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er Overclock (OC), s'intende generalmente il mandare un componente elettronico (che da ora in poi chiameremo chip), che lavora di default ad una certa frequenza di lavoro, ad una frequenza superiore, onde aumentargli le prestazioni.
La frequenza di lavoro e' la capacita di compiere un certo numero di operazioni semplici detti cicli (o clocks, da cui "overclock") al secondo; essa si misura in MegaHertz (Mhz), dove, ad un Hertz corrispondono 1000 cicli/s; per cui, ad una frequenza di 1 Mhz, si avranno 1.000.000 di cicli semplici al secondo; a 100 MHz, 100.000.000 di cicli/sec, e cosi' via.
Detto cosi', sembra semplice: basta aumentare la frequenza di lavoro, e le prestazioni aumenteranno di conseguenza......
Purtroppo, la cosa ha uno spiacevole risvolto:
un chip elettronico, per funzionare, utilizza pur sempre corrente elettrica, anche se su componenti miniaturizzati (siamo in un ordine di valori sotto il Micron, ovvero su dimensioni di millionesimi di millimetro), ed essi, pur essendo fatti con materiali molto conducibili (generalmente Alluminio e oro; fra un po' diventera' anche il Rame la normalita'), inducono una "resistenza" al passaggio della corrente anche se questa e' in quantita' irrisoria. Aumentando i cicli di lavoro al secondo, aumentera' anche la quantita' di corrente che transita nel chip, sempre al secondo.
Questo ha due conseguenze:
1) Produzione di calore, proporzionale sia alla differenza di potenziale elettrico (Voltaggio) che aumenta la quantita' di corrente che transita sui circuiti per ogni ciclo di lavoro, sia alle volte che che questa cosa si ripete in un secondo (frequenza), e quindi alla resistenza indotta dai circuiti al passaggio della corrente, data dalla dimensione della sezione di passaggio della corrente, e dal tipo di materiale usato (Resistenza).
2) Elettromigrazione, ovvero un fenomeno nocivo che si innesca qualora la frequenza, il voltaggio e la resistenza siano eccessivi;
la corrente in una sezione di materiale conducibile, transita attraverso lo scambio di elettroni da un'atomo all'altro; questo porta inevitabilmente ad una modificazione nel tempo della struttura degli atomi sottoposti a tale fenomeno (ovvero gli elettroni non vengono sostituiti tutti nel passaggio da un'atomo all'altro), e quindi ad un indebolimento della struttura del materiale, che alla fine si assottiglia gradualmente, innescando un fenomeno che cresce proporzionalmente con il suo procedere. Questo e' un processo irreversibile e sempre presente, a qualunque frequenza di lavoro. L'Overclock accellera, e di molto, questo fenomeno.
L'aumento di calore, conseguenza della resistenza, arrivato ad un certo punto, interrompe il passaggio della corrente. E' sufficiente che anche solo una delle piste di alluminio o uno dei transistor o una delle giunzioni si blocchi, che di fatto blocca l'intero chip.
Considerando che un chip attuale come l'nVidia GeForce256 ha 23 milioni di transistors al suo interno, e (come minimo altrettante piste di alluminio e relativi collegamenti), e' incredibile pensare alla perfezione che le case produttrici debbano raggiungere, affinche' questo fenomeno non avvenga a causa per esempio di un difetto di fabbricazione; figuriamoci poi se si overclocca!!
Comunque, data la dimensione delle piste, piu' grandi, e dei transistors, piu' piccoli, e' probabile che si blocchi prima un transistor per eccessivo calore che non una pista di alluminio o un collegamento; viceversa, il fenomeno dell'elettromigrazione alla lunga interessa piu' le piste e i collegamenti, che non i transistor.
C'e' inoltre un'altra componente da considerare: il calore indotto all'interno del chip.
Lo scopo della miniaturizzazione, e' quello di mettere quanti piu' transistors possibili e i relativi collegamenti in un dato spazio (si parla di milioni di transistor x cm2); essendo lo spazio fra le varie componenti del chip ridottissimo, accade che le parti che producono piu' calore, lo trasmettano anche a quelle limitrofe, facendole surriscaldare a loro volta; la limitazione di questo fenomeno dipende essenzialmente dalla bonta' del progetto del chip, e purtroppo e' una cosa che non si puo' verificare completamente a tavolino con simulazioni teoriche dello schema di funzionamento, ma quasi sempre solo con i prototipi di preserie...
Altra causa di calore indotto, e' l'aumento di voltaggio che spesso si usa per "stabilizzare" un'Overclock, detto anche "Overvolt". Esso si usa perche' in presenza di un' Overclock spesso capita che la maggiore resistenza del materiale indotta dall'OC, "indebolisca" il passaggio di corrente tra un'atomo e l'altro; cosicche', si preferisce aumentare leggermente anche il voltaggio, che "rinforza" la trasmissione degli elettroni, anche a scapito di una ulteriore produzione di calore.
Aumentando il voltaggio, aumenta la resistenza data dal materiale, e quindi la produzione di calore ed il calore indotto tra le componenti interne;
e alla fine, avviene lo stesso meccanismo di aumento di calore indotto dall'aumento dalla frequenza di funzionamento.
Capita cosi' di avere chip molto tolleranti all'overclock, grazie ad un'ottimo progetto di base che distribuisce omogeneamente il calore all'interno del chip,
e viceversa chip anche ottimi che non ne vogliono sapere di andare fuori tolleranza piu' di tanto...
Per finire, esiste SEMPRE un limite all'Overclock, dato essenzialmente dal processo produttivo utilizzato, dalla resistenza data dalla quantita' di corrente che esso richiede per funzionare, dal calore indotto all'interno del chip, tutte cose che alla fine raggiungono un limite oltre il quale non e' piu' possibile dissipare il calore sufficientemente all'esterno del chip.
Oltre questo limite c'e' la fusione di una delle componenti.
Overcloccare allora, significa essenzialmente non solo aumentare la frequenza di lavoro di un componente elettronico, ma sopratutto escogitare, e mettere in pratica, soluzioni per contrastare efficaciemente queste sue conseguenze negative, sempre nei limiti del possibile.
La frequenza di lavoro e' la capacita di compiere un certo numero di operazioni semplici detti cicli (o clocks, da cui "overclock") al secondo; essa si misura in MegaHertz (Mhz), dove, ad un Hertz corrispondono 1000 cicli/s; per cui, ad una frequenza di 1 Mhz, si avranno 1.000.000 di cicli semplici al secondo; a 100 MHz, 100.000.000 di cicli/sec, e cosi' via.
Detto cosi', sembra semplice: basta aumentare la frequenza di lavoro, e le prestazioni aumenteranno di conseguenza......
Purtroppo, la cosa ha uno spiacevole risvolto:
un chip elettronico, per funzionare, utilizza pur sempre corrente elettrica, anche se su componenti miniaturizzati (siamo in un ordine di valori sotto il Micron, ovvero su dimensioni di millionesimi di millimetro), ed essi, pur essendo fatti con materiali molto conducibili (generalmente Alluminio e oro; fra un po' diventera' anche il Rame la normalita'), inducono una "resistenza" al passaggio della corrente anche se questa e' in quantita' irrisoria. Aumentando i cicli di lavoro al secondo, aumentera' anche la quantita' di corrente che transita nel chip, sempre al secondo.
Questo ha due conseguenze:
1) Produzione di calore, proporzionale sia alla differenza di potenziale elettrico (Voltaggio) che aumenta la quantita' di corrente che transita sui circuiti per ogni ciclo di lavoro, sia alle volte che che questa cosa si ripete in un secondo (frequenza), e quindi alla resistenza indotta dai circuiti al passaggio della corrente, data dalla dimensione della sezione di passaggio della corrente, e dal tipo di materiale usato (Resistenza).
2) Elettromigrazione, ovvero un fenomeno nocivo che si innesca qualora la frequenza, il voltaggio e la resistenza siano eccessivi;
la corrente in una sezione di materiale conducibile, transita attraverso lo scambio di elettroni da un'atomo all'altro; questo porta inevitabilmente ad una modificazione nel tempo della struttura degli atomi sottoposti a tale fenomeno (ovvero gli elettroni non vengono sostituiti tutti nel passaggio da un'atomo all'altro), e quindi ad un indebolimento della struttura del materiale, che alla fine si assottiglia gradualmente, innescando un fenomeno che cresce proporzionalmente con il suo procedere. Questo e' un processo irreversibile e sempre presente, a qualunque frequenza di lavoro. L'Overclock accellera, e di molto, questo fenomeno.
L'aumento di calore, conseguenza della resistenza, arrivato ad un certo punto, interrompe il passaggio della corrente. E' sufficiente che anche solo una delle piste di alluminio o uno dei transistor o una delle giunzioni si blocchi, che di fatto blocca l'intero chip.
Considerando che un chip attuale come l'nVidia GeForce256 ha 23 milioni di transistors al suo interno, e (come minimo altrettante piste di alluminio e relativi collegamenti), e' incredibile pensare alla perfezione che le case produttrici debbano raggiungere, affinche' questo fenomeno non avvenga a causa per esempio di un difetto di fabbricazione; figuriamoci poi se si overclocca!!
Comunque, data la dimensione delle piste, piu' grandi, e dei transistors, piu' piccoli, e' probabile che si blocchi prima un transistor per eccessivo calore che non una pista di alluminio o un collegamento; viceversa, il fenomeno dell'elettromigrazione alla lunga interessa piu' le piste e i collegamenti, che non i transistor.
C'e' inoltre un'altra componente da considerare: il calore indotto all'interno del chip.
Lo scopo della miniaturizzazione, e' quello di mettere quanti piu' transistors possibili e i relativi collegamenti in un dato spazio (si parla di milioni di transistor x cm2); essendo lo spazio fra le varie componenti del chip ridottissimo, accade che le parti che producono piu' calore, lo trasmettano anche a quelle limitrofe, facendole surriscaldare a loro volta; la limitazione di questo fenomeno dipende essenzialmente dalla bonta' del progetto del chip, e purtroppo e' una cosa che non si puo' verificare completamente a tavolino con simulazioni teoriche dello schema di funzionamento, ma quasi sempre solo con i prototipi di preserie...
Altra causa di calore indotto, e' l'aumento di voltaggio che spesso si usa per "stabilizzare" un'Overclock, detto anche "Overvolt". Esso si usa perche' in presenza di un' Overclock spesso capita che la maggiore resistenza del materiale indotta dall'OC, "indebolisca" il passaggio di corrente tra un'atomo e l'altro; cosicche', si preferisce aumentare leggermente anche il voltaggio, che "rinforza" la trasmissione degli elettroni, anche a scapito di una ulteriore produzione di calore.
Aumentando il voltaggio, aumenta la resistenza data dal materiale, e quindi la produzione di calore ed il calore indotto tra le componenti interne;
e alla fine, avviene lo stesso meccanismo di aumento di calore indotto dall'aumento dalla frequenza di funzionamento.
Capita cosi' di avere chip molto tolleranti all'overclock, grazie ad un'ottimo progetto di base che distribuisce omogeneamente il calore all'interno del chip,
e viceversa chip anche ottimi che non ne vogliono sapere di andare fuori tolleranza piu' di tanto...
Per finire, esiste SEMPRE un limite all'Overclock, dato essenzialmente dal processo produttivo utilizzato, dalla resistenza data dalla quantita' di corrente che esso richiede per funzionare, dal calore indotto all'interno del chip, tutte cose che alla fine raggiungono un limite oltre il quale non e' piu' possibile dissipare il calore sufficientemente all'esterno del chip.
Oltre questo limite c'e' la fusione di una delle componenti.
Overcloccare allora, significa essenzialmente non solo aumentare la frequenza di lavoro di un componente elettronico, ma sopratutto escogitare, e mettere in pratica, soluzioni per contrastare efficaciemente queste sue conseguenze negative, sempre nei limiti del possibile.