Cos'è l'overclock

[Danckan]

INTRODUZIONE

Sempre più spesso si sente parlare della pratica dell'overclock. Tuttavia questa semplice operazione resta sconosciuta ai più che non riescono bene a comprenderne il significato o che la vedono avvolta da un oscuro alone di pericolo. In questa guida proveremo a fare un pò di chiarezza per chi per la prima volta sente nominare questo termine o non ne ha mai compreso in fondo il significato.

Il termine overclock può essere tradotto in un italiano sicuramente sforzato ma efficiente come sovracloccaggio; dove in gergo elettronico viene indicato con clock nient'altro che un semplice dispositivo che scandisce i tempi di lavoro dei componenti interni di un elaboratore, così come la lancetta di un orologio scandisce i secondi. Ad ogni colpo di clock (ogni colpo di lancetta) viene eseguita un'operazione, quindi è immediato capire che più vada veloce questa lancetta e più "veloce" risulta l'elaboratore in questione.

La frequenza (F) di lavoro di un elaboratore è esattamente l'inverso del tempo (T) che intercorre tra due colpi di clock con la formula F = 1/T.

Di conseguenza, ridurre il tempo di pausa tra un colpo di clock e quello successivo, significa aumentare la frequenza di lavoro dell'elaboratore.

Eseguire un sovracloccaggio (overclock) significa appunto andare a rendere questa lancetta più veloce rispetto alla velocità di base, facendo lavorare,ad esempio, un processore che ha di base la frequenza di 1Ghz, a quella di 1,5Ghz, con un conseguente aumento delle prestazioni.

NOTA: Si ricorda che 1Ghz equivale a 1000Mhz e che la frequenza di lavoro può essere espressa indistintamente in Mhz o Ghz.

Ogni chip interno ad un elaboratore che lavora a una data frequenza può essere quindi sottoposto a una procedura di overclock. In un comune PC i chip solitamente sottoposti a questa pratica sono CPU, GPU, Memorie RAM, Memorie Video e Northbridge.

PERCHE' E' QUASI SEMPRE POSSIBILE ESEGUIRE L'OVERCLOCK

Anche se i microchip vengono prodotti in serie nello stesso modo e con gli stessi materiali, non tutti sono in grado di tollerare le stesse frequenze e sollecitazioni fisiche e termiche alle stesse condizioni di dissipazione ed alimentazione. Questo perchè ci sono differenze intrinseche nelle caratteristiche chimiche e molecolari nei vari punti del materiale con cui è composto ogni singolo chip (solitamente prodotto su una base di silicio), proprio come tagliando a pezzi un albero se ne ricavano pezzi più lineari e resistenti ed altri più nodosi o fragili.

Le case produttrici sono tenute a garantire determinate caratteristiche, proprietà e prestazioni per TUTTI i singoli chip contrassegnati da un determinato modello. Quindi quello che viene fatto è un vero è proprio calcolo statistico, dove vengono ritrovati i valori di funzionamento a cui bene o male arrivano tutti i chip di una determinata produzione indipendentemente dalle loro caratteristiche individuali; a questi valori viene aggiunto un ulteriore margine di sicurezza e così vengono fuori i parametri di funzionamento standard per un determinato modello di chip.

Tuttavia ogni chip, chi più e chi meno, avrà sempre dentro di se un ulteriore margine di miglioramento di questi parametri rispetto a quelli a cui viene venduto e garantito; e con l'overclock si va appunto a ritrovare le prestazioni reali che ogni singolo chip è in grado di offrire e che vengono sistematicamente tagliate fuori dal calcolo statistico appena descritto.

LIMITI E RISCHI DELL'OVERCLOCK

Andando ad aumentare la frequenza di funzionamento di un chip, andrà direttamente ad aumentare anche la potenza da esso generata sotto forma di calore, quindi esso si riscalderà di più. Inoltre per aumentare la frequenza sarà necessario aumentare anche il voltaggio di alimentazione (overvolt), cosa che aumenterà direttamente i consumi elettrici e genererà ancor più calore da smaltire. Per questa ragione il concetto di overclock è legato a doppio filo con quello del raffreddamento e della dissipazione.

La funzione che descrive l'aumento della frequenza in rapporto all'aumento di calore e consumo non è lineare, ma varia sensibilmente a seconda del modello del chip e del singolo chip stesso. Solitamente ha una pendenza bassa iniziale per poi impennarsi, diventando praticamente esponenziale. Di conseguenza, si potrà ottenere un buon aumento di frequenza da quella standard con un minimo aumento di consumi e temperature fino ad un certo punto, dopodiché per ottenere ulteriori successivi aumenti di frequenza sempre minori si dovranno pagare aumenti di temperature e consumi sempre maggiori, e con essi il nascere di tutta una serie di problematiche con cui rapportarsi come l'esigenza di sistemi di raffreddamento più avanzati e costosi e qualità e complessità della circuiteria di supporto al chip sempre maggiore.

Sino a che punto "il gioco vali la candela" nessuno lo può stabilire con precisione in modo universale, ma il tutto dipende dalla "sensibilità", volontà e idee di chi esegue l'overclock e si deve quindi rapportare con la questione.

In generale tutti possono eseguire l'overclock, partendo dall'utente comune che cerca semplicemente un buon incremento prestazionale in modo gratuito o quasi, per arrivare sino all'utente estremo che cerca il massimo delle prestazioni a qualsiasi costo e rischio, il limite è dettato esclusivamente dalla percezione di "convenienza" soggettiva di ogni persona.

Proprio in merito ai rischi dovuto all'overclock c'è da sfatare il mito di disastri annunciati e calamità al primo tentativo di esecuzione di questa pratica. A livelli di base, i valori delle potenze in gioco e la qualità costruttiva dei mezzi raggiunta in questi anni sono tali che non si corra praticamente il minimo rischio di rompere nulla nel buon 99% dei casi. Nel peggiore dei casi il sistema risulterà instabile e darà un errore, e in tal caso basterà riportare i valori alla condizione precedente per risolvere tutto senza la minima conseguenza.

Ovviamente aumentando di MOLTO frequenze, calore e consumi qualche minimo rischio di rottura può iniziare a sopraggiungere, ma sono condizioni un pò limite con cui un neofita dell'argomento non si troverà mai ad avere seriamente a che fare.

COME EFFETTUARE UN OVERCLOCK

NOTA: in questo paragrafo ci limiteremo a descrivere il principio di base su come effettuare un overclock, mentre per una descrizione approfondita a seconda del tipo di chip da overclockkare rimandiamo all'area Overclock del forum e alle Guide suddivise per piattaforma.

Bisogna distinguere due casi di base che è possibile incontrare nell'eseguire l'overclock.

-Nel primo caso c'è un clock indipendente dedicato per un singolo chip. In questo caso sarà possibile intervenire molto semplicemente sulla frequenza di clock per variare anche quella effettiva del chip in modo del tutto lineare. E' questo il caso che si verifica nell'overclock di GPU e Memoria Video dedicata.

-Nel secondo caso c'è un clock comune che determina una frequenza di base (FSB), alla quale più chip di diversa natura attingono moltiplicandola per un loro moltiplicatore personale, ottenendo la frequenza risultante del chip. In questo caso abbiamo quindi: frequenza chip = Moltiplicatore * FSB, e sarà possibile aumentare la frequenza andando ad aumentare l'uno o l'altro. Tuttavia solo alcuni modelli di chip hanno la possibilità di aumentare il moltiplicatore (in gergo "moltiplicatore sbloccato verso l'alto"), mentre per tutti gli altri sarà possibile aumentare solo l'FSB comune. In quest'ultimo caso bisognerà stare attenti e tenere a mente che aumentando l'FSB si modificherà non solo la frequenza del chip di vostro interesse, ma anche quella di tutti gli altri chip che utilizzano quella medesima frequenza comune.

E' possibile accedere ai parametri per eseguire l'overclock direttamente dal BIOS della scheda madre, premendo il tasto Canc (Del) all'avvio del pc, prima del caricamento di winows. La precisa ubicazione e denominazione nel BIOS di questi parametri varia da BIOS a BIOS e non è sempre uguale, quindi per la loro identificazione rifarsi a guide più specifiche.

La soglia di overclock da raggiungere può essere ottenuta in tutta sicurezza e senza il minimo danno eseguendo dei passaggi ciclici che possono essere così riassunti:

1) Aumentare di un poco la frequenza del chip
2) Avviare Windows ed eseguire un test di stabilità
3/A) SE IL TEST RIESCE: Ritornare al punto 1 e aumentare ancora la frequenza
3/B) SE IL TEST NON RIESCE: Aumentare il voltaggio di alimentazione del chip e tornare al punto 2 oppure riportare i parametri all'ultimo settaggio dove il test e riuscito e terminare la procedura.

Si ricorda che in caso di instabilità solitamente si verifica una schermata blu di errore, un riavvio del pc o un blocco dell'immagine a video. In tutti e tre i casi NON C'E' alcun rischio e nulla di cui spaventarsi, basterà riportare i valori all'ultima configurazione stabile precedente ed il PC funzionerà normalmente.

TIPI DI OVERCLOCK

Overclock Daily: Con questo termine si identifica un overclock PERFETTAMENTE STABILE i cui valori di temperatura, consumi e modalità di raffreddamento possono essere mantenuti quotidianamente senza il minimo problema o accorgimento particolare.

Overclock da Benchmark: Con questo termine si identifica un overclock non completamente stabile, ma sufficientemente stabile per eseguire momentaneamente un determinato benchmark, oppure un overclock che, seppur stabile, raggiunge temperature, consumi o utilizza sistemi di raffreddamento estremi e momentanei che non consentono di mantenere quelle frequenze operative a tempo indeterminato e che quindi non risulta godibile nell'utilizzo quotidiano. E' in questo caso che il concetto di Overclock viene estremizzato e lievemente snaturato dal suo significato base di "guadagno prestazionale a basso costo" e sono più evidenti le strettissime connessioni tra il concetto di Overclock, quello di Benchmark e quello di efficienza del sistema di dissipazione.

UNDERCLOCK

La procedura dell'underclok (spesso erroneamente chiamata downclock), svolge esattamente la funzione opposta dell'overclock. Ovvero, abbassando FSB e/o Moltiplicatore, sarà possibile ottenere frequenze di lavoro più basse di quelle normali che permetteranno di abbassare anche il voltaggio di alimentazione del chip al di sotto del valore standard (undervolt o downvolt). In questo modo si otterranno:

-diminuzione del consumo elettrico
-diminuzione del calore dissipato
-diminuzione del rumore legato al sistema di raffreddamento del chip

Ovviamente insieme a questi vantaggi ci sarà anche un peggioramento delle prestazioni offerte dal chip ma, se quest'aspetto risulta soggettivamente secondario rispetto ai vantaggi sopraelencati, ha senso eseguire una procedura di undervolt.

Così come c'è un limite nell'overclock, esiste anche un limite inferiore nell'underclock. Infatti non sarà possibile far lavorare un chip ad una frequenza ed un voltaggio piccoli a piacere, ma la tolleranza all'abbassamento di questi parametri avrà un suo limite, oltre il quale il chip stesso inizierà a presentare le stesse instabilità di un overclock troppo spinto.

[Danckan]

Lavoro finito. a voi i commenti, le correzioni e le segnalazioni di eventuali aggiunte o punti da approfondire.

[ciberbastard]

Danckan la nuova enciclopedia napoletana !

[Dexter]

Ottima spiegazione

[qwes]

Ottimo lavoro!

Sicuramente per i meno esperti o gli incerti questa guida risulterà di certo utile per dissipare vari dubbi e perplessità.
Complimenti!

[Hades]

Credo sia necessaria una piccola precisazione: quando si underclocka una CPU(oppure GPU o qualsiasi cosa funzioni con transistor) c'è una soglia di undervolt da considerare, in quanto piste e appunto MOSFET sono progettate per operare in un certo range di voltaggi. In misura pressoché identica, undervoltare una CPU la logora quanto un overvolt...

[Dexter]

Credo sia necessaria una piccola precisazione: quando si underclocka una CPU(oppure GPU o qualsiasi cosa funzioni con transistor) c'è una soglia di undervolt da considerare, in quanto piste e appunto MOSFET sono progettate per operare in un certo range di voltaggi. In misura pressoché identica, undervoltare una CPU la logora quanto un overvolt...

Non lo sapevo... quindi sarebbe meglio rimanere nel range del +/-10% rispetto al vCore a default?

[Delex]

Hmm, devo informarmi meglio, ma a parere mio non è come dice Hades. Se c'è troppo carico allora si degrada/rovina, ma nel caso contrario non credo. Esempio che faccio: le GTX 580 Lightning o le ASUS Matrix 580, sono progettate per arrivare a oltre 1.600 MHz dove ci vuole un alimentatore a parte per farle funzionare con quel carico, di conseguenza il carico in quei casi sarà di 500W metti, quando le usi a default o quasi saranno, sparo, 250W. In quel caso dovrebbero degradarsi?? Non credo che questa cosa regga...

Mi informo cmq..

Alex

[Hades]

Hmm, devo informarmi meglio, ma a parere mio non è come dice Hades. Se c'è troppo carico allora si degrada/rovina, ma nel caso contrario non credo. Esempio che faccio: le GTX 580 Lightning o le ASUS Matrix 580, sono progettate per arrivare a oltre 1.600 MHz dove ci vuole un alimentatore a parte per farle funzionare con quel carico, di conseguenza il carico in quei casi sarà di 500W metti, quando le usi a default o quasi saranno, sparo, 250W. In quel caso dovrebbero degradarsi?? Non credo che questa cosa regga...

Mi informo cmq..

Alex

Certo, i tuoi sono casi particolari, ma in linea di massima, non è un bene undervoltare, non per il fatto che i transistor durano di più, ecco. Per creare il canale tra drain e source c'è bisogno di una certa differenza di potenziale, che se non viene raggiunta (nel caso di undervolt esagerati) portano ad un danneggiamento dello strato di ossido di metallo che uniscono il gate alla struttura del transistor ^_^

[Danckan]

quello che dice hades in parte è vero. nel senso che un chip che è progettato per una frequenza avrà difficoltà a lavorare a frequenze molto piu basse con voltaggi molto più bassi, quindi così come c'è un limite superiore di overclock, c'è anche un limite inferiore di underclock: non si può mettere un i7 990X a 10Mhz con 0,0000001V. Semplicemente non parte e si sottopone a uno stress elettronico aggiuntivo.

Questa specifica va fatta.

Per la questione del famoso degrado per elettromigrazione è un punto che ho volontariamente ignorato perchè è un fenomeno talmente lento che nel peggiore dei casi riduce la vita di un chip ad esempio da 15 anni a 12 anni, ovvero si arriva sempre e comunque a cambiarlo PRIMA di arrivare alla fine della sua vita fisica ed è una questione che crea solo falsi allarmismi, soprattutto tra i meno esperti.

PS. aggiunta la precisazione nella guida alla fine.