O que é o overclock de um processador?

AMD ryzen 7 1700

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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Autor: Ricardo Santos

Ginecologista Obstetra, ligado ao diagnóstico e tratamento da Infertilidade. "Engenhocas" nas horas vagas.