Overclock: Intel Sandy Bridge

Bueno comenzamos con este pequeño artículo/documento (no sé como llamarlo) sobre Overclock a un Intel Core i7 2600K, el cual pertenece a la familia de los Sandy Bridge. Así que básicamente lo que aquí escribo aplica también para el Core i5 2500K; y aunque está enfocada en esta plataforma (SB), los parámetros y algunos  procedimientos también aplican para los hermanos mayores de esta generación; los Ivy Bridge; sobre todo los que son serie “K”. Pero aquí nos vamos a concentrar en la familia Sandy Bridge

Si tienen experiencia con Overcloking, se puede saber que antes (hace unos 12 años), era mucho más difícil hacerlo, incluso antes de eso había que hacer modificaciones de hardware. Ahora con esta plataforma todo ha sido simplificado de gran manera. Yo vengo de la época de hacer OC a los Pentium D y Core2Quad, quizás esta última fue la plataforma con la que más aprendí y con la que me hice de más experiencia, sobre todo con el Chipset P35 y posteriormente con el P45.

Luego vinieron los Nehalem, los cuales conservaba muchas características de OC de la plataforma anterior; ahora bien

Sandy Bridge es OTRO cuento completamente diferente.

Ahora ya no se utiliza tanto el Reloj Base (Base Clock) Bclk o el CPU Ratio, debido a que ahora este generador se ha movido directamente al CPU en sí, por lo tanto cambiar el Bclk es más limitado. Ahora la frecuencia de CPU está basada en las veces que se multiplica el Reloj  Base, es decir, en el multiplicador. A mi parecer si se tiene el Chipset adecuado y una buena Mobo, casi que cualquiera puede presumir ahora de hacer OC, pero aquí vamos a ver cómo hacerlo paso por paso.

Declaración Previa

Antes de comenzar, esta guía está basada tanto en experiencias personales con esta plataforma así como de leer y estudiar a profundidad en diferentes rincones de la web como funciona cada una de las partes en conjunto. Pero no soy experto y puedo haber cometido más de un error, así que si alguien encuentra algo que no encaja o que de plano esta incorrecto, pueden escribirme para hacerme ver el error y recuerden que esto es una guía  “Sin Compromiso” y que está hecha con el afán de ayudar a más de uno que lo necesite y no es algo de muerte el que no sea perfecta.

Por cierto si alguien decide a seguir estos pasos en su plataforma, lo hace bajo su propio riesgo, que aquí nadie está obligado a hacer nada. Y el OC aunque ahora es muy fácil sigue poniendo en riesgo la vida y salud de la plataforma si se hace de manera incorrecta

  • Hardware: Primero el Hardware que use fue un Core i7 2600K Stepping D2, Asus Maximus GenZ Gen3, 8Gb Corsair XMS3 DHX 1333Mhz, Corsair H80i CPU Cooler, Cooler Master 800w Silent Pro Gold y una Zotac GTX 670 2GB.

Conceptos y Parámetros

91648-sandy-bridge-intel-logo Aquí listo y hago una pequeña explicación sobre cada parámetro que juega un papel, ya sea grande o pequeño en el proceso de Overclocking. Estos conceptos si bien no son necesarios manejarlos de memoria, si es importante saber que valores pueden tomar y que umbrales tienen.

vCore/VCC: Es el voltaje que la placa base aplica al núcleo del CPU, por mucho es el parámetro que más importará durante el proceso de OC, ese parámetro definirá tanto al capacidad del CPU de mantener X frecuencia y la cantidad de calor que esto generará. A más vCore habrá más estabilidad de parte del CPU, pero así mismo generará más calor y si este calor no es correctamente disipado igual el sistema no será estable. Por ser un CPU de 32nm Sandy Bridge necesita mucho menos voltaje que las arquitecturas de 45nm o 65nm. Según la hoja técnica de Intel el máximo para este parámetro es de 1.53v; aunque se puede ir más lejos el calor sería demasiado para mi H80i, así que el límite que alcance 1.48v y era demasiado inestable, lo más que llegue estable corriendo un Benchmark de bajo perfil fue a 1.455v.

  • El máximo para un OC de 24/7 sería desde mi punto de vista un 1.48v. Para hacer un Benchmark extremo se puede subir un poco a 1.55v. Pero para subir más de 1.51v se va a necesitar tener una refrigeración líquida personalizada, debido a las grandes temperaturas que se generará. Yo no recomiendo a nadie llevarlo más allá de 1.6v; arriba de los 1.50v no recomiendo tampoco usar el LLC porque al quitar el vDroop podría dañar el CPU o al menos se puede degradar de una manera mucho más acelerada.

VID: Es el voltaje teórico que tiene el CPU guardado en sus tablas internas. No es el real que se le aplica al CPU, es un parámetro fijo que por lo general no cambia.

Con este término se puede observar que no todos los procesadores salen iguales de fábrica, aún cuando son el mismo modelo, de la misma marca e incluso en la misma fábrica y piezas del mismo Wafer, por impurezas e imprecisiones a nivel atómico son diferentes. Todos los procesadores, salvo defectos de fábrica, salen funcionando pero unos necesitan más o menos Vcore para estabilizarse a diferentes niveles; es decir, que un CPU puede estabilizarse con 1.25v a 3.4Ghz pero otro no sea estable a 3.4Ghz con 1.25v por tal motivo a este último le bajan la frecuencia a 2.8Ghz y de esta manera se venden diferentes modelos y diferentes precio. Incluso por razones comerciales una compañía puede bajar intencionalmente la velocidad nominal de un CPU. Por tal motivo es que se puede hacer OC en un CPU, ya que al aumentar el Vcore se puede lograr más frecuencias pero también hay que ir cuidando la estabilidad de dicho CPU. Por eso es que cada CPU tiene su propia forma de subir y puede que uno suba más que otro y viceversa.

En términos generales un CPU que necesite menos voltaje y que caliente menos se podrá overclokear más.

vDrop (Con una sola “o”): Es la caída, debido a electrones anárquicos, entre el voltaje que la placa base le aplica al procesador y el voltaje real que este recibe. Si por ejemplo ponemos un valor en la BIOS de vCore de 1.28v, con el CPU en Idle veremos que vCore que recibe el CPU en realidad es de 1.273, con lo cual tendríamos un vDrop de 1.28 – 1.273 = 0.007

vDroop (Con dos “o”): Es una caída de voltaje que se produce cuando al procesador esta bajo carga, respecto al voltaje real que se está aplicando. Esta caída no es debido a ningún fallo, sino que de esta manera está diseñado el procesador.

Cuando el vDroop está activado evita que las variaciones de voltajes cuando el CPU pasa de Idle a carga o viceversa, exceda el límite de voltaje configurado en la BIOS. En el cuadro de la derecha se puede observar que cuando el vCore está configurado en 1.25v en ningún momento es sobrepasado por el voltaje del CPU.

Cuando el vDroop se apaga o se usa un LCC extremo, a pesar que el vCore se ha configurado para que no pase de 1.25v, hay momentos, cuando el CPU pasa de Carga a Idle que este voltaje es superado, así sea solo por algunas fracciones de segundo. Además se puede ver que al tener el vDroop apagado, el CPU se tarda más en estabilizarse cuando cambia de carga; al final hace que los VRM trabajen más para estar tratando de compensar los cambios de voltaje.

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Voltaje Fijo: Modo con el cual configuramos un nivel de voltaje fijo en la BIOS para la CPU. Este voltaje será siempre el mismo, el CPU tenga carga o no (cuando no tenga carga será el configurado menos el vDroop). Esto tiene la desventaja que debido al voltaje fijo que estará recibiendo el CPU esto reducirá la vida del CPU y calentará mucho más que cuando tenga voltaje variable. Aunque puede ser posible Overclokear con voltaje fijo y no tener problema durante años. La temperatura del CPU con carga será mayor que sin carga aunque tengan el mismo voltaje. En algunas ocasiones es mejor usar este voltaje como al comenzar en niveles bajos de OC o por ejemplo para pasar un Benchmark a una frecuencia alta; pero yo prefiero NO usar este tipo de voltaje, por razones personales es mejor trabajar un poco más y tener un vCore variable antes que dejarle ir toda la costilla al CPU.

Voltaje Variable y Offset: Con este modo la BIOS aplica un voltaje dependiendo de la frecuencia del reloj. Estos voltajes están guardados en las tablas internas del CPU. De esta forma al aplicar el Offset, sin carga siempre será menor que cuando el CPU tenga carga, lo que hará que el CPU generé menos calor. Por lo tanto el Offset nos permite ingresar un valor de voltaje adicional (Positivo o negativo) al que se esté usando el CPU. Ejemplo si tenemos un vCore de 1.27v en Idle, con un Offset de +0.05 estará en 1.32v y con un offset de -0.01 estará en 1.26v; Alguno procesadores pueden necesitar más o menos offset para encontrar estabilidad a las mismas frecuencias que otros.

Algunas placas permiten un offset cuando el CPU este con poca carga o sin carga; mientras que otras placas solo permiten un offset que se aplica en todos los casos.

Load Line Calibration (LLC): El Load Line Calibration es un mecanismo que los fabricantes de placas base incluyen para lograr disminuir el efecto del vDroop bajo carga. La idea es que se ponen a funcionar los reguladores de voltaje (VRM) para que compensen la caída del voltaje cuando el CPU esta en carga. Este menor voltaje beneficiará más al CPU en cargas bajas ya que en carga alta siempre será el mismo voltaje que hemos establecido (solo que sin el LLC tendríamos que poner un vCore mayor). Para una mejor ilustración ver la gráfica colocada en el apartado vDroop.

Ahora bien el usar el LLC tiene su inconveniente; si hemos leído para que sirve el vDroop nos daremos cuenta que es un mecanismo que es incluido por el fabricante de la placa para reducir los riesgo ocasionados por los picos de voltaje en las cargas altas o bajas. Claro que en cuanto estos picos de voltaje pueden afectar la vida del CPU en voltajes moderados (1.4v a 1.5v) es algo que hasta la fecha no se ha determinado, ya que como todo lo demás depende mucho del CPU en cuestión. Pero el inconveniente más crítico, es que para mantener un LLC alto, se tiene que hacer que los reguladores de voltajes (VRMs) trabajen más por lo tanto generarán mucho más calor por el trabajo realizado y jamás hay que subestimar la probabilidad de quemar un VRM, por lo tanto si la placa base que está usando no tiene disipadores en sus VRM no es aconsejable pasar del LLC=25% (médium); si se tiene una refrigeración activa o líquida en los VRM es posible llegar el nivel “Extreme” de LLC=100%.

VCCIO: Antes era conocido como el voltaje QPI/VTT o el UnCore. Formalmente conocido como el controlador integrado de voltaje de memoria y también controla algo PCI-E.  Es básicamente lo que provee de energía a todas las partes que no son los núcleos, de ahí el término UnCore (No núcleos).

  • El máximo según Intel es de 1.05 +/- 3% = 1.08v, aunque se puede ir mucho más arriba de esto, por recomendación otra vez muy personal me mantengo siempre debajo de 1.18v para un OC de 24/7.

VDDQ: Mejor conocido como el Vdimm o Vdram, es el voltaje que utiliza la memoria del sistema. También conocido como voltaje I/O DDR3. Intel dice que el tope para este voltaje es de 1.575v; desde bastante tiempo el estándar para este parámetro 1.5v para correr las memorias a su velocidad nominal de fábrica. Para subir las memos se puede elevar este parámetro a 1.65v sin temor alguno, he visto memorias de 1600Mghz usar hasta 1.72  – 1.76v para llegar a 1866Mhgz. No es recomendable pasar de 1.8v; yo personalmente no me gusta mucho subir esta parámetro así que dejaré mis memos corriendo a 1600Mghz de stock.

  • Por lo que he leído sobre este parámetro no es aconsejable levantarlo tanto. Yo me voy a mantener en 1.5v y a velocidad Stock ya que en Sandy Bridge se puede subir el CPU hasta los 5.0Ghz con las memorias a 1333, así que no veo necesario subirlas tanto. Pero de ser necesario llevarlas a 1866Mghz no lo llevará más arriba de 1.64v

VCCPLL: Este es el voltaje para el generador interno de reloj interno para el CPU. Intel dice que el máximo que este parámetro puede llegar a alcanzar es 1.89v y en stock viene a 1.8v

Lo que el VCCPLL hace es que provee la energía para generar el multiplicador interno del CPU, el cual es multiplicado por el ratio del núcleo. De esto se encarga el “Phase Lock Loop” (PLL).

  • Este parámetro lo voy a mantener a 1.70v de ser necesario lo voy a poner a 1.72v esto con el fin de mantener la temperaturas manejables; subirlo a más de 1.8v con un Corsair H80i me parece poco real y práctico.

VCCSA: Es conocida también como Agente de Voltaje del sistema. Este parámetro no tiene que ser modificado porque está pensado para dar poder muchas partes que el VCC no alimenta y su naturaleza es que sea un valor fijo. Es generado por un VRM aparte del que genera el VID. Lo más importante que alimenta este voltajes el PCU (Unidad de Control de Poder).

  • Este valor quedará de Stock. Y no es necesario modificarlo para lograr OC.

Alternativas con el BCLK

En Sandy Bridge el subir el BCLK es un tanto difícil, porque con un poco que se suba se vuelve completamente inestable el sistema. Por lo tanto para ir lo subiendo hay que ir de 0.2Mhz a la vez, para no tener luego problemas de inestabilidad. Otra observación que cuando ha encontrado el multiplicador máximo que le funciona no es recomendable subir en ese caso el BCLK, siempre hay que bajar un poco el multiplicador máximo; porque es más probable que todo el sistema funcione de esta manera.

Se puede bajar el multiplicador un poco, bajar en una pequeña fracción el vCore y luego subir de a poco el BCLK. Personalmente no me gusta tocar este parámetro porque lo que se gana no justifica el estar haciendo los ajustes de parámetros, porque cada vez que se mueve el BCLK hay que hacer reinicio completo del sistema. Por cierto por sanidad mental muevan el BLCK desde la BIOS y no usen ninguna herramienta dentro de SO.

Lo que se busca algunas veces es que para llegar arriba a los 5.0Ghz; es bajar el multiplicador un poco y bajar el vCore y ahí subir el BCLK para encontrar una combinación la cual haga tener mejores temperaturas. Para esto puede ser útil aumentar el Voltaje del PCH. Para el PCH yo no iría más allá de 1.09v para un OC de 24/7, pero igual yo casi no hago este tipo de OC. Yo desde el principio decidí que mi límite iba a ser 5.0Ghz en el CPU. Pero en caso de querer ir más allá de eso se debería de hacer una combinación como la descrita arriba; aunque por lo que he leído luego de los 5Ghz el mover el BCLK hace que toda la plataforma se ponga inestable.

Para llevarlo a 5.0Ghz no utilizare el BLCK en ningún momento dentro de la ecuación.

Calentamiento para Sandy Bridge:

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Con la tecnología nueva de los turbos de multiplicadores, viene también características pensadas para complacer al usuario final; es aquí que entra la habilidad del Sandy Bridge de exceder el TDP (por unos 25 segundos pero algunos manufacturadores hay llegado a extender este tiempo) para utilizar la capacidad de disipación del distribuidor interno de calor (IHS) y su Heatsink.

Lo que esto significa que la frecuencia puede ser aumentada así como la cantidad de carga térmica resultante por el aumento de voltaje y corriente; y el sistema puede absorber más calor tan pronto como la frecuencia más alta es alcanzada para sacar provecho del tiempo de preparación del Heatsink interno y del Cooler Externo.

Intel se dio cuenta que al comienzo de la carga térmica más alta, el empacado (Cooler) puede absorber mucho más calor que lo que el CPU disipa normalmente, así que ellos incorporaron la habilidad de que el procesador pueda disipar más calor al principio de operar a la mayor frecuencia posible.

Esto es bueno porque el CPU puede correr más fresco, pero también quiere decir que cuando el CPU este en Idle estará bastante fresco, tan fresco que cuando el CPU entre en carga, al aumentar el multiplicador a turbo, hará que el CPU tenga una gran carga térmica que disipar; pero no hay que preocuparse por esto, Sandy Bridge tiene un Regulador Turbo de Sobrecalentamiento Interno (Internal Overheating Turbo Throttle), el cual reducirá el multiplicador en una unidad y luego toma el voltaje menor para esta nueva frecuencia y re-medirá la temperatura que tendrá que disipar, para asegurar que esta nueva temperatura lograda sea más fresca que la anterior, sino es así vuelve a hacer la reducción del multiplicador y todo el proceso de re-calculo. Todo este ciclo sucede en 2 mili segundos.

Todo este regulador térmico de sobrecalentamiento es parte del Thermal Control Circuit (TCC).

Overcloking RAM

Sé que muchos ya saben cómo hacerle OC a las memorias, sobre todo con la gran población de guías y artículos que hay en foros y sitios web.

Aunque siempre hay que tener en cuentas que las memorias no son como los procesadores, por lo general no se puede hacerle OC a más de un 50% de su velocidad. Si se tiene un kit con latencias bajas es probable que se pueda subir las memorias al siguiente nivel con solo subir las latencias y el voltaje de los DIMMs. También hay que recordar de ir subiendo el VTT/VCCIO junto con el parámetro de voltaje de las RAM. No se debería de necesitar más de 1.25v en VTT/VCCIO.

Me he dado cuenta que algunos logran llevar memorias hasta 2133Mghz con voltajes de hasta 1.1v, lo cual es bien bajo. Claro hay que tener en cuenta que la cantidad de RAM que se está utilizando también influye; 4GB (2GBx2) se podrán llevar a un mayor nivel con un voltaje más bajo que 8GB (4GBx2). Así como también influirá la cantidad de módulos los cuales se esté utilizando.

Ahora los perfiles X.M.P. son bastantes atractivos para usuarios, ya que los efectos de hacen que se aumente la velocidad de las memorias, se bajen las latencias y se aumenta el Voltaje VTT. Esta característica viene en la mayoría de memorias DDR3, desde los días del Chipset X58.

Si se quiere utilizar los perfiles X.M.P. hay que verificar que el VTT/VCCIO esté por debajo de 1.2V

Bueno yo sé que en esta guía no es como que reinvento la rueda, ni tampoco era el objetivo; la idea era en un solo sitio poder concentrar la información de experiencias personales y de conceptos que están regados por la toda la web.

Mucho de la información que he colocado esta en foros especializados y también en sitios especializados.

Al final logre llevar el Core i7 2600k a 5.0 Ghz, si bien se necesito leer y estudiar esta plataforma, hacer OC con un Sandy Bridge es mucho más fácil que con las plataforma anteriores de Intel.

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Saludos,

IsraModd.-

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