Overclocking

La reducción de la frecuencia de reloj ( underclocking ) consiste en disminuir la velocidad de reloj de un dispositivo por debajo de su valor predeterminado. Un dispositivo con frecuencia reducida sacrifica rendimiento a cambio de una menor eficiencia energética y una menor generación de calor. Este tipo de dispositivo puede refrigerarse con disipadores de calor menos potentes o, si los tiene, con ventiladores de menor velocidad para un funcionamiento más silencioso . En dispositivos alimentados por batería , como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles , la reducción de la frecuencia de reloj puede utilizarse para disminuir el consumo de energía y prolongar la duración de la batería ; algunos dispositivos reducen su frecuencia automáticamente cuando funcionan con batería. ^{[ 3 ]}

Se intentaría reducir la frecuencia y el voltaje en un sistema de escritorio para que funcione silenciosamente (por ejemplo, en un centro de entretenimiento doméstico) y, potencialmente, ofrecer un rendimiento superior al de los procesadores de bajo voltaje actuales. Esto implicaría usar un componente de voltaje estándar e intentar funcionar con voltajes más bajos (manteniendo las velocidades de un ordenador de escritorio) para alcanzar un nivel aceptable de rendimiento y ruido. Esto también resultaba atractivo, ya que usar un procesador de voltaje estándar en una aplicación de bajo voltaje evitaba el sobreprecio tradicional de una versión de bajo voltaje con certificación oficial . Sin embargo, al igual que con el overclocking, no hay garantía de éxito, y es necesario considerar el tiempo que el usuario dedica a investigar las combinaciones de sistema y procesador, así como el tiempo y la complejidad de realizar numerosas pruebas de estabilidad. La utilidad de la reducción de frecuencia (al igual que con el overclocking) depende de la oferta, el precio y la disponibilidad de procesadores en el momento específico del montaje. La reducción de frecuencia también se utiliza a veces para la resolución de problemas . ^{[ 4 ]}

El overclocking se ha vuelto más accesible gracias a que los fabricantes de placas base lo ofrecen como una característica de marketing en sus líneas de productos principales. Sin embargo, esta práctica es más popular entre los aficionados que entre los usuarios profesionales, ya que conlleva el riesgo de una menor fiabilidad y precisión, así como de daños a los datos y al equipo. Además, la mayoría de las garantías y contratos de servicio de los fabricantes no cubren los componentes overclockeados ni los daños incidentales derivados de su uso. Si bien el overclocking puede ser una opción para aumentar la capacidad de procesamiento personal y, por lo tanto, la productividad de los usuarios profesionales, es fundamental realizar pruebas exhaustivas de estabilidad de los componentes antes de utilizarlos en un entorno de producción.

El overclocking ofrece varias ventajas para los entusiastas. Permite probar componentes a velocidades que el fabricante no ofrece actualmente, o a velocidades que solo están disponibles oficialmente en versiones especializadas y de mayor precio. En la industria informática, es común que las nuevas tecnologías se lancen primero en el mercado de gama alta y luego se extiendan al mercado general. Si la única diferencia entre un componente de gama alta y uno de gama media es la velocidad de reloj, un entusiasta puede intentar overclockear un componente de gama media para simular su rendimiento. Esto permite prever el rendimiento de las tecnologías más avanzadas antes de su lanzamiento oficial, lo cual resulta especialmente útil para otros usuarios que estén considerando comprar o actualizar sus equipos cuando se lance oficialmente.

Algunos aficionados disfrutan construyendo, ajustando y optimizando sus sistemas para participar en competiciones de evaluación comparativa, compitiendo con otros usuarios afines por obtener puntuaciones altas en conjuntos de pruebas de rendimiento estandarizados. Otros compran un modelo económico de un componente de una línea de productos determinada e intentan aumentar su velocidad para igualar el rendimiento de un modelo más caro. Otro enfoque consiste en aumentar la velocidad de componentes antiguos para intentar estar al día con los crecientes requisitos del sistema y prolongar la vida útil de la pieza antigua o, al menos, retrasar la compra de nuevo hardware únicamente por motivos de rendimiento. Otra razón para aumentar la velocidad de equipos antiguos es que, incluso si el aumento de velocidad somete al equipo a un estrés excesivo hasta el punto de fallo prematuro, se pierde poco, ya que está depreciado y, en cualquier caso, habría que reemplazarlo. ^{[ 5 ]}

Si bien los sistemas de refrigeración estándar suelen estar diseñados para el calor generado durante el uso sin overclocking, es posible que no sean adecuados para componentes con overclocking. Esto puede incluir el uso de ventiladores adicionales y más potentes, disipadores de calor más grandes y eficientes , tubos de calor o refrigeración líquida .

disipadores de calor

Los disipadores de calor son intercambiadores de calor pasivos diseñados para eliminar el calor excesivo generado por el dispositivo con el que están en contacto físico. Suelen estar fabricados de cobre o aluminio ; el cobre tiene mayor conductividad térmica , mientras que el aluminio es menos eficiente pero también más económico. ^{[ 6 ]} Se pueden utilizar tubos de calor para mejorar la conductividad. Muchos disipadores de calor combinan dos o más materiales para lograr un equilibrio entre rendimiento y coste. ^{[ 6 ]}

Otros métodos de enfriamiento son la convección forzada y el enfriamiento por transición de fase que se utiliza en refrigeradores y puede adaptarse para uso informático. El nitrógeno líquido , el helio líquido y el hielo seco se utilizan como refrigerantes en casos extremos, ^{[ 7 ]} como intentos de establecer récords o experimentos únicos en lugar de enfriar un sistema cotidiano. En junio de 2006, IBM y el Instituto Tecnológico de Georgia anunciaron conjuntamente un nuevo récord en la velocidad de reloj de chips basados ​​en silicio (la velocidad a la que se puede conmutar un transistor, no la velocidad de reloj de la CPU ^{[ 8 ]} ) por encima de 500  GHz, que se logró enfriando el chip a 4,5 K (−268,6 °C ; −451,6 °F ) utilizando helio líquido. ^{[ 9 ]} El récord mundial actual de frecuencia de CPU es de 9206,34 MHz, logrado en mayo de 2026 con un Intel Core i9-14900KF en una placa base ASUS ROG Maximus Z790 APEX. ^{[ 10 ]} Estos métodos extremos son generalmente poco prácticos a largo plazo, ya que requieren rellenar depósitos de refrigerante vaporizado y puede formarse condensación en los componentes enfriados. ^{[ 7 ]} Además, los transistores de efecto de campo de puerta de unión (JFET) basados ​​en silicio se degradarán por debajo de temperaturas de aproximadamente 100 K (−173 °C; −280 °F) y eventualmente dejarán de funcionar o se "congelarán" a 40 K (−233 °C; −388 °F) ya que el silicio deja de ser semiconductor, ^{[ 11 ]} por lo que el uso de refrigerantes extremadamente fríos puede causar fallas en los dispositivos. El soplete se utiliza para elevar temporalmente la temperatura para abordar problemas de sobreenfriamiento cuando no es deseable. ^{[ 12 ] [ 13 ]}         

La refrigeración por inmersión, utilizada por la supercomputadora Cray-2 , consiste en sumergir una parte del sistema informático directamente en un líquido refrigerado que es térmicamente conductor pero tiene baja conductividad eléctrica . La ventaja de esta técnica es que no se forma condensación en los componentes. ^{[ 14 ]} Un buen líquido de inmersión es Fluorinert, fabricado por 3M , que es caro. Otra opción es el aceite mineral , pero las impurezas, como las que se encuentran en el agua, podrían hacer que conduzca electricidad y dañe los componentes mediante cortocircuitos . ^{[ 14 ]}

Los aficionados al overclocking han utilizado una mezcla de hielo seco y un disolvente con un punto de congelación bajo, como acetona o alcohol isopropílico . ^{[ 15 ]} Este baño de enfriamiento , utilizado frecuentemente en laboratorios, alcanza una temperatura de −78 °C (−108 °F) . ^{[ 16 ]}  

Cuando un componente sometido a overclocking opera fuera de las condiciones recomendadas por el fabricante, puede funcionar incorrectamente, lo que provoca inestabilidad en el sistema. Otro riesgo es la corrupción silenciosa de datos debido a errores no detectados. Dichos fallos podrían no diagnosticarse correctamente y, en cambio, atribuirse erróneamente a errores de software en las aplicaciones, los controladores de dispositivos o el sistema operativo. El uso de overclocking puede dañar permanentemente los componentes hasta el punto de provocar un mal funcionamiento (incluso en condiciones normales de operación) sin llegar a ser totalmente inutilizable.

Un estudio de campo a gran escala realizado en 2011 sobre fallas de hardware que provocan fallos del sistema en ordenadores de sobremesa y portátiles de consumo mostró un aumento de entre cuatro y veinte veces (dependiendo del fabricante de la CPU) en los fallos del sistema debidos a fallos de la CPU en ordenadores con overclocking durante un período de ocho meses. ^{[ 17 ]}

En general, los entusiastas del overclocking afirman que las pruebas pueden garantizar que un sistema overclockeado sea estable y funcione correctamente. Si bien existen herramientas de software para probar la estabilidad del hardware, generalmente es imposible para un particular probar exhaustivamente la funcionalidad de un procesador. ^{[ 18 ]}

Algunas técnicas de fabricación de semiconductores, como el silicio sobre aislante (SOI), producen dispositivos con comportamiento de histéresis . El rendimiento de estos circuitos se ve afectado por eventos pasados, por lo que, sin pruebas específicas, es posible que una secuencia particular de cambios de estado funcione a velocidades de sobreaceleración en una situación, pero no en otra, incluso si el voltaje y la temperatura son los mismos. Un sistema de este tipo puede superar las pruebas de estrés, pero experimentar inestabilidades en otros programas. ^{[ 19 ]}

La capacidad de overclocking surge, en parte, de la economía de los procesos de fabricación de las CPU y otros componentes. En muchos casos, los componentes se fabrican mediante el mismo proceso y se prueban posteriormente para determinar sus valores máximos reales. A continuación, se les asigna una clasificación elegida según las necesidades del mercado del fabricante de semiconductores. Si el rendimiento de la fabricación es alto, se pueden producir más componentes de mayor clasificación de los necesarios, y el fabricante puede marcar y vender componentes de mayor rendimiento como si tuvieran una clasificación inferior por motivos de marketing. En algunos casos, la clasificación máxima real del componente puede superar incluso la del componente de mayor clasificación vendido. Muchos dispositivos vendidos con una clasificación inferior pueden comportarse en todos los aspectos como si tuvieran una clasificación superior, mientras que, en el peor de los casos, el funcionamiento con la clasificación superior puede resultar más problemático.

Cabe destacar que frecuencias de reloj más altas siempre implican una mayor generación de calor residual, ya que los semiconductores configurados a alta frecuencia deben disiparlo a tierra con mayor frecuencia. En algunos casos, esto significa que el principal inconveniente del componente con overclocking es que disipa mucho más calor que los máximos publicados por el fabricante. El arquitecto de Pentium, Bob Colwell, describe el overclocking como un "experimento incontrolado en un sistema que funciona mejor que en el peor de los casos". ^{[ 20 ]}

En ocasiones, el overclocking se ofrece como un servicio o característica legítima para los consumidores, mediante el cual el fabricante o el vendedor prueba la capacidad de overclocking de procesadores, memoria, tarjetas gráficas y otros componentes de hardware. Varios fabricantes de tarjetas gráficas ofrecen ahora versiones de sus aceleradores gráficos con overclocking de fábrica, con garantía incluida, generalmente a un precio intermedio entre el del producto estándar y el de un producto sin overclocking de mayor rendimiento.

Se especula que los fabricantes implementan mecanismos de prevención de overclocking, como el bloqueo del multiplicador de la CPU, para evitar que los usuarios compren componentes de bajo precio y los modifiquen. Estas medidas a veces se promocionan como una ventaja para el consumidor , pero suelen ser criticadas por los compradores.

Muchas placas base se venden y se anuncian con amplias funciones para el overclocking implementadas en el hardware y controladas por la configuración del BIOS . ^{[ 21 ]}

Los ventiladores que funcionan a mayor velocidad generan ruido adicional . El aumento de calor generado por un dispositivo con overclocking puede requerir ventiladores que giren más rápido para una refrigeración adecuada. Dependiendo de la velocidad, el modelo y la cantidad de ventiladores utilizados, este ruido puede alcanzar los 50 dB o más, causando molestias e incluso malestar psicológico . Se ha observado que el ruido de los ventiladores es aproximadamente proporcional a la quinta potencia de su velocidad, y reducir la velocidad a la mitad disminuye el ruido en unos 15 dB . ^{[ 22 ]}  

Un ordenador con overclocking puede sufrir inestabilidad y comportarse de forma errática. Esto puede incluir un rendimiento inconsistente ( limitación de velocidad ), apagados y reinicios abruptos debido a sobrecalentamiento , sobretensión o sobrecorriente , pérdida de datos y corrupción de datos .

Aumentar la frecuencia de operación de un componente generalmente incrementará su producción térmica de forma lineal, mientras que un aumento en el voltaje generalmente provoca que la potencia térmica aumente de forma cuadrática. ^{[ 23 ]}

• Base de datos de OC con todo el hardware de PC de la última década (aplicaciones, modificaciones y más).
• HWBOT: Liga Mundial de Overclocking – Competición de overclocking y datos
• Base de datos completa de overclocking de CPU
• Segunda Convención Nacional de OC: Overclocking Extremo por Imperio Gamer
• Herramienta para overclock