Overclocking - Refrigeración

Overclocking: ¿qué es y cuál es su objetivo?

Es una práctica que pretende alcanzar una mayor velocidad de reloj para un componente electrónico, es decir, llevarla más lejos de las especificaciones del fabricante. La idea de este método es conseguir un rendimiento más alto del normal sin necesidad de cambiar componentes y evitar pérdida de estabilidad del componente electrónico.

Es una práctica muy extendida entre usuarios de informática más exigentes, generalmente entusiastas, que tratan de llevar al máximo el rendimiento de sus máquinas.

La técnica de overclock puede ser aplicada a CPUs, GPUs, memorias RAM, entre otros, siendo los nombrados los más comunes. Actualmente, los fabricantes de hardware venden algunos de sus productos "desbloqueados" para permitir a los usuarios aplicar la técnica de overclock en estos, por ejemplo la serie de procesadores "K" de Intel.

¿Cómo poner en práctica esta técnica?

Para llevar a cabo esta práctica, lo primero que tenemos que hacer es analizar si nuestros componentes son capaces de soportar overclocking. Para esto, hay que ver si nuestra placa madre permite OC (Overclock). En las especificaciones técnicas del componente, debería indicarnos si tiene soporte para esta técnica. Por ejemplo, las placas base serie "Z" poseen un chipset que permite realizar overclocking ya que tiene el multiplicador desbloqueado. Por otro lado, tenemos que verificar si el procesador también tiene soporte para el OC, como mencionamos anteriormente, los microprocesadores Intel "K" (i7-7700k, i7-8700k, i5-6600k, entre otros) están preparados para ser overclockeados.

Luego de verificar si los componentes de nuestro computador son compatibles con la técnica de overclock, el siguiente paso es acceder a la BIOS del sistema y aumentar el multiplicador de ciclos por segundo de nuestro procesador.

Multiplicador de 47 sobre 100MHz (BCLK Frequency)

Funcionamiento básico

El reloj del microprocesador trabaja a una frecuencia base de 100MHz, esto quiere decir que el reloj manda al procesador hacer 1 millón de operaciones por segundo. Arriba de esta base se aplica un multiplicador, por ejemplo de 35. En el caso de tenerlo a 35, el procesador estaría trabajando a 3500MHz, que serían 3,5GHz, que a su vez se traduce como 35 millones de ciclos por segundo.

Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, lógicamente se podría aumentar el rendimiento de nuestro procesador de manera inmensa pero ¿dónde está el problema? Está claro que no podemos llevar al CPU a trabajar a 100GHz, hay limitaciones que van de la mano en cuanto al aumento de ciclos por segundo, y son el VOLTAJE y la TEMPERATURA. 

Inconvenientes

Para que nuestro procesador trabaje a una frecuencia mayor, se le aplica más voltaje del establecido desde fábrica, obteniendo como resultado mayor cantidad de ciclos por segundo y a su vez mayor de velocidad de procesamientos de datos del procesador.

A la hora de aumentar el voltaje, nos encontramos con un techo a medida que lo subimos más y más, la temperatura y el consumo de energía. A medida que se sube el voltaje claramente va a aumentar el consumo de energía eléctrica.  Mientras más voltaje se le aplica al procesador también aumenta la temperatura de este, generando consecuencias graves si no se toman medidas inmediatas. Al tener una temperatura muy alta, los transistores del procesador se verían afectados y podría quemarse la CPU, por lo que se deben tomar medidas eficientes y rápidas en cuanto a la refrigeración.

Cabe destacar que actualmente los procesadores tienen una defensa, llamada Thermal Throttling o estrangulamiento térmico, que cuando detecta temperaturas muy elevadas reduce el voltaje y el número de operaciones del procesador.

Sistemas de refrigeración

Los sistemas de refrigeración estándar están diseñados para bajar la temperatura de la PC durante el uso de esta sin aplicar overclock, por lo que se recomienda cambiarlo.

Principalmente, se debería cambiar la pasta térmica del procesador, ya que la pasta que trae desde fábrica no es de muy buena calidad y sería ideal poner pasta térmica de mayor calidad.

Lo mismo ocurre con el disipador del procesador, pues con el que viene no es suficiente para hacer overclocking y se debería adquirir uno de mejor calidad, en conjunto con un cooler mejor.

Lo mencionado anteriormente es para la refrigeración por aire, pero no es lo más recomendado a la hora de hacer overclock. El sistema de refrigeración ideal para emplear esta técnica y así bajar la temperatura de la PC, es la refrigeración líquida o watercooling. 

El watercooling es una técnica de enfriamiento que utiliza como medio de refrigeración el agua en lugar de ventiladores dentro del gabinete, logrando de esta forma resultados excelentes en cuanto a temperaturas y con enormes posibilidades de overclock. El agua y cualquier líquido refrigerante tienen mayor capacidad térmica que el aire. A partir de este principio, la idea es extraer el calor generado por los componentes de la computadora usando como medio el agua, enfriarla una vez fuera del gabinete y luego volver a introducirla.

En otro extremo, nos encontramos con refrigeración mediante el uso de nitrógeno líquido, pero este método solo suele ser implementado en las "Olimpíadas de Overclock", poniendo en algunos casos procesador a 5,7GHz o más.

Disipador + Cooler  de Cooler Master

Funcionamiento de la refrigeración líquida

El fluido refrigerante es almacenado en un depósito y de ahí es movido por una bomba, que es la encargada de trasladar y dar presión al fluido para que pueda pasar por todos los componentes o bloques necesarios (procesador, chipset, placa de video, disco duro, entre otros). Cuando el fluido ya pasó por todos los componentes, se dirige al radiador, el cual tiene unos ventiladores que hacen circular el aire y enfrían el líquido. Una vez que ha sido enfriado, se dirige nuevamente al depósito para volver a hacer el recorrido, formando un ciclo cerrado de refrigeración. Una gran ventaja de esta refrigeración a comparación de los sistemas tradicionales es que no se disipa el calor dentro del gabinete, sino que es llevado fuera y el ruido producido es menor.

Sistema de refrigeración líquida personalizado

Elementos de la refrigeración líquida

• Bloque para circuito integrado auxiliar: destinado a intercambiar el calor con los circuitos integrados de la placa madre.
• Bloque para microprocesador: destinado a intercambiar el calor con el microprocesador.
• Bloque para disco duro: destinado a intercambiar el calor con los discos duros.
• Bloque para tarjeta gráfica: destinado a intercambiar el calor con el circuito integrado de la tarjeta gráfica.
• Pasta térmica: se usa para incrementar la conducción de calor generado por los dispositivos.
• Bomba: su función es mover el agua del circuito para que el calor no quede estancado dentro de la computadora.
• Depósito: contiene las reservas de fluido.
• Radiador: este elemento enfría el fluido y disipa el calor que lleva para que al volver al circuito pueda refrigerar nuevamente los componentes.

Bloque refrigeración líquida para GPU

Bloque all-in-one de CPU+Motherboard