Underclocking , también conocido como downclocking , es modificar la configuración de tiempo de una computadora o circuito electrónico para que se ejecute a una frecuencia de reloj más baja que la especificada. El subclocking se usa para reducir el consumo de energía de una computadora, aumentar la vida útil de la batería, reducir la emisión de calor y también puede aumentar la estabilidad y compatibilidad del sistema . El subclocking puede ser implementado de fábrica, pero el usuario final puede implementar un subclock en muchas computadoras y componentes.
Tipos
Subclocking de CPU
Para los microprocesadores, el propósito es generalmente disminuir la necesidad de dispositivos de disipación de calor o disminuir el consumo de energía eléctrica . Esto puede proporcionar una mayor estabilidad del sistema en entornos de mucho calor, o puede permitir que un sistema funcione con un ventilador de enfriamiento de flujo de aire más bajo (y por lo tanto más silencioso ) o sin uno en absoluto. Por ejemplo, un procesador Pentium 4 que normalmente tiene una frecuencia de 3,4 GHz se puede "desacelerar" a 2 GHz y luego se puede ejecutar de forma segura con velocidades de ventilador reducidas. Esto invariablemente se produce a expensas del rendimiento del sistema. Sin embargo, la reducción proporcional del rendimiento suele ser menor que la reducción proporcional de la velocidad del reloj porque el rendimiento suele estar limitado por otros cuellos de botella: el disco duro , la GPU , el controlador de disco , Internet , la red , etc. circuito para reducir las necesidades de energía de un dispositivo. El subclocking deliberado implica limitar la velocidad de un procesador, lo que puede afectar la velocidad de las operaciones, pero puede o no hacer que un dispositivo sea notablemente menos capaz, según el otro hardware y el uso deseado.
Muchas computadoras y otros dispositivos permiten el subclocking. Los fabricantes agregan opciones de subclocking por muchas razones. El subclocking puede ayudar con la acumulación excesiva de calor, porque un rendimiento más bajo no generará tanto calor dentro del dispositivo. También puede reducir la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar el dispositivo. Las computadoras portátiles y otros dispositivos que funcionan con baterías a menudo tienen configuraciones de reloj inferior, por lo que las baterías pueden durar más sin cargarse.
Además de proporcionar funciones de subclocking, los fabricantes pueden optar por limitar la capacidad de una máquina para hacerla más eficiente. Los modelos de computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC) pueden ayudar a los fabricantes a construir dispositivos que funcionan con menos energía.
Tarjetas gráficas
El subclocking también se puede realizar en las GPU del procesador de la tarjeta gráfica , generalmente con el objetivo de reducir la salida de calor. Por ejemplo, es posible configurar una GPU para que funcione a velocidades de reloj más bajas al realizar tareas diarias (por ejemplo, navegar por Internet y procesamiento de textos), lo que permite que la tarjeta funcione a una temperatura más baja y, por lo tanto, velocidades de ventilador más bajas y silenciosas. Luego, la GPU se puede overclockear para aplicaciones con gráficos más intensos, como juegos. La subclocking de una GPU reducirá el rendimiento, pero esta disminución probablemente no se notará, excepto en aplicaciones gráficamente intensivas.
Subclocking de memoria
Es posible que la RAM más nueva y más rápida no tenga reloj para que coincida con los sistemas más antiguos como una forma económica de reemplazar la memoria rara o descontinuada. Esto también puede ser necesario si se encuentran problemas de estabilidad en configuraciones más altas, especialmente en una PC con varios módulos de memoria de diferente velocidad de reloj. Si no acelera el reloj de un procesador de PC y no cambia el factor de reloj o el multiplicador (la relación entre el procesador y la velocidad del reloj de la memoria), la memoria también estará bloqueada.
Cuando se usa
El escalado de frecuencia dinámico (subclocking automático) es muy común en las computadoras portátiles y también se ha vuelto común en las computadoras de escritorio. En las computadoras portátiles, el procesador generalmente se bloquea automáticamente cuando la computadora funciona con baterías. La mayoría de los procesadores de computadoras portátiles y de escritorio modernos (que utilizan esquemas de ahorro de energía como Cool'n'Quiet y PowerNow! [1] de AMD ) se bloquean automáticamente bajo una carga de procesamiento ligera, cuando el BIOS de la máquina y el sistema operativo lo admiten. Intel también ha utilizado este método en numerosos procesadores a través de una función llamada SpeedStep . SpeedStep apareció por primera vez en chips como el Core 2 Duo y los modelos Pentium selectivos, y luego se convirtió en un estándar en los modelos Core i3, i5 e i7 de gama media y alta.
Algunos procesadores se bloquean automáticamente como medida defensiva, para evitar un sobrecalentamiento que podría causar daños permanentes. Cuando dicho procesador alcanza un nivel de temperatura que se considera demasiado alto para un funcionamiento seguro, el circuito de control térmico se activa, disminuyendo automáticamente el reloj y el voltaje del núcleo de la CPU hasta que la temperatura haya vuelto a un nivel seguro. En un ambiente adecuadamente refrigerado, este mecanismo debería activarse raras veces (si es que alguna vez).
Hay varias competiciones de subclocking diferentes en formato similar a las competiciones de overclocking , excepto que el objetivo es tener la computadora con el reloj más bajo, a diferencia del más alto.
Ventajas
- Reducción del consumo de energía eléctrica, especialmente cuando se combina con subtensión (es decir, reducción de la tensión del componente por debajo de la nominal). Por ejemplo, al reducir el reloj de un procesador Athlon XP 1700+ de 1466 a 1000 MHz y reducir el voltaje del núcleo de 1,75 a 1,15 V, un usuario de computadora redujo el consumo de energía de 64,0 a 21,6 W, es decir, un 66% de reducción de energía, con solo 26 % menos de rendimiento. [2] Lo mismo ocurre con los procesadores más nuevos: cuando una CPU Intel de un solo núcleo tenía un 20% de retraso, el rendimiento de la PC se redujo solo un 13% con una reducción de energía del 49%. [3]
En general, la potencia consumida por una CPU con capacitancia C , funcionando a frecuencia f y voltaje V es aproximadamente [4]
- Reducción de la generación de calor, que es exactamente proporcional al consumo de energía.
- Menos ruido porque los ventiladores de refrigeración pueden ralentizarse o incluso eliminarse. La eficiencia de un ventilador de enfriamiento es proporcional a su velocidad de rotación, pero a medida que aumenta, también lo hace el ruido.
- Mayor vida útil del hardware.
- Mayor estabilidad.
- Mayor duración de la batería.
- Mejor compatibilidad con aplicaciones antiguas.
- Rendimiento adecuado de juegos de computadora muy antiguos que dependían de la sincronización de la CPU.
En la práctica
Linux
El kernel de Linux admite la modulación de frecuencia de la CPU. En los procesadores compatibles, el uso de cpufreq para obtener acceso a esta función le da al administrador del sistema un nivel variable de control sobre la frecuencia de reloj de la CPU . El kernel incluye cinco reguladores de forma predeterminada: conservador, bajo demanda, rendimiento, ahorro de energía y espacio de usuario. Los reguladores Conservative y Ondemand ajustan la frecuencia de reloj en función de la carga de la CPU, pero cada uno con algoritmos diferentes. El gobernador Ondemand salta a la frecuencia máxima con la carga de la CPU y disminuye la frecuencia paso a paso con la CPU inactiva, mientras que el gobernador conservador aumenta la frecuencia paso a paso con la carga de la CPU y salta a la frecuencia más baja con la CPU inactiva. Los reguladores de rendimiento, ahorro de energía y espacio de usuario establecen la frecuencia de reloj de forma estática: rendimiento al más alto disponible, ahorro de energía al más bajo disponible y espacio de usuario a una frecuencia determinada y controlada por el usuario.
Ventanas
El subclocking se puede realizar manualmente en el BIOS o con aplicaciones de Windows , o de forma dinámica mediante funciones como SpeedStep de Intel o Cool'n'Quiet de AMD . En Windows 7 y 10, el subclocking se puede configurar dentro de la configuración "avanzada" de un plan de administración de energía. [5] [6]
Asus Eee PC
Los modelos anteriores de la Asus Eee PC usaban un procesador Intel Celeron M de 900 MHz con una frecuencia inferior a la de 630 MHz.
Mac OS X
El subclocking se puede realizar en el EFI.
Smartphones y PDA
La mayoría de los teléfonos inteligentes y PDA , como el Motorola Droid , Palm Pre y el iPhone de Apple , utilizan el reloj inferior de un procesador más potente, en lugar del reloj completo de un procesador menos potente, para maximizar la duración de la batería. Los diseñadores de estos dispositivos móviles a menudo descubren que un procesador más lento da una duración de batería peor que un procesador más potente a una frecuencia de reloj más baja . Seleccionan un procesador en función del rendimiento por vatio del procesador. [7]
Actuación
El rendimiento de una máquina sin reloj a menudo será mejor de lo que cabría esperar. En condiciones normales de uso de escritorio, rara vez se necesita toda la potencia de la CPU. Incluso cuando el sistema está ocupado, generalmente se dedica una gran cantidad de tiempo a la espera de datos de la memoria, el disco u otros dispositivos. Dichos dispositivos se comunican con la CPU a través de un bus que opera con un ancho de banda mucho menor. Generalmente, cuanto menor sea el multiplicador de CPU (y por lo tanto la frecuencia de reloj de una CPU), más cercano será su rendimiento al del bus y menos tiempo pasará esperando.
Ver también
- grande pequeño
Referencias
- ^ "Proveedor global de gráficos, procesadores y soluciones multimedia innovadoras" . AMD . Consultado el 2 de junio de 2016 .
- ^ "Proyecto Ultimate Underclock & Undervolt" . Silentpcreview.com . 2002-07-28 . Consultado el 2 de junio de 2016 .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 8 de julio de 2011 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Tecnología Intel SpeedStep mejorada para el procesador Intel Pentium M - Informe técnico" (PDF) . Intel Corporation . Marzo de 2004. Archivado desde el original (PDF) el 12 de agosto de 2015.
- ^ "¿Cómo" limita Windows "la CPU (Opciones de energía / Ahorro de batería)" . superusuario StackExchange . Consultado el 30 de abril de 2020 .
- ^ Caza, Cale. "7 formas de mejorar la duración de la batería de su PC con Windows 10" . Windows Central . Consultado el 30 de abril de 2020 .
- ^ "Diseño de microprocesador: métricas de rendimiento"
enlaces externos
- CPU "Undervolting" y "Underclocking" Un manual de SilentPCReview.com
- "Underclocking", un tutorial clásico de Game Boy