Trong máy tính, ép xung (overclocking) là hoạt động tăng xung nhịp của máy tính để vượt quá tốc độ được nhà sản xuất chứng nhận. Thông thường, điện áp hoạt động cũng được tăng lên để duy trì sự ổn định hoạt động của linh kiện ở tốc độ nhanh. Các thiết bị bán dẫn hoạt động ở tần số và điện áp cao hơn làm tăng điện năng tiêu thụ và nhiệt.[1] Một thiết bị được ép xung có thể không đáng tin cậy hoặc bị lỗi hoàn toàn nếu tải nhiệt bổ sung không được loại bỏ hoặc các thành phần cung cấp điện không thể đáp ứng nhu cầu điện năng tăng lên. Nhiều bảo hành thiết bị nêu rõ rằng ép xung và/hoặc thông số kỹ thuật quá mức sẽ làm mất tác dụng của bất kỳ bảo hành nào, tuy nhiên ngày càng có nhiều nhà sản xuất cho phép ép xung miễn là được thực hiện một cách (tương đối) an toàn.
Mục đích của ép xung là để tăng vận tốc hoạt động giải trí của một thành phần nhất định. Thông thường, trên những mạng lưới hệ thống văn minh, tiềm năng ép xung là tăng hiệu suất của chip chính hoặc mạng lưới hệ thống con, ví dụ điển hình như bộ giải quyết và xử lý chính hoặc bộ tinh chỉnh và điều khiển đồ họa, nhưng những thành phần khác, ví dụ điển hình như bộ nhớ mạng lưới hệ thống ( RAM ) hoặc bus mạng lưới hệ thống ( nói chung là trên bo mạch chủ ), thường được tham gia. Sự cân đối là sự ngày càng tăng điện năng tiêu thụ ( nhiệt ), tiếng ồn của quạt ( làm mát ) và tuổi thọ ngắn hơn cho những thành phần được nhắm tiềm năng. Hầu hết những bộ phận được phong cách thiết kế với mức độ bảo đảm an toàn để đối phó với những điều kiện kèm theo hoạt động giải trí ngoài tầm trấn áp của đơn vị sản xuất ; ví dụ là nhiệt độ thiên nhiên và môi trường xung quanh và sự giao động của điện áp hoạt động giải trí. Nói chung, những kỹ thuật ép xung nhằm mục đích đánh đổi biên độ bảo đảm an toàn này bằng cách đặt thiết bị chạy ở mức cao hơn của biên độ, với sự hiểu biết rằng nhiệt độ và điện áp phải được người dùng giám sát và trấn áp ngặt nghèo hơn. Ví dụ như nhiệt độ quản lý và vận hành sẽ cần được trấn áp ngặt nghèo hơn với việc tăng cường làm mát, vì bộ phận này sẽ kém chịu đựng nhiệt độ tăng ở vận tốc cao hơn. Ngoài ra, điện áp hoạt động giải trí cơ bản hoàn toàn có thể được tăng lên để bù cho sự sụt giảm điện áp không mong ước và để tăng cường tín hiệu và tín hiệu thời hạn, vì những lần điện áp thấp có nhiều năng lực gây ra sự cố ở vận tốc hoạt động giải trí cao hơn .
Mặc dù hầu hết các thiết bị hiện đại đều có khả năng ép xung khá tốt, nhưng tất cả các thiết bị đều có giới hạn hữu hạn. Nói chung, đối với bất kỳ điện áp nhất định nào, hầu hết các bộ phận sẽ có tốc độ “ổn định” tối đa mà chúng vẫn hoạt động chính xác. Quá tốc độ này, thiết bị bắt đầu đưa ra kết quả không chính xác, có thể gây ra trục trặc và hoạt động rời rạc trong bất kỳ hệ thống nào tùy thuộc vào nó. Trong bối cảnh PC, kết quả thông thường là sự cố hệ thống, các lỗi nhỏ hơn có thể không bị phát hiện, điều này trong một thời gian đủ dài có thể gây ra những bất ngờ khó chịu như hỏng dữ liệu (kết quả được tính toán không chính xác hoặc tệ hơn là ghi vào bộ nhớ không chính xác) hoặc hệ thống bị lỗi chỉ trong một số tác vụ cụ thể (việc sử dụng chung như duyệt internet và xử lý văn bản có vẻ ổn, nhưng bất kỳ ứng dụng nào muốn đồ họa nâng cao sẽ làm hỏng hệ thống).
Tại thời điểm này, sự gia tăng điện áp hoạt động của một bộ phận có thể cho phép nhiều khoảng trống hơn để tăng thêm tốc độ đồng hồ, nhưng điện áp tăng cũng có thể làm tăng đáng kể sản lượng nhiệt, cũng như rút ngắn tuổi thọ hơn nữa. Tại một số thời điểm sẽ có một giới hạn được đặt ra bởi khả năng cung cấp đủ điện cho thiết bị, khả năng làm mát bộ phận của người dùng và khả năng chịu điện áp tối đa của chính thiết bị trước khi nó đạt đến sự cố hư hỏng. Việc sử dụng quá mức điện áp và/hoặc làm mát không đủ có thể nhanh chóng làm suy giảm hiệu suất của thiết bị đến mức hỏng hóc hoặc trong những trường hợp nghiêm trọng sẽ phá hủy hoàn toàn thiết bị.
Tốc độ đạt được khi ép xung phụ thuộc vào phần nhiều vào những ứng dụng và khối lượng việc làm đang được chạy trên mạng lưới hệ thống và những thành phần nào đang được người dùng ép xung ; tiêu chuẩn cho những mục tiêu khác nhau đã được công bố .
Giảm xung / hạ xung[sửa|sửa mã nguồn]
trái lại với ép xung, tiềm năng chính của hạ xung là giảm mức tiêu thụ điện năng và việc sinh nhiệt của thiết bị, với sự đánh đổi là vận tốc xung nhịp thấp hơn và giảm hiệu suất. Giảm nhu yếu làm mát thiết yếu để giữ cho phần cứng ở nhiệt độ hoạt động giải trí nhất định có những quyền lợi đặc biệt quan trọng như giảm số lượng và vận tốc quạt để cho phép hoạt động giải trí êm hơn và trong những thiết bị di động giúp tăng thời lượng pin cho mỗi lần sạc. Một số nhà phân phối hạ xung những thành phần của thiết bị sử dụng pin để cải tổ tuổi thọ pin hoặc tiến hành những mạng lưới hệ thống phát hiện khi nào thiết bị đang hoạt động giải trí dưới nguồn pin và giảm tần số đồng hồ đeo tay Việc hạ xung và hạ nguồn sẽ được nỗ lực trên mạng lưới hệ thống máy tính để bàn để thiết bị hoạt động giải trí trong yên lặng ( ví dụ điển hình như cho những máy làm TT vui chơi mái ấm gia đình ) trong khi có năng lực phân phối hiệu suất cao hơn hiện tại do những dịch vụ bộ giải quyết và xử lý điện áp thấp phân phối. Điều này sẽ sử dụng một phần ” điện áp tiêu chuẩn ” và nỗ lực chạy với điện áp thấp hơn ( trong khi nỗ lực giữ vận tốc máy tính để bàn ) để cung ứng tiềm năng hiệu suất / tiếng ồn gật đầu được cho bản dựng. Điều này cũng mê hoặc vì việc sử dụng bộ giải quyết và xử lý ” điện áp tiêu chuẩn ” trong ứng dụng ” điện áp thấp ” tránh được việc trả phí bảo hiểm truyền thống lịch sử cho phiên bản điện áp thấp được ghi nhận chính thức. Tuy nhiên, một lần nữa, giống như ép xung, không có gì bảo vệ chắc như đinh thành công xuất sắc và cần phải xem xét thời hạn của người kiến thiết xây dựng để điều tra và nghiên cứu những tích hợp mạng lưới hệ thống / bộ giải quyết và xử lý nhất định và đặc biệt quan trọng là thời hạn và thời hạn thực thi nhiều lần lặp lại kiểm tra độ không thay đổi. Tính hữu dụng của việc hạ xung ( một lần nữa giống như ép xung ) được xác lập bởi những dịch vụ, giá thành và tính khả dụng của bộ vi giải quyết và xử lý tại thời gian đơn cử của bản dựng. Hạ xung đôi lúc cũng được sử dụng khi khắc phục sự cố .
Văn hóa ép xung của người dùng máy tính[sửa|sửa mã nguồn]
Ép xung đã trở nên dễ tiếp cận hơn với các nhà sản xuất bo mạch chủ cung cấp ép xung như một tính năng tiếp thị trên các dòng sản phẩm chính của họ. Tuy nhiên, thực tế này được những người đam mê áp dụng nhiều hơn là người dùng chuyên nghiệp, vì ép xung có nguy cơ làm giảm độ tin cậy, độ chính xác và làm hỏng dữ liệu và thiết bị. Ngoài ra, hầu hết các bảo hành của nhà sản xuất và thỏa thuận dịch vụ không bao gồm các thành phần được ép xung cũng như bất kỳ thiệt hại ngẫu nhiên nào do việc sử dụng chúng. Mặc dù ép xung vẫn có thể là một lựa chọn để tăng khả năng tính toán cá nhân và do đó nâng cao năng suất quy trình làm việc cho người dùng chuyên nghiệp, cần nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm tra độ ổn định các thành phần kỹ lưỡng trước khi sử dụng chúng vào môi trường sản xuất.
Ép xung phân phối 1 số ít điểm lôi cuốn cho những người đam mê ép xung. Ép xung được cho phép kiểm tra những thành phần ở vận tốc hiện chưa được nhà phân phối phân phối hoặc ở vận tốc chỉ được phân phối chính thức trên những phiên bản chuyên biệt, giá cao hơn của loại sản phẩm. Xu hướng chung trong ngành công nghiệp máy tính là những công nghệ tiên tiến mới có khuynh hướng ra đời ở thị trường hạng sang trước, sau đó mới phân tán xuống thị trường hiệu năng và đại trà phổ thông. Nếu phần hạng sang chỉ khác nhau ở vận tốc xung nhịp tăng lên, một người đam mê hoàn toàn có thể nỗ lực ép xung phần chính để mô phỏng mẫu sản phẩm hạng sang. Điều này hoàn toàn có thể cung ứng thông tin cụ thể về cách những công nghệ tiên tiến over-the-chân trời sẽ hoạt động giải trí trước khi chúng chính thức xuất hiện trên thị trường đại trà phổ thông, điều này hoàn toàn có thể đặc biệt quan trọng có ích cho những người dùng khác đang xem xét xem họ có nên lên kế hoạch mua hoặc tăng cấp lên tính năng mới khi nó chính thức không phát hành .Một số người có sở trường thích nghi thích dựng máy, kiểm soát và điều chỉnh và ” nung nóng ” mạng lưới hệ thống của họ trong những cuộc thi điểm chuẩn cạnh tranh đối đầu, cạnh tranh đối đầu với những người dùng cùng chí hướng khác để có điểm trên cao trong những bộ điểm chuẩn máy tính được tiêu chuẩn hóa. Những người khác sẽ mua một quy mô ngân sách thấp của một bộ phận trong một dòng mẫu sản phẩm nhất định và cố gắng nỗ lực ép xung bộ phận đó để tương thích với hiệu suất chuẩn của quy mô đắt tiền hơn. Một cách tiếp cận khác là ép xung những thành phần cũ hơn để cố gắng nỗ lực bắt kịp với nhu yếu mạng lưới hệ thống ngày càng tăng và lê dài tuổi thọ sử dụng có ích của phần cũ hơn hoặc tối thiểu là trì hoãn việc mua phần cứng mới chỉ vì nguyên do hiệu suất. Một nguyên do khác cho việc ép xung thiết bị cũ hơn là ngay cả khi ép xung khiến thiết bị bị lỗi sớm hơn, rất ít bị mất vì nó đã được khấu hao và sẽ cần được thay thế sửa chữa trong mọi trường hợp. [ 2 ]
Về mặt kỹ thuật, bất kể thành phần nào sử dụng bộ đếm thời hạn ( hoặc đồng hồ đeo tay ) để đồng điệu hóa những hoạt động giải trí bên trong của nó đều hoàn toàn có thể được ép xung. Tuy nhiên, hầu hết những nỗ lực cho những thành phần máy tính tập trung chuyên sâu vào những thành phần đơn cử, ví dụ điển hình như bộ giải quyết và xử lý ( hay còn gọi là CPU ), thẻ video, chipset bo mạch chủ và RAM. Hầu hết những bộ giải quyết và xử lý văn minh đều lấy được vận tốc hoạt động giải trí hiệu suất cao của chúng bằng cách nhân xung nhịp cơ bản ( vận tốc bus của bộ giải quyết và xử lý ) với một thông số nhân bên trong bộ giải quyết và xử lý ( thông số CPU ) để đạt được vận tốc ở đầu cuối .Các bộ vi giải quyết và xử lý máy tính thường được ép xung bằng cách thao tác với hệ số nhân CPU nếu có tùy chọn đó, nhưng bộ giải quyết và xử lý và những thành phần khác cũng hoàn toàn có thể được ép xung bằng cách tăng vận tốc cơ bản của đồng hồ đeo tay bus. Một số mạng lưới hệ thống được cho phép kiểm soát và điều chỉnh bổ trợ những đồng hồ đeo tay khác ( ví dụ điển hình như đồng hồ đeo tay mạng lưới hệ thống ) ảnh hưởng tác động đến vận tốc đồng hồ đeo tay bus, một lần nữa được nhân với bộ giải quyết và xử lý để cho phép kiểm soát và điều chỉnh vận tốc ở đầu cuối của bộ giải quyết và xử lý tốt hơn .
Hầu hết các hệ thống OEM không tiết lộ cho người dùng những điều chỉnh cần thiết để thay đổi tốc độ xung nhịp của bộ xử lý hoặc điện áp trong BIOS của bo mạch chủ OEM, điều này không bao gồm việc ép xung (vì lý do bảo hành và hỗ trợ). Cùng một bộ xử lý được cài đặt trên một bo mạch chủ khác, cung cấp các điều chỉnh sẽ cho phép người dùng thay đổi chúng.
Bất kỳ thành phần nhất định nào ở đầu cuối sẽ ngừng hoạt động giải trí đáng đáng tin cậy sau một vận tốc đồng hồ đeo tay nhất định. Các thành phần thường sẽ hiển thị 1 số ít loại hành vi trục trặc hoặc tín hiệu khác về độ không thay đổi bị xâm phạm, cảnh báo nhắc nhở người dùng rằng vận tốc nhất định không không thay đổi, nhưng luôn có năng lực một thành phần sẽ hỏng vĩnh viễn mà không có cảnh báo nhắc nhở, ngay cả khi điện áp được giữ trong một số ít – những giá trị bảo đảm an toàn xác lập. Tốc độ tối đa được xác lập bằng cách ép xung đến điểm không không thay đổi tiên phong, sau đó gật đầu setup chậm hơn không thay đổi ở đầu cuối. Các thành phần chỉ được bảo vệ hoạt động giải trí đúng mực đến những giá trị định mức của chúng ; ngoài những những mẫu khác nhau hoàn toàn có thể có tiềm năng ép xung khác nhau. Điểm cuối của một lần ép xung nhất định được xác lập bởi những thông số kỹ thuật như số nhân CPU có sẵn, bộ chia bus, điện áp ; năng lực của người sử dụng để quản trị tải nhiệt, kỹ thuật làm mát ; và 1 số ít yếu tố khác của bản thân những thiết bị riêng không liên quan gì đến nhau như xung nhịp bán dẫn và dung sai nhiệt, tương tác với những thành phần khác và phần còn lại của mạng lưới hệ thống .
Các xem xét[sửa|sửa mã nguồn]
Có 1 số ít điều cần được xem xét khi ép xung. Đầu tiên là bảo vệ linh phụ kiện được cung ứng đủ nguồn năng lượng ở mức điện áp đủ để hoạt động giải trí ở mức xung nhịp mới. Cung cấp nguồn điện không đúng thiết lập hoặc đặt điện áp quá mức hoàn toàn có thể làm hỏng vĩnh viễn một bộ phận .Trong môi trường tự nhiên sản xuất chuyên nghiệp, ép xung chỉ có năng lực được sử dụng khi vận tốc tăng lên chứng tỏ cho ngân sách tương hỗ của chuyên viên thiết yếu, độ đáng tin cậy hoàn toàn có thể giảm, hậu quả là những hợp đồng bảo dưỡng và bh, và tiêu thụ điện năng cao hơn. Nếu nhu yếu vận tốc nhanh hơn, nó thường rẻ hơn khi mọi ngân sách được xem xét để mua phần cứng nhanh hơn .
Tất cả các mạch điện tử đều tạo ra nhiệt do sự chuyển động của dòng điện. Khi tần số xung nhịp trong mạch kỹ thuật số và điện áp áp dụng tăng lên, nhiệt tạo ra bởi các thành phần chạy ở mức hiệu suất cao hơn cũng tăng lên. Mối quan hệ giữa tần số xung nhịp và công suất thiết kế nhiệt (TDP) là tuyến tính. Tuy nhiên, có một giới hạn đối với tần số tối đa được gọi là “bức tường”. Để khắc phục vấn đề này, các chuyên gia ép xung nâng cao điện áp chip để tăng tiềm năng ép xung. Điện áp làm tăng điện năng tiêu thụ và do đó sinh nhiệt đáng kể (tỷ lệ thuận với bình phương điện áp trong mạch tuyến tính, chẳng hạn); điều này yêu cầu làm mát nhiều hơn để tránh làm hỏng phần cứng do quá nhiệt. Ngoài ra, một số mạch kỹ thuật số hoạt động chậm lại ở nhiệt độ cao do các đặc tính của thiết bị MOSFET thay đổi. Ngược lại, người ép xung có thể quyết định giảm điện áp chip trong khi ép xung (một quá trình được gọi là undervolting), để giảm phát thải nhiệt trong khi hiệu suất vẫn ở mức tối ưu.
Hệ thống làm mát chuẩn được phong cách thiết kế cho lượng điện năng được tạo ra trong quy trình sử dụng không ép xung ; những mạch được ép xung hoàn toàn có thể nhu yếu làm mát nhiều hơn, ví dụ điển hình như bằng quạt mạnh, tản nhiệt lớn hơn, ống dẫn nhiệt và tản nhiệt nước. Khối lượng, hình dạng và vật liệu đều tác động ảnh hưởng đến năng lực tản nhiệt của tản nhiệt. Các bộ tản nhiệt hiệu suất cao thường được làm trọn vẹn bằng đồng, có tính dẫn nhiệt cao, nhưng giá tiền cao. [ 3 ] Nhôm được sử dụng thoáng đãng hơn ; nó có đặc tính nhiệt tốt, mặc dầu không tốt bằng đồng và rẻ hơn đáng kể. Vật liệu rẻ hơn như thép không có đặc tính nhiệt tốt. Ống dẫn nhiệt hoàn toàn có thể được sử dụng để cải tổ độ dẫn điện. Nhiều bộ tản nhiệt tích hợp hai hoặc nhiều vật tư để đạt được sự cân đối giữa hiệu suất và ngân sách. [ 3 ]
Bên trong máy tính làm mát bằng nước, hiển thị khối nước CPU, đường ống và máy bơm
Làm mát bằng nước mang nhiệt thải đến bộ tản nhiệt. Các thiết bị làm mát nhiệt điện thực sự làm lạnh bằng cách sử dụng hiệu ứng Peltier có thể hỗ trợ các bộ xử lý công suất thiết kế nhiệt (TDP) cao do Intel và AMD sản xuất vào đầu thế kỷ XXI. Các thiết bị làm mát bằng nhiệt điện tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai tấm bằng cách cho dòng điện chạy qua các tấm. Phương pháp làm mát này mang lại hiệu quả cao, nhưng bản thân nó tạo ra nhiệt đáng kể ở những nơi khác phải được mang đi, thường là bằng bộ tản nhiệt đối lưu hoặc hệ thống làm mát bằng nước.
Nitơ lỏng có thể được sử dụng để làm mát hệ thống được ép xung, khi cần có biện pháp làm mát cực mạnh.Các giải pháp làm mát khác là đối lưu cưỡng bức và làm mát chuyển pha được sử dụng trong tủ lạnh và hoàn toàn có thể được kiểm soát và điều chỉnh để sử dụng trên máy tính. Nitơ lỏng, heli lỏng và đá khô được sử dụng làm chất làm mát trong những trường hợp khắc nghiệt, [ 4 ] ví dụ điển hình như nỗ lực lập kỷ lục hoặc thí nghiệm một lần thay vì làm mát mạng lưới hệ thống hàng ngày. Vào tháng 6 năm 2006, IBM và Viện Công nghệ Georgia đã cùng nhau công bố một kỷ lục mới về vận tốc xung nhịp chip dựa trên silicon ( vận tốc một bóng bán dẫn hoàn toàn có thể được quy đổi, không phải vận tốc xung nhịp CPU [ 5 ] ) trên 500 GHz, được triển khai bằng cách làm mát chip xuống 4,5 K ( − 268,6 °C ; − 451,6 °F ) sử dụng helium lỏng. [ 6 ] Kỷ lục quốc tế về tần số CPU là 8.794 GHz tính đến tháng 11 năm 2012. [ 7 ] Các giải pháp cực đoan này thường không thực tiễn về lâu dài hơn, vì chúng nhu yếu nạp lại những bình chứa chất làm mát hóa hơi, và ngưng tụ hoàn toàn có thể hình thành trên những thành phần được làm lạnh. [ 4 ] Hơn nữa, những bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng tiếp giáp dựa trên silicon ( JFET ) sẽ phân hủy dưới nhiệt độ khoảng chừng 100 K ( − 173 °C ; − 280 °F ) và ở đầu cuối ngừng hoạt động giải trí hoặc ” ngừng hoạt động ” ở 40 K ( − 233 °C ; − 388 °F ) vì silicon không còn bán dẫn, [ 8 ] nên việc sử dụng chất làm mát cực lạnh hoàn toàn có thể khiến thiết bị bị hỏng .Làm mát chìm, được sử dụng bởi siêu máy tính Cray-2, tương quan đến việc nhúng một phần của mạng lưới hệ thống máy tính trực tiếp vào chất lỏng làm lạnh có tính dẫn nhiệt nhưng độ dẫn điện thấp. Ưu điểm của kỹ thuật này là không có sự ngưng tụ hoàn toàn có thể hình thành trên những thành phần. [ 9 ] Chất lỏng chìm tốt là Fluorinert do 3M sản xuất, đắt tiền. Một lựa chọn khác là dầu khoáng, nhưng những tạp chất như trong nước hoàn toàn có thể khiến nó dẫn điện. [ 9 ]Những người đam mê ép xung nghiệp dư đã sử dụng hỗn hợp đá khô và dung môi có điểm ngừng hoạt động thấp, ví dụ điển hình như axeton hoặc cồn isopropyl. [ 10 ] Bể làm mát này, thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm, đạt được nhiệt độ − 78 °C. [ 11 ] Tuy nhiên, cách làm này không được khuyến khích do rủi ro đáng tiếc về bảo đảm an toàn của nó ; dung môi dễ cháy và dễ bay hơi, và đá khô hoàn toàn có thể gây tê cóng ( do tiếp xúc với da tiếp xúc ) và ngạt thở ( do một lượng lớn khí cacbonic sinh ra khi nó thăng hoa ) .
