Hola a todos tecnopatas y amantes de la tecnología,hoy vamos a hablar de procesadores, vamos a tratar unos cuantos conceptos para entender como funciona el overclocking y porque existe. Porque si, overclocking por allí, overclocking por allá, parece que últimamente está más de moda que nunca, pero es lo que estas haciendo realmente? Para que? Intel saca una nueva versión de sus procesadores de forma periódica. Las últimas familias son Skylake, KabyLake, KabyLake-X / Skylake-X, y Coffee Lake. Lo normal sería pensar que esta es una evolución lineal, pero, es mucho más lioso que eso.
En la gama doméstica las 3 últimas generaciones son Skylake, KabyLake y Coffee lake. Las series que llevan la X, Skylake y KabyLake son la última generación de procesadores de gama extrema, esta gama salió justo antes de coffee lake, los más potentes como el i7 7820X y el i9 7900X son Skylake, mientras que los de gama más baja son KabyLake. Porque? Ni idea, es un lió bastante grande, pero bueno ahora mismo eso no importa demasiado, lo que si importa es el chipset. Cuando Intel saca una nueva familia de procesadores, también comparte con los fabricantes de placas base, como ASUS, Gigabyte, MSI y otros, como tiene que ser la parte electrónica de la placa que se encarga de controlar este procesador.
Este conjunto de chips, en ingles chipset, es el que manejará el procesador completamente, controlando voltajes, frecuencia y otros aspectos. Normalmente para una generación de procesadores existen dos o tres chipsets distintos, unos enfocados a tener más gráficas, más componentes y mejor overclocking, mientras que otros son más económicos y están más limitados. Pero eso si, gracias a estas especificaciones, todas las placas funcionan bien con todos los procesadores para los que están preparados Si conoces las limitaciones de tu placa base y tu chipset, y no suponen un problema para el pc que quieres montar, entonces no tendría que haber problemas, incluso cuando hablamos de una placa base que es más económica Si lleva ese chipset de la especificación es la adecuada no tendría que existir ningún tipo de problema la placa base en muy raras ocasiones va a provocar cuellos de botella en tu setup. De hecho esto es básicamente un mito Pero de esto hablaremos en una guía de placas base que estoy preparando. Muy bien, pues esto del overclocking… cuando hagamos overclocking al procesador lo que haremos será, básicamente utilizando el software de nuestra placa base, configurar nuestro chipset para que use el procesador de una forma muy especifica.
El procesador viene calibrado para funcionar correctamente a unas frecuencias y un voltaje de fabrica, nosotros con el overclocking básicamente lo que haremos sera alterar esa configuración para sacarle un rendimiento superior. Lo que se busca sobretodo es aumentar la frecuencia. Eso es básicamente el overclocking, aumentar frecuencia, explicado en muy pocas palabras, pero todos estos procesos a mi personalmente me ha surgido una gran cantidad de dudas. Primero de nada esto del overclocking Cloking Clock Reloj Overclocking Subir la velocidad del reloj De que reloj me hablas? Bien pues resulta que los procesadores funcionan por ciclos imagínate una calculadora que tiene una lista de operaciones que hacer, nuestra calculadora va por orden, poco a poco haciendo cada una de las operaciones de la lista. A este proceso de hacer la operación y dar el resultado se le llama "Ciclo". El procesador se encarga de básicamente todo, desde la entrada del mouse, del teclado, mandar a tu gráfica a pintar los frames de un videojuego, mandar a cargar cosas de disco, vamos absolutamente todo.
Sin él tu pc sería una serie de componentes inútiles que no pueden hacer nada por ellos mismos, es algo así como el cerebro. A su vez este procesador es un circuito eléctrico, un circuito increiblemente complejo. Pero no deja de ser un circuito eléctrico, entonces quien decide cuantos ciclos por segundo hará el procesador? Pues resulta que la frecuencia osea el numero de ciclos se regula desde un oscilador de cristal, es un componente electrónico sin más que esta hecho de cristal, normalmente cuarzo, que tiene la capacidad de mandar al procesador a funcionar de forma periodica Este componente se conoce como reloj.
Hay varios relojes de este tipo en tu pc, pero vamos a obviar todo eso y centrarnos en el único que nos interesa ahora mismo, el que controla la frecuencia de los núcleos de tu procesador. Normalmente este reloj tiene por defecto una frecuencia base de 100Mhz, eso significa que de base el reloj manda a mi procesador a hacer un millon de operaciones, o más bien ciclos, en cada segundo. Por encima de esta frecuencia base se aplica un multiplicador. Por ejemplo 35. Si el multiplicador es 35, tendríamos 3500 Mhz osea 3,5 Ghz. 35 millones de ciclos por segundo. Son unas cuantas verdad? Pues básicamente hacer overclocking sería aumentar la frecuencia de este oscilador.
Osea hacer más operaciones por segundo Parece muy simple, pero no se a vosotros a mi me surgen unas cuantas dudas, que nos impide subir los ciclos del procesador a un millón de millones de operaciones? donde está el problema? cual es el límite aquí? Antes un repasito vale? la placa base controla el procesador, se utiliza un cristal de 100Mhz y un multiplicador para aumentar x veces esta frecuencia. Esto representa lo rápido que irá el procesador. Cada ciclo del procesador es un conjunto de operaciones con un resultado, en su versión más básica podemos imaginar que es una suma, una resta, una comparación de dos valores y operaciones similares. todas estas operaciones son las que hacen funcionar el pc Hoy en día es bastante más complejo que eso, pero vamos a dejarlo así de momento.
Bien, ahora que todo está claro, sigamos adelante, porque para poder entender que limita el numero de ciclos de un procesador, vamos a tener que entender como se fabrican. Los microprocesadores modernos se basan en millones de transistores. Estos transistores se crean a partir de silicio, pero son tan, tan pequeños que literalmente se esculpen encima de una oblea super fina de silicio. Una oblea perfecta, o lo más perfecta posible. Para crear estas obleas se utiliza arena de cuarzo que se funde para conseguir silicio puro, del que se crea un gran cristal único con forma cilíndrica.
La idea es crear un retículo cristalino perfecto de silicio, es muy importante que sea perfecto y sin ningún tipo de impurezas. Cualquier mota de polvo es increíblemente peligrosa en este proceso. Una vez que se obtienen estas obleas se comienza a esculpir el procesador. De que manera? pues primero se recubre de un material fotosensible, luego se utiliza luz ultravioleta para proyectar, si proyectar como una diapositiva, el diseño del circuito Estas zonas expuestas a la luz se disuelven con un liquido revelador, dejando expuesto el silicio Es la gracia del material fotosensible. El resto protege las zonas del silicio que representaran los transistores. Ahora lo que se hace es corrosionar el silicio expuesto, esculpiendo de esa forma la base de lo que serán los millones de transistores que van a componer el procesador. Una vez que tenemos estos micro bloques de silicio pasan a un proceso que es el que realmente les va a convertir en transistores.
El silicio es un semiconductor. conduce la electricidad mejor que los aislantes pero peor que los metales. Esto es es porque en su capa de valencia más externa el silicio tiene 4 electrones, que se unen con otros 4 átomos vecinos, dejando así ningún electrón libre para poder moverse, escapar y transmitir la corriente electrica. Sin embargo podemos aprovechar esta misma capacidad para doparlo. El dopaje consiste en meter átomos extra de elementos concretos dentro del semiconductor, átomos que aparentemente encajan bien pero que les falta o sobra algo. Por ejemplo si metemos un átomo de fósforo, tendríamos un electrón sobrante. Ese electrón sobrante hace tengamos algunos electrones libres para mover, por otro lado si ponemos un átomo de boro, faltaran electrones para todos los átomos, creando lo que se conoce como huecos, o sea esta vez nos faltan electrones. Una configuración muy típica es la npn, digamos que tenemos un transistor donde los dos extremos son de tipo negativo, o sea los que le sobran electrones, llevan electrones de más, en el centro tenemos un gran puente al que le faltan electrones, o sea positivo vamos el silicio y el boro que tienen estos huecos Existe una forma muy fácil de abrir este puente, y es aplicando una carga eléctrica en la pieza del medio.
La pieza del medio, que tiene los huecos y no permite fluir a los electrones, al ser electrificada, adquiere la capacidad de transmitir estos electrones. Es un poco como un puente levadizo que se levanta cuando los barcos tienen que pasar. Ahora, de por si el silicio no tiene esta propiedad, es necesario hacer este proceso llamado dopaje para crear los transistores.
Para doparlos simplemente se les inyectan estos átomos extra, y con calor se consigue que se distribuyan y acomoden dentro del cristal de silicio. Entonces si bien antes hemos tallado encima del silicio la forma de los transistores, ahora para que se conviertan realmente en transistores vamos a proyectar en cada una de las areas, los distintos átomos para el dopaje Cuando los transistores están bien acabados se añade el cobre, que es el que los interconecta para formar el circuito Este circuito además tendrá varias plantas, osea varios niveles de transistores apilados uno encima de otro. Dentro de este proceso podemos entender que existen varios desperfectos, aunque minusculos, que hacen que no existan dos procesadores iguales. Te voy a poner un ejemplo, el proceso de dopaje. Si bien es muy preciso no es 100% perfecto. Y como los millones de transistores que lleva el procesador son tan pequeños, resulta que estas micro variaciones en la cantidad de átomos inyectados, el tamaño, la pureza del silicio, etc, hacen que varíe la temperatura que genera nuestro procesador. Porque si, os acordáis de aquel ejemplo de los toboganes, que cuando se cerraban las compuertas se generaba calor? o sea bueno se manchaba todo de sangre Pero al final esa sangre representaba el calor Bien esas compuertas y toboganes son nuestros transistores, que dejan pasar o no a la corriente eléctrica.
Cuando los electrones llenan estos huecos presentes en nuestro semiconductor, resulta que se genera calor. Cuando por ejemplo tenemos un transistor npn y nuestro semiconductor que esta en el medio deja de recibir corriente, cerrando la compuerta pues tampoco bloquea todos los electrones de golpe, sino que durante algunos instantes se comporta como una resistencia generando calor. Luego la imperfección del cobre, o por ejemplo el mismo flujo de electrones sobre un semiconductor produce calor, porque la conducción no es fluida y perfecta. Muchos electrones chocan con el retículo y se convierten en calor.
Vamos que hay muchos factores que hacen que cuanto mayor sea el flujo eléctrico más calor se genere Y cada procesador, aunque sea la misma marca y modelo, de la misma oblea, la misma fabrica, es distinto, si bien la variación es mínima, al tratarse de billones de transistores de tamaño microscópico este efecto se magnifica. Ok hemos entendido como está hecho un procesador, y también que se calienta, muy bien, pero que limita la frecuencia? En otras palabras, que limita el numero de ciclos que realiza el procesador a cada segundo? Resulta que entre estos transistores existen pequeñísimas baterías donde se almacenan cargas eléctricas para abrir y cerrar estas compuertas.
Entre otras cosas Estas baterías necesitan rellenarse entre ciclo y ciclo. La velocidad con la que se rellenan depende del voltaje que aplicamos al circuito. Más voltaje, más rápido se llenan. Aunque una vez más depende de todas las impurezas de las que hablamos antes si el procesador tiene muy pocas impurezas, hará falta menos voltaje para llegar todas las baterías y la temperatura generada no será tanta, mientras que si hay muchas imperfecciones necesitarás más voltaje para conseguir lo mismo en el mismo tiempo, pero además con más calor. Cuanto más flujo de electrones, más colisiones, entonces más calor, Eso es justamente lo que determina la cantidad máxima de ciclos que puede hacer un procesador por segundo. Tras un ciclo muchas de estas baterías se descargan y es necesario volver a cargarlas antes de empezar uno nuevo. Esto claro, lleva un tiempo, un tiempo muy muy pequeño. Sin embargo es un gran problema, porque estamos hablando de circuitos extremadamente diminutos. Piensa que un glóbulo rojo de nuestra sangre tiene 6000 nanómetros de ancho mientras que en estos procesadores tenemos algunos transistores que tan solo miden 14nm en el actual proceso de fabricación de intel.
Son circuitos increíblemente complejos de tamaño minúsculo, de hecho es imposible ver el circuito sin utilizar un microscopio. Si nosotros le pedimos demasiados ciclos al procesador, y no tiene tiempo suficiente para recargarse, podríamos encontrarnos con el problema de que a la hora de usar ciertos transistores no tengamos la carga lista y entonces.. Pantallazo azul, el procesador falla a la hora de calcular. Algo sale muy mal. Que tenemos que hacer en ese caso? Subir el voltaje! A más voltaje más rápido se cargaran las baterías y antes estará operativo el procesador. Pero también más temperatura, y aquí amigos si, tenemos otro problema muy grande. Como os dije antes para que se recombinen los átomos que permiten dopar nuestro silicio, se aplica calor, por eso mismo una temperatura demasiado alta en el funcionamiento desharía estos enlaces, estropeando los transistores. Es necesario sacar el calor de ahí como sea. Por eso la refrigeración es tan importante, en teoría con mucho voltaje se pueden conseguir muchísimos ciclos, pero si no somos capaces de refrigerarlo todo lo rápido que hace falta, se nos quemará.
Así que ahí lo tenéis, la loteria del silicio, cada procesador sale distinto, pero a los fabricantes, bueno, les da relativamente igual. Ellos necesitan que el procesador llegue a los números especificados en la ficha tecnica, por eso si el procesador puede trabajar a una temperatura y voltaje razonable, y además trabaja a la frecuencia prometida en la ficha del producto, se puede decir que este procesador ha salido bueno. Otra cosa es que este cpu sea increíblemente bueno, o apruebe justo con un 5. Lo importante para el fabricante es que llegue, ellos te aseguran unos determinados parámetros de funcionamiento, luego tu puedes aplicar overclocking, o sea subir la frecuencia del procesador, para que funcione a más ciclos por segundo, pero llegado a un punto tendrás que subir el voltaje, y cuando lo subes es cuando te encuentras el problema de la temperatura. Si el procesador te ha salido muy bueno tendrías que ser capaz de subir la frecuencia de forma significativa sin que el procesador necesite más voltaje.
Eso es lo ideal, más frecuencia con menos temperatura y consumo. Okay, pues Con toda esta explicación habrás deducido que en cada procesador, para alcanzar ciertas frecuencias de ciclo, vamos a tener que subir el voltaje de forma distinta y encontraremos distintas temperaturas, que además deberemos paliar con las mejores soluciones disponibles. Y lo que podrás llegar a hacer dependerá en gran medida de la pureza de tu procesador. Como hemos visto, en la fabrica cuando se fabrican los procesadores, no todos salen buenos, pero es que algunos de ellos salen malos, no son capaces de llegar a la frecuencia esperada para el modelo que se está fabricando. Pongamos por ejemplo el 8700 y el 8700K. Estos procesadores tienen unos 140€ euros de diferencia entre ellos. Con el primero, el 8700, intel te asegura que como base funciona a 3,2Ghz y que con el boost sube hasta 4,6, Luego tenemos el 8700K que de base tiene 3,7 y llega hasta los 4,7 e incluso más, intel te deja que hagas overclocking y lo lleves hasta donde puedas por tu cuenta.
Que diferencia hay entre estos dos? Resulta que son el mismo procesador, exactamente el mismo, solo que las unidades que llegan más lejos en frecuencia, gracias a sus pocas impurezas, las venden como K, mientras que las otras menos puras son la versión sin la K, que llegan a sus 4,6 en algunos cores, pero no les vas a poder pedir más.
Esto pasa con varios procesadores de la misma serie, algunos procesadores inferiores son tan solo aquellos que no son lo suficientemente buenos pero cumplen los requisitos para la gama más baja. Dentro de los 8700K tampoco son todos iguales, hay algunos más puros que otros. Pero esto no lo sabes. Entonces me preguntaréis, porque intel simplemente no sube el voltaje de los procesadores que no llegan a la frecuencia necesaria y los vende con un voltaje más alto? Bueno en parte lo hace, cada core como podrás ver tiene un voltaje distinto para alcanzar la misma frecuencia.
Sin embargo el problema es que no pueden subir demasiado el voltaje, porque esto a la vez que hace que se carguen aquellas baterías de forma más rápida, también hace que se caliente el procesador de forma más rápida. Cuantos más electrones entran, más electrones encuentran resistencia y más calor se produce. También dentro de este sistema tenemos las memorias, tanto la cache como la ram se pueden overclockear, y se repite la misma historia, más voltaje permite que los pequeños componentes se carguen más rápido y eso permite tener más ciclos por segundo, sin embargo también tendremos más temperatura. Y esto lo puedes ver en las memorias ram, algunas del mismo modelo llegan a 3000Mhz pero otras a 3600Mhz. Las de 3600 son más raras, por eso tienen un precio más elevado, y como te dije antes no se hacen de forma intencional, simplemente se prueban y las más perfectas son las que llegan a frecuencias más altas.
Porque la ram también tiene un cristal oscilador y van a su propia frecuencia. Es un poco como hornear galletas, cuando las sacas del horno las más bonitas y perfectas irían a una caja premium mientras que las más feas a una caja más barata. Solo que las galletas no sirven para hacer funcionar un pc está claro. De la misma forma la memoria cache de dentro de nuestro procesador también tiene su propio oscilador y va a su propia frecuencia. La frecuencia en las memorias determina el numero de veces por segundo que se accede a ella, el tema es que la mejora de rendimiento es mínima.
Lo más interesante y de lo que más se habla es la frecuencia de los núcleos. Entonces que pasa si cuando vayamos a hacer overclocking, que será en otro video ( ͡° ͜ʖ ͡°) nos pasamos de voltaje y las temperaturas suben de forma drástica? Pues el procesador tiene una protección contra estas situaciones: justamente para que no se queme automáticamente baja el voltaje y numero de operaciones cuando detecta que la temperatura es demasiado alta. Esto se conoce como thermal throttling, o estrangulamiento térmico. es un sistema de protección del mismo procesador Pero hay otros tipos de estrangulamiento, por ejemplo si la placa no es capaz de dar el voltaje correcto, Hacer overclocking no es peligroso justamente porque tenemos todos estos sistemas de protección, que también se pueden desactivar, en ese caso si se vuelve peligroso.
En los rangos altos de temperaturas los componentes internos se van desgastando más rápido, y eso acorta la vida útil del procesador, justamente por todo lo que hemos visto antes. Pero estamos hablando del caso de un uso muy prolongado a altas temperaturas. Si has seguido este vídeo tendrías que ser capaz de contestar a las siguientes preguntas: Para hacer overclocking de forma eficiente y sacar el máximo partido a la cpu vamos a tener que tener mucha paciencia, estar dispuestos a pasar horas y horas haciendo retoques y pruebas hasta encontrar el ajuste perfecto.
Pero también es entretenido. en la segunda parte de este vídeo te mostraré paso por paso como hago overclocking a mi 7800X, Si te ha gustado este vídeo, déjame una manita para arriba, suscríbete a mi canal y nos vemos en el próximo vídeo.