Con overclocking, in informatica, si indica una pratica finalizzata al miglioramento delle prestazioni di un componente elettronico di un computer (in genere la CPU o la GPU) mediante l'aumento della velocità della frequenza di clock rispetto a quella prevista dal produttore, marchiata sul contenitore della CPU.
Nel caso delle CPU, di cui si parla in generale ai soli fini esemplificativi, ciò che viene alterato è il segnale di clock interno del sistema, che determina quanti cicli di operazioni la CPU del computer debba eseguire nell'unità di tempo. Cambiando la frequenza alla quale questi cicli vengono eseguiti, in alcuni casi, è possibile aumentare o diminuire il numero delle operazioni nell'unità di tempo eseguite dal componente coinvolto.
A livello pratico si tratta di un'operazione legale, che nella stragrande maggior parte dei casi invalida istantaneamente la garanzia del prodotto oggetto della manipolazione. Loverclocking può essere eseguito in modo più o meno spinto, ma è in generale paragonabile al modificare la centralina di un autoveicolo affinché raggiunga il massimo delle prestazioni con rischio della compromissione della durata stessa del mezzo.
Descrizione generale Definizione tecnica In termini più precisi, fare un overclocking significa aumentare la frequenza di lavoro di un qualsiasi componente caratterizzato da operazioni cicliche, come per esempio un processore. La frequenza con cui lavora un moderno processore è determinata da due parametri: la velocità e il tipo di bus, che potrebbe, per esempio, essere di 200 MHz, e il moltiplicatore di tale parametro, nel nostro caso esemplificativo pari a ×10. Dato l'esempio, la frequenza di lavoro del processore preso in esame sarà di 2 GHz.
In generale è possibile praticare l'overclock di tutti i componenti digitali in sistemi asincroni, composti quindi da sottosistemi che operino a velocità diverse tra loro e non uniformi. Nello specifico del nostro esempio, un qualsiasi sistema informatico ha le porte USB, la memoria di sistema, la memoria della scheda grafica, la CPU e il bus di sistema che operano a velocità diverse: è l'architettura che procede poi a bufferizzare e gestire in modo del tutto trasparente le transazioni delle informazioni tra un componente e l'altro. In sistemi sincroni, invece, esiste una sola velocità di clock alla quale sono legate tutte le componenti del sistema: modificarla significherebbe agire sull'intero sistema, cosa che in realtà non è possibile data la nativa eterogeneità delle componenti in questione.
Tornando a un personal computer, di solito si usa praticare gli overclock sulla memoria e la GPU della scheda video, nonché su memoria, bus e CPU del sistema, tutto ai fini di migliorare le prestazioni.
I possibili problemi Interventi di overclocking si rendono possibili dal momento che i chip che escono dalle fabbriche sono progettati per lavorare a una certa frequenza, ma devono necessariamente tollerare frequenze superiori. Questa metodologia di produzione viene adottata per compensare il fatto che i chip costruiti possano effettivamente essere più o meno validi, a seconda della purezza delle materie prime utilizzate e dell'inevitabile imprecisione dei macchinari in opera presso le filiere di produzione.
Ad esempio, un macchinario che dovesse produrre chip per operare a una velocità di 1000 MHz con una tolleranza di 200 MHz, dovrà necessariamente produrre chip da almeno 1200 MHz nominali, per evitare che buona parte della produzione non regga le frequenze prefissate.
Gli overclockers sfruttano tali differenze per spingere i chip ai loro limiti prestazionali ed è per questo che a parità di modello alcuni chip sono più o meno "fortunati" di altri. Spesso, inoltre, diversi modelli di processore derivano da un'unica filiera produttiva: ciò spiega come può accadere che, in alcuni casi, dei modelli economici possano raggiungere facilmente le prestazioni di modelli più performanti, mentre magari alcuni esemplari di questi ultimi fatichino ad operare oltre la loro frequenza nominale.
Quando si effettua un overclock, il componente interessato potrà anche divenire instabile e dare luogo a fenomeni imprevisti di blocco. Il problema più grande da risolvere quando si effettuano operazioni di questo genere su un computer è mantenere una temperatura di esercizio nella norma: aumentando infatti la frequenza di lavoro aumenta anche la quantità di corrente assorbita dal componente, di conseguenza pure il calore generato. Per dare un'idea del problema, un processore overclockato può arrivare ad operare anche a temperature di 60-80 gradi Celsius superiori a quelle nominali indicati dal costruttore. Per questa ragione, ad esempio, il produttore Intel non implementa l'overclock nelle schede madri, così da poter garantire ai propri utenti finali la rispondenza in esercizio dei parametri nominali dichiarati (la stessa produce tuttavia dei processori con moltiplicatore sbloccato, da abbinare a chipset adeguati, per chi ha intenzione di effettuare overclock).
Estensione del concetto Per estensione, il termine è usato anche per indicare un miglioramento di un componente qualsiasi (periferica) di un computer, ma in questo caso è usato in maniera impropria. Un masterizzatore velocizzato, infatti, non è stato overcloccato ma modificato con un aggiornamento del firmware.
Scopi e funzioni Scopo funzionale È in questi casi che l'aspetto funzionale di un overclock tende ad evidenziarsi maggiormente. Sfruttare una vecchia CPU per eseguire ad esempio un gioco che richiederebbe del nuovo materiale hardware giustifica l'esecuzione di un overclock. Stesso vantaggio si otterrebbe overcloccando un hardware utilizzato per eseguire lunghe ed impegnative elaborazioni, quale ad esempio un secondo PC adibito alla codifica di filmati o al rendering di grafica 3D che spesso richiedono ore.
Scopo sperimentale In questo caso si parla di individui che per puro spirito di sperimentazione o per passare il tempo si dilettano nel testare il limite fisico del proprio hardware. Infatti, il costruttore di una CPU raramente fornisce alla propria clientela materiale tarato su tolleranze minime. Un processore prodotto per lavorare per esempio a 2,4 GHz, probabilmente è stato progettato per lavorare almeno fino a 3 GHz e successivamente limitato via software (o in alcuni casi via hardware) ad una frequenza inferiore, quella indicata sull'etichetta. In molti casi il distacco tra queste due velocità di funzionamento è tanto ampio da rendere conveniente il superamento dei limiti di fabbrica.
Procedimento Per eseguire un overclock di una CPU, bisogna garantire che l'hardware interessato non subisca danni: ogni processore ha come caratteristica una temperatura di core che deve essere mantenuta stabile e sotto una certa soglia di pericolo.
L'aspetto fondamentale, quindi, risiede nelle questioni legate al raffreddamento forzato del componente interessato.
Raffreddamento della CPU Se il processore viene fatto operare a una velocità più elevata di quella nominale, l'energia termica sviluppata dallo stesso aumenterà rapidamente con carichi elaborativi elevati (codifica filmati ad esempio).
Inoltre, non sempre il sensore di temperatura interno al processore riuscirà ad essere d'aiuto, in quanto potrebbe rilevare troppo tardi un repentino ed improvviso innalzamento della temperatura del socket, che è la parte del processore racchiusa dall'involucro del processore stesso: il sensore di temperatura si trova spesso all'esterno o ai bordi dell'involucro.
Per evitare spiacevoli inconvenienti dovuti ad un surriscaldamento (overheat) della CPU (con conseguente blocco del sistema e possibili danni irreparabili allo hardware) è necessario, quindi, fare in modo che il core del processore, a sistema avviato ed a pieno regime di elaborazione, venga comunque a trovarsi al di sotto della temperatura di funzionamento nominale dichiarata dal costruttore.
Ventole In un overclock convenzionale sarà sufficiente sfruttare i principi della dissipazione termica per risolvere il problema.
Si dovranno quindi potenziare le ventole di raffreddamento esistenti, o aggiungerne di nuove, per consentire: il ricambio di aria all'interno del case del sistema informatico; un adeguato afflusso d'aria sulla superficie del dissipatore di calore a contatto con la CPU interessata dalloverclock.
Si possono trovare in commercio ventole con diversi livelli di rumorosità che, a parità di dimensioni, sono in grado di far circolare più aria nell'unità di tempo rispetto a delle ventole economiche, parametro misurato in volume di piedi al minuto (CFM). Per altre informazioni sul flusso d'aria nel case, si consiglia di vedere la voce ATX.
Una nota riguardo alla pulizia risulta quantomai doverosa: un computer o un qualsiasi apparato elettronico che abbia la necessità di un raffreddamento forzato attivo (tramite ventole) dovrà godere di un'accurata pulizia. La polvere aspirata all'interno dei case e depositata in modo spesso del tutto casuale può arrivare a livelli di accumulo tali da comportarsi come una "copertina", riducendo talvolta, anche pesantemente, l'efficacia del sistema di raffreddamento. Infine c'è anche da dire che nei case di qualità superiore alla media, per scongiurare l'accumulo eccessivo di polvere all'interno del sistema, vengono disposti dei filtri vicino alle ventole il cui flusso è orientato verso l'interno del sistema: una mancata pulizia di tali strumenti a lungo termine non potrà che portare alla disfunzione, se non al blocco totale, delle ventole di sistema, basti pensare che aziende elettroniche che adottano le normative ISO 9001 per garantirsi la qualità del proprio prodotto, gestiscono la regolare taratura degli strumenti utilizzati sulle linee di produzione a cadenza trimestrale, comprendente nella revisione, la pulizia dei filtri antipolvere.
Dissipatori Per migliorare il coefficiente di dissipazione termica della CPU vanno adottati o consolidati due aspetti specifici: Utilizzo della pasta termoconduttiva (o gel termico) al posto del più scadente PAD termico Miglioramento della superficie dissipante (questa procedura è detta lapping, o lappatura)
La pasta termoconduttiva è un composto elettricamente non conduttivo a base minerale, ha la consistenza di un gel in grado di aumentare la coesione termica tra due superfici secondo quanto enunciato nel primo principio della termodinamica. La pasta (o gel) viene spalmata tra il processore e il dissipatore che vi è sovrapposto, e viene usata universalmente, anche su processori non interessati dalloverclock.
È in commercio una pasta termica molto più prestante riguardo alla conduzione termica; la sua migliore capacità di scambiare calore è dovuta alla sua composizione pari al 100% di metalli e varie leghe. Al tatto si presenta come mercurio, ma non è assolutamente tossica. Questa soluzione non ha tutti i pro dalla sua parte, infatti, essendo composta solo da metalli, è conduttiva elettricamente, e questo è un rischio enorme, dato che mentre si cerca di spalmarla potrebbero caderne alcune gocce sui contatti della scheda madre, e questo finirebbe con l'andare poi a cortocircuitare tutto il sistema quando lo si alimenta elettricamente.
Per migliorare l'efficienza della superficie dissipante, caratteristica essenziale di ogni dissipatore, indicata in centimetri quadri totali e caratterizzata dal coefficiente di conduttività termica del materiale utilizzato, si può operare pulendo il vecchio dissipatore. Rimuovendo la polvere ed il grasso presenti tra le lamelle del dissipatore è possibile riportare lo stesso alla sua funzionalità caratteristica nominale ed ottimizzarne il funzionamento.
Esistono in commercio, inoltre, dissipatori con coefficiente di dissipazione molto elevato, adatti agli scopi in oggetto: l'acquisto di un dissipatore maggiorato è fortemente consigliato per garantire la buona riuscita e la stabilità a lungo termine di un overclock.