O que é o overclock de um processador?

O que é o overclock? Todas as máquinas são desenhadas para ter uma determinada performance. E todas (as boas pelo menos) tentam garantir essa performance com uma margem de erro. Ou seja, o motor, caixa de velocidades e travões de um carro não deixam de cumprir a sua função quando é desenvolvida uma potência ligeiramente superior à especificada. Simplificando as variáveis envolvidas, falemos em tolerância dos componentes: uma peça é desenhada para que, em produção, a sua resistência ou performance supere, na esmagadora maioria das situações, as especificações da mesma. Aproveitemos isso a nosso favor!

O processador e a velocidade de relógio

Um processador é especificado para funcionar a uma determinada velocidade de relógio (ciclos por segundo – Hz) respeitando uma determinada potência (watt). Sendo todos eles produzidos uma grandes conjuntos de silício em formatos redondos (bolacha ou waffer) antes de serem separados, existe variabilidade na sua qualidade.

Assim, as empresas selecionam e gradam estes componentes (binning) de acordo com a sua qualidade para os dividirem em segmentos, cobrando mais pelos mais rápidos. Mas não os podem testar, a todos, dias a fio, pelo que contabilizam uma margem de segurança, garantindo o seu funcionamento dentro das especificações em praticamente todas as situações. É esta margem de segurança que um overclocker procura.

AMD ryzen 7 1700
AMD Ryzen 7 1700 – 8 cores (núcleos) e 16 threads

Overclock do processador/CPU

Fazer correr um processador/componente a uma velocidade de relógio superior à especificada pelo fabricante é overclock. De início os fabricantes de processadores não apoiavam e invalidavam garantias se fossem aplicadas técnicas desta natureza, porque era possível obter maior performance com menos dinheiro e isso poderia por em causa as vendas dos produtos mais rápidos (e mais caros). Como em tudo, a concorrência abriu este mercado, que cada vez é melhor aceite (e apoiado) pelos próprios fabricantes. Isto porque se eu não tiver a melhor performance desta empresa compro da outra…

Hoje já não é preciso usar jumpers ou fazer modificações nas pistas de uma motherboard (para aumentar voltagem) para tirar a melhor performance de um processador. Nem é preciso ser muito conhecedor dos meandros do hardware da máquina (se bem que não prejudica em nada). A AMD tem até uma ferramenta que permite fazer overclock a partir do ambiente de trabalho do Windows!

De uma forma geral, todos os processadores, com uma motherboard e fonte de alimentação razoáveis e refrigeração decente, permitem alguma margem para aumento de velocidade. Alguns são verdadeiramente fenomenais para este efeito, como foi o AMD Opteron 144, com 1,8GHz (cerca de 150€), que facilmente chegava a 3GHz, mais do que os 2,8GHz do topo de gama FX-57, que custava cerca de 1000€. Ou o dual core Pentium D 805, que por menos de 150€ podia chegar aos 4.1GHz em 2006 (note-se que esta arquitectura era bem inferior à AMD na época, pelo que a velocidade de relógio não é tudo). Qualquer apaixonado por hardware se lembra com saudade ainda dos Intel Sandy Bridge i5-2500k e i7-2600k em 2011, verdadeiros poços de performance, com uma arquitetura eficiente, rápida, e sendo possível elevar um processador de 3,3GHz para 4,5Ghz com pouco mais que um dissipador a ar decente.

MHz não é tudo

Quanto mais simples a arquitetura de um CPU mais fácil é aumentar a sua velocidade. Em cada ciclo é processada uma certa quantidade de tarefas, ou instruções. Quanto mais ciclos por segundo, comparando com o mesmo processador, temos uma relação mais ou menos direta com a performance (dobro da velocidade = dobro da performance). Mas temos que comparar alhos com alhos. O número de instruções por ciclo (IPC) pode variar muito entre arquiteturas de CPU, pelo que podemos ter uma velocidade inferior e performance melhor. Isto aconteceu na altura do Pentium Willamette/Northwood – Intel) vs Athlon 64 (AMD) em que as velocidades conseguidas eram superiores na Intel, mas, ciclo por ciclo, a AMD era bem mais eficiente, e, por isso, melhor opção. Depois os papeis inverteram-se com a arquitetura core 2 (Intel) que durante anos dominou o mercado, estagnado. Agora a AMD voltou à carga com a arquitetura Zen, e o consumidor já ganhou.

Como se faz overclock?

Um de dois processos são habitualmente usados, ou uma combinação dos dois. De uma forma simples, o processador funciona num barramento (BUS) com uma determinada velocidade, sendo a sua velocidade resultado de um multiplicador desse barramento. Com um Bus de 100Mhz e um multiplicador de 20 temos 2000Mhz. Então podemos aumentar o Bus ou o multiplicador. 125Mhz x 20= 2500Mhz ou 100Mhz x 25= 2500Mhz ou ainda 109MHz x 23 = 2507MHz.

Alguns processadores não permitem alterar o multiplicador, pelo que apenas a primeira opção é válida, e hoje, tendo em conta a complexidade dos sistemas, é complicado aumentar a velocidade do BUS, algo que pode causar instabilidade ao afetar todo o PC e não só o processador. O ideal é ter os multiplicadores desbloqueados, como as séries k da Intel ou todos os Ryzen da AMD, por exemplo. Isto torna o overclock realmente fácil.

O que é preciso?

Uma fonte razoável (veja aqui como escolher), uma motherboard que permita overclock (nem todas as gamas o permitem), um processador desbloqueado e com bom potencial de overclock (qualquer teste online destes refere este ponto). Se quiser, umas boas memórias que permitam também overclock elas mesmas ajudam a aumentar a performance do sistema.

Watercooled PC 2004
Uma verdadeira solução old school. Esta caixa foi completamente modificada à mão para refrigeração a água. Isto em 2004 – o meu primeiro PC refrigerado a água.

Depois, tendo em conta que o processador vai aquecer mais (é garantido!) precisa de um sistema de refrigeração melhorado para permitir lidar com esse excesso de temperatura. O melhor é começar por uma boa caixa, com bom fluxo de ar, cabos bem arrumados, ventoinhas grandes (menos barulho e maior performance) a introduzir ar fresco e retirar ar quente da caixa (habitualmente da frente para trás e de baixo para cima) e um bom dissipador para o CPU. A ar, habitualmente, e quanto maior melhor. A água (mesmo soluções all in one) é um furo acima mas exige um pouquinho mais preparação, enquanto uma solução customizada a água é para quem tem muita experiência. Depois é procurar um dissipador com bons testes que se adeque à bolsa. Não esquecer o ruído!

Dissipador processador CPU
Dissipador a ar sobredimensionado, apropriado para overclock

Como fazer?

Nada como um guia específico para a combinação motherboard/processador (ou plataforma/processador) que possui.

No melhor caso, para um overclock salutar, mas não no limite, depois de juntar o hardware adequado precisa dos seguintes passos:

  • Testar o hardware de fábrica com um programa que leve os componentes ao seu limite e ver se:
    • as temperaturas são aceitáveis
    • a máquina se mantêm estável ao final de várias horas (idealmente muitas) de tortura.
    • Sou tendencioso para o prime95, modo teste, porque o uso há muitos anos. Na minha experiência, se passa 12h disto passa tudo (falo do processador). O OCCT também é boa opção.
    • Para ver temperaturas pode experimentar o HWinfo.
  • Depois de estabelecer um sistema estável, aumentar o multiplicador e voltagem do processador na Bios da motherboard (dependente do modelo de processador) e voltar a testar o sistema.
  • Testar novamente
  • Quando os programas de teste não dão erros e o sistema se mantêm ligado (sem o ecrã azul da morte – BSOD) pode dar-se por satisfeito ou, como no meu caso, aumentar mais ainda.

    O resultado

Espero que esta pequena introdução tenha aguçado o apetite e que possa agora ler mais sobre o assunto. O resultado principal é a satisfação pessoal de ter uma máquina por x que vale x+y, e, no meu caso, folgo em saber que tenho habitualmente um processador de gama média com performance bem superior aos topos de gama do mercado.

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Fonte de alimentação – o coração do PC

A fonte de alimentação, PSU – Power Supply Unit, é, provavelmente, o último componente com que se preocupa ao adquirir um computador. É possível que nem saiba do que se trata e utilize um PC há décadas. Mas a importância daquela é crítica, já que em si assenta a estabilidade (e durabilidade) do sistema.

PSU, fonte de alimentação
Fonte de alimentação

O que é a fonte de alimentação

Um computador de secretária (desktop) é constituído por múltiplos componentes que se podem adquirir individualmente. A fonte de alimentação é o componente que providencia energia estável para todos os componentes do PC, excetuando o monitor.

Quando se compra um computador de secretária pré montado há um sítio para ligar o cabo de alimentação. Esse é o componente de que falamos. Claro que também existe num computador portátil, é o “transformador” que ligamos à corrente.

A corrente da tomada é alterna (AC) com tensão de 230v, enquanto a usada pelos componentes é contínua (DC), com tensão a 3.3v, 5v e 12v. 12v é a voltagem mais usada pelos componentes. No caso da fonte de alimentação dos portáteis e de alguns monitores, esta transforma os 230vAC em, por exemplo, 19v, que depois são usados pelo pc e transformados consoante o necessário.

PSU modular
Fonte de alimentação com cabos modulares

Uma boa fonte de alimentação

As melhores fontes de alimentação custam pouco menos do que um PC barato. No entanto, entre os 50 e 100€ existem excelentes opções com toda a qualidade que se pode desejar. Acima disto só para utilizadores muito exigentes ou com PC’s com elevados requisitos energéticos, com overclock (aceleração dos componentes, sobretudo processador, em relação à sua velocidade normal) e/ou duas ou mais placas gráficas potentes.

Se repararmos que algumas “caixas” de computador com fonte incluída estão à venda por 40-50€, e até são “bonitinhas” e têm fontes com  “500w”… bem, se acreditar no Pai Natal…

Muitos dos problemas de instabilidade vêm deste componente. Por isso é que recomendo uma boa caixa, uma boa fonte e, depois, apenas o que for necessário. Quer isto dizer que a motherboard, memória, processador, e eventual placa gráfica devem ser tão bons quanto a utilização o exigir, mas a caixa e fonte podem ultrapassar largamente a vida média destes componentes ao poderem ser conservados em futuros upgrades.

No meu caso, que mantenho o meu PC atualizado, entre cerca de 7 motherboards (placa mãe), 8 processadores, 4 kits de memórias entre 3 gerações (DDR, DDR2, DDR3) e 6 ou 7 placas gráficas, usei apenas 2 fontes e duas caixas ao longo de mais de 12 anos da “máquina”. E estes upgrades foi por pretender algo melhor e não por avaria. Todos os outros componentes foram igualmente reaproveitados ou vendidos enquanto tiveram vida útil e não avariaram.

A avaria

E aqui começa a história de hoje: A minha excelente fonte de alimentação de 720w ficou incapaz de dar conta do sistema, causando instabilidade e perdas de tensão repentinas que levavam a um desligar sem aviso da máquina, a par de encerramentos pela motherboard com o intuito de proteger o sistema de picos de voltagem. Isto acontecia em situações de maior carga sobre o sistema.

A sua potência, real,  foi deliberadamente sobredimensionada. O comum utilizador não precisa de 720w e, mesmo para mim, é claramente mais do que o necessário. A marca é excelente e a qualidade bem acima da média, pelo que esta foi uma situação inesperada, e, inicialmente, pensei que pudesse ser outro problema, nomeadamente a recém adquirida placa gráfica. Mas como a fonte já tinha vários anos e a durabilidade dos componentes eletrónicos é resultado da relação qualidade/tempo/temperatura, tive de considerar essa hipótese.

O diagnóstico foi fácil. Troquei a fonte por uma mais antiga (curiosamente, a primeira fonte que esteve no computador!) e tudo funcionou na perfeição.

A fonte avariada tinha cerca de 8 anos de abusos elétricos por parte de um sistema de elevada performance, com overclock, que esteve muitas horas ligado em cada dia. Ou seja, não dou por mal entregue o dinheiro que me custou. Ainda assim, não desisti dela e tenciono tentar uma reparação, já que tinha alguns condensadores “dilatados”. A substituição deste tipo de componentes já me permitiu salvar um amplificador e um monitor TFT, pelo que estou esperançado que aconteça o mesmo aqui.

power supply unit inside
Interior da PSU avariada

O tamanho importa

O tamanho mais frequente em fontes de alimentação é o ATX. As caixas ATX e de dimensões superiores permitem sempre este tipo de fonte. No entanto existem outros desenhos de caixas. Considerando modas, neste momento são frequentes os pequenos PC’s, em caixas compatíveis com motherboards mini-ATX, micro-ATX e mini-ITX. Estas requerem fontes compatíveis, mais difíceis de arranjar e de escolher. Algumas necessitam de transformador externo e têm associada uma pequena placa de transformação dentro da caixa.

Trocar a fonte de alimentação

Trocar uma fonte de alimentação é mais fácil do que montar Legos. Os legos encaixam sempre uns nos outros, as tomadas/ligações da fonte só encaixam onde devem ficar.

De uma forma geral, todos os PC modernos têm as mesmas ligações. A saber:

Motherboard

A Motherboard tem habitualmente dois locais para ligação da fonte.

Conector ATX 24 pinos

Esta ligação providencia toda a gama de voltagens utilizada pelo sistema. Costuma estar localizada na periferia da motherboard, mais frequentemente do lado direito do processador. Fontes e motherboards ATX muito antigas poderão ter ainda conector de 20 pinos.

ATX conector
Conetcor ATX 20/24pinos
Conector suplementar 12V

Com os requisitos adicionais de energia por parte do processador e rails PCI express (PCIe) foi necessário implementar entrega de 12v suplementar. Este conector tem dois formatos mas as fontes costumam ter forma de adaptar para cada um deles. Habitualmente está perto do socket do CPU (processador).

ATX 12v CPU conector
Conector ATX 12v suplementar

 

Placa gráfica

As placas gráficas mais potentes usam mais energia do que a extraível da sua ligação à motherboard. têm por isso habitualmente uma ou duas ligações suplementares de energia PCIe (12v) e podem até recusar-se a arrancar sem esta devidamente ligada.

VGA PCIe PSU
Conector PCIe 12v

Leitores e gravadores de CD /DVD/Blu-ray

As unidades mais antigas usam conectores de 4 pinos (vulgo “molex”, se bem que esta é uma marca e não um tipo de conector). Atualmente todas usam conectores de energia SATA. Costumam estar localizados na parte traseira.

SATA PSU
Conector SATA (esquerda, energia; direita, dados)

Discos duros e SSD’s

A maior parte dos discos duros, mecânicos e Solid State (SSD) tem conectores SATA. Unidades muito antigas poderão ter fichas de 4 pinos.

Ventoinhas e outros periféricos

Quando estes itens não estão ligados à motherboard (vantagens a nível do controlo de velociade – e ruído) ou quando o controlador é externo à motherboard, as ligações típicas são fichas de 4 pinos.

Conector Molex 4 pinos

Opções na fonte de alimentação

Cabos – modular ou não

A impressora pode ter todos os cabos integrados (conectores de um lado, fios até dentro da caixa da fonte) ou ser modular (conectores de ambos os lados nos cabos, conectores na caixa da fonte). As vantagens (únicas) das fontes modulares são a menor confusão de cabos (usa-se o que for preciso apenas) e a estética/refrigeração, já que usar menos cabos permite afastá-los do fluxo de ar para refrigeração da máquina e escondê-los melhor melhora a estética do interior. Sim a estética conta, especialmente se tiverem uma janela para o interior do PC!

Fontes modulares são tipicamente mais caras e mais sujeitas a avaria, pois há mais componentes para falhar. Dentro da mesma marca, habitualmente compensa mais (pelo mesmo preço) comprar uma variante não modular. Boas fontes modulares são tipicamente muito caras.

PSU modular cables
Cabos modulares/independentes

Potência

Para um PC que não tenha um placa gráfica de última geração, 500w é mais do que suficiente. 400w servem perfeitamente para um CPU potente de última geração com gráfica integrada. Mas atenção – watts reais. Não potências de pico, tipicamente apregoadas em fontes de baixa qualidade. Estamos a falar de entrega de energia constante ao logo do tempo, com esse valor máximo, sem oscilações de tensão.

Marca

Existem imensas marcas a produzir fontes de qualidade. E a qualidade não é igual em todas as fontes da mesma marca. É difícil referir “as” marcas boas, porque é sempre uma opinião enviesada. No meu caso seriam as marcas que tive e gostei, ou quis ter. Interessa olhar para as garantias, que são também uma segurança da confiança da marca nos seu produto.

Eficiência

Todas as fontes de alimentação têm perdas de energia na transformação da corrente elétrica.

Uma boa fonte tem certificação 80 Plus: eficiência superior a 80% a 20%, 50% e 100% da capacidade (potência) anunciada. Isto significa que a eficiência é (quase sempre), no mínimo, 80%. 80 Plus Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium são classificações superiores.

Uma fonte com certificação 80 Plus Titanium, por exemplo, terá uma eficiência típica superior a 94%. Fontes com elevada eficiência perdem menos energia (gastam menos), aquecem menos (duram mais) e precisam de menos refrigeração (são mais silenciosas).

Comprar uma fonte com certificação elevada é maior garantia de qualidade global, mas é mais caro.

80 plus platinum
Certificação energética 80 plus

Ruído

Há fontes completamente passivas, ou seja, sem refrigeração ativa (ventoinhas). As que conhece melhor são os transformadores de portáteis, mas também existem para PC e não fazem ruído nenhum. Uma fonte passiva de qualidade precisa de componentes excecionalmente resistentes a temperaturas altas, pelo que costuma ser material muito caro.

Fontes com ventoinhas maiores (12cm ou mesmo 14cm) são mais silenciosas do que as congéneres com ventoinhas mais pequenas.

Algumas fontes regulam excecionalmente bem a velocidade da ventoinha, que pode inclusive desligar em baixos consumos.

De uma forma geral, uma fonte de gama média/alta é silenciosa e um dos componentes standard mais silenciosos do PC.

PSU Fan
Ventoinha de refrigeração da fonte de alimentação

Montagem

Desligar a corrente e esperar uns segundos para a descarga completa do circuito! (as luzes da motherboard apagam-se)

Depois de desligar todos os cabos e retirar a fonte antiga, desaparafusando os parafusos habitualmente presos na parte traseira é só trocar pela ordem inversa. Os cabos não encaixam onde não pertencem e, desde que não sejam forçados, não vão fazer estragos.

 

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Uma aplicação android? Porque não?

Desde que tinha iniciado os trabalhos, há vários anos, para produzir as curvas de peso fetal/recém nascidos para a população Portuguesa, que tinha definido com os meus colaboradores a facilitação do uso das mesmas como parte integrante dos trabalhos.Várias maneiras de o fazer foram equacionadas e estão em curso, em programas específicos de obstetrícia e ecografia, página web, etc. Surgiu então o desafio de um dos meus coautores para fazer uma app android.

Facilitador de programação android

Eu gosto muito de informática, mas não sou programador… pensei eu. Mas acontece que, para android, um grupo de investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) resolveu criar uma forma bem mais fácil de um utilizador sem conhecimento de linguagens de programação produzir uma app de aspeto profissional, democratizando a produção de aplicações à medida para os utilizadores e, até mesmo, comerciais. Chama-se appinventor (http://appinventor.mit.edu) e é uma aplicação para criar aplicações. O preço ainda é melhor – completamente gratuito.

É claro que ainda implica alguma aprendizagem, e com certeza envolve algumas luzes de programação, algoritmos e lógica, mas quem souber o que é um if then else terá dias ao invés de meses de aprendizagem.

A plataforma tem agora um spin off comercial – thunkable (http://thunkable.com/) com uma roupagem mais profissional, mas muito parecida. Nota-se que as aplicações são visualmente um pouco mais polidas e em linha com as guidelines da Google atuais, mas perde alguma compatibilidade com as versões mais antigas de android (mesmo muito antigas, pelo que isto não será um problema). Para já, a plataforma thunkable também é gratuita, e tem a promessa de vir a ser compatível com iOS, o sistema operativo mobile da Apple.

IG calc PT - aplicação para cálculo do percentil de peso fetal e Idade Gestacional
Ecrã principal da aplicação android publicada
thunkable scren - IG calc PT - aplicação android para cálculo do percentil de peso fetal e Idade Gestacional
O mesmo ecrã mostrado acima na página de layout da thunkable
thunkable scren1 blocks
Blocos por detrás do ecrã mostrado acima – aqui se constrói a programação da app

O suporte da comunidade a esta iniciativa, como é habitual nas plataformas open source úteis, é fabuloso. Quase todas as perguntas têm resposta em múltiplos websites de programadores, fóruns, páginas pessoais… Imensos exemplos estão disponíveis, sendo uma questão de perseverança até se concretizar uma app decente.

Não, não dá para fazer tudo, mas dá para fazer aplicações muito complexas. Eu fiquei maravilhado com a possibilidade de testar a aplicação enquanto se constrói, vendo as mudanças em tempo real no smartphone. Para alguém com pouca experiência, a iteração tentativa – erro – tentativa é rapidíssima.

As imagens acima dão um exemplo de uma página com algum nível de complexidade. Envolve cálculos, seleção de ficheiros, identificação de erros de introdução e respetivas notificações. Numa página temos o aspeto gráfico para o utilizador, os componentes e ficheiros que desejamos utilizar. Debaixo do “capot” construímos a lógica das interações com um sistema de blocos de construção que impedem a maioria dos erros de principiante (se não encaixa, é porque não dá).

Abaixo vemos o exemplo de um bloco associado a um botão que, quando pressionado, abre uma página web no navegador predefinido, e parte de um procedimento que calcula a idade gestacional a partir do comprimento crânio caudal medido em ecografia.

thunkable open site block
Este bloco abre o browser na página indicada quando o botão é clicado.
thunkable calc block
Este bloco calcula a idade gestacional a partir do CRL – comprimento crânio caudal, se este estiver preenchido.

E porque não fazer uma app hoje?

A aplicação encontra-se disponível e gratuita para Portugal na Google play store:

Ver aplicação

Alguns screenshots da aplicação:

IG Calc PT página inicial com cálculo de IG
Página inicial com opção de cálculo de IG aberta e gravidez datada por ecografia do 1ºT
IG Calc PT percentil
Exemplo da notificação do significado do valor encontrado para o percentil, depois do cálculo
IG Calc PT página de cálculos adicionais
Página de cálculos adicionais
IG Calc PT página inicial com cálculo IG
Página inicial com opção de cálculo de IG aberta e gravidez datada por data da última menstruação
IG Calc PT página about
Página “acerca de”

 

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