal, es necesario incrementar el Vcc para lograr nuestro objetivo.
Las distintas configuraciones para el Vcc son función única y exclusivamente de la placa base: en algunas existe un rango de valores amplísimo, en incrementos de 0.025V, mientras que en otras ni siquiera es posible modificarlo, aunque actualmente la tendencia es que cada vez las placas base incorporan más opciones en cuanto a overclock se refiere.
Para aquellos que tengáis un microprocesador Athlon XP o Duron Applebred y no dispongáis de una placa base que os permita seleccionar el Vcc deseado, existen mods aplicables tanto al microprocesador como socket de la placa base para elegir el VCC deseado.
Aquí debajo podemos ver una placa base que permite un rango de voltajes extenso pero mediante jumpers (lo normal hace un par de años), y al lado podemos ver lo fácil y cómodo que resulta bastante realizar esta misma tarea mediante la BIOS.
Además del Vcc, existen otros dos voltajes que también necesitaremos modificar para conseguir determinados overclocks.
El voltaje del chipset, Vdd, es un parámetro que sólo incorporan las placas base claramente orientadas al overclock.
Con un mayor voltaje en el chipset pueden conseguirse FSB más altos y, por consiguiente, mayor ancho de banda.
Para los más radicales, existen otras alternativas para lograr voltajes muy superiores pero, dado que consisten en delicados mods y cada placa base tiene un mod específico, no hablaremos de estos métodos aquí.
El voltaje nominal de la memoria RAM suele ser de 2.5V.
Con la memoria RAM ocurre algo similar que con el microprocesador: mayores voltajes representan la posibilidad de conseguir más MHz.
Lo normal es que las placas base tengan la posibilidad de elegir este voltaje en un rango de entre 2.5 y 2.9V, con incrementos de 0.1V:
La Memoria
La Memoria
Antes de meterle mano a la memoria RAM es conveniente familiarizarse con algunos conceptos y saber cómo trabaja:
La memoria RAM es como una matriz o tabla de datos. Los datos (unos o ceros) se dividen en celdas y la posición de cada celda se determina mediante filas y columnas. Cada celda es en realidad un condensador que estando cargado equivale al nivel lógico 1 y estando descargado equivale al nivel lógico 0.
Para obtener el dato que haya dentro de cada elemento (celda/condensador) se debe conocer la columna (CAS) y la fila (RAS) en que se encuentra. Para que la memoria funcione correctamente, el tiempo que tarden las señales eléctricas en acceder tanto a una fila como a una columna no debe ser inferior a determinados ciclos de reloj. Estos ciclos de reloj son lo que se conoce como timings. Son función de cada memoria y determinan la calidad y rendimiento de la misma.
CAS es la abreviatura de Column Address Strobe. Suele llamarse también CL (CAS Latency) e indica el número de ciclos de reloj necesarios desde que se accede a una columna de la memoria RAM hasta que los datos llegan al registro de salida. La propia palabra latency ya nos indica que cuanto menor sea este parámetro más rápidamente podrá la memoria acceder a los datos y, por consiguiente, mejor será. Los valores típicos de CAS son 2, 2.5 y 3.
RAS abreviatura de Row Address Strobe, es el mismo concepto que CAS pero para las filas en lugar de las columnas.
Row-active delay es el retardo cuando se direccionan dos filas de datos distintas en un mismo chip de memoria.
Row-precharge delay es el número de ciclos necesarios para almacenar internamente el valor de RAS.
Ras-to-CAS delay es el número de ciclos de reloj necesarios desde que se almacena el valor de RAS hasta que se envía el valor de CAS.
Los factores que más repercuten sobre el rendimiento son CAS, Ras-To-CAS y Row-precharge delay. Los mejores módulos de memoria permiten unos valores para estos parámetros de 2-2-2.
Bien, por lo visto hasta ahora podemos deducir que el overclock de la memoria RAM no tiene por qué ir exclusivamente ligado al aumento de su frecuencia: también podemos obtener una mejora sustancial del rendimiento (en torno al 5%,) modificando estas latencias o timings, siempre y cuando nuestra memoria permita apurar los valores por defecto del fabricante.
No obstante, lo más usual es forzar la velocidad de la memoria para que vaya síncrona con el microprocesador y aumentar el ancho de banda.
Para esto nos veremos obligados a incrementar el voltaje de la memoria y los timings. A la hora de comprar un nuevo módulo de memoria RAM es importante que nos fijemos y que tenga un CL cuanto más pequeño mejor (2 es lo mínimo, 2.5 lo normal y 3 es el valor más alto), porque un CL pequeño representa la posibilidad de subir bastantes MHz más.
¿Qué es síncrono y asíncrono?
Existen dos formas en que la RAM puede trabajar: síncrona o asíncrona, en función de si trabaja a la misma frecuencia que el FSB o no. Nuevamente, ésta configuración se determina mediante la BIOS de la placa base:
Cuando la proporción entre el FSB y la RAM sea de 1 a 1,esto es, 1:1 …. 6:6 (o 100% en algunas placas base), se dice que está en modo síncrono y es cuando más rendimiento obtendremos pues no se producirán «cuellos de botella» entre microprocesador y memoria: a medida que se vayan accediendo a los datos de la memoria éstos irán siendo procesados por el microprocesador.
Dejaremos la opción del modo asíncrono para cuando no nos quede más remedio, es decir, cuando la memoria RAM no nos permita trabajar a la misma velocidad que el FSB de nuestro microprocesador; para ello seleccionaremos la relación más conveniente FSB/MEM. Así, un factor 5/4 indica que la RAM correrá a cuatro quintas partes (80%) de lo que lo hace el FSB.
Por ejemplo, si encontramos que el límite de nuestras memorias es de 450MHz y tenemos un FSB «equivalente» de 500MHz (para un Athlon XP sería un FSB de 500MHz, para un P4 sería de 1GHz, de ahí lo de equivalente) lo más sensato sería:
Microprocesadores con el multiplicador liberado: disminuir el FSB hasta 450MHz y aumentar el multiplicador de manera que la frecuencia resultante sea aproximadamente la misma pero en modo síncrono.
Microprocesadores con multiplicador bloqueado: seleccionar un ratio que deje la memoria lo más cercana posible a 450MHz pero sin sobrepasarla. En el caso de disponer de la placa base de arriba seleccionaríamos el valor 6/5 (83.3%), que daría una frecuencia resultante para la memoria RAM de 417MHz. En otras placas base, cifras como 10/9 (90%) nos permitirían tener la memoria a exactamente 450MHz.
La metodología para overclockear la memoria RAM es muy parecida a la del microprocesador: iremos incrementando la frecuencia de la misma hasta que dé algún error, momento en que aumentaremos su voltaje y/o timings.
Si tras aumentar el voltaje el margen que consideremos prudente (no recomiendo más de 2.8V) y haber subido los timings considerablemente (el tope aconsejable podría estar en 3-4-4-11) la memoria sigue siendo inestable, entonces hemos llegado a su límite y es el momento de disminuir poco a poco su frecuencia hasta que sea estable con esa misma configuración. Para calificar de estable una memoria se recomienda pasar el MemTest al encender el ordenador (para ello se ha de crear un disquet de inicio desde Windows con el mismo programa.
¿Cómo saber si el PC es estable?
Cargamos el sistema operativo y sometemos al microprocesador a una serie de benchmarks (programas que miden el rendimiento de los componentes), tanto para evaluar su nuevo rendimiento como para asegurarnos que no se cuelga al ser «exprimido» al 100%.
La aplicación Prime95 es la más exigente de todas y si el PC es capaz de ejecutar este programa durante unas cuantas horas, entonces es estable a prueba de bombas. Encontraréis las aplicaciones más utilizadas en la sección programas de H12V .
Conclusiones
El overclock no es una ciencia exacta, se basa en el método prueba-ensayo y suele requerirse un tiempo considerable hasta encontrar la configuración de máximo rendimiento. En función del uso que demos a nuestro PC, es muy probable que el tiempo invertido en encontrar el máximo rendimiento sea superior al tiempo que este rendimiento extra nos puede ahorrar.
A mi parecer, el overclocker no sigue un criterio objetivo (alguien ha notado –en micros desbloqueados, claro– tangiblemente la mejora de un FSB 400@440????) sino que se trata más bien de una cuestión subjetiva, de filosofía, una especie de satisfacción personal por ir más allá de lo permitido por el fabricante, de lograr más puntuación que tu vecino en un benchmark, de averiguar el límite de tu micro o memorias, o de conseguir igual o incluso más rendimiento con tu micro de 100€ que ese conocido que tan mal te cae y ha pagado por el suyo el triple que tú ;).
Siendo objetivos, si tu microprocesador se queda obsoleto a 1000MHz, indudablemente seguirá siéndolo a 1200 ó 1300MHz.
¿Merecerán la pena todas esas horas probando configuraciones, benchmarks y estabilidad, actualizando y reseteando BIOS cuando sea necesario, ésas corrupciones de datos en un intento de ir 50MHz más lejos, etc, etc, etc?
¿Acaso alguien con dos dedos de frente pone nitrógeno líquido en su microprocesador para obtener rendimiento?
No cabe duda, el overclocking es una filosofía.