Overkloking

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Overkloking je proces podizanja frekvencije neke računarske komponente iznad njene fabričke vrednosti. Overklok se najčešće primenjuje zbog boljih pefrormansi u radu. Na primer kod različitih vidova kompresije podataka, renderovanja ili dobijanje većih performansi u video igrama. Da bi se overklok uspešno ostvario ponekad je potrebno povećati i napone. Kao posledica overkloka komponenta se više greje samim tim potrebno je i bolje halđenje iste.

Pregled[uredi | uredi izvor]

Svrha overklokovanja je da poveća operativnu brzinu datog hardvera. Zbog povećanja radne temperature i buke, sistem može postati nestabilan ako je oprema overklokovana previše i rizik od oštećenja zbog preterano visokog napona i zagrevanja. U ekstremnim slučajevima, skupa i kompleksna hlađenja (na primer, vodena hlađenja) su zahtevana.

Nasuprot tome, anderkloking menja sporije operacije koje smanjuju potrošnju i temperature, zahteve za hlađenjem (i samim tim broj brzinu ventilatora) i tamo gde je relevantno, trajanje života baterije po punjenju. Pojedini proizvođači underklokuju komponente zarad dobijanja boljeg života baterije ili primenjuju sisteme koje smanjuju frekvenciju kada funkcionišu pod baterijom.

U velikom broju novijih Intelovih procesora(onih bez otključanih množioca), zbog drastičnog redizajna procesora(tj. zamene FSB-a baznim klokom), overklokovanje ako je ikako moguće - dolazi zajedno sa velikim rizikom nestabilnosti sistema. Smanjivanje napona je moguće do nekog nivoa (u zavosnosti od dizajna matične ploče i kvaliteta procesora) i može dozvoliti korisniku da promeni standarni napon procesora na niži napon bez većeg plaćanja, a da ne bude ograničen niskim naponom procesorovog niskom množioca.

Brzina dobijena overklokovanjem umnogome zavisi od aplikacije: benčmark je objavljen za različite namene.

Mnogi ljudi overklokuju njihov hardver da bi poboljšali njegove performanse. Ovo je praktikovano češće od strane entuzijasta nego profesionalnih korisnika koji traže povećanje performansi njihovih računara, dok overkloking donosi rizike manje pouzdanog funkcionisanja i oštećenja. Postoji nekoliko razloga za overklokovanje. Overklokovanje dozvoljava testiranje tehnologija "izvan granica" koje su predviđene specifikacijama, bez ulaska u skup okvira specijalizovanih računara. Za profesionalne korisnike overklokovanje omogućava povećanje njihove produktivnosti. Ljudi kojima je to hobi mogu uživati u građenju, finom podešavanju i upoređivanju brzine njihovih sistema pomoću benčmark softvera. Neki ljudi kojma je to hobi kupuju jeftinije računarske komponente i overklokuju ih na veće radne taktove u pokušaju da uštede novac, ali ostvare iste performanse. Slični ali malo drugačiji pristup u čuvanju novca je u overklokovanju starijih komponenti da bi ostali u trci na novim sistemskim zahtevima, radije nego kupovina novijeg hardvera. Ako overklokovanje dovede do tačke neuspeha, malo je izgubljeno zato što je kompletno potcenjen, i trebalo bi da bude zamenjen u svakom slučaju.[1]

Računarske komponente koje mogu biti overklokovane uključuju procesore, grafičke karte, matične ploče, čipsete i RAM memorije. Najmoderniji procesori povećavaju njihove operativne brzine množenjem sistemske klok frekvencije sa faktorima množioca. Procesori mogu biti overklokovani promenom množioca i procesori i druge komponente mogu biti overklokovane povećavanjem brzine sistemskog kloka ili drugih klokova kao što je FSB kloka. Kako su brzine kloka povećane komponente momentalno prestaju da rade pouzdano ili zakazuju trajno, iako su naponi povećani do maksimalno bezbednog nivoa. Maksimalna brzina je određena overklokovanjem iza granice nestabilnosti, tada se prihvataju niža setovanja. Komponente garantuju da će raditi pouzdano do njihovih predviđenih vrednosti: iza toga različiti primerci mogu imati različit overklok potencijal.

Množioci procesora, bus delioci, naponi, toplotna opterećenja, tehnike hlađenja i nekolicina drugih faktora kao što su individualna poluprovodljivost i toplotna tolerancija mogu uticati na brzinu, stabilnost i sigurnost operacija računara.[2]

Razmatranja[uredi | uredi izvor]

Postoji nekoliko stvari koje trebaju biti razmotrene kada se overklokuje. Prva je da se osigura da je komponenta namirena adekvatnom snagom na naponu dovoljnom da fukncioniše na novom kloku. Kako god, dovođenjem snage sa neadekvatnim podešavanjima ili davanjem visokog napona mogu trajno oštetiti komponentu.

U okruženju profesionalne produkcije, overklokovanje je jedino očekivano da bude korišćeno tamo gde se povećanje u brzini opravdava sa troškovima kvalitetne radne snage. Ako je brže, ali ne maksimalno moguće brzo, zahtevano je da bude jeftinije kada su svi troškovi razmotreni za kupovinu bržeg hardvera.

Hlađenje[uredi | uredi izvor]

Overklokovanje procesora Intel Core 2 Quad Q6600 na matičnoj ploči Asus Rampage Extreme. Procesor i severni most su hlađeni tečnim azotom.

Sve električna kola proizvode toplotu generisanu kretanjima električne struje. Kada frekvencije kloka i podešeni naponi rastu, toplota generisana od strane komponenti koje rade na višim nivoima performansi takođe rastu. Veza između frekvencija kloka i potrošnje je linearna. Kako god, postoji limit za maksimalnu frekvenciju koga nazivaju "zid". Da bi se prevazišao ovaj problem overklokeri podižu napon na čipu da bi povećali overklok potencijal. Napon povećava potrošnju i zagrevanje čipa; ovo zahteva više hlađenja da bi se izbeglo oštećenje hardvera usled pregrevanja. Kao dodatak, pojedina digitalna kola usporavaju na visokim temperaturama zahvaljujući promenama u karakteristikama mosfeta. Nasuprot tome, overklokeri mogu odlučiti da smanje napon na čipu dok overklokuju (proces poznat kao smanjivanje napona), da bi smanjili emisiju toplote dok performanse ostaju optimalne.

Fabrička hlađenja su dizajnirana za količinu energije proizvedenu tokom ne-overklokovano korišćenje; overklokovana kola mogu zahtevati više hlađenja, kao što su jači ventilatori, veće cevi za hlađenje, i vodena hlađenja. Masa, oblik i materijal utiču na mogućnost cevi za hlađenje da odvedu toplotu. Efikasne cevi su često naprevljene kompletno od bakra, koji ima visoku toplotnu izdržljivost, ali je skup.[3] Aluminijum je šire korišćen; on ima dobre toplotne karakteristike, iako ne tako dobre kao bakar, ali je vidno jeftiniji. Jeftiniji materijali kao što je čelik, nemaju dobre toplotne karakteristike. Cevi za hlađenje mogu se koristiti da se poboljša provodljivost. Mnoge cevi za hlađenje kombinuju dva ili više materijala da dostignu balans između performansi i cene.[3]

Sistem vodenog hlađenja. Procesor koji se hladi vodom je Intel Core i7 3770K, a matična ploča je ASRock Z77 OC Formula

Vodeno hlađenje dovodi otpadnu toplotu u radijator. Uređaji za termoelektrično hlađenje koji faktički hlade koristeći Peltrijev efekat mogu pomoći kod visoke potrošnje procesora koje su proizveli Intel i AMD početkom 21. veka. Uređaji za termoelektrično hlađenje stvaraju temperaturnu razliku između dve ploče krećući se kroz ploče. Ovaj metod hlađenja je visoko efektivan, ali sam po sebi stvara značajnu toplotu negde drugde koja mora biti odnesena, često od strane sistema za vodeno hlađenje.

Overklokovanje procesora Intel Core i7 3770K i grafičke karte NVIDIA GeForce 8800 GTX pomoću tečnog azota

Jedna od metoda hlađenja je takođe fazno hlađenje nalik kompresoru koji se koristi u frižiderima i može biti adaptirano za računarsku upotrebu. Tečni azot, tečni helijum, i suvi led se koriste kao hladioci u ekstremnim slučajevima,[4] kao što su pokušaji postavljanja rekorda ili jednokratni eksperimenti pre nego hlađenje u svakodnevnom korišćenju. U junu 2006. IBM i Institut tehnologije u Džordžiji sa zadovoljstvom su objavili novi rekord u čipu na bazi silikona(stopa na koju tranzistor može biti prebačen, ne sam procesorski takt.[5]) iznad 500 gigaherca, što je urađeno hladeći čip koristeći tečni helijum.[6] Svetski rekord za procesorsku frekvenciju je 8,722 GHz iz juna 2012. godine. Ovi ekstremni metodi su generalno nepraktični u dugom roku, zato što zahtevaju dopunjavanje tečnosti za hlađenje(koja isparava).[4] Štaviše, JFET na bazi silikona degradiraju na niskim temperaturama oko -173 °C i eventualno će stati sa funkcionisanjem ili se zalediti na -233 °C dok silikon prestaje da bude poluproprovodan[7] pa korišćenje ekstremnog hlađenja može dovesti uređaje do kvara.

Hlađenje potapanjem korišćen za superračunare, podrazumeva zaranjanje dela računara direktno u ohlađenu tečnost koja je toplotno provodljiva, ali ima nisku električnu provodljivost. Prednost ovih tehnika je da nema kondenzacije na komponentama.[8] Dobra tečnost za potapanje je Fluorinert napravljen od strane 3M-a koji je skup. Druga opcija je mineralno ulje, ali nečistoće kao one u vodi mogu dovesti do provođenja elektriciteta.[8]

Overklokovanje procesora Intel Core i7 980X Extreme

Stabilnost i fukncionalna ispravnost[uredi | uredi izvor]

Kao što overklokovane komponente rade izvan proizvođačevih preporučnih uslova, mogu funkcionisati sa greškama, dovodeći do sistemske nestabilnosti. Takvi kvarovi u radu mogu da se nikada ne otkriju i mogu umesto toga da manifestuju u programima, drajverima i operativnom sistemu. Overklokovanje može trajno oštetiti komponente dovoljno da izazove pogrešno funkcionisanje(takođe i u normalnim operativnim uslovima) bez totalne neupotrebljivosti.

Široka studija slučaja iz 2011. godine o greškama hardvera koji dovode do sistemskih grešaka za korisnike personalnih i laptop računara pokazala je 4 do 20 puta povećanje u sistemskim greškama koje su posledica procesorskih grešaka za overklokovane računare, u osmomesečnom periodu.[9]

U globalu, overklokeri tvrde da testiranja mogu osigurati da overklokovani sistemi budu stabilni i fukncionišu ispravno. Takošđe softverske alatke su dostupne za testiranje hardverske stabilnosti, generalno je nemoguće za bilo koje fizičko lice da istestira funkcionalnost procesora.[10] Dostizanje dobre pokrivenosti grešaka zahteva ogroman inženjerski trud, čak i sa svim resursima dodeljenim za validaciju od strane proizvođačem, neispravne komponente i čak neispravni dizajn nisu uvek otkriveni.

Poseban "stres tests" može potvrditi samo funkcionalnost specifičnih instrukcionih sekvenci koje se koriste u kombinaciji sa podacima i ne moraju otkriti greške u tim operacijama. Na primer, aritmetička operacija može proizvesti tačan rezultat ali netačne procesorske operacije(binarne); ako su zastave nisu proverene greška će da prođe nedetektovana.

Dalje, komplikovanije stvari u procesnim tehnologijama kao što su prikaz uređaja (histerezis); krug perfomansi je pod utiskom događaja iz prošlosti, tako da bez pažljivog odabranog testa moguće je za određenu sekvencu da se promeni iz stajanja u rad na overklokovanim nivoima u jednoj situaciji, ali ne i u drugoj iako su i napon i temperature identični. Često overklokovani sistem koji položi stres testove dočeka nestabilnosti u drugim programima.[11]

U overklokerskim krugovima, "stres testovi" ili "testovi mučenja" se koriste da se proveri ispravnost operacija komponente. Ova opterećenja se koriste, jer veoma mnogo opterećuju komponentu o kojoj se radi(na primer, grafička intenzivna aplikacija za testiranje video karti, ili različite matematičko intenzivne aplikacije za testiranje procesora). Popularni stres testovi su Prajm95, Everest, SuperPi, OCCT, AIDA64, Linpek, Sisoft Sandra, BOINK. Ukoliko se ne pojavljuju greške tokom ovih programa za testiranje, može se reći da je komponenta stabilna. Pošto je pokrivenost grešaka bitna u softverskom testiranju ovi testovi se često puštaju tokom dužeg perioda vremena, satima ili čak danima. Overklokovani računar se ponekad opisuje koristeći broj sati i stabilnost korišćenog programa, kao što je stabilnost posle 12 sati Prajm95 programa.

Faktori koji omogućuju overklok[uredi | uredi izvor]

Overklokabilnost nastupa u delu koji se vezuje sa ekonomijom proizvodnog procesa procesora i drugih komponenti. U mnogo slučajeva komponente su proizvedene u istom procesu i testirane posle proizvodnje da bi se odredile njihove realne maksimalne ocene. Komponente su nakon toga označene sa ocenom izabranom od strane tržišnih potreba proizvođača poluprovodnika. Ako je poluprovodnik jak, više visoko ocenjenih komponenti nego što je zahtevano može biti proizvedeno i proizvođač može označiti i prodati komponente visokih performansi kao nisko kotirane zbog marketinških razloga. U nekim slučajevima prava maksimalna ocena komponenti može prekoračiti prodaju najviše ocenjenih komponenti. Mnogi prodati uređaji sa nižom ocenom mogu se ponašati u svim aspektima kao visoko ocenjeni, dok u najgorem slučaju operacija sa najvišom ocenom može biti više problematična.

U značajnoj meri, visoki klokovi moraju uvek značiti veću emisiju toplote, dok su poluprovodnici postavljeni na visoke nivoe moraju pasti na masu češće. U pojedinim slučajevima ovo znači da glavna mana overklokovanih delova je daleko više razbacane energije nego što je maksimalno objavljeno od strane proizvođača. Stvaralac Pentiuma Bob Kolvel naziva overklokovanje "nekonrtolisanim eksperimentom sistemskih operacija".[12]

Merni efekti overklokinga[uredi | uredi izvor]

Benčmark programi se koriste za ocenu performansi. Benčmarci mogu postati vrsta "sporta", u kom se korisnici takmiče za najviše rezultate. Kao što je naznačeno iznad, stabilnost i funkcionalna ispravnost mogu biti dovedene u pitanje kada se overklokuje, i značajni benčmark rezultati zavise od tačnog izvođenja benčmarka. Zbog ovoga, benčmark retultati mogu biti prikazivani zajedno sa naznakama o stabilnosti i ispravnosti. Široko korišćeni test stabilnosti je Prajm95, koji u sebi ima ugrađeno proveravanje grešaka koji prikazuje grešku kada je računar nestabilan.

Koristeći samo benčmark rezultate, može biti teško oceniti razliku koje overklokovanje pravi za celokupni rad računara. Na primer, neki benčmark testovi testiraju samo jedan deo sistema, kao što je memorija, bez uzimanja u obzir koliko visok nivo kloka u ovom spektu će poboljšati performanse sistema kao celine. Za razliku od zahtevnih aplikacija kao što su video enkoridanje, visoko zahtevne baze, bendvit memorije nije tipičnan botlnek(usko grlo sistema), tako da veliki napredak u bendvitu memorije može biti neprimećen od strane korisnika u zavisnosti od aplikacije koja se koristi. Drugi benčmarci kao što je 3D Mark pokušavaju da oponašaju uslove video igara.

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Wainner & Richmond 2003, str. 1–2.
  2. ^ Wainner & Richmond 2003, str. 29.
  3. ^ a b Wainner & Richmond 2003, str. 38.
  4. ^ a b Wainner & Richmond 2003, str. 44.
  5. ^ Stokes, Jon. „IBM’s 500GHz processor? Not so fast…”. Ars Technica. 
  6. ^ Toon, John (2006). „Georgia Tech/IBM Announce New Chip Speed Record”. Georgia Institute of Technology. Arhivirano iz originala 1. 7. 2010. g. Pristupljeno 2. 2. 2009. 
  7. ^ „Extreme-Temperature Electronics: Tutorial - Part 3”. 2003. Pristupljeno 4. 11. 2007. 
  8. ^ a b Wainner & Richmond 2003, str. 48.
  9. ^ „Cycles, cells and platters: an empirical analysis of hardware failures on a million consumer PCs. Proceedings of the sixth conference on Computer systems (EuroSys '11)” (PDF). 2011. str. 343—356. 
  10. ^ Kurt Keutzer, Charles M. (2001). „Coverage Metrics for Functional Validation of Hardware Designs”. IEEE Design & Test of Computers. doi:10.1109/54.936247. 
  11. ^ Chen, Raymond (12. 4. 2005). „The Old New Thing: There's an awful lot of overclocking out there”. Pristupljeno 17. 3. 2007. 
  12. ^ Colwell, Bob (2004). „The Zen of Overclocking”. Computer. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 37 (3): 9—12. doi:10.1109/MC.2004.1273994. Pristupljeno 7. 1. 2015. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Overkloking na Vikimedijinoj ostavi.

Overklokovanje i baza benčmark programa[uredi | uredi izvor]

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Оверклокинг&oldid=27751461”